JPS63284974A - Picture compression system - Google Patents

Picture compression system

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JPS63284974A
JPS63284974A JP62119627A JP11962787A JPS63284974A JP S63284974 A JPS63284974 A JP S63284974A JP 62119627 A JP62119627 A JP 62119627A JP 11962787 A JP11962787 A JP 11962787A JP S63284974 A JPS63284974 A JP S63284974A
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JP
Japan
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image
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concentration
value
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Pending
Application number
JP62119627A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyoshi Yuasa
湯浅 啓義
Akira Yasuda
晃 安田
Yoshihiko Tokunaga
吉彦 徳永
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Publication of JPS63284974A publication Critical patent/JPS63284974A/en
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Abstract

PURPOSE:To maximize the code reduction effect of variable length coding totally by selecting a code block of the variable length coding based on the degree of concentration of the probability distribution of picture information or the fixed length coding. CONSTITUTION:A difference circuit 1 subtracts an inter-line prediction value of a prediction circuit 2 from a picture data of a present picture and stores a linear difference into a line buffer 3. A variable sampling density coding circuit 4 applies the variable sampling density coding to obtain the 2nd-order difference. A code distribution calculation circuit 27 obtains the probability distribution of the quantized code, obtains the value of the code probability distribution function and the dispersion of the probability density function, and a fixed/variable length code block selection circuit 28 selects the code block of the variable length coding or the code block of the fixed length coding. A code processed by a fixed length/variable length coding circuit 29 is processed by a zero code compression circuit 5 and a code edition circuit 26 and sent.

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野1 本発明はTVカメラなどによる画像情報を狭帯域伝送に
より電話回線等を介して伝送する画像監視のための画像
圧縮方式に関するらのである。 [背fi技術] 現在使用されている電話回線は電話回線加入電話回線で
ある音声帯域(0,3〜3.4KHz)のアナログ電話
回線が一般的で、モデム(変復調装置)で通信速度96
00ビット/秒の符号伝送が可能であるが、画像監視や
セキュリティシステムの場合、監視対象が増加するに伴
い、高圧縮率で、ローコストな画像圧縮方式が必要であ
る。 一般に画像監視にはTVカメラとしてITVカメラ等が
使われるので、多値画像信号で静止画となる場合が多い
。またTV会議システムや、64K bitのディジタ
ル回線のTV’i話に用いられるベクトル量子化や動き
補償(特開昭58−101581号、特開昭58−13
3088号)等を採用した動画伝送方式は高価であるの
で、コスト上の制約で使いにくい。 一方、ファクシミリなどの静止画伝送方式は、多値化、
カラー化の開発が現在進められ、l5DNの64Kbi
t回amのカラー画像で1 bit/ pet(画素)
の圧縮方式の国際標準化がISOやCCITTで進めら
れており、ベクトル量子化(参考文献:電子通M′??
会技術報告IE84−18 p、9)、ブロック符号化
(参考文献:電子通信T全論文誌’87/I Vol、
l70−B No、1 p、66、画像電子学会誌第1
5感温4号p、225)、順次再生符号化(参考文献:
電子通信学会論文誌’87/I Voi、170−B 
No、1 p、105)、コサイン変換(参考文献:電
子通信学会誌’86/10 Vol、169−B No
、10)等が検討されている。 この内ブロック符号化と順次再生符号化は計算量が少な
い方式であると言われており、階層的にブロックサイズ
やサンプリング間隔を順次に鮮明な画像となるように符
号化するもので、各階層毎に圧縮して可変長符号化する
。 本発明者らは、圧縮率を2〜3bit/pel程度でさ
らに簡昂なマイクロコンピュータ処理に適した方式とし
て、可変標本密度符号化(電子通信学会論文誌’75/
2 Vol、58−^No2.p、97)を応用して、
特開昭61−296866号で述べている2次差分の予
測符号化方式、及び零符号圧縮と組合わせた変化画素圧
縮伝送方式を開発している。 この従来例方式は後述の本発明の構成の一部として応用
するものであるから、ここに詳述する。 第9図、第10図はライン間予測残差の可変標本密度圧
縮伸張、ないしはライン間予測残差のDPCM圧縮伸張
を行なうための構成を示しており、第9図に示す画像圧
縮部Aは標本の画像データ(現ラインの画素)と予測回
路2からの予測データ(圧縮符号化済みの前ラインの復
元画素)とで差分回路1によりライン間予測残差を算出
し、このライン間予測残差をラインバッフ73を介して
可変標本密度符号化回路4でライン間予測残差と直角方
向、即ちライン方向に2次子側残差を量子化特性符号に
圧縮する。量子化特性は第1表に示したような2次子側
残差の振@差値(量子化レベル)と時間差値(標本間隔
)との組合わせと、これに対応する4 bitの符号と
の相互変換のテーブルである。 第11図に図示したように振幅差値と時間差値の座標軸
でプロットした点が量子化点になっており、図ではこれ
を直線で結んである。 第1表は第12図に示すように15点の量子化点をとっ
て、この量子化点を4 bitに符号化した量子化特性
符号で表している。 この量子化特性符号を2個づつまとめて8 bitの符
号としてモデムで変調して伝送するのであるが、量子化
特性符号の2次子側残差が零であることを示す零符号が
連続することが多いので、零符号圧縮回路5で零符号(
零ライン)圧縮特性により、零符号が連続しでいる場合
に零符号の敗或いは零符号ばかりのライン数を示す伝送
コード(Fl〜FE)を、零符号以外の4 bitの量
子化特性符号(変化符号)の場合は2個で8 bitの
伝送フード(0〜EF)にした零圧縮符号に圧縮し伝送
する。この零符号零ライン圧縮特性は、零符号の数と8
 bit符号との相互変換のテーブルである。 上記量子化特性符号は可変標本密度復号化回路6で復号
されてラインバッファ7を介して補間合成回路8に取り
込まれ、上記予測回路2の内側の帰還ループのラインバ
ッファ9の値と合成され、次のラインの予測のために予
測回路2に入力される。ここで補間合成回路8は時間差
値(標本間隔)が一定間隔に間引かれた場合、例えば4
画素毎に間引いて64X64画素とした場合に、256
×256画素の画像に復元させるためのもので、256
X256画素の背景画像に、変化頌域のみ4画素毎に間
引いて送られて場合でも変化頒域のみ補間して粗い画像
を復元し、256X256画素の背景画像と合成する。 受信の伸張部Bfmにおいては符号データをm10図に
示した零符号復号化回路10により量子化特性符号に復
号し、この量子化特性符号を可変標本密度復号化回路1
1によりライン間予測残差を復元し、このライン間予測
残差をラインバッフT12を介して補間合成回路13に
取り込み、予測回路15とラインバッファ14による復
号化ループで1ライン分の画像データを復元する。 ここで上記量子化特性の時間差値を総て1にすると可変
標本密度符号化はDPCMと同じになるので、ライン間
予測残差の可変標本密度符号化方式はライン間予測残差
のDPCMと等価になる。 上述したライン間予測残差のDCPM、或いはライン間
予測残差の可変標本密度符号化方式(可変標本密度予測
符号化方式)は、1画素当たりの計W、量の大部分がD
PCMと同様な量子化で占められるので、量子化特性を
固定にすることができ、他の圧縮方式に比べ簡単と言え
る。 更に、ライン間、ライン内の直交する2次差分の予測方
式のため1次差分の予測方式や平面予測方式に比べて予
測残差が零に集中して、量子化誤差を小さくでき、しか
も振幅差値のダイナミックレンジが小さくても実際上、
過負荷歪みは目立たないという特徴がある。 また2次差分が零に集中するので零符号圧縮の効果が大
きくなり、更にライン毎に標本(現画像)との間で予測
残差を求めているので、ライン間方向に誤差が伝播せず
、可変標本密度符号化独特のエツジビジネスが少なく画
質が良いという特徴がある。 また更に零符号圧縮の効果は零符号が連続している場合
に限られるので、全画像を圧縮するには効果は僅かで、
後述する変化画素のみを圧縮符号化する場合に効果が大
きくなると言える。 可変標本密度符号化の量子化特性は第11図に示したよ
うに時間差値(標本間隔)が異なる量子化値の範囲に量
子化点の重複を持たせることにより量子化値と時間差値
(標本間隔)との組合わせに対応した符号に符号化する
ことで、時間差値の大きな部分での量子化値の幅が広が
って輪郭・エツジに対する追従性が良くなり、エツジビ
ジネスを少なくできるという特徴がある。さて1jS1
1図、第12図に図示したような量子化特性で可変標本
密度で量子化する場合は、振幅差値が一定値αpn以下
の場合に一定間隔Tpn十、を加えた位置の標本を取り
込んで時間差値を増して行き、0回繰り返しの場合、時
間差値Στpn+1前の復元画素による予測値に対する
予測残差信号を振幅差値に量子化する。時間差値が2の
場合は量子化された振幅差値が上記一定値ap1.より
も大きな値でも小さな値でも選択できるように時間差値
と振幅差値(量子化レベルとも言う)との組み合わせで
決まる量子化特性符号に符号化する。 (第1表)M量化特性 (第2表)零符号圧縮 さて可変標本密度符号化では時間差値の大きな量子化点
で圧縮率を稼いでいるが、上述の従来例方式では他のブ
ロック符号化やコサイン変換のように画質の劣化を小さ
くするために時間差値を1〜2程度の小さな範囲に留と
め、3以上の大きな値にすることは困難である。 更に複数の量子化特性を画像に応じて最適に選択したり
、時間差値を最適に設定する量子化特性の適応化により
、画質の向上や圧縮率の増大が期待されるが、従来のよ
うな現画像の分散や偏差から量子化特性を決める方法で
は2次差分についての的確な判定ができない。また同様
に伝送もしくは復元済の画素より次に使うM子化特性を
決定することもライン単位に処理する2次差分量子化に
ついては的確にできない。 そこで本発明者らは既に変化検知した場合等の監視画像
の圧縮伝送方式を提案(特願昭60−600012号)
しており、この方式は特に前画像7レーム或いは予測画
像7レームと、現画像フレームとのフレーム間予測残差
に基づいてフレーム間で変化した部分の画像情報を伝送
するもので、[13図にこの方式による画像圧縮部の回
路構成を示す。この構成ではまず7レームメモリ16か
ら現画像7レームバγ7ア17に取り込んだ現画像フレ
ームと、基準画像フレームバッファ18の基準画像7レ
ームとを変化検知回路19で比較して変化検知を行い、
変化検知があれば変化画素検知回路20により現画像7
レームバツ7ア17の現画像7レームと、予測画像(前
画像)7レームバツ7ア21の予測画像(前画像)フレ
ームとの間の誤差であるフレーム間残差の大きき(差の
絶対値)が、大きな変化画素と小さな零画素に分ける。 更に必要に応じて、変化画素の伝播・縮退により°変化
画素は挟まれた1〜2個の零画素を変化画素にするとと
もに零画素に挟まれた1〜2個の変化画素を零画素にし
て、変化画素中に孤立した零画素や零画素中に孤立した
変化画素を除去する。 2次差分子測符号化回路22は量子化特性選択回路23
により7レーム間残差若しくは現両像7し、−ムの変化
画素の値を第9図のライン間、ライン内の2次差分子測
量子化方式(2次DCPM、或いは差分可変標本密度符
号化)で圧縮するためのもので、変化領域或いは変化画
素を効率よく伝送する。 零符号圧縮回路24は第2表に示したように零画素から
変化画素に移る時は予測に初期値として −変化画素の
値を変化画素符号(FD、xx)で伝送し、変化画素か
ら零画素に移る時は予測の終端値として零画素符号(例
えばFE)を伝送し、更に予測残差零の零符号の個数と
総ての画素が零符号になるラインの個数とを符号圧縮し
て伝送する。また現画像7レームの変化画素の値を零以
外とすることで変化画素符号や零画素符号を用いないで
変化画素圧縮ができるが、この場合変化ii!I■素の
値が零であっても+αする必要がある。 画像をブロック単位で処理する方式ではコサイン変換と
DPCMやベクトル量子化等の種々の圧縮方式との組合
せの公知例が多くある。コサイン変換により画像の相関
の強い低周波成分の係数を先に量子化して復元し、次に
高周波成分を量子化するように階層的に伝送することに
よってブロックの境界が現れにくくなり1 bit/ 
pelの圧縮率で35dB以上のSNHの良い画質が得
られる。 しかしながら量子化符号自体の発生の度数分布が振幅差
値が零の符号に集中するので、多値画像ではハフマン符
号化のような可変長符号化で符号量を削減できる。対象
とする画像により符号の度数分布が変化するのである画
像に最適なハフマン符号が別の画像では逆効果になるこ
ともあり、更にハフマン符号化では可変長符号のコード
ブックを最適に設定するために対an像ごとに計算する
必要がある。これでは計W、1Nが多くコストアップに
なるので、例えば(加藤他、°複数の可変長符号セット
を用いた適応直交返還符号化方式’ PSCS−864
,6,1986)のように画像をクラス分けしてこのク
ラスごとに代表となる可変長符号のコードブックをあら
かじめ用意しておき、これから符号化する画像がどのク
ラスに属するのか判定基準により判断してコードブック
を選択するものがある。 又コサイン変換はマイクロコンピュータには計W、蜀が
多く、変化画素圧縮(零符号圧縮)が生かせないという
問題があった。ここでは画質の劣化を小さくするためと
、変化画素の範囲で量子化するため、量子化特性の時間
差値を大きくできない。 また多値画像ではハフマン符号化という可変長符号化で
符号量を削減できるが、時間差値の小さな量子化特性を
使った可変標本密度符号化では符号自体の発生の度数分
布が振幅差値が零の符号に集中するので、これまでの方
式ではこれを応泪できていなかった。即ち従来例方式で
は対象とする画像により符号の度数分布が変化するので
ノ17マン符号化では可変長符号のコードブックを最3
fiに設定する計算量が多くなると共に、変化画素の圧
縮のための零符号圧縮が生かせないという問題がある。  第13図の符号tJ回路26は符号ヘッグ作成回路2
5で作成された伝送画素数、圧縮パラメータや、全画/
変化部分選択を示すための符号へフグを7レーム毎に上
記圧縮符号に付加して通信データとして伝送する。ここ
で言う圧縮パラメータとしては量子化特性やフレーム間
荷置予測回路の予測係数を含め、予測係数が最適である
と予測残差が零に集中して量子化誤差が小さくなり画質
が向上する。 [発明の目的] 本発明は上述の点に鑑みて為れなもので、その目的とす
るところは良質の画像で符号量を削減して効率よく伝送
する画像圧縮方式を提供するにある。 [発明の開示1 本発明は画像を複数のブロックに分割して各ブロック囃
位に量子化符号化する画像圧縮方式において、量子化特
性により時間差値と振幅差値との組合せに対応する量子
化符号を求め、該量子化符号に基づいて各ブロック囃位
に画像情報の確率分布の集中度を表わす統計量、もしく
は量子化符号の確率分布の集中度を表わす統計量を求め
、この統計量とある設定値との大小比較により、可変長
符号化のコードブック、もしくは固定長符号化を選択す
ることを特徴とする。 以下本発明を実施例により説明する。 K1九り 第1図は本実施例の画像圧縮部Aの基本回路構成を示し
、第2図は本実施例の伸張部Bの基本回路構成を示して
おり、第9図、第10図と同一番号の構成は同じ動作を
為すものである。 まず圧縮符号化を第1図構成に基づいて説明する。ここ
で使用される画像データは監視用TVカメラの映像信号
を水平・垂直の同期信号と画像信号とに分離し、この画
像信号を輝度信号(Y)と色差信号(C)にYC分離し
て、それぞれの46号をA/D変換器(図示せず)で6
〜8ビツトのディジタル値(こ変換して現画像7レーム
メモリに書き込んだものであって、本実施例では1i[
lij像の岬度信号(Y)は256X256画素の8ビ
ツト(256階7m)/画素である。又実施例の画像デ
ータは画像を複数のブロックに分割して各ブロック単位
に読み出されたものである。 差分回路1では現画像の画像データから予測回路2のラ
イン間予測値を引いて1次差分をラインバッフ73に1
ライン分を書込む。即ちラインバッファ3には、次に圧
縮符号化すべき現ラインの画素と、圧縮符号化済の前ラ
インの復元画素に基づく次のラインの予測値とのライン
間の予測残差である1次差分が記憶される。この1次差
分についてライン方向に可変標本密度符号化回路4によ
り可変標本密度符号化し、次に圧縮符号化すべき画素の
1次差分と圧縮符号化済の復元画素に基づく次の1次差
分の予測値との予測残差である2次差分を求め、この2
次差分から量子化特性により時間差値(標本間隔)と振
幅差値(量子化レベル)との組合せに対応する量子化符
号を求める。この量子化符号は第1表の様な固定長(4
b i t )の符号であるとして扱い、後述の第3図
〜PIS8図に示す実施例のように量子化特性選択回路
で複数の量子化特性より選択する場合も含めて考える。 ここで本発明方式では2次差分の量子化に限定するもの
でなく1次差分のみで上記ライン間差分をとらないもの
も勿論含まれる。つまり本発明の構成、効果が1次差分
か2次差分かによらずいずれの場合も当てはまることに
よる。 尚以下実施例の説明は2次差分で行う。 さて本実施例では符号分布計算回路27により量子化符
号の発生頻度を予め選定した標準画像で各量子化特性毎
に求めておき、この標準画像について量子化符号と可変
長符号番号との対応関係を求め、メモリから構成される
可変長符号のコードブックには量子化符号と可変長符号
番号と可変長符号コードとの変換テーブルを記しておく
。 可変長符号コードは各量子化特性について輪郭成分が少
なくて圧縮し易い画像に対する符号や輪郭成分の多くて
圧縮しにくい画像に対する符号というように複数用意し
ておく。第3表〜第6表に可変長符号コードの例を示す
。 可変長符号コードの作成方法としては標準画像について
ハフマン符号化する他、符号化復号化の効率を優先して
も良い。     而して符号分布計算回路27で量子化符号の確率分布を
求めるとともに、この符号確率分布関数の値や確率密度
関数の分散等を求め、この統計量とある設定値との大小
比較を行って固定/可変長コードブック選択回路28に
より可変長符号化のコードブック、もしくは固定長符号
化のコードブックを選択する。 具体的には第3表に於ける符号長4 bit以下の符号
の割合がある設定値より大きい場合には第3表で可変長
符号化し、小さい場合には第4表における符号長4 b
it以下の符号の割合がある設定値より大きいかどうか
を判定して大きい際には第4表で可変長符号化し、小さ
い場合は固定長符号化するように動作する。第3表では
4 bitより短い符号が5個あり、第4表では7個で
ある。第3表の符号は5集中度が高く、変化画素圧縮で
零符号が多い場合に2 bitの2個の符号の発生確率
が高くて大きな圧縮になり、4 bitより短い5個の
符号で圧縮する度合が他の5 bit以上の符号より強
くなるので圧縮効果があり、又第4表の符号は5集中度
が低く、変化画素圧縮で零符号が少ない場合で2 bi
tの符号より3 bitの符号を多くした方が有利とな
る場合に適する。 同様にtIS5表では4 bitより短い符号が6個あ
り、第6表では7個である。第5表の符号は5集中度が
高く、変化画素圧縮ではな(零符号圧縮のような拡張符
号が少ない場合や16レベルの振幅差値の量子化特性に
適し、tlS6表の符号は5集中度が低く、変化画素圧
縮でなく零符号圧縮のような拡張符号が少ない場合や1
6レベルの振幅差値の量子化特性に遡する。 而してこれらのコードブックを選択することにより画像
の各ブロック単位に可変長符号化を行って固定長符号化
より符号量が増えることを無くし、しかもコードブック
は予め決めであるのでブロック単位で送る必要が無く、
全体として可変長符号化が効率よく行われ符号長を短く
できるのである。 さて固定長/可変長符号化回路29により符号化された
符号は更に零符号圧縮回路26によりg?符号圧縮され
、符号Ili集回路26により固定/可変長コードブッ
ク選択回路28の選択結果に応じてm集されて伝送され
る。 この伝送された符号データは伸張部Bの符号分配回路3
1で零符号と、固定/可変長コードブック選択回路32
の選択コードに分配され、零符号復号化回路10で復号
した符号を上記選択コードに基づいて固定長/可変長復
号化回路33により復号し、更に可変標本密度復号化回
路11で復号して、tIS10図構成と同様に画像デー
タの再生を行う。 犬Uζ 第3図、第4図は本実施例の画像圧縮部A、伸張部Bを
示しており、本実施例の画像圧縮部Aでは画像をi敗の
ブロックに分割して各ブロック単位に画像情報の確率分
布の集中度を表わす統計量とし、例えば差信号分布とし
て上記1次差分についてライン方向にiIN素ごとの2
次差分を求め、この2次差分の偏差の様な分布の広がり
度合の小ささから5集中度を5集中度計算回路34で求
め、この5集中度がある値より強いものに階調の細かい
量子化特性を、弱いものに粗い量子化特性を量子化特性
選択回路35の働きにより選択し、この選択に基づいて
可変標本密度符号化回路4により量子化符号を得、この
量子化符号の確立分布の集中度をあられす統計量を符号
分布計算回路27で求め、この統計量とある設定値との
最小比較を行って、固定/可変長コードブック選択回路
28で、5集中度がある値より強いものに例えばtpJ
3. 5表の可変長符号化を選択し、弱いものに第4.
6表の可変長符号化を選択し、さらに弱いものに固定長
符号化を選択する。従って本実施例では量子化符号化と
同時に可変長符号化が可能となるのである。 尚伸張部Bは符号分配回路31で量子化特性選択回路3
6の復号のための量子化特性の選択フードを分配して画
像圧縮部Aの量子化特性選択に対応するようになってい
る。 而して本実施例では5某中度を可変長符号化、固定長符
号化の選択に利用しているため、処理が簡単になる。こ
の場合、量子化特性や、振幅差値はライン毎に選択され
るが、この量子化特性や振幅差値、及び可変長符号化、
固定長符号化の選択コードは、変更があったラインにつ
いてのみ符号化して伝送する。また上記5集中度は1次
差分(:ついてライン方向のIR索毎の2次差分に基づ
くので、現画像や復元画像によるよりも的確に量子化特
性や振幅差値を決定でき、そのため可変長符号化、固定
長符号化の選択も的確になって画質向上や、圧縮率増大
に効果がある。 尚標準画像によって符号コードを定める場合には、5集
中度計算の結果、可変長符号化が選択された際に、零符
号圧縮後に第1表の拡張コードFの発生頻度や確率を第
2表の零符号圧縮符号の発生頻度や確率としてハフマン
符号の中に零符号圧縮符号の拡張符号を割当てることに
より、個々の画像の統計的な性質に対して最適なり変長
符号化ができるが、このハフマン符号化(可変長符号化
)のために可変標本密度符号化の量子化符号の発生頻度
や確率を求めると同時に量子化符号の零符号の確率分布
、零符号への集中度(符号長の短いものの割合)を求め
で、零符号への集中度がある値より高(偏差が小さい時
に集中度に応じたコードブックの可変長符号化をして、
偏差が大きい時は固定長符号化することにより、平均符
号長が固定長符号より長くなることを防、ぐことができ
る。但し第2表のFO,FFも含み、零符号の発生確率
が最も高くハフマン符号の零符号の符号長は2biLと
決めでおいて、Flは5符号零、F2は6符号零、・・
・F9は12符号零と云う意味にする。ハフマン符号化
は計算量が多く、マイクロコンピュータ処理には向かな
いとも考えられるが、画像処理専用の高速処理用DSP
等を用いることで、符号量削減の効果を発揮できる。 しかし後述の実施例3のように変化画素圧縮の場合は特
に変化画素検出回路により判定する伝送済みの画像に対
する変化がある値より大きな変化画素の割合が少なく、
変化がある値より小さくて零である零画素の割合が多い
ので、ハフマン符号の中に零符号圧縮符号の拡張符号を
割り当てないで、/)7マン符号化の後で等符号圧縮を
行うと拡張符号の符号長が長くなって効果が無くなる。 さらに画像ごとにハフマン符号化する場合、ハフ7ン符
号化の結果、零符号の符号長が3 bitや4 bit
になって、零符号の符号長が艮くなり、零符号圧縮の効
率が悪くなる場合がある。このような場合でも、画像全
体あるいは大きなブロックについてハフマン符号を計算
しておき、上記5集中度がある値より強いラインに可変
長符号化を選択し、弱いラインに固定長符号化を選択よ
うにして、可変長符号化の効果が少ない恐れがあれば固
定長符号化することにより、ライン単位に可変長符号化
、固定長符号化を選択することができ、全体の符号量を
削減することもできる。 ハフマン符号でなく量子化符号の符号長が、一般に発生
頻度の高いものより順に短かくなるように可変長符号化
することと組介せると画像毎に最適ではないがマイクロ
コンピュータ処理に適したもっと簡単な符号化が行える
。 これは、振幅差値の零の零符号がある値以上連続する部
分を零符号の連続数に対応する零符号に圧縮符号化する
ように、可変長符号フードの特定の符号を零符号コード
に割当てることを特徴とする可変長零符号圧縮符号化に
相当するものである。 又更に可変長零符号圧縮符号を対象画像によらず量子化
特性に対応して予め決めておくため標準画像を圧縮して
量子化符号の発生頻度や確率によりコードブックを作っ
ておき、これにより上記5集中度に応じてライン単位に
可変長符号化、固定長符号化の選択コードを伝送するこ
とにより、ライン単位に可変長符号と量子化符号との対
応表を伝送することを避け、全体の符号量を少なくする
ことができる。 この場合、ハフマン符号化を適用するためには予め零符
号圧縮をしておいで零符号コードの発生確率ら求めた上
で他の量子化符号と共に符号割当てを行うことになる。 第3.4表は量子化符号の発生頻度の順に割当てる場合
に零符号のコードを1111としたものである。この場
合、ハフマン符号化のように最適とは限らないがこれと
大差なく、しかもマイクロコンピュータ処理に適してい
る。この零符号のコードは4 bitであるが、これに
より2次差分や変化画素圧縮に関しての零符号圧縮の効
果を可変長符号化に付加することが可能になる。零符号
のコード1111は第2表の符号F(16進数)に相当
し、1111に続< 4bitはFに続(4bitに相
当する。零符号のコードが2 bitであるので、第2
表の零符号の意味はFlは5符号零、F2は6符号零、
・・・、F8は12符号零と修正したものを可変長符号
化に使い、零符号が4個までは零符号を並べる。 尚tJS7表は2次差分DPCM符号化と可変長零符号
圧縮符号化の符号の度数分布の例である。 又第8表は時間差値2の量子化特性の可変標本密度符号
化の例で、可変標本密度符号化の場合も簡単のために発
生頻度の高いものから順に短い符号長となるように、可
変標本密度符号と第3表の可変長符号との対応づけを、
対象画像や量子化特第5図と第6図に示した本実施例は
次に圧縮符号化すべき現画像7レームの画像データと、
予測回路38を通じて7レームパツ7737から読み出
された復元済みの前画像又は現画像に基づく予測画像7
レームとのフレーム間差分を差分回路39で求めて、こ
のフレーム間差分を第3図、第4図の実施例2と同様に
2次差分子測量子化(2次差分DPCM、あるいは差分
可変標本密度符号化)して可変長零符号圧縮符号化する
ものであって、次に圧縮符号化すべき現画像7レームと
7レームバツ7T37に記憶している復元済みの前画像
又は現11ji像に基づく予測画像フレームとのフレー
ム間差分がある閾値より大きな変化画素を変化画素検出
回路40で求め、現画像の変化画素を2次差分子?II
I量子化(2次差分DPCM、あるいは差分可変標本密
度符号化)して可変長符号化回路29゛及び零符号圧縮
回路5とで可変長零符号圧縮符号化するようになってい
る。第5図中41は補間回路であり、第6図中33゛は
可変長符号を復号するだめの可変長復号化回路、42は
補間合成回路、43は7レームバツ7y、44は予測回
路で、これら42〜44の回路により現画像フレームを
復元する。 X11ノ一 本実施例はff17図に示す画像圧縮部へと、第8図に
示す伸張部Bとからなり、画像圧縮部Aでは粗画像を変
化画素検出回路40で検出した変化画素をブロック分割
部45でブロックに分割して各ブロックを単位ブロック
の単位画素と見立て、こられ各ブロックの平均値を単位
画素の値として平均値分離部46で分離して粗画像圧縮
部47で量子化符号化し、又この符号より粗画像復元部
48で復元し、次に原画像とこの粗画像との間のフレー
ム聞誤差信号を差分回路49で求め、このフレーム間誤
差信号を複数のブロックに分割し、このブロックごとに
フレーム間F、差信号を5集中度回路40と、量子化特
性選択回路35と、誤差画像圧縮部51とで量子化符号
化する階層的画像圧縮方式を採用し、フレーム間?g%
差信号情報の確率分布の集中度を表わす統計量(例えば
差信号分布の分散等)、もしくは量子化符号の確率分布
の集中度を表わす統計量(例えば確率分布関数の値や確
率密度関数の分散等)を符号分布計算回路27で求め、
このブロック単位において上記集中度の強いものに階調
の細かな量子化特性や時間差値を選択し、弱いものに階
調の粗い量子化特性や振幅差値を選択して量子化符号化
するとともに、この統計量或いはこの量子化符号の確率
分布の集中度を表わす統計量(例えば分散等)とある設
定値との大小比較により固定/可変長フードブック選択
回路28で可変長符号化のコードブック、もしくは固定
長符号化を選択して固定/可変長符号化回路2!ンで適
応可変長符号化を行うようになっている。 フレーム聞誤差信号は画素間の相関が小さく高周波成分
が大きいので可変長符号化を行うと逆効果になるブロッ
クが多いと考えられるが、このようなブロックは固定長
符号化にでき、しかも他のブロックは効果の大きなフー
ドブックの可変長符号化を適用できて全体として符号量
を削減できる。 粗画像を量子化符号化する方法は種々考えられるが、上
述のように本実施例では階層的にブロックをブロック分
割部45で分割し、L位ブロックは一段下位の各ブロッ
クを単位画素と見立てて、この各ブロック毎の平均値を
平均値分離部46で分離して分離した平均値を単位画素
の値とし、まず最上位ブロックの単位画素について粗画
像圧縮部47で量子化符号化して、更にこの符号より粗
画像復元部48で粗画像を復元し、次に原画像とこの粗
画像との間のフレーム聞誤差イパ号を差分回路49で求
め、このフレーム聞誤差信号を下位のブロックに細分割
し、この下位の10ツクごとにフレーム聞誤差信号を量
子化符号化するのである。 この場合粗画像が単純なため符号量が少なくなるがブロ
ックの境界が見える恐れがある。 尚第7図のブロック分割と平均値分離の代わりにまず画
像全体を粗い標本間隔で量子化符号化したり、あるいは
時間差値の範囲の大きな量子化特性で量子化符号化して
、これより粗画像を復元し、次に原画像とこの粗画像と
の間のフレーム聞誤差信号を求め、このフレーム聞誤差
信号を!1敗のブロックに細分割し、このブロックごと
にフレーム間誤差信号を量子化符号化する順次鮮明化の
階層的画像圧縮方式を採用すれば実施例3の構成と同じ
となり、平均値分離の平均計算が不要になり、より簡単
に粗画像が得られ、特に標本間隔や量子、−化特性の振
幅差値と時間差値の対応関係を振幅差値X時間差値が一
定値の単調減少関数に近づけることにより、粗画像のブ
ロックの境界が現れず、フレーム間誤差信号の分散を小
さくでき、結果可変長符号化の効果が大きくなって符号
量が削減でき、画質を向上できる。 また画像全体を平均化もしくはブロック単位にディスク
リートコサイン変換等により画像の低周波成分を量子化
符号化して、これより粗画像を復元し、次に元の原画像
とこの粗画像との間のフレーム聞誤差信号を求め、この
フレーム間誤差信号を複数のブロックに細分割し、この
下位のブロックごとにフレーム聞誤差信号を量子化符号
化する順次鮮明化の階層的画像圧縮方式に実施例3の構
成を適用すると同様の効果が得られるが、平均化もしく
はディスクリートコサイン変換の計算量が多くなる。 尚第7図中50は誤差画像の量子化符号を誤差画像復元
部52で復元して得られた誤差画像と、上記粗画像復元
部48で復元して得られた粗画像とを加算する補間合成
回路であり、この補間合成回路50で補間合成された画
像と現画像の画像データとの差分が上記差分回路39で
とられる。 又fjS8図中53は符号データを量子化特性選択回路
36の選択コードと、固定/可変長フードブック選択回
路32の選択コードと、圧縮符号とに分離するための回
路である。また54は固定/可変長復号化回路33で復
号された符号より粗画像を復元するための粗画像復元部
であり、55は量子化特性選択回路36により選択され
た量子化特性に基づいて誤差画像を復元する誤差画像復
元部で、両夜元部54.55により得られた復元画像を
補間合成回路13で加算し、補間合成された画像は更に
変化画素合成ブロック合成部56で現画像に(第 3 
表) (第 4 表) (第 5 表) (第 6 表) (第 7 表) (第 8 表) [発明の効果1 本発明は上述のように予測量子化方式において、各ブロ
ック単位に画像情報の確率分布の集中度を表わす統、?
1″量、もしくは量子化符号の確率分布の集中度を表わ
す統計量を求め、この統計量とある設定値との大小比較
により可変長符号化のコードブック、もしくは固定長符
号化を選択するの−で、可変長符号化のコードブックを
ブロック単位に最適に選択させたり、逆効果のブロック
は固定長符号化とすることにより可変艮符号化の符号削
減効果を全体的に最大限に発揮できるという効果を奏す
る。 尚2次差分DPCMあるいは2次差分可変標本密度符号
化の量子化符号のようにライン間1次差分について、ラ
イン方向に2次差分を求め、この2次差分を量子化する
ものは、一般に1次差分に比べ、2次差分の偏差・分散
の様な分布の広がり度合が小さいが、もしくは量子化符
号の振幅差値の5集中度が強いから全体として可変長符
号化の効果が大きい。又この量子化符号の振幅差値の零
集中度がある値より強いブロックに可変長符号化のフー
ドブックの中から5集中度によってクラス分けされたも
のを選択し、弱いものに固定長符号化を選択するように
することにより、可変長符号によると平均符号長が長く
なるラインを固定長符号にできるので画像全体の符号量
を削減できる。 更にこの5集中度の強いものに階調の細かな量子化特性
や時間差値を選択し、弱いものに階調の粗い量子化特性
や振幅差値を選択するようにすることで現画像や復元画
像によるよりも的確に量子化特性や振@差値を適応的に
決定でき、このために的確に可変長符号化のフードブッ
クや固定長符号化の選択もでき、量子化特性や振幅差値
の適応化と組合せて5集中度を供用し画質を向上させる
ことができる。又更に量子化符号の零符号の連続部号を
零符号圧縮するために可変長符号の符号長の短い部分に
可変長符号コードの特定の符号を零符号コードに割当て
ることにより、時間差値の小さな量子化特性を用いた場
合、変化画素の可変長符号によると平均符号長が長くな
るラインを固定長符号にできるので変化画素圧縮におい
ても画質が良く圧縮率を高くする効果をさらに大きくす
ることもできる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field 1] The present invention relates to an image compression method for image monitoring in which image information from a TV camera or the like is transmitted via a telephone line or the like by narrowband transmission. [Background technology] The telephone line currently in use is generally an analog telephone line in the voice band (0.3 to 3.4 KHz), which is a subscriber telephone line.
However, in the case of image monitoring and security systems, as the number of objects to be monitored increases, a low-cost image compression method with a high compression rate is required. Generally, an ITV camera or the like is used as a TV camera for image monitoring, and therefore still images are often obtained using multi-valued image signals. In addition, vector quantization and motion compensation used in TV conference systems and TV'i episodes on 64K bit digital lines (Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-101581, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-13
3088) and the like are expensive and difficult to use due to cost constraints. On the other hand, still image transmission methods such as facsimiles are multilevel,
Development of colorization is currently underway, and 64Kbi of l5DN
1 bit/pet (pixel) for t times am color image
International standardization of the compression method is being promoted by ISO and CCITT, and vector quantization (Reference: Dentsu M'??
Technical Report IE84-18 p. 9), Block Coding (References: Electronic Communication T Complete Journal '87/I Vol.
l70-B No. 1 p. 66, Journal of the Institute of Image Electronics Engineers, No. 1
5 Temperature Sensing No. 4 p, 225), sequential reproduction encoding (References:
Journal of the Institute of Electronics and Communication Engineers '87/I Voi, 170-B
No. 1 p. 105), cosine transformation (Reference: Journal of the Institute of Electronics and Communication Engineers '86/10 Vol. 169-B No.
, 10), etc. are being considered. Of these, block encoding and sequential playback encoding are said to be methods with a small amount of calculation, and are hierarchically encoded in order to sequentially change the block size and sampling interval to produce a clear image, and each layer It is compressed and variable-length encoded. The present inventors developed variable sample density coding (IEICE Journal '75/
2 Vol, 58-^No2. Applying p. 97),
We are developing a predictive coding method for second-order differences and a variable pixel compression transmission method combined with zero code compression, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 61-296866. Since this conventional method is applied as part of the configuration of the present invention described later, it will be described in detail here. 9 and 10 show a configuration for performing variable sample density compression/expansion of inter-line prediction residuals or DPCM compression/expansion of inter-line prediction residuals, and the image compression unit A shown in FIG. The difference circuit 1 calculates the inter-line prediction residual using the sample image data (pixels of the current line) and the prediction data from the prediction circuit 2 (the restored pixels of the previous line that has been compressed and encoded), and calculates the inter-line prediction residual. The difference is passed through a line buffer 73 to a variable sample density encoding circuit 4, which compresses the quadratic side residual into a quantization characteristic code in a direction perpendicular to the inter-line prediction residual, that is, in the line direction. The quantization characteristics are the combination of the amplitude @ difference value (quantization level) and the time difference value (sample interval) of the secondary side residual as shown in Table 1, and the corresponding 4-bit code. This is a mutual conversion table. As shown in FIG. 11, the points plotted on the coordinate axes of the amplitude difference value and the time difference value are quantization points, which are connected by straight lines in the figure. In Table 1, 15 quantization points are taken as shown in FIG. 12, and these quantization points are represented by quantization characteristic codes encoded into 4 bits. These quantized characteristic codes are combined into two 8-bit codes that are modulated and transmitted by a modem, but there are consecutive zero codes indicating that the secondary side residual of the quantized characteristic code is zero. Therefore, the zero code compression circuit 5 compresses the zero code (
Due to the compression characteristics (zero line), when there are consecutive zero codes, the transmission code (Fl to FE) indicating the loss of zero codes or the number of lines containing only zero codes is converted into a 4-bit quantization characteristic code other than the zero code ( In the case of a change code), it is compressed into a zero compression code with two 8-bit transmission codes (0 to EF) and transmitted. This zero code zero line compression characteristic depends on the number of zero codes and 8
This is a table of mutual conversion with bit code. The quantization characteristic code is decoded by the variable sample density decoding circuit 6, taken in to the interpolation synthesis circuit 8 via the line buffer 7, and synthesized with the value of the line buffer 9 of the feedback loop inside the prediction circuit 2, The signal is input to the prediction circuit 2 for prediction of the next line. Here, when the time difference values (sample intervals) are thinned out at regular intervals, the interpolation synthesis circuit 8
When each pixel is thinned out to 64 x 64 pixels, 256
This is for restoring to an image of ×256 pixels.
Even when only the change area is thinned out every 4 pixels and sent to a background image of 256 x 256 pixels, only the change area is interpolated to restore a coarse image and synthesized with the background image of 256 x 256 pixels. In the reception decompression unit Bfm, the code data is decoded into a quantized characteristic code by the zero code decoding circuit 10 shown in figure m10, and this quantized characteristic code is converted to the variable sample density decoding circuit 1.
1 restores the inter-line prediction residual, takes this inter-line prediction residual into the interpolation synthesis circuit 13 via the line buffer T12, and converts one line of image data into a decoding loop made up of the prediction circuit 15 and line buffer 14. Restore. Here, if all the time difference values of the above quantization characteristics are set to 1, variable sample density encoding becomes the same as DPCM, so the variable sample density encoding method for inter-line prediction residuals is equivalent to DPCM for inter-line prediction residuals. become. In the DCPM of the inter-line prediction residuals or the variable sample density coding method (variable sample density predictive coding method) of the inter-line prediction residuals described above, the total per pixel is W, and most of the amount is D.
Since it uses quantization similar to PCM, the quantization characteristics can be fixed, and it can be said to be simpler than other compression methods. Furthermore, since the prediction method uses orthogonal second-order differences between lines and within lines, the prediction residuals are concentrated to zero compared to the first-order difference prediction method or the planar prediction method, making it possible to reduce the quantization error and reduce the amplitude. Even if the dynamic range of the difference value is small, in practice,
It has the characteristic that overload distortion is not noticeable. In addition, since the second-order differences are concentrated at zero, the effect of zero-code compression becomes greater, and since the prediction residual is calculated for each line with the sample (current image), errors do not propagate in the direction between lines. , which is unique to variable sample density coding, has the characteristics of less edge business and better image quality. Furthermore, the effect of zero code compression is limited to cases where zero codes are consecutive, so the effect is small when compressing the entire image.
It can be said that the effect becomes greater when compressing and encoding only changed pixels, which will be described later. The quantization characteristics of variable sample density encoding are as shown in Figure 11, by making the quantization points overlap in the range of quantization values with different time difference values (sample intervals). By encoding into a code that corresponds to the combination with (interval), the width of the quantization value is expanded in areas with large time difference values, improving tracking of contours and edges, and reducing edge business. be. Now 1jS1
When quantizing with a variable sample density using the quantization characteristics shown in Figures 1 and 12, when the amplitude difference value is less than or equal to a constant value αpn, samples are taken at a position where a constant interval Tpn + is added. The time difference value is increased, and in the case of 0 repetitions, the prediction residual signal for the predicted value by the restored pixel before the time difference value Στpn+1 is quantized into an amplitude difference value. When the time difference value is 2, the quantized amplitude difference value is the constant value ap1. It is encoded into a quantization characteristic code determined by a combination of a time difference value and an amplitude difference value (also called a quantization level) so that a value larger or smaller than that can be selected. (Table 1) M quantification characteristics (Table 2) Zero code compression Now, in variable sample density coding, the compression rate is achieved at quantization points with large time difference values, but in the conventional method described above, other block coding It is difficult to keep the time difference value within a small range of about 1 to 2 and increase it to a large value of 3 or more in order to reduce the deterioration of image quality, as in the case of or cosine transformation. Furthermore, by selecting multiple quantization characteristics optimally depending on the image and adapting the quantization characteristics to optimally set the time difference value, it is expected that image quality will improve and the compression rate will increase. The method of determining quantization characteristics from the dispersion and deviation of the current image does not allow accurate determination of second-order differences. Similarly, it is not possible to accurately determine the M child conversion characteristic to be used next from pixels that have already been transmitted or restored in the case of second-order difference quantization that is processed line by line. Therefore, the present inventors proposed a compressed transmission method for monitoring images when a change has already been detected (Patent Application No. 60-600012).
This method transmits the image information of the part that has changed between frames based on the interframe prediction residual between the 7 frames of the previous image or the 7 frames of the predicted image and the current image frame. shows the circuit configuration of an image compression unit using this method. In this configuration, first, a change detection circuit 19 compares the current image frame imported from the 7-frame memory 16 into the current image 7-frame buffer γ7a 17 and the reference image 7-frame in the reference image frame buffer 18 to detect a change.
If a change is detected, the change pixel detection circuit 20 detects the current image 7.
Large interframe residual error (absolute value of difference) between the current image frame 7 of frame x 7a 17 and the predicted image (previous image) frame of frame x 7a 7a 21 is divided into large change pixels and small zero pixels. Furthermore, if necessary, by propagating and degenerating the changed pixels, one or two zero pixels sandwiched between the changed pixels are changed to changed pixels, and one or two changed pixels sandwiched between zero pixels are changed to zero pixels. Then, a zero pixel isolated among changed pixels and a changed pixel isolated among zero pixels are removed. The second-order difference molecular measurement encoding circuit 22 includes a quantization characteristic selection circuit 23
The difference between the 7 frames or the developed image 7 is calculated, and the value of the pixel that changes between the frames is calculated using the inter-line and intra-line second-order differential molecular measurement quantization method (second-order DCPM, or differential variable sampling density code) as shown in FIG. It is used to compress changing areas or changing pixels efficiently. As shown in Table 2, when moving from a zero pixel to a changed pixel, the zero code compression circuit 24 transmits the value of the changed pixel using a changed pixel code (FD, xx) as an initial value for prediction, and converts the value of the changed pixel to a zero from the changed pixel. When moving to a pixel, a zero pixel code (for example, FE) is transmitted as the end value of prediction, and the number of zero codes with a prediction residual of zero and the number of lines where all pixels are zero codes are encoded and compressed. Transmit. Also, by setting the value of the changed pixel in the 7th frame of the current image to a value other than zero, changed pixel compression can be performed without using changed pixel codes or zero pixel codes, but in this case change ii! Even if the value of I■ element is zero, it is necessary to add +α. In methods for processing images in blocks, there are many known examples of combinations of cosine transformation and various compression methods such as DPCM and vector quantization. Cosine transformation is used to first quantize and restore the coefficients of low-frequency components with strong correlation in the image, and then quantize the high-frequency components, which is transmitted hierarchically, making it difficult for block boundaries to appear.
Good image quality with SNH of 35 dB or more can be obtained with a compression rate of PEL. However, since the frequency distribution of the quantization codes themselves concentrates on codes where the amplitude difference value is zero, the amount of codes can be reduced in multilevel images by variable length coding such as Huffman coding. The frequency distribution of codes changes depending on the target image, so a Huffman code that is optimal for one image may have the opposite effect on another image.Furthermore, in Huffman encoding, the codebook of variable length codes is set optimally. It is necessary to calculate for each pair an image. This increases the cost by increasing the total number of W and 1N, so for example (Kato et al., 'Adaptive orthogonal return coding method using multiple variable length code sets' PSCS-864
, 6, 1986), images are divided into classes and a codebook of representative variable-length codes is prepared for each class in advance, and it is judged based on criteria which class the image to be coded belongs to. There are some that allow you to select a codebook. In addition, cosine transformation has a problem in that microcomputers have a large number of W and S, and variable pixel compression (zero code compression) cannot be used effectively. Here, in order to reduce deterioration in image quality and to perform quantization within the range of changing pixels, it is not possible to increase the time difference value of the quantization characteristic. In addition, for multilevel images, the amount of code can be reduced by variable length coding called Huffman coding, but in variable sampling density coding using quantization characteristics with small time difference values, the frequency distribution of the occurrence of the code itself is such that the amplitude difference value is zero. Since the current method concentrates on the code of In other words, in the conventional method, the frequency distribution of the code changes depending on the target image, so in No.17man coding, the codebook of variable length codes is
There is a problem that the amount of calculation required to set fi increases and that zero-code compression for compressing changed pixels cannot be utilized. The code tJ circuit 26 in FIG. 13 is the code Hegg generating circuit 2.
The number of transmission pixels, compression parameters, and full-screen/
A pufferfish is added to the compressed code every 7 frames as a code to indicate selection of a changed part, and the data is transmitted as communication data. The compression parameters mentioned here include the quantization characteristics and the prediction coefficients of the interframe load prediction circuit, and if the prediction coefficients are optimal, the prediction residuals will concentrate to zero, the quantization error will become small, and the image quality will improve. [Object of the Invention] The present invention has been developed in view of the above-mentioned points, and its purpose is to provide an image compression method that efficiently transmits high-quality images by reducing the amount of code. [Disclosure of the Invention 1] The present invention is an image compression method that divides an image into a plurality of blocks and performs quantization encoding on each block. The code is determined, and based on the quantization code, a statistic representing the degree of concentration of the probability distribution of image information in each block position, or a statistic representing the degree of concentration of the probability distribution of the quantization code is determined, and this statistic and The feature is that a variable length encoding codebook or fixed length encoding is selected by comparing the magnitude with a certain setting value. The present invention will be explained below with reference to Examples. K19 Figure 1 shows the basic circuit configuration of the image compression section A of this embodiment, and FIG. 2 shows the basic circuit configuration of the expansion section B of this embodiment. Structures with the same number perform the same operation. First, compression encoding will be explained based on the configuration of FIG. The image data used here is obtained by separating the video signal of the surveillance TV camera into horizontal and vertical synchronization signals and image signals, and then YC-separating this image signal into a luminance signal (Y) and a color difference signal (C). , each number 46 with an A/D converter (not shown).
~8-bit digital value (converted and written to the current image 7 frame memory, in this example, 1i[
The slope signal (Y) of the lij image is 256×256 pixels, 8 bits (256 floors, 7 m)/pixel. Further, the image data of the embodiment is obtained by dividing an image into a plurality of blocks and reading out each block. The difference circuit 1 subtracts the line-to-line predicted value of the prediction circuit 2 from the image data of the current image and sends the first difference to the line buffer 73.
Write the line. That is, the line buffer 3 stores the first-order difference, which is the prediction residual between lines, between the pixels of the current line to be compressed and encoded next, and the predicted value of the next line based on the restored pixels of the previous line that has been compressed and encoded. is memorized. This first difference is variable sample density encoded in the line direction by the variable sample density encoder 4, and then the next first difference is predicted based on the first difference of the pixel to be compression encoded and the compression encoded restored pixel. Find the second difference, which is the predicted residual between the two
A quantization code corresponding to a combination of a time difference value (sample interval) and an amplitude difference value (quantization level) is determined from the order difference using quantization characteristics. This quantization code has a fixed length (4
b i t ), and the case where the quantization characteristic selection circuit selects from a plurality of quantization characteristics as in the embodiments shown in FIGS. 3 to PIS 8, which will be described later, will also be considered. Here, the method of the present invention is not limited to the quantization of second-order differences, but also includes a method in which only first-order differences are used without taking the line-to-line differences. In other words, the configuration and effects of the present invention apply regardless of whether it is a first-order difference or a second-order difference. Note that the following description of the embodiment will be based on second-order differences. In this embodiment, the code distribution calculation circuit 27 calculates the frequency of occurrence of quantized codes for each quantization characteristic in a preselected standard image, and the correspondence relationship between quantized codes and variable-length code numbers for this standard image. is calculated, and a conversion table between the quantization code, the variable length code number, and the variable length code is recorded in the codebook of the variable length code made up of memory. A plurality of variable length codes are prepared for each quantization characteristic, such as a code for an image that has few contour components and is easy to compress, and a code for an image that has many contour components and is difficult to compress. Examples of variable length codes are shown in Tables 3 to 6. As a method for creating a variable length code, in addition to performing Huffman encoding on a standard image, priority may be given to efficiency of encoding and decoding. Then, the code distribution calculation circuit 27 calculates the probability distribution of the quantized code, calculates the value of the code probability distribution function, the variance of the probability density function, etc., and compares the statistical value with a certain set value. A fixed/variable length codebook selection circuit 28 selects a variable length encoding codebook or a fixed length encoding codebook. Specifically, if the ratio of codes with a code length of 4 bits or less in Table 3 is greater than a certain setting value, variable length encoding is performed in Table 3, and if it is smaller, the code length is 4 bits in Table 4.
It is determined whether the ratio of codes less than or equal to it is larger than a certain setting value, and if it is larger, variable length coding is performed according to Table 4, and if it is smaller, fixed length coding is performed. In Table 3, there are 5 codes shorter than 4 bits, and in Table 4, there are 7 codes. The codes in Table 3 have a high 5 concentration, and when there are many zero codes in changing pixel compression, the probability of occurrence of two 2-bit codes is high, resulting in large compression, and compression is performed with five codes shorter than 4 bits. The degree of zero code is stronger than other codes with 5 bits or more, so it has a compression effect, and the codes in Table 4 have a low 5 concentration degree, and when there are few zero codes due to change pixel compression, 2 bit
This is suitable when it is advantageous to have more 3-bit codes than the t code. Similarly, in the tIS5 table, there are 6 codes shorter than 4 bits, and in the tIS5 table, there are 7 codes. The codes in Table 5 have a high 5 concentration, and are suitable for cases where there are few extension codes such as zero code compression, or for the quantization characteristics of 16-level amplitude difference values, and the codes in the tlS6 table have a 5 concentration. In cases where the degree of compression is low and there are few extension codes such as zero code compression instead of change pixel compression, or
Let us go back to the quantization characteristics of six levels of amplitude difference values. By selecting these codebooks, variable-length encoding is performed for each block of the image, eliminating the need for an increase in the amount of code compared to fixed-length encoding, and since the codebook is predetermined, it is possible to perform variable-length encoding for each block of the image. There is no need to send
Overall, variable length encoding can be performed efficiently and the code length can be shortened. Now, the code encoded by the fixed length/variable length encoding circuit 29 is further processed by the zero code compression circuit 26 to convert it to g? The code is compressed, and the code Ili collection circuit 26 collects m sets according to the selection result of the fixed/variable length codebook selection circuit 28 and transmits them. This transmitted code data is transmitted to the code distribution circuit 3 of the decompression section B.
1 for zero code and fixed/variable length codebook selection circuit 32
The code distributed to selected codes and decoded by the zero code decoding circuit 10 is decoded by the fixed length/variable length decoding circuit 33 based on the selected code, further decoded by the variable sample density decoding circuit 11, Image data is reproduced in the same manner as in the tIS10 diagram configuration. Figures 3 and 4 show the image compression section A and decompression section B of this embodiment. The image compression section A of this embodiment divides the image into i-defective blocks and processes each block separately. It is a statistic that represents the degree of concentration of the probability distribution of image information. For example, as a difference signal distribution, 2
The 5th degree of concentration is determined by the 5th degree of concentration calculating circuit 34 based on the small degree of spread of the distribution such as the deviation of this second degree difference, and the 5th degree of concentration is determined to have a fine gradation when the 5th degree of concentration is stronger than a certain value. The quantization characteristic is selected from a weak one to a coarse quantization characteristic by the function of the quantization characteristic selection circuit 35, and based on this selection, a quantization code is obtained by the variable sample density encoding circuit 4, and this quantization code is established. A code distribution calculation circuit 27 calculates a statistic that indicates the degree of concentration of the distribution, a minimum comparison is made between this statistic and a certain set value, and a fixed/variable length codebook selection circuit 28 selects a value with a concentration of 5. For example, tpJ is stronger.
3. Select the variable length encoding in Table 5, and set the weakest one to the fourth one.
Select the variable length encoding shown in Table 6, and select the weaker fixed length encoding. Therefore, in this embodiment, variable length encoding can be performed simultaneously with quantization encoding. The decompression unit B includes a code distribution circuit 31 and a quantization characteristic selection circuit 3.
The selection food of quantization characteristics for decoding of No. 6 is distributed to correspond to the selection of quantization characteristics of the image compression section A. In this embodiment, the 5-degree intermediate is used to select between variable-length encoding and fixed-length encoding, which simplifies the process. In this case, the quantization characteristics and amplitude difference values are selected for each line, and the quantization characteristics, amplitude difference values, and variable length encoding,
The fixed-length encoding selection code is encoded and transmitted only for lines that have been changed. In addition, since the above five concentrations are based on the first-order difference (:) and the second-order difference for each IR line in the line direction, the quantization characteristics and amplitude difference values can be determined more accurately than based on the current image or restored image. The selection of coding and fixed-length coding becomes more accurate, which has the effect of improving image quality and increasing the compression rate.In addition, when determining the code based on the standard image, as a result of the 5 concentration calculation, variable-length coding is When selected, the extension code of the zero code compression code is added to the Huffman code by using the frequency and probability of occurrence of extended code F in Table 1 as the frequency and probability of occurrence of the zero code compression code in Table 2 after zero code compression. By assigning variable length coding, it is possible to perform variable length coding that is optimal for the statistical properties of each image, but due to this Huffman coding (variable length coding), the frequency of occurrence of quantization codes in variable sample density coding is At the same time as calculating the probability distribution and probability of zero codes in the quantization code, the concentration on zero codes (proportion of short code lengths) is calculated. Perform variable length encoding of the codebook according to the concentration level,
By performing fixed-length encoding when the deviation is large, it is possible to prevent the average code length from becoming longer than the fixed-length code. However, including FO and FF in Table 2, the code length of the Huffman code with the highest probability of zero code occurrence is determined to be 2biL, and Fl has 5 code zeros, F2 has 6 code zeros, etc.
・F9 means 12 code zero. Huffman encoding requires a large amount of calculation and may not be suitable for microcomputer processing, but it is recommended that high-speed DSPs dedicated to image processing
etc., it is possible to achieve the effect of reducing the amount of code. However, in the case of changed pixel compression as in Example 3, which will be described later, the proportion of changed pixels whose change is larger than a certain value in the transmitted image as determined by the changed pixel detection circuit is small.
Since there is a large proportion of zero pixels whose change is smaller than a certain value and is zero, if we do not assign an extension code of the zero-code compression code in the Huffman code and perform equi-code compression after /)7man encoding. The code length of the extended code becomes long and becomes ineffective. Furthermore, when performing Huffman encoding for each image, as a result of Huff7 encoding, the code length of the zero code becomes 3 bits or 4 bits.
As a result, the code length of the zero code becomes large, and the efficiency of zero code compression may deteriorate. Even in such a case, calculate the Huffman code for the entire image or large block, and select variable-length coding for lines whose concentration is higher than a certain value in the above 5, and select fixed-length coding for lines with weak concentration. Therefore, if there is a possibility that the effect of variable-length coding may be low, by using fixed-length coding, you can select between variable-length coding and fixed-length coding on a line-by-line basis, and the overall amount of code can be reduced. can. If the code length of the quantization code instead of the Huffman code is combined with variable-length encoding so that the code length becomes shorter in order of the frequency of occurrence, it is not optimal for each image, but it is more suitable for microcomputer processing. Easy encoding is possible. This means that a specific code in the variable-length code hood is converted into a zero-code code, so that the part of the amplitude difference value where the zero codes of zeros are equal to or greater than a certain value is compressed and encoded into a zero-code corresponding to the number of consecutive zero-codes. This corresponds to variable-length zero code compression encoding, which is characterized by assignment. Furthermore, in order to predetermine the variable-length zero code compression code in accordance with the quantization characteristics regardless of the target image, a standard image is compressed and a codebook is created based on the frequency and probability of occurrence of the quantization code. By transmitting selection codes for variable-length encoding and fixed-length encoding on a line-by-line basis according to the above 5 concentration levels, it is possible to avoid transmitting a correspondence table between variable-length codes and quantization codes on a line-by-line basis, and to The amount of code can be reduced. In this case, in order to apply Huffman encoding, zero code compression is performed in advance, the probability of occurrence of a zero code code is determined, and then code assignment is performed together with other quantized codes. In Table 3.4, when assigning quantization codes in order of frequency of occurrence, the zero code is set to 1111. In this case, although it is not necessarily optimal like Huffman encoding, it is not much different from Huffman encoding and is suitable for microcomputer processing. This zero code code is 4 bits, and this makes it possible to add the effects of zero code compression regarding secondary differences and change pixel compression to variable length encoding. The zero code code 1111 corresponds to the code F (hexadecimal number) in Table 2, and the code following 1111 < 4 bits follows F (corresponds to 4 bits. Since the zero code code is 2 bits, the second
The meanings of the zero signs in the table are: Fl is 5 sign zeros, F2 is 6 sign zeros,
..., F8 uses 12 code zeros and modified ones for variable length coding, and arranges zero codes up to four zero codes. Note that the tJS7 table is an example of the frequency distribution of codes for quadratic difference DPCM encoding and variable length zero code compression encoding. Table 8 shows an example of variable sampling density encoding with quantization characteristics for a time difference value of 2. In the case of variable sampling density encoding, the code length is variable in order of decreasing code length from the most frequently occurring code for simplicity. The correspondence between the sample density code and the variable length code in Table 3 is
Target image and quantization This embodiment shown in FIGS. 5 and 6 uses image data of 7 frames of the current image to be compressed and encoded,
Predicted image 7 based on the restored previous image or current image read out from the 7 frame patch 7737 through the prediction circuit 38
The difference circuit 39 calculates the inter-frame difference with respect to the frame, and converts this inter-frame difference into second-order difference molecular measurement quantization (second-order difference DPCM, or difference variable sampling) as in the second embodiment shown in FIGS. Density encoding) and variable length zero code compression encoding, and prediction based on the current image 7 frames to be compressed and encoded next and the restored previous image or current 11ji image stored in the 7 frame cross 7T37. A changed pixel detection circuit 40 determines a changed pixel whose inter-frame difference with an image frame is larger than a certain threshold value, and a changed pixel of the current image is detected as a secondary difference numerator? II
I quantization (secondary differential DPCM or differential variable sample density encoding) is performed and variable length zero code compression encoding is performed by the variable length encoding circuit 29' and the zero code compression circuit 5. 41 in FIG. 5 is an interpolation circuit, 33 in FIG. 6 is a variable length decoding circuit for decoding variable length codes, 42 is an interpolation synthesis circuit, 43 is a 7 frame x 7y, 44 is a prediction circuit, These circuits 42 to 44 restore the current image frame. X11-1 This embodiment consists of an image compression section shown in FIG. ff17 and an expansion section B shown in FIG. A unit 45 divides the blocks into blocks, each block is treated as a unit pixel of a unit block, the average value of each block is separated as a unit pixel value by an average value separation unit 46, and a coarse image compression unit 47 converts it into a quantization code. This code is then restored by a coarse image restoring section 48. Next, a difference circuit 49 obtains a frame-to-frame error signal between the original image and this coarse picture, and this inter-frame error signal is divided into a plurality of blocks. , a hierarchical image compression method is adopted in which the difference signal between frames is quantized and encoded by the 5 concentration degree circuit 40, the quantization characteristic selection circuit 35, and the error image compression unit 51 for each block. ? g%
A statistic that represents the degree of concentration of the probability distribution of difference signal information (e.g., the variance of the difference signal distribution, etc.) or a statistic that represents the degree of concentration of the probability distribution of the quantization code (e.g., the value of the probability distribution function, the variance of the probability density function, etc.) etc.) is determined by the sign distribution calculation circuit 27,
In this block unit, a fine gradation quantization characteristic and a time difference value are selected for those with a strong concentration, and a coarse gradation quantization characteristic and an amplitude difference value are selected for a weak concentration, and quantization encoding is performed. , the fixed/variable length food book selection circuit 28 selects a codebook for variable length encoding by comparing this statistic or a statistic representing the degree of concentration of the probability distribution of the quantized code (e.g., variance) with a certain set value. Or select fixed length encoding and use fixed/variable length encoding circuit 2! Adaptive variable-length coding is now performed in the Since the frame-to-frame error signal has a small correlation between pixels and a large high-frequency component, it is thought that there are many blocks that will have the opposite effect if variable-length encoding is applied, but such blocks can be fixed-length encoded and other Foodbook variable-length coding, which is highly effective, can be applied to blocks, reducing the amount of code as a whole. Various methods can be considered for quantizing and encoding a coarse image, but as described above, in this embodiment, blocks are divided hierarchically by the block dividing unit 45, and for the L-order block, each block one step below is treated as a unit pixel. Then, the average value for each block is separated by the average value separation unit 46, the separated average value is used as the value of the unit pixel, and the unit pixel of the highest block is first quantized and encoded by the coarse image compression unit 47, Furthermore, a coarse image is restored from this code by a coarse image restoring unit 48, and then a frame difference error code between the original image and this coarse image is obtained by a difference circuit 49, and this frame difference signal is sent to a lower block. The frame is subdivided, and the frame error signal is quantized and encoded for each of the lower 10 blocks. In this case, since the rough image is simple, the amount of code is small, but there is a risk that the boundaries between blocks will be visible. Note that instead of the block division and average value separation in Figure 7, the entire image is first quantized and encoded with a coarse sample interval, or quantized and encoded with a quantization characteristic that has a large range of time difference values, and then the coarse image is generated. Then, find the frame error signal between the original image and this coarse image, and calculate this frame error signal! If a hierarchical image compression method of sequential sharpening is adopted in which blocks are subdivided into blocks with one loss and the interframe error signal is quantized and encoded for each block, the configuration will be the same as that of Embodiment 3, and the average of the mean value separation will be Calculations are no longer required, rough images can be obtained more easily, and in particular, the correspondence between the amplitude difference value and the time difference value of the sampling interval, quantum, and negative characteristics is brought closer to a monotonically decreasing function where the amplitude difference value x the time difference value is a constant value. As a result, the block boundaries of the coarse image do not appear, and the variance of the inter-frame error signal can be reduced. As a result, the effect of variable-length coding is increased, the amount of code can be reduced, and the image quality can be improved. In addition, the low frequency components of the image are quantized and encoded by averaging the entire image or by discrete cosine transformation in block units, and a coarse image is restored from this, and then the frames between the original original image and this coarse image are Embodiment 3 employs a hierarchical image compression method of sequential sharpening in which an inter-frame error signal is obtained, this inter-frame error signal is subdivided into a plurality of blocks, and the inter-frame error signal is quantized and encoded for each lower block. Similar effects can be obtained by applying this configuration, but the amount of calculation for averaging or discrete cosine transformation increases. In addition, 50 in FIG. 7 is an interpolation that adds the error image obtained by restoring the quantization code of the error image by the error image restoring section 52 and the coarse image obtained by restoring the above-mentioned coarse image restoring section 48. The difference circuit 39 calculates the difference between the image interpolated and synthesized by the interpolation synthesis circuit 50 and the image data of the current image. Further, 53 in the fjS8 figure is a circuit for separating code data into a selection code of the quantization characteristic selection circuit 36, a selection code of the fixed/variable length food book selection circuit 32, and a compression code. 54 is a coarse image restoration unit for restoring a coarse image from the code decoded by the fixed/variable length decoding circuit 33; In the error image restoring section that restores the image, the restored images obtained by the original parts 54 and 55 are added together in the interpolation and synthesis circuit 13, and the interpolated and synthesized image is further added to the current image in the changed pixel synthesis block synthesis section 56. (3rd
Table) (Table 4) (Table 5) (Table 6) (Table 7) (Table 8) [Advantageous effect 1 of the invention As described above, in the predictive quantization method, the present invention ?, which represents the degree of concentration of probability distribution of information?
1" amount, or a statistic that represents the degree of concentration of the probability distribution of quantization codes, and then selects a codebook for variable-length encoding or fixed-length encoding by comparing this statistic with a certain setting value. -, the code reduction effect of variable length coding can be maximized overall by selecting the codebook for variable length coding optimally for each block, and by using fixed length coding for blocks that have the opposite effect. As with the quantization code of second-order difference DPCM or second-order difference variable sample density coding, for the first-order difference between lines, the second-order difference is obtained in the line direction, and this second-order difference is quantized. In general, compared to the first-order difference, the degree of spread of the distribution such as the deviation/dispersion of the second-order difference is smaller, or the five-concentration degree of the amplitude difference value of the quantization code is stronger, so the overall effect of variable-length coding is The effect is large.Also, for blocks where the zero concentration of the amplitude difference value of this quantization code is stronger than a certain value, select those classified by five concentrations from the food book of variable length coding and By selecting fixed-length encoding, lines that would have a long average code length with variable-length codes can be converted into fixed-length codes, thereby reducing the amount of code for the entire image. By selecting fine gradation quantization characteristics and time difference values, and selecting coarse gradation quantization characteristics and amplitude difference values for weaker ones, the quantization characteristics are more accurate than with the current image or restored image. It is possible to adaptively determine the amplitude and amplitude difference values, and for this purpose, it is possible to accurately select variable-length coding food book or fixed-length coding, and in combination with the adaptation of quantization characteristics and amplitude difference values, it is possible to In addition, in order to compress consecutive zero codes of the quantization code by zero codes, a specific code of the variable length code can be added to the short code length part of the variable length code. By assigning it to the code, when using a quantization characteristic with a small time difference value, it is possible to use a fixed-length code for a line where the average code length is longer than a variable-length code for changing pixels, resulting in good image quality even in changing pixel compression. It is also possible to further increase the effect of increasing the ratio.

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

第1図は本発明の実施例1の画像圧縮部の回路構成図、
第2図は同上の伸張部の回路構成図、第3図は本発明の
実施例2の画像圧縮部の回路構成図、Pt54図は同上
の伸張部の回路構成図、第5図は本発明の実施例3の画
像圧縮部の回路構成図、第6図は同上の伸張部の回路構
成図、第7図は本発明の実施例4の画像圧縮部の回路構
成図、第8図は同上の伸張部の回路構成図、tjS9図
は本発明の基本となる従来例の画像圧縮部の回路構成図
、第10図は同上の伸張部の回路構成図、第11図、第
12図は同上の動作説明間、第13図は他の従来例の画
像圧縮部の回路構成図である。 A・・・画像圧縮部、1,9.7・・・ラインバッファ
、2・・・予測回路、4・・・可変標本密度符号化回路
、5・・・零符号圧縮回路、6・・・可変標本密度復号
化回路、7・・・ラインバッファ、8・・・補間合成回
路、27・・・符号分布計算回路、28・・・固定/可
変長コードブック選択回路、29・・・固定長/可変長
符号化回路である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an image compression section according to Embodiment 1 of the present invention;
Fig. 2 is a circuit diagram of the decompression unit same as above, Fig. 3 is a circuit diagram of the image compression unit of Embodiment 2 of the present invention, Pt54 is a circuit diagram of the decompression unit same as above, and Fig. 5 is a circuit diagram of the invention 6 is a circuit diagram of the decompression unit of the third embodiment of the present invention, FIG. 7 is a circuit diagram of the image compression unit of the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a circuit diagram of the decompression unit of the same as above. tjS9 is a circuit diagram of the conventional image compression unit which is the basis of the present invention, FIG. 10 is a circuit diagram of the decompression unit of the same as above, and FIGS. 11 and 12 are of the same as above. While explaining the operation, FIG. 13 is a circuit diagram of another conventional image compression section. A... Image compression unit, 1, 9.7... Line buffer, 2... Prediction circuit, 4... Variable sample density encoding circuit, 5... Zero code compression circuit, 6... Variable sampling density decoding circuit, 7... Line buffer, 8... Interpolation synthesis circuit, 27... Code distribution calculation circuit, 28... Fixed/variable length codebook selection circuit, 29... Fixed length /Variable length encoding circuit.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)画像を複数のブロックに分割して各ブロック単位
に量子化符号化する画像圧縮方式において、量子化特性
により時間差値と振幅差値との組合せに対応する量子化
符号を求め、該量子化符号に基づいて各ブロック単位に
画像情報の確率分布の集中度を表わす統計量、もしくは
量子化符号の確率分布の集中度を表わす統計量を求め、
この統計量とある設定値との大小比較により、可変長符
号化のコードブック、もしくは固定長符号化を選択する
ことを特徴とする画像圧縮方式。
(1) In an image compression method that divides an image into multiple blocks and performs quantization coding on each block, a quantization code corresponding to a combination of a time difference value and an amplitude difference value is determined based on quantization characteristics, and the quantization code corresponding to the combination of a time difference value and an amplitude difference value is calculate a statistic representing the degree of concentration of the probability distribution of image information for each block based on the quantization code, or a statistic representing the degree of concentration of the probability distribution of the quantization code,
An image compression method characterized in that a codebook of variable length encoding or fixed length encoding is selected by comparing the magnitude of this statistic with a certain setting value.
(2)上記各ブロック単位に画像情報の確率分布の集中
度を表わす統計量を求め、ブロック単位に、この集中度
の強いものに階調の細かな量子化特性や時間差値を選択
し、弱いものに階調の粗い量子化特性や振幅差値を選択
して量子化符号化し、この量子化符号の確率分布の集中
度を表わす統計量を求め、この統計量とある設定値との
大小比較により可変長符号化のコードブック、もしくは
固定長符号化を選択することを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の画像圧縮方式。
(2) Calculate the statistics representing the degree of concentration of the probability distribution of image information for each block, select fine gradation quantization characteristics and time difference values for those with a strong degree of concentration, and Select a coarse gradation quantization characteristic or an amplitude difference value, quantize it and encode it, find a statistic that represents the degree of concentration of the probability distribution of this quantization code, and compare the magnitude of this statistic with a certain setting value. 2. The image compression method according to claim 1, wherein a variable-length encoding codebook or fixed-length encoding is selected according to the following.
(3)粗画像を量子化符号化して、この粗画像を復元し
、次に原画像とこの粗画像との間のフレーム間誤差信号
を求め、このフレーム間誤差信号を複数のブロックに分
割し、このブロックごとにフレーム間誤差信号を量子化
符号化し、フレーム間誤差信号情報の確率分布の集中度
を表わす統計量、もしくは量子化符号の確率分布の集中
度を表わす統計量を求め、このブロック単位にこの集中
度の強いものに階調の細かな量子化特性や時間差値を選
択し、弱いものに階調の粗い量子化特性や振幅差値を選
択して量子化符号化し、上記統計量もしくはこの量子化
符号の確率分布の集中度を表わす統計量とある設定値と
の大小比較により可変長符号化のコードブック、もしく
は固定長符号化を選択することを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の画像圧縮方式。
(3) Quantize and encode the coarse image to restore this coarse image, then obtain an interframe error signal between the original image and this coarse image, and divide this interframe error signal into multiple blocks. , the inter-frame error signal is quantized and encoded for each block, and a statistic representing the degree of concentration of the probability distribution of the inter-frame error signal information or a statistic representing the degree of concentration of the probability distribution of the quantization code is calculated. Select fine gradation quantization characteristics and time difference values for the units with strong concentration, select coarse gradation quantization characteristics and amplitude difference values for weak concentration, perform quantization encoding, and calculate the above statistics. Alternatively, a variable-length encoding codebook or fixed-length encoding is selected by comparing the magnitude of a statistic representing the degree of concentration of the probability distribution of the quantization code with a certain setting value. The image compression method described in Section 1.
(4)上記フレーム間誤差信号がある値より大きい画素
を変化画素、小さい画素を零画素とし、この零画素のフ
レーム間誤差信号を零としたフレーム間有効誤差信号を
求め、このフレーム間有効誤差信号を複数のブロックに
細分割し、この下位のブロックごとにフレーム間有効誤
差信号を量子化符号化し、フレーム間有効誤差信号情報
の確率分布の集中度を表わす統計量、もしくは量子化符
号の確率分布の集中度を表わす統計量を求め、このブロ
ック単位にこの集中度の強いものに階調の細かな量子化
特性や時間差値を選択し、弱いものに階調の粗い量子化
特性や振幅差値を選択して量子化符号化するとともに、
上記統計量もしくはこの量子化符号の確率分布の集中度
を表わす統計量とある設定値との大小比較により可変長
符号化のコードブック、もしくは固定長符号化を選択す
ることを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の画像圧
縮方式。
(4) A pixel whose inter-frame error signal is larger than a certain value is a changed pixel, a pixel whose value is smaller is a zero pixel, and an inter-frame effective error signal is calculated by setting the inter-frame error signal of this zero pixel to zero, and this inter-frame effective error The signal is subdivided into multiple blocks, and the inter-frame effective error signal is quantized and encoded for each lower-order block, and the statistics representing the degree of concentration of the probability distribution of the inter-frame effective error signal information or the probability of the quantization code are calculated. Find the statistical value that represents the degree of concentration of the distribution, select fine gradation quantization characteristics and time difference values for those with strong concentration, and choose coarse quantization characteristics and amplitude differences for those with weak concentration. Along with selecting and quantizing the values,
A patent claim characterized in that a variable-length encoding codebook or fixed-length encoding is selected by comparing the magnitude of the above-mentioned statistic or the statistic representing the degree of concentration of the probability distribution of the quantization code with a certain setting value. The image compression method described in item 3.
(5)次に圧縮符号化すべき現ラインの画素と、圧縮符
号化済の前ラインの復元画素に基づく次のラインの予測
値とのライン間の予測残差である1次差分を求め、この
1次差分についてライン方向に次に圧縮符号化すべき画
素の1次差分と圧縮符号化済の復元画素に基づく次の1
次差分の予測値との予測残差である2次差分を求め、こ
の2次差分を量子化特性により時間差値と振幅差値との
組合せに対応する量子化符号を求め、画像を複数のブロ
ックに分割して各ブロック単位に量子化符号化して、各
ブロック単位に画像情報の確率分布の集中度を表わす統
計量、もしくは量子化符号の確率分布の集中度を表わす
統計量を求め、この統計量とある設定値との大小比較に
より可変長符号化のコードブック、もしくは固定長符号
化を選択することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の画像圧縮方式。
(5) Next, find the first difference, which is the prediction residual between lines, between the pixels of the current line to be compressed and encoded and the predicted value of the next line based on the restored pixels of the previous line that has been compressed and encoded. Regarding the first-order difference, the next one based on the first-order difference of the pixel to be compressed and encoded next in the line direction and the restored pixel that has already been compressed and encoded.
A second-order difference, which is a prediction residual between the predicted value of the first-order difference, is obtained, and a quantization code corresponding to the combination of the time difference value and the amplitude difference value is obtained from this second-order difference using the quantization characteristic, and the image is divided into multiple blocks. divided into blocks and quantized and encoded in units of blocks, and obtain statistics representing the degree of concentration of the probability distribution of image information for each block, or statistics representing the degree of concentration of the probability distribution of the quantization code, and calculate this statistic. 2. The image compression method according to claim 1, wherein a codebook of variable length encoding or fixed length encoding is selected by comparing the amount with a certain setting value.
(6)次に圧縮符号化すべき現画像フレームとフレーム
バッファーに記憶している復元済の前画像ないしは現画
像に基づく予測画像フレームとのフレーム間差分を2次
差分子測量子化したもの、もしくはこのフレーム間差分
がある閾値より大きな変化画素と小さな零画素を求め、
且つ零画素の現画像もしくはフレーム間差分の画素値を
零とした有効成分画像を求め、この有効成分画像を複数
のブロックに分割して各ブロック単位に量子化符号化し
て、各ブロック単位に有効画像情報の確率分布の集中度
を表わす統計量、もしくは量子化符号の確率分布の集中
度を表わす統計量を求め、この統計量とある設定値との
大小比較により可変長符号化のコードブック、もしくは
固定長符号化を選択することを特徴とする特許請求の範
囲第5項記載の画像圧縮方式。
(6) The inter-frame difference between the current image frame to be compressed and encoded next and the restored previous image stored in the frame buffer or the predicted image frame based on the current image is quantized using second-order difference measurement, or Find pixels that have a difference between frames that is larger than a certain threshold and zero pixels that are small.
In addition, an effective component image is obtained with the current image of zero pixels or the pixel value of the inter-frame difference set to zero, and this effective component image is divided into multiple blocks and quantized and encoded for each block, and the effective component image is calculated for each block. A code book for variable length encoding is obtained by calculating a statistic representing the degree of concentration of the probability distribution of image information or a statistic representing the degree of concentration of the probability distribution of quantization codes, and comparing the magnitude of this statistic with a certain setting value. The image compression method according to claim 5, characterized in that alternatively, fixed length encoding is selected.
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