JP2002064824A - Method and apparatus for encoding image as well as recording medium - Google Patents

Method and apparatus for encoding image as well as recording medium

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JP2002064824A
JP2002064824A JP2000250451A JP2000250451A JP2002064824A JP 2002064824 A JP2002064824 A JP 2002064824A JP 2000250451 A JP2000250451 A JP 2000250451A JP 2000250451 A JP2000250451 A JP 2000250451A JP 2002064824 A JP2002064824 A JP 2002064824A
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JP
Japan
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coefficient signal
image
image data
encoding
data
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Application number
JP2000250451A
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Japanese (ja)
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Hideya Takeo
英哉 武尾
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a deterioration of a part of an important structure in an image when transforming and encoding image data by a wavelet transformation or the like. SOLUTION: A method for encoding the image comprises the step of wavelet transformation the image data S0 to obtain a coefficient signal K. The method further comprises the steps of forming a histogram H of the data S0, and calculating an entropy value E of the data S0 from the histogram H. The method also comprises the steps of deciding a quantization bit distribution. Accordingly, a dispersed value of the entropy value E is larger, the quantization bit distribution becomes greater, and quantizing the signal K by the decided quantization bit distribution to obtain a quantization coefficient signal RK. Thus, the signal RK is encoded to obtain encoded data F.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェーブレット変
換やJPEG形式のファイルを作成する際に用いる離散
コサイン変換のような手法により画像データを変換して
係数信号を得、この係数信号を符号化する画像符号化方
法および装置並びに画像符号化方法をコンピュータに実
行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取
り可能な記録媒体に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of transforming image data by a method such as a wavelet transform or a discrete cosine transform used to create a JPEG format file, obtaining a coefficient signal, and encoding the coefficient signal. The present invention relates to an image encoding method and apparatus, and a computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute the image encoding method is recorded.

【0002】[0002]

【従来の技術】メディカルネットワークの画像サーバに
おける画像データ圧縮や、通信やファイリング等の一般
的なデータ圧縮の分野において、種々の圧縮アルゴリズ
ムが提案されている。例えば、画像データをウェーブレ
ット変換により多重解像度変換して各解像度の係数信号
を得、係数信号の電力(分散値)に基づいて各係数信号
を量子化する際のビット配分を決定し、このビット配分
に基づいて係数信号を量子化した後、量子化された各係
数信号を符号化して1つのファイルとして圧縮する符号
化方式が提案されている。このように、画像データを多
重解像度変換して符号化する符号化方式は変換符号化と
称される。なお、量子化する際の総符号量(画像情報量
に圧縮率を乗じた値)は圧縮率に応じて予め定められて
いるものである。
2. Description of the Related Art Various compression algorithms have been proposed in the field of image data compression in image servers of medical networks and general data compression such as communication and filing. For example, image data is subjected to multi-resolution conversion by wavelet transform to obtain coefficient signals of respective resolutions, and bit allocation for quantizing each coefficient signal is determined based on the power (variance) of the coefficient signal. An encoding method has been proposed in which after quantizing a coefficient signal based on the above, each quantized coefficient signal is encoded and compressed as one file. In this manner, an encoding method for encoding image data by performing multi-resolution conversion is referred to as conversion encoding. The total code amount (a value obtained by multiplying the image information amount by the compression ratio) at the time of quantization is predetermined in accordance with the compression ratio.

【0003】また、一般的なJPEG圧縮の分野におい
ては、画像データをブロック分割した後に離散コサイン
変換(DCT)し、ビット配分を決定して量子化を行っ
て量子化データを得、この量子化データを符号化して符
号化データを得ている。このようなDCTを用いた符号
化方式において、各ブロックにおけるデータは、直流成
分と交流成分とに分解され、交流成分においてはそのブ
ロックにおける低周波から高周波までの構造物を表すも
のであるため、離散コサイン変換後の信号は、画像デー
タを多重解像度変換したような状態にある。したがっ
て、離散コサイン変換を用いた符号化方式も変換符号化
方式の1つである。
In the general field of JPEG compression, discrete cosine transform (DCT) is performed after image data is divided into blocks, and bit allocation is determined and quantized to obtain quantized data. Data is encoded to obtain encoded data. In such an encoding method using DCT, data in each block is decomposed into a DC component and an AC component, and the AC component represents a structure from a low frequency to a high frequency in the block. The signal after the discrete cosine transform is in a state as if the image data was subjected to multi-resolution conversion. Therefore, an encoding method using the discrete cosine transform is one of the transform encoding methods.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述したような変換符
号化方式において、圧縮率を決定するのは係数信号を量
子化する際のビット配分である。このビット配分は、係
数信号の電力(分散値)に基づいて決定されるものであ
る。具体的には、係数信号における信号値の分散が大き
い部分、すなわち画像中の重要な構造物を表す部分には
大きなビット数が割り当てられ、信号値の分散が小さい
部分、すなわち信号値が一定の平坦な領域には小さなビ
ット数が割り当てられることとなる。
In the above-mentioned transform coding method, the compression ratio is determined by the bit distribution when quantizing the coefficient signal. This bit allocation is determined based on the power (variance) of the coefficient signal. Specifically, a large number of bits are assigned to a portion where the variance of the signal value in the coefficient signal is large, that is, a portion representing an important structure in the image, and a portion where the variance of the signal value is small, that is, the signal value is constant. A small number of bits will be assigned to a flat area.

【0005】しかしながら、画像データにより表される
画像中に人工的な文字や照射野絞りのような背景が含ま
れると、その部分についても係数信号の分散値が大きく
なることから、ビット配分を決定する際、その部分にも
大きなビット数が配分されることとなる。その結果、画
像中の重要な構造物へのビット配分が少なくなり、符号
化により画像中の重要な構造物の部分が劣化してしまう
という問題がある。
However, if the image represented by the image data contains a background such as an artificial character or an irradiation field stop, the variance of the coefficient signal also becomes large in that part, so that the bit allocation is determined. In this case, a large number of bits is allocated to that part. As a result, there is a problem that the bit allocation to important structures in the image is reduced, and a portion of the important structures in the image is deteriorated by the encoding.

【0006】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、画像中の重要な構造物の部分を劣化させることなく
画像データを符号化できる画像符号化方法および装置並
びに画像符号化方法をコンピュータに実行させるための
プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒
体を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an image encoding method and apparatus capable of encoding image data without deteriorating important structural parts in an image, and an image encoding method for a computer. It is an object of the present invention to provide a computer-readable recording medium on which a program to be executed is recorded.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明による画像符号化
方法は、画像データを変換符号化して符号化データを得
る画像符号化方法において、前記画像データを多重解像
度の係数信号に変換し、前記画像データの確率密度分布
の偏りに基づいて、前記係数信号の量子化ビット配分を
決定し、該ビット配分に基づいて前記係数信号を量子化
して量子化係数信号を得、該量子化係数信号を符号化し
て前記符号化データを得ることを特徴とするものであ
る。
According to the present invention, there is provided an image encoding method for transforming and encoding image data to obtain encoded data, wherein the image data is converted into a multi-resolution coefficient signal. Based on the bias of the probability density distribution of the image data, a quantization bit distribution of the coefficient signal is determined, and the coefficient signal is quantized based on the bit distribution to obtain a quantization coefficient signal. It is characterized in that the encoded data is obtained by encoding.

【0008】画像データを多重解像度の係数信号に変換
する方法としては、ウェーブレット変換、離散コサイン
変換等を採用することができる。
As a method of converting image data into a multi-resolution coefficient signal, a wavelet transform, a discrete cosine transform, or the like can be adopted.

【0009】確率密度分布の偏りとは、画像データの大
きさの集中度の偏りのことをいい、具体的には例えば画
像データのエントロピー値により表すことができる。
The bias in the probability density distribution refers to a bias in the degree of concentration of the size of image data, and can be specifically expressed by, for example, an entropy value of the image data.

【0010】なお、本発明による画像符号化方法におい
ては、前記確率密度分布の偏りを、前記画像データのエ
ントロピー値としてもよい。
[0010] In the image encoding method according to the present invention, the bias of the probability density distribution may be used as an entropy value of the image data.

【0011】また、本発明による画像符号化方法におい
ては、前記画像データをウェーブレット変換することに
より前記係数信号を得るようにしてもよい。
In the image coding method according to the present invention, the coefficient signal may be obtained by performing a wavelet transform on the image data.

【0012】本発明による画像符号化装置は、画像デー
タを変換符号化して符号化データを得る画像符号化装置
において、前記画像データを多重解像度の係数信号に変
換する係数信号変換手段と、前記画像データの確率密度
分布の偏りに基づいて、前記係数信号の量子化ビット配
分を決定するビット配分決定手段と、該ビット配分に基
づいて前記係数信号を量子化して量子化係数信号を得る
量子化手段と、該量子化係数信号を符号化して前記符号
化データを得る符号化手段とを備えたことを特徴とする
ものである。
An image encoding apparatus according to the present invention is an image encoding apparatus for transform-encoding image data to obtain encoded data, wherein coefficient signal converting means for converting the image data into a multi-resolution coefficient signal; Bit allocation determining means for determining the quantized bit distribution of the coefficient signal based on the bias of the probability density distribution of data; and quantizing means for quantizing the coefficient signal based on the bit allocation to obtain a quantized coefficient signal And encoding means for encoding the quantized coefficient signal to obtain the encoded data.

【0013】なお、本発明による画像符号化装置におい
ては、前記確率密度分布の偏りを、前記画像データのエ
ントロピー値としてもよい。
In the image coding apparatus according to the present invention, the bias of the probability density distribution may be used as an entropy value of the image data.

【0014】また、本発明による画像符号化装置におい
ては、前記係数信号変換手段は、前記画像データをウェ
ーブレット変換することにより前記係数信号を得る手段
としてもよい。
In the image coding apparatus according to the present invention, the coefficient signal converting means may be means for obtaining the coefficient signal by performing a wavelet transform on the image data.

【0015】なお、本発明による画像符号化方法をコン
ピュータに実行させるためのプログラムとして、コンピ
ュータ読取り可能な記録媒体に記録して提供してもよ
い。
[0015] A computer-readable recording medium may be provided as a program for causing a computer to execute the image encoding method according to the present invention.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明によれば、画像データは多重解像
度の係数信号に変換され、さらに画像データの確率密度
分布の偏りに基づいて、係数信号の量子化ビット配分が
決定される。ここで、画像データの確率密度分布は、画
像中の重要な構造物ほど広い範囲に分布し、人工的な文
字や照射野絞りのような背景は狭い範囲で分布すること
となる。したがって、確率密度分布の偏りに基づいて、
確率密度分布が大きい部分ほど量子化ビット配分が大き
く、確率密度分布が小さい部分ほど量子化ビット配分が
小さくなるように、係数信号の量子化ビット配分を決定
することにより、画像中の重要な構造物を劣化させるこ
となく係数信号を量子化することができる。したがっ
て、本発明により得られる符号化データを復号化するこ
とにより得られる画像を、重要な構造物の劣化の少な
い、高画質のものとすることができる。
According to the present invention, image data is converted into a multi-resolution coefficient signal, and the quantization bit distribution of the coefficient signal is determined based on the bias of the probability density distribution of the image data. Here, the probability density distribution of the image data is distributed in a wider range for important structures in the image, and a background such as an artificial character or an irradiation field diaphragm is distributed in a narrower range. Therefore, based on the bias of the probability density distribution,
The important structure in the image is determined by determining the quantization bit distribution of the coefficient signal so that the quantization bit distribution is larger in the part with the higher probability density distribution and smaller in the part with the smaller probability density distribution. The coefficient signal can be quantized without deteriorating the object. Therefore, an image obtained by decoding the encoded data obtained by the present invention can be a high-quality image with little deterioration of important structures.

【0017】また、確率密度分布の偏りを画像データの
エントロピー値とすることにより、比較的簡易な演算に
より確率密度分布の偏りを求めることができる。
Further, by using the bias of the probability density distribution as the entropy value of the image data, the bias of the probability density distribution can be obtained by a relatively simple calculation.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】図1は本発明の実施形態による画像符号化
装置の構成を示す概略ブロック図である。図1に示すよ
うに、本実施形態による画像符号化装置10は、画像デ
ータS0に対してウェーブレット変換を施して、多重解
像度の係数信号Kを得るウェーブレット変換手段(係数
信号変換手段)1と、画像データS0のヒストグラムH
を算出するヒストグラム作成手段2と、ヒストグラムH
に基づいて画像データS0の各信号値に対するエントロ
ピー値Eを算出するエントロピー値算出手段3と、エン
トロピー値Eに基づいて係数信号Kの量子化ビット配分
を決定する量子化ビット配分決定手段4と、決定された
量子化ビット配分に基づいて係数信号Kを量子化して量
子化係数信号RKを得る量子化手段5と、量子化係数信
号RKを符号化して符号化データFを得る符号化手段6
とを備える。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of an image coding apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an image encoding device 10 according to the present embodiment performs a wavelet transform on image data S0 to obtain a multi-resolution coefficient signal K (a coefficient signal transforming unit) 1; Histogram H of image data S0
Histogram generating means 2 for calculating
An entropy value calculating means 3 for calculating an entropy value E for each signal value of the image data S0 based on the above, a quantization bit allocation determining means 4 for determining a quantization bit allocation of the coefficient signal K based on the entropy value E, Quantizing means 5 for quantizing coefficient signal K based on the determined quantization bit distribution to obtain a quantized coefficient signal RK, and coding means 6 for coding quantized coefficient signal RK to obtain coded data F
And

【0020】ウェーブレット変換手段1は、画像データ
S0に対して下記のようにウェーブレット変換を施す。
まず図2(a)に示すように、画像データS0がウェー
ブレット変換されて4つの係数信号LL1、HL0、L
H0およびHH0に分解される。ここで、係数信号LL
1は画像の縦横を1/2に縮小した画像を表し、係数信
号HL0、LH0およびHH0はそれぞれ縦エッジ、横
エッジおよび斜めエッジ成分の画像を表すものとなる。
そして、図2(b)に示すように係数信号LL1をさら
にウェーブレット変換して4つの係数信号LL2、HL
1、LH1およびHH1を得る。ここで、係数信号LL
2は係数信号LL1の縦横をさらに1/2に縮小した画
像を表すものとなり、係数信号HL1、LH1およびH
H1はそれぞれ係数信号LL1の縦エッジ、横エッジお
よび斜めエッジ成分の画像を表すものとなる。そして、
ウェーブレット変換を行う毎に得られる係数信号LLに
対してウェーブレット変換を所望とする回数繰り返し
て、複数の解像度毎の係数信号Kを得る。
The wavelet transform means 1 performs a wavelet transform on the image data S0 as follows.
First, as shown in FIG. 2A, the image data S0 is subjected to wavelet transform to obtain four coefficient signals LL1, HL0, L
Decomposed into H0 and HH0. Here, the coefficient signal LL
Reference numeral 1 denotes an image obtained by reducing the length and width of the image to half, and coefficient signals HL0, LH0, and HH0 represent images of vertical edge, horizontal edge, and oblique edge components, respectively.
Then, as shown in FIG. 2B, the coefficient signal LL1 is further subjected to wavelet transform to obtain four coefficient signals LL2 and HL.
1, LH1 and HH1 are obtained. Here, the coefficient signal LL
2 represents an image obtained by further reducing the length and width of the coefficient signal LL1 to 1/2, and the coefficient signals HL1, LH1 and H
H1 represents an image of a vertical edge, a horizontal edge, and a diagonal edge component of the coefficient signal LL1, respectively. And
A coefficient signal K for each of a plurality of resolutions is obtained by repeating the wavelet transform a desired number of times for the coefficient signal LL obtained every time the wavelet transform is performed.

【0021】ヒストグラム作成手段2は画像データS0
のヒストグラムHを作成する。ここで、画像データS0
が図3(a)に示すように頭部の断層画像を表すもので
ある場合、画像データS0のヒストグラムは図4(a)
に示すものとなる。一方、画像データS0が図3(b)
に示すように照射野絞りを用いて撮影を行うことにより
得られた頭部の断層画像を表すものである場合、そのヒ
ストグラムは図4(b)に示すものとなる。すなわち、
図3(a)に示す頭部の断層画像の場合、ヒストグラム
Hはある程度のばらつきを有する山Aのみとなるが、図
3(b)に示す頭部の断層画像の場合、ヒストグラムH
はばらつきを有する山Bおよびほとんどばらつきを有さ
ない山Cからなるものとなる。なお、山A,Bは頭部の
断層画像における頭部画像に対応する部分および直接放
射線が照射された部分の信号値の分布を表し、山Cは照
射野絞りのエッジ部分の信号値の分布を表す。
The histogram creating means 2 stores the image data S0
Is created. Here, the image data S0
Represents a tomographic image of the head as shown in FIG. 3A, the histogram of the image data S0 is shown in FIG.
It becomes what is shown in. On the other hand, the image data S0 corresponds to FIG.
As shown in FIG. 4B, when a tomographic image of the head obtained by imaging using the irradiation field aperture is shown, the histogram is as shown in FIG. 4B. That is,
In the case of the tomographic image of the head shown in FIG. 3A, the histogram H includes only the mountain A having a certain degree of variation, but in the case of the tomographic image of the head shown in FIG.
Is composed of a mountain B having variation and a mountain C having almost no variation. The peaks A and B represent the distribution of the signal values of the portion corresponding to the head image in the tomographic image of the head and the portion irradiated directly with radiation, and the peak C is the distribution of the signal value of the edge portion of the irradiation field stop. Represents

【0022】エントロピー値算出手段3は、ヒストグラ
ムHに基づいて、下記の式(1)により、画像データS
0の信号値に対するエントロピー値Eを算出する。
The entropy value calculating means 3 calculates the image data S based on the histogram H by the following equation (1).
An entropy value E for a signal value of 0 is calculated.

【0023】 E(x)=−ΣP(x)・logP(x) (1) 量子化ビット配分決定手段4は、エントロピー値Eの分
散値を算出し、この分散値に基づいて係数信号Kの量子
化ビット配分を決定する。具体的には、分散値が大きい
ほど大きなビット数を割り当てるようにする。
E (x) = − ΣP (x) · log 2 P (x) (1) The quantization bit allocation determining means 4 calculates a variance value of the entropy value E, and calculates a coefficient signal based on the variance value. Determine the quantization bit allocation for K. Specifically, the larger the variance value, the larger the number of bits is allocated.

【0024】ここで、従来の変換符号化により図3
(b)に示す画像を表す画像データS0を符号化する場
合について説明する。図3(a)に示す画像を表す画像
データS0をウェーブレット変換することにより得られ
る係数信号Kは図5(a)に示すものとなり、図3
(b)に示す画像を表す画像データS0をウェーブレッ
ト変換することにより得られる係数信号Kは、図5
(b)に示すものとなる。ここで、図5(b)に示すよ
うに、この係数信号Kは頭部のエッジ部分のみならず、
照射野絞りのエッジ部分にも信号値を有するものとなっ
ている。したがって、この係数信号Kにおいては、頭部
のエッジ部分のみならず照射野絞りのエッジ部分も分散
値が大きくなることから、係数信号Kを量子化する際に
は、照射野絞りのエッジ部分にも比較的大きなビット数
が割り当てられる。なお、量子化する際の総符号量(画
像情報量に圧縮率を乗じた値)は圧縮率に応じて予め定
められているものである。このように、照射野絞りのエ
ッジ部分に大きなビット配分が割り当てられると、重要
な頭部に対するビット配分が少なくなり、その結果、符
号化により頭部画像の画質が劣化してしまう。
Here, FIG.
A case where the image data S0 representing the image shown in FIG. The coefficient signal K obtained by performing the wavelet transform on the image data S0 representing the image shown in FIG. 3A is as shown in FIG.
The coefficient signal K obtained by performing the wavelet transform on the image data S0 representing the image shown in FIG.
The result is as shown in FIG. Here, as shown in FIG. 5 (b), this coefficient signal K is not limited to the edge part of the head,
The edge portion of the irradiation field stop also has a signal value. Accordingly, in the coefficient signal K, since the variance value increases not only at the edge part of the head but also at the edge part of the irradiation field stop, when the coefficient signal K is quantized, Is also assigned a relatively large number of bits. The total code amount (a value obtained by multiplying the image information amount by the compression ratio) at the time of quantization is predetermined in accordance with the compression ratio. As described above, when a large bit distribution is assigned to the edge portion of the irradiation field stop, the bit distribution for the important head is reduced, and as a result, the image quality of the head image is degraded by encoding.

【0025】したがって、本実施形態においては、画像
データS0のヒストグラムHからエントロピー値Eおよ
びその分散値を求め、分散値が大きい部分に対応する係
数信号Kほど大きなビット配分が割り当てられるように
したものである。具体的には、図3(b)に示す画像に
おいて、照射野絞りのエッジ部分については図4(b)
に示すように分散値が小さくなるため、量子化ビット配
分を小さくし、頭部画像については図4(b)に示すよ
うに分散値が大きくなるため。量子化ビット配分を大き
くするものである。なお、量子化配分は総符号量に対
し、エントロピー値Eの分散値に比例するように、量子
化ビット配分を割り当てる。
Therefore, in the present embodiment, the entropy value E and its variance are obtained from the histogram H of the image data S0, and a larger bit allocation is assigned to the coefficient signal K corresponding to the portion having a larger variance. It is. Specifically, in the image shown in FIG. 3B, the edge of the irradiation field stop is shown in FIG.
Since the variance value becomes smaller as shown in FIG. 4, the quantization bit distribution is made smaller, and the variance value becomes larger for the head image as shown in FIG. This is to increase the quantization bit distribution. In the quantization distribution, the quantization bit distribution is allocated to the total code amount so as to be proportional to the variance of the entropy value E.

【0026】量子化手段5は、量子化ビット配分決定手
段4において決定された量子化ビット配分に基づいて、
係数信号Kを量子化する。具体的には各解像度の係数信
号Kにより表される画像と画像データS0により表され
る画像との位置を対応付け、画像データS0により表さ
れる画像の相対応する位置の信号値における量子化ビッ
ト配分に基づいて係数信号Kを量子化する。例えば、図
5(b)に示す係数信号Kのうち最高解像度の係数信号
(LL0に対応)の点P0については、図3(b)に示
す画像における照射野絞りのエッジ部分P0′と対応す
るため、量子化ビット配分が小さくなるように量子化す
る。一方、図5(b)に示す係数信号Kの点P1につい
ては、図3(b)に示す画像における頭部内の点P1′
と対応するため、量子化ビット配分が大きくなるように
量子化する。なお、量子化の方法としては、スカラ量子
化を用いることができる。
The quantization means 5 calculates a quantization bit distribution based on the quantization bit distribution determined by the quantization bit distribution determination means 4,
The coefficient signal K is quantized. Specifically, the positions of the image represented by the coefficient signal K of each resolution and the image represented by the image data S0 are associated with each other, and quantization is performed on the signal value of the corresponding position of the image represented by the image data S0. The coefficient signal K is quantized based on the bit allocation. For example, the point P0 of the highest resolution coefficient signal (corresponding to LL0) of the coefficient signal K shown in FIG. 5B corresponds to the edge portion P0 'of the irradiation field stop in the image shown in FIG. 3B. Therefore, quantization is performed so that the quantization bit distribution is reduced. On the other hand, regarding the point P1 of the coefficient signal K shown in FIG. 5B, the point P1 ′ in the head in the image shown in FIG.
In order to cope with the above, quantization is performed so that the quantization bit distribution is increased. Note that scalar quantization can be used as a quantization method.

【0027】符号化手段6は量子化手段5において得ら
れた量子化係数信号RKをエントロピーコーディングし
て符号化データを得る。ここで、エントロピーコーディ
ングの方式としては、ビットプレーンバイナリ算術符号
化を用いることができる。ビットプレーンバイナリ算術
符号化は、量子化されたデータを複数のビットプレーン
に分解して2値化し、各ビットプレーンのデータに対し
て2値の算術符号化を行ってそれぞれの出力をコード化
するものである。また、エントロピーコーディングとし
て多値の算術符号化を用いることもできる。
The encoding means 6 performs entropy coding on the quantized coefficient signal RK obtained by the quantization means 5 to obtain encoded data. Here, as an entropy coding method, bit plane binary arithmetic coding can be used. In bit-plane binary arithmetic coding, quantized data is decomposed into a plurality of bit planes and binarized, and binary arithmetic coding is performed on the data of each bit plane to code each output. Things. Also, multi-value arithmetic coding can be used as entropy coding.

【0028】次いで、本実施形態の動作について説明す
る。図6は本実施形態の動作を示すフローチャートであ
る。なお、図6のフローチャートに示す処理を、コンピ
ュータに実施させるためのプログラムとして、CD−
R、FD、ハードディスクなどのコンピュータ読取り可
能な記録媒体に記録して提供してもよい。まず、ウェー
ブレット変換手段1において画像データS0がウェーブ
レット変換されて各解像度の係数信号Kが得られる(ス
テップS1)。一方、ヒストグラム作成手段2において
画像データS0のヒストグラムHが作成され(ステップ
S2)、エントロピー値算出手段3においてヒストグラ
ムHのエントロピー値Eが算出され(ステップS3)、
さらに量子化ビット配分決定手段4において係数信号K
を量子化する際の量子化ビット配分が決定される(ステ
ップS4)。なお、ステップS1およびステップS2〜
ステップS4の処理を並列に行ってもよく、ステップS
2〜ステップS4の処理をステップS1の処理よりも先
に行ってもよい。
Next, the operation of this embodiment will be described. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the present embodiment. A program for causing a computer to execute the processing shown in the flowchart of FIG.
It may be provided by being recorded on a computer-readable recording medium such as R, FD, and hard disk. First, the image data S0 is wavelet-transformed by the wavelet transform means 1 to obtain coefficient signals K of respective resolutions (step S1). On the other hand, a histogram H of the image data S0 is created by the histogram creating means 2 (step S2), and an entropy value E of the histogram H is calculated by the entropy value calculating means 3 (step S3),
Further, in the quantization bit allocation determining means 4, the coefficient signal K
Is determined at the time of quantizing (step S4). Step S1 and steps S2 to S2
The processing of step S4 may be performed in parallel.
The processing of steps 2 to S4 may be performed before the processing of step S1.

【0029】そして、決定された量子化ビット配分によ
り係数信号Kが量子化され(ステップS5)、符号化手
段6において量子化係数信号Kが符号化されて(ステッ
プS6)、符号化データFが得られ、処理を終了する。
Then, the coefficient signal K is quantized by the determined quantization bit distribution (step S5), and the quantization coefficient signal K is encoded by the encoding means 6 (step S6), and the encoded data F is Then, the processing is completed.

【0030】このように、本実施形態によれば、画像デ
ータS0のエントロピー値Eの分散値に基づいて、分散
値が大きいほど量子化ビット配分が大きく、分散値が小
さいほど量子化ビット配分が小さくなるように、係数信
号Kの量子化ビット配分を決定するようにしたため、頭
部画像のように画像データS0により表される画像中の
重要な構造物を劣化させることなく係数信号Kを量子化
することができる。したがって、本実施形態により得ら
れる符号化データFを復号化することにより得られる画
像を、重要な構造物の劣化の少ない、高画質のものとす
ることができる。
As described above, according to the present embodiment, based on the variance of the entropy value E of the image data S0, the larger the variance, the larger the quantization bit allocation, and the smaller the variance, the more the quantization bit allocation. Since the quantization bit distribution of the coefficient signal K is determined so as to be small, the coefficient signal K is quantized without deteriorating important structures in the image represented by the image data S0 like the head image. Can be Therefore, an image obtained by decoding the encoded data F obtained according to the present embodiment can be a high-quality image with little deterioration of important structures.

【0031】なお、上記実施形態においては、画像デー
タS0のエントロピー値Eの分散値に基づいて、係数信
号Kの量子化ビット配分を決定しているが、これに限定
されるものではなく、画像データS0の確率分布の偏り
に基づくものであれば、いかなる値をも採用することが
できる。
In the above embodiment, the distribution of the quantized bits of the coefficient signal K is determined based on the variance of the entropy value E of the image data S0. However, the present invention is not limited to this. Any value can be adopted as long as it is based on the bias of the probability distribution of the data S0.

【0032】また、上記実施形態においては、ウェーブ
レット変換により画像データS0を変換して符号化を行
っているが、離散コサイン変換(DCT)により画像デ
ータS0を変換して符号化を行うようにしてもよい。こ
の場合、DCTにおいては画像データS0が複数のブロ
ックに分割され、各ブロックにおいて直流成分と交流成
分とからなる係数信号が作成される。ここで、交流成分
は、そのブロックにおける低周波から高周波までの構造
物を表すものである。そして、DCTにより得られる係
数信号のエントロピー値の分散値を各ブロック毎に求
め、各ブロック毎に分散値に応じて量子化ビット配分を
決定する。
In the above embodiment, the image data S0 is transformed and encoded by the wavelet transform. However, the image data S0 is transformed and encoded by the discrete cosine transform (DCT). Is also good. In this case, in the DCT, the image data S0 is divided into a plurality of blocks, and in each block, a coefficient signal including a DC component and an AC component is created. Here, the AC component represents a structure from a low frequency to a high frequency in the block. Then, the variance value of the entropy value of the coefficient signal obtained by DCT is obtained for each block, and the quantization bit distribution is determined for each block according to the variance value.

【0033】例えば、図7に示すように各ブロックにお
けるエントロピー値の分散値の累積ヒストグラムを求
め、この累積ヒストグラムにおいて累積頻度の値に応じ
て分散値を4つのクラスI〜IVに分類する。なお、各
クラス毎に量子化ビット配分を予め定めておく。そし
て、分類結果に応じた量子化ビット配分に基づいて、各
ブロックの係数信号を量子化する。
For example, as shown in FIG. 7, a cumulative histogram of the variance of the entropy value in each block is obtained, and the variance is classified into four classes I to IV according to the value of the cumulative frequency in the cumulative histogram. Note that the quantization bit distribution is determined in advance for each class. Then, the coefficient signal of each block is quantized based on the quantization bit distribution according to the classification result.

【0034】ここで、上記実施形態と同様に、画像中の
重要な部分はエントロピー値の分散値が大きくなるた
め、画像データS0により表される画像中における重要
な部分ほど大きな量子化ビット配分により量子化がなさ
れることとなる。したがって、DCTにより画像データ
を変換して符号化を行う場合であっても、符号化データ
Fを復号化することにより得られる画像を、重要な構造
物の劣化の少ない、高画質のものとすることができる。
Here, as in the above-described embodiment, since the variance of the entropy value of the important part in the image is large, the more important the part in the image represented by the image data S0 is, the larger the quantization bit allocation is. Quantization will be performed. Therefore, even when image data is transformed by DCT and encoded, an image obtained by decoding the encoded data F has high quality with little deterioration of important structures. be able to.

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

【図1】本発明の実施形態による画像符号化装置の構成
を示す概略ブロック図
FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a configuration of an image encoding device according to an embodiment of the present invention.

【図2】画像データに対するウェーブレット変換を説明
するための図
FIG. 2 is a diagram for explaining wavelet transform on image data.

【図3】画像データにより表される画像の例を示す図FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an image represented by image data.

【図4】画像データのヒストグラムの例を示す図FIG. 4 is a diagram showing an example of a histogram of image data.

【図5】係数信号の例を示す図FIG. 5 is a diagram showing an example of a coefficient signal.

【図6】本実施形態の動作を示すフローチャートFIG. 6 is a flowchart showing the operation of the embodiment.

【図7】エントロピー値の分散値の累積ヒストグラムを
示す図
FIG. 7 is a diagram showing a cumulative histogram of variance values of entropy values;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ウェーブレット変換手段 2 ヒストグラム作成手段 3 エントロピー値算出手段 4 量子化ビット配分決定手段 5 量子化手段 6 符号化手段 10 画像符号化装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wavelet transformation means 2 Histogram creation means 3 Entropy value calculation means 4 Quantization bit allocation determination means 5 Quantization means 6 Encoding means 10 Image encoding device

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像データを変換符号化して符号化デ
ータを得る画像符号化方法において、 前記画像データを多重解像度の係数信号に変換し、 前記画像データの確率密度分布の偏りに基づいて、前記
係数信号の量子化ビット配分を決定し、 該ビット配分に基づいて前記係数信号を量子化して量子
化係数信号を得、 該量子化係数信号を符号化して前記符号化データを得る
ことを特徴とする画像符号化方法。
1. An image encoding method for transform-encoding image data to obtain encoded data, wherein the image data is converted into a multi-resolution coefficient signal, and based on a bias of a probability density distribution of the image data, Determining a quantized bit distribution of the coefficient signal, quantizing the coefficient signal based on the bit distribution to obtain a quantized coefficient signal, and encoding the quantized coefficient signal to obtain the encoded data. Image encoding method.
【請求項2】 前記確率密度分布の偏りは、前記画像
データのエントロピー値であることを特徴とする請求項
1記載の画像符号化方法。
2. The image encoding method according to claim 1, wherein the bias of the probability density distribution is an entropy value of the image data.
【請求項3】 前記画像データをウェーブレット変換
することにより前記係数信号を得ることを特徴とする請
求項1または2記載の画像符号化方法。
3. The image encoding method according to claim 1, wherein the coefficient signal is obtained by performing a wavelet transform on the image data.
【請求項4】 画像データを変換符号化して符号化デ
ータを得る画像符号化装置において、 前記画像データを多重解像度の係数信号に変換する係数
信号変換手段と、 前記画像データの確率密度分布の偏りに基づいて、前記
係数信号の量子化ビット配分を決定するビット配分決定
手段と、 該ビット配分に基づいて前記係数信号を量子化して量子
化係数信号を得る量子化手段と、 該量子化係数信号を符号化して前記符号化データを得る
符号化手段とを備えたことを特徴とする画像符号化装
置。
4. An image encoding apparatus for transform-encoding image data to obtain encoded data, wherein: a coefficient signal converting means for converting the image data into a multi-resolution coefficient signal; and a bias in a probability density distribution of the image data. Bit allocation determining means for determining a quantized bit allocation of the coefficient signal based on the following: quantization means for quantizing the coefficient signal based on the bit allocation to obtain a quantized coefficient signal; Encoding means for encoding the data to obtain the encoded data.
【請求項5】 前記確率密度分布の偏りは、前記画像
データのエントロピー値であることを特徴とする請求項
4記載の画像符号化装置。
5. The image encoding apparatus according to claim 4, wherein the bias of the probability density distribution is an entropy value of the image data.
【請求項6】 前記係数信号変換手段は、前記画像デ
ータをウェーブレット変換することにより前記係数信号
を得る手段であることを特徴とする請求項4または5記
載の画像符号化装置。
6. The image coding apparatus according to claim 4, wherein said coefficient signal converting means is means for obtaining said coefficient signal by performing a wavelet transform on said image data.
【請求項7】 画像データを変換符号化して符号化デ
ータを得る画像符号化方法をコンピュータに実行させる
ためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な
記録媒体において、 前記プログラムは、前記画像データを多重解像度の係数
信号に変換する手順と、 前記画像データの確率密度分布の偏りに基づいて、前記
係数信号の量子化ビット配分を決定する手順と、 該ビット配分に基づいて前記係数信号を量子化して量子
化係数信号を得る手順と、 該量子化係数信号を符号化して前記符号化データを得る
手順とを有することを特徴とするコンピュータ読取り可
能な記録媒体。
7. A computer-readable recording medium in which a program for causing a computer to execute an image encoding method for transform-encoding image data to obtain encoded data is recorded, wherein the program converts the image data to a multi-resolution image. Converting the coefficient signal into quantized bits based on the bias of the probability density distribution of the image data; andquantizing the coefficient signal based on the bit allocation to perform quantization. A computer readable recording medium comprising: a step of obtaining a quantized coefficient signal; and a step of coding the quantized coefficient signal to obtain the coded data.
【請求項8】 前記確率密度分布の偏りは、前記画像
データのエントロピー値であることを特徴とする請求項
7記載のコンピュータ読取り可能な記録媒体。
8. The computer-readable recording medium according to claim 7, wherein the bias of the probability density distribution is an entropy value of the image data.
【請求項9】 前記係数信号に変換する手順は、前記
画像データをウェーブレット変換することにより前記係
数信号を得る手順であることを特徴とする請求項7また
は8記載のコンピュータ読取り可能な記録媒体。
9. The computer-readable recording medium according to claim 7, wherein the step of converting into the coefficient signal is a step of obtaining the coefficient signal by performing a wavelet transform on the image data.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022501884A (en) * 2018-09-07 2022-01-06 ドルビー ラボラトリーズ ライセンシング コーポレイション Automatic exposure of image sensor based on entropy dispersion

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