JP3337699B2 - Image processing apparatus and method - Google Patents

Image processing apparatus and method

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JP3337699B2
JP3337699B2 JP23151291A JP23151291A JP3337699B2 JP 3337699 B2 JP3337699 B2 JP 3337699B2 JP 23151291 A JP23151291 A JP 23151291A JP 23151291 A JP23151291 A JP 23151291A JP 3337699 B2 JP3337699 B2 JP 3337699B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は画像処理装置およびその
方法に関し、例えば、直交変換機能を有する画像処理装
置およびその方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image processing apparatus and method, and more particularly, to an image processing apparatus having an orthogonal transformation function and a method thereof.

【0002】[0002]

【従来技術】写真などの中間調画像(以下「イメージ」
と呼ぶ)をメモリに記憶するのに必要なメモリの記憶容
量は画素数×階調ビット数であり、高品位なカラー画像
をメモリに記憶させるためには膨大な記憶容量を必要と
する。このため、各種の情報量圧縮方式が提案され、イ
メージの情報量を圧縮した後、メモリに記憶させること
によって、記憶容量の削減が図られている。
2. Description of the Related Art Halftone images such as photographs (hereinafter "images")
) Is required to be the number of pixels × the number of gradation bits, and an enormous storage capacity is required to store a high-quality color image in the memory. For this reason, various information amount compression schemes have been proposed, and the amount of information in an image is compressed and then stored in a memory to reduce the storage capacity.

【0003】図8はカラー静止画符号化の国際標準化方
式として、JPEG(Joint Photographic Experts Gro
up)にて提案されているベースラインシステム(基本方
式)の符号化方式(安田:「カラー静止画符号化国際標
準化」、画像電子学会会誌、第18巻、第6号pp.398-4
09,1989 )の構成を示すブロック図である。
FIG. 8 shows JPEG (Joint Photographic Experts Groove) as an international standardized method of color still image coding.
up), the coding method of the baseline system (basic method) proposed by Yasuda: "International Standardization of Color Still Image Coding", Journal of the Institute of Image Electronics Engineers of Japan, Vol. 18, No. 6, pp. 398-4
09, 1989).

【0004】同図において、入力端子1より入力された
イメージの画素データは、ブロック化回路2において8×
8画素のブロック状に切り出され、離散コサイン変換
(以下「DCT」と呼ぶ)回路17において離散コサイン変
換され、その変換係数が量子化器(Q)40に供給される。
量子化器40は、量子化(Q)テーブル41より入力される量
子化ステップ情報に従い、入力される量子化係数を線形
量子化する。量子化された変換係数の内DC係数は、予測
符号化回路(以下「DPCM」と呼ぶ)42により、前ブロッ
クのDC成分との差分(予測誤差)がとられ、一次元ハフ
マン符号化回路43へ供給される。図9はDPCM42の詳細な
構成を示すブロック図である。Q40より入力されるDC係
数は遅延回路53および減算器54に供給される。遅延回路
53は、DCT17が1ブロック、つまり8×8画素の演算に必要
な時間分だけDC係数を遅延させる。つまり、遅延回路53
から減算器54へ、1ブロック前のDC係数が供給されるこ
とになる。従って、減算器54からは、現ブロックと前ブ
ロックとのDC係数の差分(予測誤差)が出力されること
になる。この予測符号化方式では、予測に前ブロックの
DC係数を用いるため、DPCM42は前述のごとく遅延回路53
によって構成される。
In FIG. 1, pixel data of an image input from an input terminal 1 is divided into 8 ×
The data is cut out into blocks of eight pixels, subjected to discrete cosine transform in a discrete cosine transform (hereinafter referred to as “DCT”) circuit 17, and the transform coefficients are supplied to a quantizer (Q).
The quantizer 40 linearly quantizes the input quantization coefficient according to the quantization step information input from the quantization (Q) table 41. The DC coefficients of the quantized transform coefficients are subjected to a difference (prediction error) from the DC component of the previous block by a predictive coding circuit (hereinafter referred to as “DPCM”) 42, and the one-dimensional Huffman coding circuit 43 Supplied to FIG. 9 is a block diagram showing a detailed configuration of the DPCM. The DC coefficient input from Q40 is supplied to delay circuit 53 and subtractor 54. Delay circuit
53 delays the DC coefficient by the time necessary for the DCT 17 to calculate one block, that is, 8 × 8 pixels. That is, the delay circuit 53
, The DC coefficient of the previous block is supplied to the subtractor 54. Therefore, the difference (prediction error) of the DC coefficient between the current block and the previous block is output from the subtractor 54. In this prediction coding method, the prediction of the previous block is used for prediction.
Since the DC coefficient is used, the DPCM 42 has the delay circuit 53 as described above.
Composed of

【0005】一次元ハフマン符号化回路43は、DPCM42か
ら供給される予測誤差信号をDCハフマンコードテーブル
44に従い可変長符号化して、得られたDCハフマンコード
を多重化回路51へ供給する。
The one-dimensional Huffman encoding circuit 43 converts the prediction error signal supplied from the DPCM 42 into a DC Huffman code table.
The obtained DC Huffman code is subjected to variable length encoding according to 44 and supplied to the multiplexing circuit 51.

【0006】一方、Q40において量子化されたAC係数(D
C係数以外)は、スキャン変換回路45において図10に示
すように低次の係数から順にジグザグスキャンされ、有
意係数検出回路46に供給される。有意係数検出回路46
は、入力されるAC係数が“0”かどうかを判定して、
“0”の場合はラン長カウンタ47にカウントアップ信号
を供給してカウント値を1増加させる。一方、“0”以外
の場合は、リセット信号をラン長カウンタ47に供給して
カウント値をリセットさせるとともに、そのAC係数をグ
ループ化回路48へ供給して、図11に示されるようなグル
ープ番号SSSSと付加ビットとに分割させる。グループ番
号SSSSは二次元ハフマン符号化回路49へ、付加ビットは
多重化回路51にそれぞれ供給される。ラン長カウンタ47
は、“0”のラン長をカウントする回路で、“0”以外の
有意係数の間の“0”の数NNNNを二次元ハフマン符号化
回路49に供給する。ハフマン符号化回路49は、供給され
るラン長NNNNおよびグループ番号SSSSをACハフマンコー
ドテーブル50に従い可変長符号化したACハフマンコード
を多重化回路51へ供給する。
On the other hand, the AC coefficient (D
The scan conversion circuit 45 performs zigzag scanning in order from a low-order coefficient in the scan conversion circuit 45 as shown in FIG. Significant coefficient detection circuit 46
Determines whether the input AC coefficient is “0”,
In the case of “0”, a count-up signal is supplied to the run length counter 47 to increase the count value by one. On the other hand, if it is other than “0”, a reset signal is supplied to the run length counter 47 to reset the count value, and the AC coefficient is supplied to the grouping circuit 48 so that the group number as shown in FIG. Split into SSSS and additional bits. The group number SSSS is supplied to a two-dimensional Huffman encoding circuit 49, and the additional bit is supplied to a multiplexing circuit 51. Run length counter 47
Is a circuit for counting the run length of "0", and supplies the number NNNN of "0" between significant coefficients other than "0" to the two-dimensional Huffman encoding circuit 49. The Huffman encoding circuit 49 supplies the run length NNNN and the group number SSSS supplied to the multiplexing circuit 51 with an AC Huffman code obtained by subjecting the run length NNNN and the group number SSSS to variable length encoding in accordance with the AC Huffman code table 50.

【0007】多重化回路51は、1ブロック(8×8画素)
分のDCハフマンコード、ACハフマンコードおよび付加ビ
ットを多重化して、出力端子52へ圧縮された画像データ
として出力する。従って、出力端子52から出力される圧
縮データをメモリに記憶させ、メモリから読み出された
圧縮データを逆操作によって伸長することにより、メモ
リの記憶容量を削減することが可能になる。
The multiplexing circuit 51 has one block (8 × 8 pixels)
The DC Huffman code, the AC Huffman code and the additional bits are multiplexed and output to the output terminal 52 as compressed image data. Therefore, by storing the compressed data output from the output terminal 52 in the memory and decompressing the compressed data read from the memory by the reverse operation, the storage capacity of the memory can be reduced.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例はDCTおよびスカラ量子化の組み合わせを応用し
た情報量圧縮方式であるが、DCTおよびスカラ量子化の
組み合わせには以下に示す問題点がある。
However, the above-mentioned conventional example is an information amount compression system to which a combination of DCT and scalar quantization is applied. However, the combination of DCT and scalar quantization has the following problems. .

【0009】すなわち、上記従来例をファクシミリ、プ
リンタ、記憶装置などに応用した場合、ある程度、低ビ
ットレートにて圧縮する必要がある。上記従来例を低ビ
ットレートに圧縮しようとした場合、Qテーブルを切り
換えて、粗い量子化をするか、又、Qテーブルのスケー
リングファクターを増加、すなわち、量子化ステップに
乗ずる係数を増やして粗い量子化をすることになる。
That is, when the above conventional example is applied to a facsimile, a printer, a storage device, and the like, it is necessary to compress to a certain extent at a low bit rate. When trying to compress the above conventional example to a low bit rate, the Q table is switched to perform coarse quantization, or the scaling factor of the Q table is increased, that is, the coarse coefficient is increased by increasing the coefficient by which the quantization step is multiplied. Will be changed.

【0010】図12に基準となるQテーブルを、図13には
ある画像の一部(8×8を1ブロックとして3×4ブロック
分)の入力情報を、図14は入力情報にDCTを施した後の
変換係数を、図15には、図12に示すQテーブルにスケー
リングファクタ4.0を乗じたステップサイズで変換係数
をスカラ量子化した情報をそれぞれ示す。ただしDC成分
は、DPCMを用いずに、スケーリングファクタに関わらず
8ビット固定長とする。また、図16には、図15に示す情
報を伸長(IDCTとする)した画像情報を示す。
FIG. 12 shows a reference Q table, FIG. 13 shows input information of a part of an image (3 × 4 blocks with 8 × 8 as one block), and FIG. 14 shows a DCT applied to the input information. FIG. 15 shows information obtained by performing scalar quantization on the transform coefficients with a step size obtained by multiplying the Q table shown in FIG. 12 by a scaling factor of 4.0. However, the DC component is independent of the scaling factor without using DPCM.
8-bit fixed length. FIG. 16 shows image information obtained by expanding (IDCT) the information shown in FIG.

【0011】図13と図16とを比較するとわかるように、
ブロックごとのDCTおよび量子化により、伸長後の画像
情報にはブロック間の境界に歪みが生じている。これが
所謂ブロック歪みである。すなわち、低ビットレートに
よる圧縮は、量子化誤差を増大させ、ブロック歪みを生
じさせて画質を著しく低下させる。
As can be seen by comparing FIG. 13 with FIG.
Due to DCT and quantization for each block, the image information after expansion has distortion at the boundary between blocks. This is so-called block distortion. That is, compression at a low bit rate increases quantization errors, causes block distortion, and significantly lowers image quality.

【0012】本発明は、上述の問題を解決するためのも
ので、量子化誤差を相殺するように直交変換係数の量子
化を制御することでブロックの境界における歪みを軽減
して、復元される画像の視覚的な劣化を軽減することを
目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problem, and it is possible to reduce the distortion at the block boundary by controlling the quantization of the orthogonal transform coefficient so as to cancel the quantization error, and to restore the data. An object is to reduce visual deterioration of an image.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の目的を
達成する一手段として、以下の構成を備える。本発明に
かかる画像処理装置は、所定画素数のブロックに分割さ
れた画像情報を入力する入力手段、前記ブロック単位に
画像情報を直交変換する変換手段、および、前記直交変
換によって得られる交流成分の直交変換係数を量子化す
る量子化手段を有する画像処理装置であって、前記量子
化手段は少なくとも、前記ブロック内において、第一の
周波数成分の直交変換係数を量子化する際に発生する量
子化誤差を検知する検知手段と、検知された前記第一の
周波数成分の直交変換係数の量子化誤差とは逆極性の量
子化誤差が発生するように、前記第一の周波数成分の直
交変換係数よりも高周波域に存在する第二の周波数成分
の直交変換係数の量子化を制御する制御手段とを有し、
前記第一および第二の周波数成分の直交変換係数は、前
記ブロックにおける水平および垂直方向の少なくとも一
方で奇関数成分であることを特徴とする。本発明にかか
る画像処理方法は、所定画素数のブロックに分割された
画像情報を入力し、前記ブロック単位に画像情報を直交
変換し、前記直交変換によって得られる交流成分の直交
変換係数を量子化する画像処理方法であって、前記量子
化は少なくとも、前記ブロック内において、第一の周波
数成分の直交変換係数を量子化する際に発生する量子化
誤差の極性を検知し、検知された前記第一の周波数成分
の直交変換係数の量子化誤差とは逆極性の量子化誤差が
発生するように、前記第一の周波数成分の直交変換係数
よりも高周波域に存在する第二の周波数成分の直交変換
係数の量子化を制御し、前記第一および第二の周波数成
分の直交変換係数は、前記ブロックにおける水平および
垂直方向の少なくとも一方で奇関数成分であることを特
徴とする。
The present invention has the following configuration as one means for achieving the above object. An image processing apparatus according to the present invention includes: an input unit that inputs image information divided into blocks of a predetermined number of pixels; a conversion unit that orthogonally transforms image information in units of the blocks; and an AC component obtained by the orthogonal transformation. An image processing apparatus having quantization means for quantizing an orthogonal transform coefficient, wherein the quantization means generates, at least in the block, a quantization frequency generated when quantizing an orthogonal transform coefficient of a first frequency component. Detecting means for detecting an error, and a quantization error of the detected orthogonal transform coefficient of the first frequency component is generated such that a quantization error having a polarity opposite to that of the orthogonal transform coefficient of the first frequency component is generated. Also has control means for controlling the quantization of the orthogonal transform coefficient of the second frequency component present in the high frequency range,
The orthogonal transform coefficients of the first and second frequency components are odd function components in at least one of the horizontal and vertical directions in the block. The image processing method according to the present invention is characterized in that image information divided into blocks of a predetermined number of pixels is input, image information is orthogonally transformed in block units, and orthogonal transform coefficients of an AC component obtained by the orthogonal transformation are quantized. In the image processing method, at least the quantization, in the block, detects the polarity of the quantization error that occurs when quantizing the orthogonal transform coefficient of the first frequency component, the detected second detected The second frequency component orthogonal to the orthogonal transform coefficient of the first frequency component is generated in a higher frequency range than the orthogonal transform coefficient of the first frequency component so that a quantization error having a polarity opposite to that of the orthogonal transform coefficient of the one frequency component occurs. Controlling the quantization of the transform coefficients, the orthogonal transform coefficients of the first and second frequency components are odd function components in at least one of the horizontal and vertical directions in the block. That.

【0014】[0014]

【実施例】以下に添付図面を参照して、本発明に係る好
適な一実施例を詳細に説明する。 <第1の実施例>図1は本発明の第1の実施例を示す要
部ブロック図である。図1に基づいて説明する。同図
中、100は入力端子を示し、ブロック化された入力画
像情報がラスタースキャンにより順次入力してくる。1
01はDCT回路を示し、1ブロック分のバッファ(不
図示)に格納した情報にDCT変換を施す。102はジ
グザグスキャン回路を示し、DCT変換された変換係数
を低域成分から高域成分へジグザク状にスキャンする回
路である。ジグザグスキャン回路102からは、DCT
変換係数(F(i)とする)と、ジグザグスキャンのデ
ータに対応するアドレス(iとする)が出力され、アド
レス信号は、Qテーブル103に入力される。103は
Qテーブルを示し、例えばLUT(ルックアップテーブ
ル)で構成され、入力したアドレスに対応する量子化ス
テツプの情報を量子化回路104に出力する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. <First Embodiment> FIG. 1 is a main block diagram showing a first embodiment of the present invention. A description will be given based on FIG. In the figure, reference numeral 100 denotes an input terminal, and input image information which is blocked is sequentially input by raster scan. 1
Reference numeral 01 denotes a DCT circuit, which performs DCT conversion on information stored in a buffer (not shown) for one block. A zigzag scanning circuit 102 scans the DCT-transformed transform coefficients in a zigzag manner from a low-frequency component to a high-frequency component. From the zigzag scan circuit 102, the DCT
A conversion coefficient (referred to as F (i)) and an address (referred to as i) corresponding to zigzag scan data are output, and an address signal is input to the Q table 103. Reference numeral 103 denotes a Q table, which is constituted by, for example, an LUT (lookup table), and outputs information of a quantization step corresponding to the input address to the quantization circuit 104.

【0015】一方、ジグザグスキャン回路102から出
力されたDCT変換係数は加算器105を通って、量子
化回路104に入力される。104は量子化回路を示し
ている。量子化回路104での量子化は、従来例で説明
したJPEG方式と同様に、 C(i)=(F(i)+Q(i)/2)/Q(i) (F(i)≧0) C(i)=(F(i)−Q(i)/2)/Q(i) (F(i)<0) i:アドレス、F(i):DCT変換係数 Q(i):量子化ステップ、C(i):量子化係数 …(1) となる。加算器105については、後述する。量子化回
路104からは量子化係数C(i)と、量子化ステップ
に量子化係数を乗じた値(Q(i)×C(i))を出力
する。109は出力端子を示し、C(i)は量子化以降
のブロック(不図示)に送信される。106は減算器を
示し、量子化をしていないDCT変換係数と、量子化後
の閾値より上の代表値(量子化ステップ×量子化係数)
の差分を算出する回路である。107は加算値作成部を
示し、減算器106において算出した差分値を入力し、
また、ジグザグスキャンのアドレス信号を入力してLU
T(ルックアップテーブル)により対応した加算値を出
力するROMである。108は遅延回路を示し、ある定
められた遅延の後にあるアドレス時にDCT変換係数に
加算される構成である。本実施例では、以上示した回路
構成において、以下に述べる様にブロック歪みを軽減す
る。
On the other hand, the DCT transform coefficient output from the zigzag scan circuit 102 passes through an adder 105 and is input to a quantization circuit 104. Reference numeral 104 denotes a quantization circuit. The quantization in the quantization circuit 104 is performed in the same manner as in the JPEG method described in the conventional example, C (i) = (F (i) + Q (i) / 2) / Q (i) (F (i) ≧ 0) ) C (i) = (F (i) −Q (i) / 2) / Q (i) (F (i) <0) i: address, F (i): DCT transform coefficient Q (i): quantum , C (i): quantization coefficient (1) The adder 105 will be described later. The quantization circuit 104 outputs a quantization coefficient C (i) and a value (Q (i) × C (i)) obtained by multiplying the quantization step by the quantization coefficient. Reference numeral 109 denotes an output terminal, and C (i) is transmitted to a block after quantization (not shown). Reference numeral 106 denotes a subtractor, which is a DCT transform coefficient that has not been quantized and a representative value above a threshold after quantization (quantization step × quantization coefficient).
Is a circuit for calculating the difference between the two. Reference numeral 107 denotes an addition value creation unit that inputs the difference value calculated by the subtractor 106,
Also, the address signal of the zigzag scan is input and LU
This is a ROM that outputs an added value corresponding to T (look-up table). Reference numeral 108 denotes a delay circuit, which is configured to be added to the DCT transform coefficient at a certain address after a predetermined delay. In this embodiment, in the circuit configuration described above, block distortion is reduced as described below.

【0016】図2は第1の実施例によるジグザグスキャ
ンを説明する図であり、図3は第1の実施例による量子
化を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining zigzag scanning according to the first embodiment, and FIG. 3 is a diagram for explaining quantization according to the first embodiment.

【0017】図2の(a)はブロック内でのジグザグス
キャン順番を示すアドレス信号を示している。今、アド
レス1の成分に着目する。図2の(b)はアドレス1の
横方向(以下、主走査方向とする)の変換係数に対する
基底画像を示している。例えば、量子化によってアドレ
ス1の信号が異なる値をとりえた時、すなわちアドレス
1のAC電力が増加、及び減少した時、図2の(b)は
(c)及び(d)の様に振幅に変化が出てくる。これは
図3に示した様に、DCT変換係数が設定されている閾
値よりも大きいか否かにより、上の代表値が選択される
か、下の代表値が選択されるかで異なってくる。ブロッ
ク歪みが視覚的に劣悪な状態になるのは、画像濃度が単
一増加、及び単一減少の部分に多い。すなわち、アドレ
ス1の様に奇関数の成分が量子化されることによって、
図2の(b)が、同図2の(c)または(d)の様に振
幅変換され、伸長後の画像ではブロック境界においてト
ーンジャンプを発生する為に起こる。図2の(a)のア
ドレス2においても、縦方向(以下副走査方向という)
で同様のことが言える。ブロック内AC63成分中、主
走査方向、もしくは副走査方向のいづれかが奇関数であ
る場合、量子化によるブロック歪みの発生に起因する
が、最も画像劣化に支配的であるアドレス1、アドレス
2の成分に着目する。もともとDCTは原関数を鏡像を
用いて偶関数化して、コサイン成分のみを重ね合わせと
して表している為、奇関数であるアドレスと、偶関数で
あるアドレスは、そのDCT変換係数の量子化において
も性質は異なる。
FIG. 2A shows an address signal indicating the zigzag scan order in a block. Attention is now focused on the component at address 1. FIG. 2B shows a base image corresponding to the transform coefficient of the address 1 in the horizontal direction (hereinafter, referred to as the main scanning direction). For example, when the signal of address 1 can take a different value due to quantization, that is, when the AC power of address 1 increases and decreases, FIG. 2B shows amplitudes as shown in FIGS. 2C and 2D. Changes come out. This depends on whether the upper representative value is selected or the lower representative value is selected depending on whether the DCT transform coefficient is larger than the set threshold value, as shown in FIG. . The blockiness becomes visually poor in many cases where the image density is a single increase and a single decrease. That is, the odd function component is quantized as in the address 1, so that
2 (b) is amplitude-converted as shown in FIG. 2 (c) or (d), and occurs in a decompressed image because a tone jump occurs at a block boundary. Also in the address 2 of FIG. 2A, the vertical direction (hereinafter referred to as the sub-scanning direction)
The same can be said with. If any of the AC63 components in the block is an odd function in either the main scanning direction or the sub-scanning direction, it is caused by the occurrence of block distortion due to quantization, but the components of address 1 and address 2 which are most dominant in image degradation. Pay attention to. Originally, the DCT transforms the original function into an even function using a mirror image, and expresses only the cosine component as a superposition. The nature is different.

【0018】さて、今仮に、アドレス1の成分が量子化
されて、上の代表値が選択されたとする。すなわち、図
1中の減算器106の出力は正の値となる。これは量子
化係数×量子化ステップがDCT変換係数よりも大きい
ためである。
Now, suppose that the component at address 1 is quantized and the above representative value is selected. That is, the output of the subtractor 106 in FIG. 1 has a positive value. This is because the quantization coefficient × the quantization step is larger than the DCT transform coefficient.

【0019】次に、同じ主走査方向の奇関数であるアド
レス6に着目する。
Next, attention is paid to address 6, which is an odd function in the same main scanning direction.

【0020】図4は第1の実施例によるアドレス6の主
走査方向の変換係数に対する基底画像を示す図である。
この場合も、例えば図4の(a)の振幅のものが、上の
代表値が選択されると図4の(b)に、下の代表値が選
択されると、図4の(c)に振幅が変化する。
FIG. 4 is a diagram showing a base image corresponding to the conversion coefficient in the main scanning direction at the address 6 according to the first embodiment.
Also in this case, for example, when the upper representative value is selected, the amplitude of FIG. 4A is selected as shown in FIG. 4B, and when the lower representative value is selected, as shown in FIG. The amplitude changes.

【0021】今、アドレス1で上の代表値が選択されて
図2(c)の状態になり、加えて、アドレス6においても上
の代表値が選択された場合、つまり図4(b)の状態になる
と、ブロックの境界における誤差が相加されて、画像の
劣化が著しくなる。すなわち、アドレス1において発生
したブロック境界での量子化誤差を、他の奇関数成分で
あるアドレス6の量子化誤差で相殺する方向にもってい
きたい。つまり、アドレス1で上の代表値が選択された
のであれば、アドレス6では下の代表値が選択されるよ
うに工夫してやればよい。これが図1に示す加算器105の
役割である。アドレス1に対する減算器106の出力が正で
あれば、加算値作成部107のLUTにより、入力値に対応す
る負の値が出力され、遅延回路108で数アドレス分遅延
された後、アドレス6のDCT係数に負の値が加算されるの
で、下の代表値が選択され易くなる。そうすれば、アド
レス1および6の双方の量子化誤差により、ブロック境界
における誤差が相殺される方向になる。また、減算器10
6が負の値を出力する場合も同様で、加算値作成部107
は、入力値に対応する正の値を出力するので、この正の
値をアドレス6のDCT係数に加算することで、上の代表値
が選択され易くなる。
Now, when the upper representative value is selected at the address 1 and the state shown in FIG. 2 (c) is obtained, in addition, when the upper representative value is also selected at the address 6, that is, in FIG. In the state, the error at the block boundary is added, and the image is significantly degraded. That is, it is desired to offset the quantization error at the block boundary generated at the address 1 by the quantization error at the address 6 which is another odd function component. That is, if the upper representative value is selected at the address 1, it is sufficient to devise such that the lower representative value is selected at the address 6. This is the role of the adder 105 shown in FIG. If the output of the subtractor 106 for the address 1 is positive, a negative value corresponding to the input value is output by the LUT of the addition value creation unit 107, and after a delay of several addresses by the delay circuit 108, Since a negative value is added to the DCT coefficient, the lower representative value is easily selected. Then, the quantization error of both addresses 1 and 6 tends to cancel the error at the block boundary. Also, the subtractor 10
The same applies to the case where 6 outputs a negative value.
Outputs a positive value corresponding to the input value. By adding this positive value to the DCT coefficient of address 6, the above representative value is easily selected.

【0022】図5は第1の実施例による実画像の例を示
す図であり、図6は第1の実施例による量子化及びID
CTを説明する図である。図5の(a)はブロック化さ
れた実画像の情報、図5の(b)はDCT変換した変換
係数、図5の(c)はあるQテーブルにより量子化した
後の(量子化係数×量子化ステップ)の情報、図5の
(d)は伸長した後の情報をそれぞれ示している。この
例では、図2の(a)のアドレス1及びアドレス6共に
上の代表値が選択されているため、ブロック境界の量子
化誤差が相加されてしまい、近接ブロックとのトーンジ
ャンプが予想される。図6の(a)では、アドレス1が
上の代表値が選択されたのを検知して、すなわち、図1
の減算器106が“+8”という量子化誤差を算出し
て、加算値作成部107に入力することにより、アドレ
ス6では下の代表値が選択されている。図6の(b)
は、同図の(a)を伸長した情報であり、ブロック境界
部での量子化誤差の相殺が行なわれている。このよう
に、DCT変換係数を加減算してしまう為、量子化誤差
は同等以上に大きくなり、S/N比としては悪くなる傾
向にあるが、歪みをブロック中心に持ってくる為ブロッ
ク歪みは減少する。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a real image according to the first embodiment. FIG. 6 is a diagram showing quantization and ID according to the first embodiment.
It is a figure explaining CT. FIG. 5A shows information of a real image which has been blocked, FIG. 5B shows a transform coefficient obtained by DCT conversion, and FIG. 5C shows (quantization coefficient × (D) of FIG. 5 shows information after the decompression. In this example, since the upper representative value is selected for both the address 1 and the address 6 in FIG. 2A, a quantization error at a block boundary is added, and a tone jump with a neighboring block is expected. You. In FIG. 6A, it is detected that the representative value at the address 1 is selected, that is, in FIG.
The subtractor 106 calculates a quantization error of “+8” and inputs the result to the added value creating unit 107, so that the lower representative value is selected at the address 6. FIG. 6B
Is information obtained by decompressing (a) in the same figure, and cancels out the quantization error at the block boundary. As described above, since the DCT transform coefficient is added or subtracted, the quantization error tends to be equal to or larger than that, and the S / N ratio tends to be worse. However, since the distortion is brought to the center of the block, the block distortion decreases. I do.

【0023】第1の実施例は、図2の(a)のアドレス
1の量子化誤差によるアドレス6の制御を述べたが、ア
ドレス2の量子化誤差によるアドレス9の制御等、他の
奇関数でも同様である。
Although the first embodiment has described the control of the address 6 by the quantization error of the address 1 in FIG. 2A, other odd functions such as the control of the address 9 by the quantization error of the address 2 are shown. But the same is true.

【0024】また、図1のハード構成は本発明を実施す
る一例であり、他のハード構成でも良いことは勿論であ
る。
The hardware configuration shown in FIG. 1 is an example for embodying the present invention, and it goes without saying that another hardware configuration may be used.

【0025】また、第1の実施例では、アドレス6のD
CT変換係数を加減算するQ/2の値を変化しても量子
化閾値を変更することになり等価である。
In the first embodiment, the D of address 6
Even if the value of Q / 2 for adding / subtracting the CT conversion coefficient is changed, the quantization threshold is changed, which is equivalent.

【0026】また、ジグザグスキャンを用いずにラスタ
ースキャンにて量子化を行なっても奇関数発生に規則性
があり、容易に実現できる。
Even if quantization is performed by raster scan without using zigzag scan, the generation of odd functions has regularity and can be easily realized.

【0027】<第2の実施例>図7は第2の実施例によ
る量子化誤差相殺方法を説明する図である。
<Second Embodiment> FIG. 7 is a diagram for explaining a quantization error canceling method according to a second embodiment.

【0028】本実施例は、図1に示す第1の実施例より
も処理内容に限定を設けたものである。図7の(a),
(b),(c)そして(d)の各実線は、アドレスiの
成分における基底画像を示す。今、奇関数のアドレスi
のDCT変換係数が、量子化され、AC電力が変化し、
その結果、振幅が点線の様に変化したと仮定する。この
場合、第1の実施例では、他の奇関数成分の量子化誤差
でブロック境界の誤差を相殺するが、本実施例では、他
の奇関数であるアドレスjの処理では振幅が減少する方
向にのみ行なうものとする。そこで前述した図2の
(a)に示すジグザグスキャンアドレスでi=1,j=
6の場合で説明する。
In this embodiment, the processing contents are more limited than in the first embodiment shown in FIG. (A) of FIG.
Each solid line in (b), (c) and (d) indicates the base image in the component of the address i. Now, the address i of the odd function
Are quantized, the AC power changes,
As a result, it is assumed that the amplitude changes as indicated by the dotted line. In this case, in the first embodiment, the error of the block boundary is canceled by the quantization error of another odd function component, but in this embodiment, the amplitude decreases in the processing of the address j which is another odd function. Shall be performed only for Therefore, the above-mentioned zigzag scan address shown in FIG.
6 will be described.

【0029】アドレス1での量子化誤差の発生は図7の
(a)〜(d)のいづれかひとつのパターンになる。図
7の(a)及び(b)の場合、すなわち、代表値が選択
された場合、アドレス1では量子化ステップQ(1)と
量子化係数C(1)の積からDCT変換係数F(1)の
差分は正となり、すなわち、量子化誤差は正となる。ア
ドレス6でのブロック境界の量子化誤差の相殺は、図7
の(e)及び(f)の処理により達成できるが、量子化
誤差は、振幅が増えれば増える程、コントラストが増加
し、画像が劣化していく。逆に振幅が減少する程、MT
Fがなまった画像になるが、画像劣化の度合いは前者よ
りも良い場合が多い。つまり、たとえS/N比が同じで
も、量子化誤差のとり方により、画質は変わっていく。
そこで、図7の(a)及び(b)の場合は、図7の
(f)の処理を施す様にする。すなわち、F(6)の極
性がF(6)≧0の場合のみF(6)の減算を施し、F
(6)<0の場合はそのまま量子化回路に通す。同様
に、アドレス1が図7の(c)及び(d)の量子化誤差
の発生の場合は、アドレス6ではコントラストを減少す
る図7の(g)の処理をする。
The occurrence of a quantization error at address 1 is one of the patterns shown in FIGS. 7A and 7B, that is, when the representative value is selected, at the address 1, the DCT transform coefficient F (1) is obtained from the product of the quantization step Q (1) and the quantization coefficient C (1). ) Is positive, that is, the quantization error is positive. The cancellation of the quantization error at the block boundary at address 6 is shown in FIG.
(E) and (f), the quantization error increases as the amplitude increases, the contrast increases, and the image deteriorates. Conversely, as the amplitude decreases, MT
Although the image has a blurred F, the degree of image deterioration is often better than the former. That is, even if the S / N ratio is the same, the image quality changes depending on the quantization error.
Therefore, in the cases of FIGS. 7A and 7B, the processing of FIG. 7F is performed. That is, F (6) is subtracted only when the polarity of F (6) is F (6) ≧ 0.
(6) If <0, the signal is passed through the quantization circuit as it is. Similarly, when the quantization error of the address 1 occurs in FIG. 7C and FIG. 7D, the processing of FIG.

【0030】このように、本実施例において、他の奇関
数の量子化誤差が増大する場合においても、振幅が減少
する方向に処理をするため、ブロック境界での誤差相殺
のみならず、ブロック内部の画質劣化も目立ちづらくな
る。また、量子化係数の絶対値を減少する方向のため、
例えば、JPEG方式の様に可変長符号の圧縮方法を取
り入れた場合では、符号量軽減に役立つことになる。
As described above, in the present embodiment, even when the quantization error of another odd function increases, the processing is performed in the direction of decreasing the amplitude. Image degradation is less noticeable. In addition, since the absolute value of the quantization coefficient decreases,
For example, when a variable-length code compression method is adopted like the JPEG method, it is useful for reducing the code amount.

【0031】なお、本発明は、複数の機器から構成され
るシステムに適用しても、一つの機器からなる装置に適
用してもよい。また、本発明は、システムあるいは装置
にプログラムを供給することによって達成される場合に
も適用することができる。以上説明したように、本実施
例によれば、極めて簡単な構成で、視覚的に劣化が目立
つブロック歪みを軽減する。また、振幅を減少する方向
に量子化することによって、可変長符号化を応用した場
合、符号量を減らすことができる。
The present invention may be applied to a system constituted by a plurality of devices or to an apparatus constituted by a single device. The present invention can also be applied to a case where the present invention is achieved by supplying a program to a system or an apparatus. As described above, according to the present embodiment, block distortion, which is visually noticeable, is reduced with a very simple configuration. Also, by quantizing in the direction of decreasing the amplitude, the code amount can be reduced when variable length coding is applied.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
量子化誤差を相殺するように直交変換係数の量子化を制
御することでブロックの境界における歪みを軽減して、
復元される画像の視覚的な劣化を軽減することができ
る。
As described above, according to the present invention,
By controlling the quantization of the orthogonal transform coefficients to cancel the quantization error, the distortion at the block boundary is reduced,
Visual deterioration of the restored image can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す要部ブロック図で
ある。
FIG. 1 is a main block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施例によるジグザグスキャンを説明す
る図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a zigzag scan according to the first embodiment.

【図3】第1の実施例による量子化を説明する図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating quantization according to the first embodiment.

【図4】第1の実施例によるアドレス6の主走査方向の
変換係数に対する基底画像を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a base image for a conversion coefficient in the main scanning direction at an address 6 according to the first embodiment.

【図5】第1の実施例による実画像の例を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a real image according to the first embodiment.

【図6】第1の実施例による量子化及びIDCTを説明
する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating quantization and IDCT according to the first embodiment.

【図7】第2の実施例による量子化誤差相殺方法を説明
する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a quantization error canceling method according to a second embodiment.

【図8】従来例による画像圧縮装置の構成を示すブロツ
ク図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a conventional image compression apparatus.

【図9】図8のDPCMの構成を示すブロツク図であ
る。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of the DPCM of FIG. 8;

【図10】従来例によるDCT係数のスキヤン順序を説
明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a scan order of DCT coefficients according to a conventional example.

【図11】従来例によるAC係数とグループ番号SSS
Sとの関係を説明する図である。
FIG. 11 shows an AC coefficient and a group number SSS according to a conventional example.
FIG. 4 is a diagram for explaining a relationship with S.

【図12】標準的なQテーブルの一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a standard Q table.

【図13】実画像の入力を表した3×4ブロツクの一例
を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing an example of a 3 × 4 block representing input of a real image.

【図14】実画像のDCTを表した3×4ブロツクの一
例を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing an example of a 3 × 4 block representing DCT of a real image.

【図15】実画像の量子化を表した3×4ブロツクの一
例を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing an example of a 3 × 4 block representing quantization of a real image.

【図16】実画像のIDCTを表した3×4ブロツクの
一例を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing an example of a 3 × 4 block representing an IDCT of a real image.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,100 入力端子 2 ブロツク化回路 17,101 DCT回路 40 Q 41,103 Qテーブル 42 DPCM 43 1次元ハフマン符号化回路 44 DCハフマンコードテーブル 45 スキヤン変換回路 46 有意係数検出回路 47 ラン長カウンタ 48 グループ化回路 49 次元ハフマン符号化回路 50 ACハフマンテーブル 51 多重化回路 52,109 出力端子 53 遅延回路 54,105 加算器 102 ジグザグスキャン回路 104 量子化回路 106 減算器 107 加算値作成部 108 遅延回路 109 出力端子 1,100 Input terminal 2 Blocking circuit 17,101 DCT circuit 40 Q 41,103 Q table 42 DPCM 43 One-dimensional Huffman coding circuit 44 DC Huffman code table 45 Scan conversion circuit 46 Significant coefficient detection circuit 47 Run length counter 48 Group Circuit 49-dimensional Huffman coding circuit 50 AC Huffman table 51 multiplexing circuit 52, 109 output terminal 53 delay circuit 54, 105 adder 102 zigzag scan circuit 104 quantization circuit 106 subtractor 107 addition value creation unit 108 delay circuit 109 output Terminal

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 所定画素数のブロックに分割された画像
情報を入力する入力手段、前記ブロック単位に画像情報
を直交変換する変換手段、および、前記直交変換によっ
て得られる交流成分の直交変換係数を量子化する量子化
手段を有する画像処理装置であって、前記量子化手段は
少なくとも、前記ブロック内において、 第一の周波数成分の直交変換係数を量子化する際に発生
する量子化誤差を検知する検知手段と、 検知された前記第一の周波数成分の直交変換係数の量子
化誤差とは逆極性の量子化誤差が発生するように、前記
第一の周波数成分の直交変換係数よりも高周波域に存在
する第二の周波数成分の直交変換係数の量子化を制御す
る制御手段とを有し、 前記第一および第二の周波数成分の直交変換係数は、前
記ブロックにおける水平および垂直方向の少なくとも一
方で奇関数成分であることを特徴とする画像処理装置。
An input unit for inputting image information divided into blocks each having a predetermined number of pixels; a conversion unit for orthogonally transforming the image information in block units; and an orthogonal transform coefficient of an AC component obtained by the orthogonal transform. An image processing apparatus having a quantization unit for performing quantization, wherein the quantization unit detects a quantization error generated when quantizing an orthogonal transform coefficient of a first frequency component in at least the block. Detecting means, such that a quantization error having a polarity opposite to the detected quantization error of the orthogonal transform coefficient of the first frequency component is generated, so that the quantization error is higher than the orthogonal transform coefficient of the first frequency component. Control means for controlling quantization of the orthogonal transform coefficient of the second frequency component that is present, wherein the orthogonal transform coefficient of the first and second frequency components is An image processing device characterized by an odd function component in at least one of the vertical direction and the vertical direction.
【請求項2】 前記第一の周波数成分の直交変換係数
は、前記ブロックにおける水平または垂直成分の一方が
基本波成分、他方が直流成分であり、前記第二の周波数
成分の直交変換係数は、前記水平または垂直成分の前記
一方が基本波成分以外の奇関数成分、前記他方が直流成
分であることを特徴とする請求項1に記載された画像処
理装置。
2. The orthogonal transform coefficient of the first frequency component is such that one of a horizontal or vertical component in the block is a fundamental wave component and the other is a DC component, and the orthogonal transform coefficient of the second frequency component is the horizontal or the <br/> one is odd function component other than the fundamental wave component of the vertical component, the image processing apparatus according to claim 1, wherein the other is characterized in that it is a DC component.
【請求項3】 前記制御手段は、前記第一の周波数成分
の直交変換係数の量子化誤差に基づく値を前記第二の周
波数成分の直交変換係数に加算することを特徴とする請
求項1または請求項2に記載された画像処理装置。
3. The method according to claim 1, wherein the control unit adds a value based on a quantization error of an orthogonal transform coefficient of the first frequency component to an orthogonal transform coefficient of the second frequency component. The image processing device according to claim 2.
【請求項4】 所定画素数のブロックに分割された画像
情報を入力し、前記ブロック単位に画像情報を直交変換
し、前記直交変換によって得られる交流成分の直交変換
係数を量子化する画像処理方法であって、前記量子化は
少なくとも、前記ブロック内において、 第一の周波数成分の直交変換係数を量子化する際に発生
する量子化誤差の極性を検知し、 検知された前記第一の周波数成分の直交変換係数の量子
化誤差とは逆極性の量子化誤差が発生するように、前記
第一の周波数成分の直交変換係数よりも高周波域に存在
する第二の周波数成分の直交変換係数の量子化を制御
し、 前記第一および第二の周波数成分の直交変換係数は、前
記ブロックにおける水平および垂直方向の少なくとも一
方で奇関数成分であることを特徴とする画像処理方法。
4. An image processing method for inputting image information divided into blocks of a predetermined number of pixels, orthogonally transforming the image information in block units, and quantizing orthogonal transform coefficients of AC components obtained by the orthogonal transformation. In the quantization, at least in the block, a polarity of a quantization error generated when quantizing an orthogonal transform coefficient of a first frequency component is detected, and the detected first frequency component is detected. In order to generate a quantization error of the opposite polarity to the quantization error of the orthogonal transform coefficient of the second frequency component, the quantization of the orthogonal transform coefficient of the second frequency component present in a higher frequency range than the orthogonal transform coefficient of the first frequency component occurs. Image processing method, wherein the orthogonal transform coefficients of the first and second frequency components are odd function components in at least one of horizontal and vertical directions in the block. .
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