JP2593453B2 - Image compression device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は画像圧縮装置、特に画像をコード化、投影化
または変換処理を施して情報量の保存を行いつつ見掛け
のデータ量の圧縮を行う画像圧縮装置に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to an image compression apparatus, in particular, to encode, project or convert an image to store apparent data while preserving the amount of information. The present invention relates to an image compression apparatus for compressing an amount.
（従来の技術） デジタル画像を通信回線を通して送受信する場合ある
いは記憶装置に格納す場合、または通信路あるいは記憶
装置の負荷を軽減する場合には、より少ない語数で原画
像を表現する方法、所謂画像圧縮を必要とするがこの画
像圧縮方法には可逆圧縮と非可逆圧縮の２種がある。可
逆圧縮は、圧縮した画像をランレングスコーデイング法
またはハフマン符号法等を用いることにより原画像に完
全に復元可能であるのに対し、非可逆圧縮では、可逆圧
縮に比し圧縮率を大きくとれるが、完全に原画像に復元
することができず、しかも、圧縮率に比例して画質も劣
化するので、人間の目に画質の劣化を感じさせない程度
に圧縮率を制限する必要がある。(Prior Art) When transmitting / receiving a digital image through a communication line, storing it in a storage device, or reducing the load on the communication channel or the storage device, a method of expressing the original image with a smaller number of words, a so-called image Although compression is required, there are two types of image compression methods: lossless compression and irreversible compression. In lossless compression, the compressed image can be completely restored to the original image by using run-length coding or Huffman coding, while irreversible compression can achieve a higher compression ratio than lossless compression. However, since the original image cannot be completely restored and the image quality also deteriorates in proportion to the compression ratio, it is necessary to limit the compression ratio to such an extent that the image quality is not perceived by human eyes.
（発明が解決しようとする問題点） ところで、画像の精密度が要求される例えば医用画像
等においては、画質の劣化が直接診断能の低下に結びつ
く虞があるため、一般に画質の劣化のない可逆圧縮方式
がとられている。そのため圧縮率の大幅な向上、記憶容
量の縮小を期待できないという問題を有していた。(Problems to be Solved by the Invention) By the way, in the case of, for example, a medical image or the like, in which image precision is required, there is a possibility that deterioration in image quality directly leads to deterioration in diagnostic performance. A compression system is used. Therefore, there has been a problem that it is not possible to expect a significant improvement in the compression ratio and a reduction in the storage capacity.
この発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、
その目的とするところは、画像品質を劣化させることな
く圧縮率を高めることを可能にした画像圧縮装置を提供
することにある。The present invention has been made in view of such circumstances,
It is an object of the present invention to provide an image compression apparatus that can increase a compression ratio without deteriorating image quality.
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、原画像を圧縮する画像圧縮装置において、
原画像に対し空間上の変換を行う変換手段及びこの変換
手段からの出力を取り込んで語長の量子化を行う量子化
手段を少なくとも備えて、原画像を構成する画素の全て
のを非可逆的に圧縮する第１の圧縮手段と、この第１の
圧縮手段による圧縮画像を伸長する伸長手段と、この伸
長手段による伸長画像と前記原画像との差分を得る差分
手段と、この差分手段の出力を圧縮する第２の圧縮手段
とを有し、第１の圧縮手段からの非可逆的に圧縮された
画像と第２の圧縮手段からの差分圧縮画像とを出力する
ことを特徴とするものである。[Configuration of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention provides an image compression apparatus for compressing an original image,
At least a transforming means for performing spatial transformation on the original image and a quantizing means for taking in the output from the transforming means and quantizing the word length are provided, and all of the pixels constituting the original image are irreversibly converted. First compression means for compressing the compressed image, expansion means for expanding the compressed image by the first compression means, difference means for obtaining a difference between the expanded image by the expansion means and the original image, and an output of the difference means And a second compression means for outputting the irreversibly compressed image from the first compression means and the differentially compressed image from the second compression means. is there.
（作用） 原画像が第１の圧縮手段により空間上の変換が行われ
て量子化され、画像サイズを変えずに非可逆的に圧縮さ
れ、この圧縮画像が伸長手段により伸長され、この伸長
画像と原画像との差分が差分手段により求められ、この
差分出力が第２の圧縮手段により圧縮されることにな
る。原画像を画像サイズを変えずに非可逆的に圧縮し、
この圧縮画像を伸長すると、この伸長画像には既に劣化
を生じている。そこで、この伸長画像と原画像との差分
をとり、その差分を圧縮する。この差分圧縮データによ
れば、前記第１の圧縮手段による圧縮画像との関係で劣
化のない画像を復元することが可能となる。しかも前記
第１の圧縮手段に非可逆圧縮法を採用したことからデー
タ量を十分に減少させることができる。このため、画像
品質を劣化させることなく圧縮率を高めることが可能と
なる。(Operation) The original image is spatially transformed and quantized by the first compression means, irreversibly compressed without changing the image size, and the compressed image is decompressed by the decompression means. The difference between the image and the original image is obtained by the difference means, and the difference output is compressed by the second compression means. Losslessly compresses the original image without changing the image size,
When the compressed image is expanded, the expanded image has already deteriorated. Therefore, a difference between the decompressed image and the original image is obtained, and the difference is compressed. According to the difference compressed data, it is possible to restore an image which is not deteriorated in relation to the image compressed by the first compression unit. Moreover, since the first compression means employs the irreversible compression method, the data amount can be sufficiently reduced. Therefore, it is possible to increase the compression ratio without deteriorating the image quality.
（実施例） 以下、本発明を実施例により具体的に説明する。(Examples) Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples.
第１図は本発明の一実施例たる画像圧縮装置のブロッ
ク図である。本実施例装置は、画像メモリ1,第１の圧縮
手段2,伸長手段3,差分手段4,第２の圧縮手段5,マルチプ
レクサ（MPX）６を有する。FIG. 1 is a block diagram of an image compression apparatus according to an embodiment of the present invention. The apparatus of this embodiment includes an image memory 1, a first compression unit 2, an expansion unit 3, a difference unit 4, a second compression unit 5, and a multiplexer (MPX) 6.
画像メモリ１は原画像（被圧縮画像）を格納するもの
であり、第１の圧縮手段２はこの画像メモリ１内の原画
像を非可逆的に圧縮するものである。この第１の圧縮手
段２は、第２図にその詳細な構成を示すように、原画像
データを取り込みコサイン変換,2次元フーリエ変換など
の空間上の変換を行う変換部2aと、この変換出力を取り
込み語長の量子化を行う量子化部2bと、この量子化出力
をコード化するコード化部2cとを有して成る。Chung（R
adiological Image Compression:Full flame bit alloc
ation Technique Skihchung Lo,H.K.Huang,Radiology 1
985:811〜817）の方法によると、前記変換部2aにおける
２次元コサイン変換は、 で与えられる。また、量子化部2bにおける量子化には種
々の方法が考えられるが、最も単純な方法として量子化
ビット数を一律に小さくする方法を適用するとよい。ま
た実用的には、各ワードの持つ情報量に応じてビットを
割り当てる方法が使われる。The image memory 1 stores an original image (compressed image), and the first compression unit 2 irreversibly compresses the original image in the image memory 1. As shown in FIG. 2, the first compression means 2 includes a conversion section 2a which takes in the original image data and performs a spatial transformation such as a cosine transform or a two-dimensional Fourier transform, and a transform output thereof. , And a quantization unit 2b for quantizing the word length, and a coding unit 2c for coding the quantized output. Chung (R
adiological Image Compression: Full flame bit alloc
ation Technique Skihchung Lo, HKHuang, Radiology 1
985: 811-817), the two-dimensional cosine transform in the transform unit 2a is Given by Various methods are conceivable for quantization in the quantization unit 2b, but it is preferable to apply a method of uniformly reducing the number of quantization bits as the simplest method. Practically, a method of allocating bits according to the information amount of each word is used.
さらに、第１図において伸長手段３は、前記第１の圧
縮手段２内の量子化部2bの出力を取り込み、非可逆的圧
縮画像の伸長を行うものであり、その伸長出力は差分手
段４に送出されるようになっている。Further, in FIG. 1, the expansion means 3 takes in the output of the quantization section 2b in the first compression means 2 and expands the irreversibly compressed image. It is sent out.
この差分手段４は、伸長手段３による伸長画像と原画
像との差分を得るものであり、その差分出力は、後段に
配置された第２の圧縮手段５に送出されるようになって
いる。The difference means 4 is for obtaining the difference between the decompressed image by the decompression means 3 and the original image, and the difference output is sent to the second compression means 5 arranged at the subsequent stage.
この第２の圧縮手段５は、前記差分手段４の差分出力
を可逆的に圧縮するものであり、この第２の圧縮手段５
による差分圧縮データと、前記第１の圧縮手段２内のコ
ード化部2cの出力データとが、マルチプレクサ（MPX）
６を介することにより、本実施例装置の圧縮画像データ
として外部装置に送出されるようになっている。外部装
置としては例えば圧縮画像データを格納する記憶装置が
挙げられる。The second compression means 5 reversibly compresses the difference output of the difference means 4, and the second compression means 5
And the output data of the encoding unit 2c in the first compression unit 2 are combined by a multiplexer (MPX).
6, the data is sent to the external device as compressed image data of the device of the present embodiment. An example of the external device is a storage device that stores compressed image data.
次に上記構成の作用について説明する。 Next, the operation of the above configuration will be described.
第３図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はそれぞれ６
×６にブロック化された画像メモリ１の出力（原画
像），量子化部2bの出力（変換量子化後画像），伸長手
段３の出力（伸長画像），差分手段４の出力（差分デー
タ）の例を示すものである。FIGS. 3 (a), (b), (c) and (d) each show 6
The output of the image memory 1 (original image), the output of the quantization unit 2b (the image after conversion and quantization), the output of the decompression means 3 (decompressed image), and the output of the difference means 4 (difference data). This is an example.
先ず、画像メモリ１から原画像が読み出され第１の圧
縮手段２により非可逆的に圧縮される。この第１の圧縮
手段２内の量子化部2bの出力は差分手段４に送出され、
ここで、原画像との差分が求められる。求められた差分
データは第２の圧縮手段５により可逆的に圧縮され、そ
の差分圧縮データは、前記第１の圧縮種だ２内にコード
化部2cの出力と共に、マルチプレクサ６を介し外部装置
に送出される。First, an original image is read from the image memory 1 and irreversibly compressed by the first compression means 2. The output of the quantization unit 2b in the first compression unit 2 is sent to the difference unit 4,
Here, a difference from the original image is obtained. The obtained differential data is reversibly compressed by the second compression means 5, and the differential compressed data is output to the external device via the multiplexer 6 together with the output of the encoding unit 2c in the first compression type 2. Sent out.
次に、上記画像圧縮装置により圧縮された画像を伸長
する画像伸長装置について第４図を基に説明する。Next, an image decompression device for decompressing an image compressed by the image compression device will be described with reference to FIG.
第４図は画像伸長装置のブロック図であり、この装置
は、デマルチプレクサ（DPX）7,第１の伸長手段8,メモ
リ9,第２の伸長手段10,加算手段11を有する。FIG. 4 is a block diagram of the image decompression device, which has a demultiplexer (DPX) 7, a first decompression device 8, a memory 9, a second decompression device 10, and an addition device 11.
上記画像圧縮装置により圧縮された画像データ中、前
記第１の圧縮手段２内のコード化部2cの出力データ、デ
マルチプレクサ７を介して第１の伸長手段８に取り込ま
れ、ここで伸長された後にメモリ９を介し加算手段11に
送出される。また、同様に前記第２の圧縮手段５による
差分圧縮データはデマルチプレクサ７を介して第２の伸
長手段10に取り込まれ、ここで伸長された後に加算手段
11に送出される。加算手段11は前記メモリ９の出力と第
２伸長手段10とを加算するものであり、この加算手段11
の出力が、この画像伸長装置の伸長出力となる。In the image data compressed by the image compression device, the output data of the encoding unit 2c in the first compression unit 2 is taken into the first expansion unit 8 via the demultiplexer 7, and is expanded here. Later, it is sent to the adding means 11 via the memory 9. Similarly, the differentially compressed data from the second compression means 5 is taken into the second decompression means 10 via the demultiplexer 7, and after being decompressed here, added by the addition means.
Sent to 11. The adding means 11 adds the output of the memory 9 and the second decompressing means 10, and the adding means 11
Is the decompressed output of this image decompression device.
このように本実施例にあっては、第１の圧縮手段2,伸
長手段3,差分手段4,第２の圧縮手段５を有し、第１の圧
縮手段２により原画像を非可逆的に圧縮し、この圧縮画
像を前記伸長手段３により伸長し、この伸長画像と原画
像との差分を前記差分手段４により求め、この差分デー
タを前記第２の圧縮手段５により可逆的に圧縮するよう
にしたものであるから、この差分圧縮データと前記第１
の圧縮手段２による圧縮画像とから劣化のない画像を復
元することができ、しかも、前記第１の圧縮手段26（非
可逆圧縮法を採用しているのでデータ量を十分に減少さ
せることができる。例えば、可逆圧縮による圧縮率の限
界は原画像の1/2といわれているが、本実施例装置によ
れば、第１の圧縮手段２の非可逆圧縮により1/20に圧縮
し、第２の圧縮手段５の可逆圧縮により1/5に圧縮した
として、結果的に原画像を1/4に圧縮することができ
る。この値は原画像により変動するが、従来の可逆圧縮
法による場合よりも圧縮率を上げることができ、記憶装
置における記憶容量の減少、及び画像データの転送時間
の短縮の点で有利となる。As described above, in the present embodiment, the first compression unit 2, the expansion unit 3, the difference unit 4, and the second compression unit 5 are provided, and the first compression unit 2 irreversibly converts the original image. The compressed image is decompressed by the decompression means 3, a difference between the decompressed image and the original image is obtained by the difference means 4, and the difference data is reversibly compressed by the second compression means 5. The difference compressed data and the first compressed
An image without deterioration can be restored from the image compressed by the compression means 2 of the first embodiment, and the data amount can be sufficiently reduced since the first compression means 26 (irreversible compression method is employed). For example, it is said that the limit of the compression ratio by the reversible compression is 1/2 of the original image, but according to the present embodiment, the compression is reduced to 1/20 by the irreversible compression of the first compression unit 2, and As a result, the original image can be compressed to 1/4 by the lossless compression of the compression means 5 of 2. The value varies depending on the original image. It is possible to increase the compression ratio more than the above, which is advantageous in that the storage capacity of the storage device is reduced and the transfer time of the image data is reduced.
以上本発明の一実施例について説明したが、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施
が可能であるのはいむまでもない。Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made.
例えば上記実施例では第２の圧縮手段５に可逆圧縮法
を採用したものについて説明したが、この第２の圧縮手
段５に非可逆圧縮法を採用してもよい。このようにする
と、原画像の圧縮率を上記実施例の場合よりも上げるこ
とができる。この場合の構成例を第５図に示す。同図に
おいて第２の圧縮手段5Aは、複数の圧縮手段５−1,5−
2,……,5−ｎ（ｎは正の整数）より成り、各圧縮手段は
メモリ51と、非可逆的圧縮を行う圧縮部52と、この圧縮
部52の出力を伸長する伸長部53と、この伸長部53の出力
と前記メモリ51の出力（差分データ）との差分を得る差
分器54とを有して成る。このように構成すれば、階層的
に圧縮することで、圧縮率を上げることができる。勿論
一階層のみを使って装置を構成してもよい。For example, in the above-described embodiment, a description has been given of a case in which the second compression means 5 employs a lossless compression method. By doing so, the compression ratio of the original image can be increased as compared with the case of the above embodiment. FIG. 5 shows a configuration example in this case. In the figure, the second compression means 5A includes a plurality of compression means 5-1 and 5-
.., 5-n (n is a positive integer). Each compression means includes a memory 51, a compression unit 52 for performing irreversible compression, and a decompression unit 53 for expanding the output of the compression unit 52. And a differentiator 54 for obtaining a difference between the output of the decompression unit 53 and the output (difference data) of the memory 51. With this configuration, the compression ratio can be increased by performing hierarchical compression. Of course, the apparatus may be configured using only one layer.
また、原画像全体を一度に圧縮するのではなく、部分
的なブロックに分割して各ブロック毎に圧縮処理を行な
うようにしてもよい。このようにすれば、画像メモリの
記憶容量を小さくできる，圧縮処理における待ち時間を
短縮することができる等の利点がある。Instead of compressing the entire original image at once, the original image may be divided into partial blocks and compression processing may be performed for each block. This has the advantage that the storage capacity of the image memory can be reduced and the waiting time in the compression processing can be reduced.
［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、画像品質を劣化
させることなく圧縮率を高めることができる画像圧縮装
置を提供することができる。[Effects of the Invention] As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide an image compression apparatus that can increase the compression ratio without deteriorating the image quality.
第１図は本発明の一実施例たる画像圧縮装置のブロック
図、第２図は第１図における第１の圧縮手段の詳細を示
すブロック図，第３図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）
は本実施例装置の主要部における画像データの一例を示
す説明図、第４図は画像伸長装置のブロック図、第５図
は他の実施例のブロック図である。 ２……第１の圧縮手段、３……伸長手段、 ４……差分手段、5,5A……第２の圧縮手段。FIG. 1 is a block diagram of an image compression apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing details of the first compression means in FIG. 1, and FIGS. 3 (a), (b), ( c), (d)
Is an explanatory diagram showing an example of image data in a main part of the apparatus of this embodiment, FIG. 4 is a block diagram of an image decompression apparatus, and FIG. 2 ... first compression means, 3 ... expansion means, 4 ... difference means, 5,5A ... second compression means.
Claims (2)
原画像に対し空間上の変換を行う変換手段及びこの変換
手段からの出力を取り込んで語長の量子化を行う量子化
手段を少なくとも備えて、原画像を構成する画素の全て
を非可逆的に圧縮する第１の圧縮手段と、この第１の圧
縮手段による圧縮画像を伸長する伸長手段と、この伸長
手段による伸長画像と前記原画像との差分を得る差分手
段と、この差分手段の出力を圧縮する第２の圧縮手段と
を有し、第１の圧縮手段からの非可逆的に圧縮された画
像と第２の圧縮手段からの差分圧縮画像とを出力するこ
とを特徴とする画像圧縮装置。1. An image compression apparatus for compressing an original image, comprising:
At least a transforming means for performing spatial transformation on the original image and a quantizing means for taking in the output from the transforming means and quantizing the word length are provided, and all of the pixels constituting the original image are irreversibly converted. First compressing means for compressing, decompressing means for decompressing the compressed image by the first compressing means, differencing means for obtaining a difference between the decompressed image by the decompressing means and the original image; An image compression apparatus for outputting an irreversibly compressed image from the first compression means and a differentially compressed image from the second compression means. .
力を可逆的又は非可逆的に圧縮する特許請求の範囲第１
項に記載の画像圧縮装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein said second compression means reversibly or irreversibly compresses the output of said difference means.
An image compression device according to the item.
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1986
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