JP2003087798A - Apparatus and method for moving image compression - Google Patents

Apparatus and method for moving image compression

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JP2003087798A
JP2003087798A JP2001278600A JP2001278600A JP2003087798A JP 2003087798 A JP2003087798 A JP 2003087798A JP 2001278600 A JP2001278600 A JP 2001278600A JP 2001278600 A JP2001278600 A JP 2001278600A JP 2003087798 A JP2003087798 A JP 2003087798A
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moving image
frame
data
compression
image
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JP2001278600A
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Japanese (ja)
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Akihiro Mimoto
章浩 見元
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Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and method for moving image compression by which a moving image is compressed without a loss and by high compressibility. SOLUTION: Moving image data consisting of a plurality of frame pictures are stored in a memory 11. Under control by a control part 12, a data string creation part 13 extracts luminance data of a pixel at a prescribed string in the order of horizontal scanning from each stored frame picture, arranges the extracted luminance data in the order of frames, and prepares a moving image data string by arranging the luminance data string prepared with respect to all the strings of the frame pictures in the order of vertical scanning in addition. The prepared moving image data are compressed by a PNG compression part 14 consisting of an LZ77 compression part 141 for performing the PNG compression and a Huffman coding part 142 for performing Huffman coding.

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】この発明はPNG(ポータブ
ル・ネットワーク・グラフィクス)方式を用いて動画像
データを圧縮する動画像圧縮装置及び方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moving picture compression apparatus and method for compressing moving picture data using the PNG (Portable Network Graphics) method.

【0002】[0002]

【従来の技術】回線容量がG(ギガ)バイトの光ファイ
バが個々の家庭まで引かれ、また、移動時において2M
(メガ)bps(bit per second)の帯域が確保される
第4世代携帯電話が登場するブロードバンド時代におい
ても、動画像圧縮は必要不可欠な技術である。
2. Description of the Related Art An optical fiber with a line capacity of G (giga) bytes is drawn to individual homes, and 2M is required when moving.
Even in the broadband era, in which the 4th generation mobile phones in which a (mega) bps (bit per second) band is secured, moving image compression is an indispensable technology.

【0003】各家庭まで光ファイバを引く業者は、ユー
ザが負担することができる料金を想定して回線容量を決
定する。また、データ送信方法としてベストエフォート
方式(回線が混んでくると混雑に応じて回線容量が減る
方式)を採用することでコストパフォーマンスを追求す
る。それゆえ、個々の家庭に引かれる光ファイバの回線
容量はある一定の大きさに制限されている。したがっ
て、たとえ光ファイバにT(テラ)バイトのデータ伝送
能力が備わっているとしても、経済的な理由から、家庭
まで引かれる光ファイバーの容量は100Mbps程度
になると予想することができる。
An operator who draws an optical fiber to each home determines the line capacity by assuming a charge that the user can bear. In addition, we will pursue cost performance by adopting the best-effort method (a method that reduces the line capacity according to the congestion when the line is crowded) as the data transmission method. Therefore, the line capacity of an optical fiber drawn to an individual home is limited to a certain size. Therefore, even if the optical fiber has a data transmission capacity of T (tera) bytes, it can be expected that the capacity of the optical fiber drawn to the home will be about 100 Mbps for economical reasons.

【0004】一方、送信されてくる動画像のデータ量
は、NTSCで700×525×30(フレーム/s)
×8(bit)×3(RGB)=264Mbpsであ
る。また、HDTVでは、この5倍の1.3Gbpsに
も及ぶ。したがって、これだけのデータ量を100Mb
psの回線容量で送信するには、1/3〜1/13程度
の圧縮率を有する動画像圧縮方式が必要である。
On the other hand, the amount of data of a moving image transmitted is 700 × 525 × 30 (frame / s) in NTSC.
× 8 (bit) × 3 (RGB) = 264 Mbps. Moreover, in HDTV, it reaches 1.3 Gbps which is five times as large as this. Therefore, this amount of data is 100 Mb
In order to transmit with a line capacity of ps, a moving image compression system having a compression rate of about 1/3 to 1/13 is required.

【0005】また、高速移動時のデータ受信量が最低2
Mbpsになる第4世代携帯電話の160×120画素
の画面に、NTSCと同程度の動画像を表示させること
を想定した場合、そのデータ量は160×120×30
×3=13Mbpsになる。このデータ量を2Mbps
の回線容量で送信するためには、1/7以上の圧縮率を
有する動画像圧縮方式が必要である。
In addition, the amount of data received during high-speed movement is at least 2
When it is assumed that a moving image of the same level as NTSC is displayed on the screen of 160 × 120 pixels of the 4th generation mobile phone which becomes Mbps, the data amount is 160 × 120 × 30.
× 3 = 13 Mbps. This data amount is 2 Mbps
In order to transmit with the line capacity of, a moving image compression method having a compression rate of 1/7 or more is required.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】有料放送が中心になる
ブロードバンド環境では、ユーザは好きな番組を自由に
選択して見ることができる。このような環境下におい
て、選択した番組の画質が現在のTV放送以下では、ユ
ーザを満足させることはできないと考えられる。そのた
め、ユーザが毎月の使用料を支払う以上、当然に画質が
良くなければならないといえる。
In a broadband environment where pay broadcasting is the mainstream, the user can freely select and watch his favorite program. Under such an environment, it is considered that the user cannot be satisfied when the image quality of the selected program is equal to or lower than the current TV broadcast. Therefore, it can be said that the image quality must be good as the user pays the monthly usage fee.

【0007】上述したような理由から、ブロードバンド
時代に求められる圧縮方式とは、オリジナル画像の質を
維持するロスレス圧縮であって、かつ、自然画像に対す
る圧縮率が1/10〜1/20を満足するものでなけれ
ばならない。
For the reasons described above, the compression method required in the broadband era is lossless compression that maintains the quality of the original image, and the compression ratio for natural images satisfies 1/10 to 1/20. Must be something that

【0008】一方、現在用いられている動画像圧縮方式
として、MPEG(MPEG−1、MPEG−2、MP
EG−4)と、MotionJPEGと、DCT(離散
コサイン変換)に代わって離散ウエーブレット変換を採
用するMotionJPEG2000等がある。これら
の方式においては、1/20の圧縮率は十分可能であ
る。しかし、MPEGにおける圧縮は、ロスレスではな
いという問題がある。また、MoionJPEG/Mo
tionJPEG2000はロスレスであるが、1/2
程度の圧縮率しか得られないという問題がある。
On the other hand, MPEG (MPEG-1, MPEG-2, MP) is used as a moving image compression method currently used.
EG-4), Motion JPEG, and Motion JPEG 2000 which employs discrete wavelet transform instead of DCT (discrete cosine transform). In these systems, a compression ratio of 1/20 is sufficient. However, there is a problem that compression in MPEG is not lossless. Also, Moion JPEG / Mo
tionJPEG2000 is lossless, but 1/2
There is a problem that only a moderate compression rate can be obtained.

【0009】さらに、カラーの静止画像をロスレスで圧
縮する方式として、PNGやGIF(グラフィクス・イ
ンターチェンジ・フォーマット)が存在する。しかし、
これらの方式における自然画像の圧縮率は1/1.5〜
1/3程度である。また、GIFには、256色しか対
応できないという欠点がある。
Further, PNG and GIF (Graphics Interchange Format) are available as lossless compression methods for color still images. But,
The compression ratio of the natural image in these methods is 1 / 1.5 to
It is about 1/3. Further, the GIF has a drawback that it can support only 256 colors.

【0010】この発明は、このような事情を考慮してな
されたものであり、ロスレスかつ高圧縮率で動画像を圧
縮することができる動画像圧縮装置及び方法を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a moving image compression apparatus and method capable of compressing a moving image with a lossless and high compression rate.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明にかかる動画像圧縮装置は、複数のフレ
ーム画像から構成される動画像を記憶する記憶手段と、
記憶された各フレーム画像から所定列の画素の輝度デー
タを水平走査順に抽出して、該輝度データをフレーム順
に並べることによって輝度データ列を作成し、フレーム
画像のすべての列について作成された輝度データ列をさ
らに垂直走査順に並べることによって動画像データ列を
作成するデータ列作成手段と、PNG方式を用いて前記
動画像データ列の圧縮・符号化処理を行う圧縮・符号化
手段とを備えることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a moving picture compression apparatus according to the present invention comprises a storage means for storing a moving picture composed of a plurality of frame images,
Luminance data of all columns of a frame image is created by extracting luminance data of pixels in a predetermined column from each stored frame image in the horizontal scanning order and arranging the luminance data in frame order. A data string creating means for creating a moving image data string by further arranging the columns in the vertical scanning order; and a compression / encoding means for performing compression / encoding processing of the moving image data string using the PNG method. Characterize.

【0012】また、この発明にかかる動画像圧縮装置
は、複数のフレーム画像から構成される動画像を記憶す
る記憶手段と、記憶された各フレーム画像から所定位置
の画素の輝度データを抽出して、該輝度データをフレー
ム順に並べることによって輝度データ列を作成し、フレ
ーム画像のすべての画素位置について作成された輝度デ
ータ列をさらに走査順に並べることによって動画像デー
タ列を作成するデータ列作成手段と、PNG方式を用い
て前記動画像データ列の圧縮・符号化処理を行う圧縮・
符号化手段とを備えることを特徴とする。
Further, the moving image compression apparatus according to the present invention stores the moving image composed of a plurality of frame images and the luminance data of the pixel at a predetermined position from each of the stored frame images. A data string creating unit that creates a brightness data string by arranging the brightness data in frame order, and further creates a moving image data string by arranging the brightness data strings created for all pixel positions of the frame image in the scanning order. , The PNG method is used to compress and encode the moving image data sequence.
And an encoding means.

【0013】さらに、この発明にかかる動画像圧縮装置
は、動画像を構成する複数のフレーム画像の中から動画
像圧縮の際の基準となる基準フレーム画像を判定する判
定手段と、前記基準フレーム画像を記憶する第1の記憶
手段と、前記基準フレーム画像以外のフレーム画像を記
憶する第2の記憶手段と、前記基準フレーム画像と該基
準フレーム画像以外のフレーム画像との比較情報を算出
する比較手段と、算出された比較情報を記憶する第3の
記憶手段と、前記基準フレーム画像と算出された比較情
報とに基づいて動画像データ列を作成するデータ作成手
段と、PNG方式を用いて前記動画像データ列の圧縮・
符号化処理を行う圧縮・符号化手段とを備えることを特
徴とする。
Further, the moving picture compression apparatus according to the present invention comprises a judging means for judging a reference frame picture serving as a reference for moving picture compression from a plurality of frame pictures forming the moving picture, and the reference frame picture. And a second storage means for storing a frame image other than the reference frame image, and a comparison means for calculating comparison information between the reference frame image and a frame image other than the reference frame image. And a third storage unit that stores the calculated comparison information, a data creating unit that creates a moving image data sequence based on the reference frame image and the calculated comparison information, and the moving image using the PNG method. Image data string compression
A compression / encoding means for performing encoding processing is provided.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0015】<第1の実施形態>図1は、この発明の第
1の実施形態による動画像圧縮装置の構成を示すブロッ
ク図である。メモリ11は、画像信号として得られる複
数のフレーム画像から構成される動画像を記憶する記憶
手段としての機能を有する。また、画像の分離状況を示
す同期信号は、メモリ11に接続された制御部12に入
力される。制御部12は、さらに新たな動画像データ列
を作成するデータ列作成部13と、作成されたデータ列
に対してPNG方式を用いて圧縮・符号化を行うPNG
圧縮部14に接続されている。
<First Embodiment> FIG. 1 is a block diagram showing the arrangement of a moving picture compression apparatus according to the first embodiment of the present invention. The memory 11 has a function as a storage unit that stores a moving image composed of a plurality of frame images obtained as image signals. Further, a synchronization signal indicating the separation state of images is input to the control unit 12 connected to the memory 11. The control unit 12 further includes a data string creating unit 13 for creating a new moving image data string and a PNG for compressing / encoding the created data string using the PNG method.
It is connected to the compression unit 14.

【0016】そして、制御部12は、データ列作成部1
3とPNG圧縮部14の処理動作の制御を行う。すなわ
ち、制御部12は、入力された同期信号を基準として、
各フレームの同一ラインの輝度データをラインごとにデ
ータ列として作成するためメモリ11から呼び出してデ
ータ列作成部13に引き渡す機能を有する。また、デー
タ列作成部13で作成されたデータ列をPNG圧縮部1
4に入力させる機能も有する。
Then, the controller 12 controls the data string generator 1
3 and the PNG compression unit 14 are controlled. That is, the control unit 12 uses the input synchronization signal as a reference,
It has a function of calling from the memory 11 and passing it to the data string creating unit 13 in order to create the brightness data of the same line of each frame as a data string for each line. The data string created by the data string creating unit 13 is transferred to the PNG compressing unit 1
It also has the function of inputting to 4.

【0017】PNG圧縮器14は、LZ77圧縮部14
1とハフマン符号化部142とから構成されている。図
2は、PNG圧縮部14で行われる圧縮方式について説
明するための図である。LZ77圧縮部141で行われ
る圧縮方式は、イスラエルのA.LempelとJ.Z
ivによって開発されたLZ77圧縮21によって無圧
縮の元のデータ列を圧縮する方式である。圧縮されたデ
ータ列は、ハフマン符号化部142においてハフマン符
号化22が施される。ハフマン符号化22は各画素値の
発生頻度を調べて、発生頻度の高い順に各画素値に対し
て短い符号を割り当て、全体としての符号量を削減する
方法である。これによって、圧縮・符号化されたデータ
を作成することができる。
The PNG compressor 14 is an LZ77 compression unit 14.
1 and a Huffman coding unit 142. FIG. 2 is a diagram for explaining a compression method performed by the PNG compression unit 14. The compression method performed by the LZ77 compression unit 141 is A. Lempel and J. Z
This is a method of compressing an original data string that is not compressed by the LZ77 compression 21 developed by iv. The Huffman coding unit 142 performs Huffman coding 22 on the compressed data string. The Huffman coding 22 is a method of checking the frequency of occurrence of each pixel value, assigning a short code to each pixel value in the order of high frequency of occurrence, and reducing the overall code amount. This makes it possible to create compressed / encoded data.

【0018】また、伸長/復号の手順は、圧縮時と逆の
手順で行われる。すなわち、圧縮されたデータ列に対し
て、ハフマン復号化23がなされる。次いで、LZ77
伸長24が行われて、元のデータ列にロスレスで戻すこ
とができる。上述したようなLZ77とハフマン符号化
を組み合わせた圧縮方式は、Deflate/Infl
ate圧縮と呼ばれる。
The decompression / decoding procedure is the reverse of the compression procedure. That is, the Huffman decoding 23 is performed on the compressed data string. Then LZ77
The decompression 24 is performed so that the original data string can be restored losslessly. The compression method combining LZ77 and Huffman coding as described above is based on Deflate / Infl.
Called ate compression.

【0019】ここで、LZ77圧縮部141における圧
縮手順およびハフマン符号化部142における符号化手
順について、一例を示して説明する。例えば、2種類の
画素値A、Bとから構成された画像の輝度データ列「A
BBABBA」を圧縮する場合について示す。LZ77
圧縮では、まず、輝度データ列「ABBABBA」を
「ABB(3,4)」に変形される。ここで、(3,
4)は3文字戻って4文字コピーをするという意味であ
る。次いで、この文字列は、「ABBc4(3)」と変
形される。そして、この文字列に対してハフマン符号化
部142の作動により、ハフマン符号化が行われる。
Here, the compression procedure in the LZ77 compression section 141 and the coding procedure in the Huffman coding section 142 will be described with reference to an example. For example, a luminance data string "A" of an image composed of two types of pixel values A and B
A case of compressing "BBABBA" will be described. LZ77
In compression, first, the luminance data string “ABBABBA” is transformed into “ABB (3,4)”. Where (3
4) means to go back 3 characters and copy 4 characters. Next, this character string is transformed into "ABBc4 (3)". Then, Huffman coding is performed on this character string by the operation of the Huffman coding unit 142.

【0020】一例として、ここでは、B=0、A=1
0、c4=11、(3)=0を割り当てる。この際、コ
ピー文字数を示すc4の後は、必ずコピー位置を示す
(3)になるので、B=0と(3)=0の0とは、それ
ぞれ識別することが可能である。そして、この場合の圧
縮・符号化結果は「1000110」になる。これがP
NGを用いた圧縮方法である。
As an example, here, B = 0 and A = 1.
0, c4 = 11, and (3) = 0 are assigned. At this time, after c4, which indicates the number of characters to be copied, the copy position is always (3), and therefore B = 0 and (3) = 0 can be distinguished from each other. The compression / encoding result in this case is “1000110”. This is P
This is a compression method using NG.

【0021】すなわち、PNGは同じ輝度値が連続して
並んでいたり、同じ輝度パターンが複数回現れる線画や
アニメーション画像において用いた場合、高圧縮率で画
像を圧縮することができる圧縮方法である。例えば、線
画の静止画をPNG方式で圧縮した場合の圧縮率は、1
/50〜1/70にも及ぶ。また、DCTやウエーブレ
ット変換のような直交変換に比べてCPU能力を必要と
しないので、大画面やフレームレートの高い画像の圧縮
・符号化を行うことができる。
That is, PNG is a compression method capable of compressing an image at a high compression ratio when used in a line drawing or an animation image in which the same brightness values are continuously arranged or the same brightness pattern appears a plurality of times. For example, the compression rate when compressing a line drawing still image by the PNG method is 1
It ranges from / 50 to 1/70. Further, since CPU power is not required as compared with orthogonal transform such as DCT or wavelet transform, it is possible to perform compression / encoding of an image having a large screen or a high frame rate.

【0022】一方、PNGの弱点は、同一輝度値が連続
して出現することが少ない画像や、異なる輝度値の画素
がランダムに並ぶ自然画像に対して、圧縮したときの圧
縮率が低いことである。そこで、本実施形態では、この
弱点を補ってPNGを動画に適応させるため、Nフレー
ムから構成される動画像データをまず取り込み、フレー
ムごとに順に圧縮するのではなく、各フレームから1ラ
インごとにサンプリングしてPNGで圧縮する方法を提
案する。
On the other hand, the weak point of PNG is that the compression rate when compressed is low for an image in which the same luminance value does not appear consecutively or a natural image in which pixels having different luminance values are randomly arranged. is there. Therefore, in this embodiment, in order to compensate for this weak point and adapt the PNG to a moving image, moving image data composed of N frames is not first captured and sequentially compressed for each frame, but for each line from each frame. We propose a method of sampling and compressing with PNG.

【0023】図3は、同実施形態による画像信号の圧縮
手順を説明するためのフローチャートである。入力され
る同期信号を基準として、制御部12はメモリ11に記
憶されている各フレームの画像データのライン数Lを指
定する。最初は、ライン数Lは1に指定される(ステッ
プS31)。そして、制御部12は、指定したライン数
Lがフレームの全ライン数よりも大きいか否かを判断す
る(ステップS32)。その結果、指定されたライン数
Lがフレームのライン数よりも大きい場合(YES)、
圧縮・符号化は終了する。一方、指定されたライン数L
がフレームのライン数内の場合(NO)、制御部12
は、1フレームからNフレームまでの指定されたライン
の輝度データを呼び出して、PNG圧縮部14にそのデ
ータ列を渡す(ステップS33)。
FIG. 3 is a flow chart for explaining the image signal compression procedure according to the embodiment. The control unit 12 designates the line number L of the image data of each frame stored in the memory 11 on the basis of the input synchronizing signal. Initially, the number of lines L is designated as 1 (step S31). Then, the control unit 12 determines whether the designated line number L is larger than the total line number of the frame (step S32). As a result, when the designated line number L is larger than the frame line number (YES),
The compression / encoding ends. On the other hand, the specified number of lines L
Is within the number of lines in the frame (NO), the control unit 12
Calls the luminance data of the specified line from 1 frame to N frames and passes the data string to the PNG compression unit 14 (step S33).

【0024】図4は、同実施形態における画像データの
読み込み方法を説明するための図である。上述したよう
に、メモリ11には1フレームからNフレームまでの全
ての動画像データが読み込まれている。そして、制御部
12によって、まず1フレーム目の1ライン目41のデ
ータが呼び出されて、次いで2フレーム目の1ライン目
42、さらに3フレーム目の1ライン目43の順で呼び
出される。そして、最後にNフレーム目の1ライン目4
4のデータ列が呼び出されて、これらのデータ列が全て
一つのデータ列にされた後PNG圧縮が行われる。この
後、さらに1フレーム目の2ライン目45が呼び出さ
れ、以下同様の手順で処理が行われる。
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of reading image data in the same embodiment. As described above, the memory 11 is loaded with all moving image data from one frame to N frames. Then, the control unit 12 first calls the data of the first line 41 of the first frame, then the first line 42 of the second frame, and further the first line 43 of the third frame. And finally, the first line 4 of the Nth frame
4 data strings are called, all of these data strings are converted into one data string, and then PNG compression is performed. After this, the second line 45 of the first frame is further called, and the processing is performed in the same procedure thereafter.

【0025】呼び出された輝度データ列は、PNG圧縮
部14におけるLZ77圧縮部141によって圧縮が行
われる(ステップS34)。ここで、本実施形態におけ
る圧縮手順を、1フレームの大きさが640×480画
素の画像データで、全10フレームの動画像の場合を例
に挙げて具体的に説明する。この場合、1フレーム目の
1ライン目の画像データが「ABCDRFG・・・」と6
40個の画素値が並んでいるとする。
The called luminance data string is compressed by the LZ77 compression section 141 in the PNG compression section 14 (step S34). Here, the compression procedure according to the present embodiment will be specifically described by taking a case of a moving image of 10 frames in which image data of one frame has a size of 640 × 480 pixels. In this case, the image data of the first line of the first frame is "ABCDRFG ..."
It is assumed that 40 pixel values are lined up.

【0026】ここで、1フレームから10フレームまで
の動画像において、画像に動きがない場合や、輝度変化
がないと仮定した場合、2フレーム目の1ライン目も
「ABCDEFG・・・」、3フレーム目の1ライン目も
「ABCDEFG・・・」、10フレーム目の1ライン目
の輝度レベルも「ABCDEFG・・・」となる。これら
のデータをLZ77圧縮部131で圧縮すると、「AB
CDEFG・・・(640,5760)」となる。なお、
(640,5760)は、「ABCDEFG・・・の文字
列を640文字戻って、640×9(=5760)文字
コピーする」という意味である。また、「ABCDEF
G・・・」の部分も同輝度値の画素が連続していれば、同
様にしてさらに圧縮される。
Here, in a moving image from 1 frame to 10 frames, if there is no motion in the image or if it is assumed that there is no change in luminance, the first line of the second frame is also "ABCDEFG ...", 3 The first line of the frame also has “ABCDEFG ...”, and the luminance level of the first line of the tenth frame also has “ABCDEFG ...”. When these data are compressed by the LZ77 compression unit 131, “AB
CDEFG ... (640,5760) ". In addition,
(640, 5760) means “return 640 characters in the character string ABCDEFG ... And copy 640 × 9 (= 5760) characters”. In addition, "ABCDEF
If the pixels having the same luminance value are continuous, the portion of "G ..." Is further compressed in the same manner.

【0027】さらに、この文字列を「ABCDEFG・・
・c5760(640)」と変形する。この文字列に対
して、ハフマン符号化部142においてハフマン符号化
が行われる(ステップS35)。ここで、符号化の一例
として、c5760=0、(640)=0、A=a、B
=b、C=c、D=d、E=e、F=f、G=gを割り
当てる。この場合、「ABCDEFG・・・c5760
(640)」は「abcdefg・・・00」と符号化さ
れる。
Further, this character string is changed to "ABCDEFG ...
・ C5760 (640) ”is transformed. The Huffman coding unit 142 performs Huffman coding on this character string (step S35). Here, as an example of encoding, c5760 = 0, (640) = 0, A = a, B
= B, C = c, D = d, E = e, F = f, G = g. In this case, "ABCDEFG ... c5760
(640) ”is encoded as“ abcdefg ... 00 ”.

【0028】このときの圧縮率は、PNGによる圧縮率
を1/2と仮定すると、動く部分が画面全体の10パー
セントであれば、10フレームにおけるデータ量は1
(フレーム)×1/2+9(フレーム)×0.1(動く
部分)×1/2になり、圧縮率は0.95/10=約1
/10になる。また、全く画像内の動きや変化がないよ
うな連続した静止画が続く動画像の場合は、1×1/2
となり、10フレームにおける圧縮率は1/20にな
る。
Assuming that the compression rate by PNG is 1/2, the data rate in 10 frames is 1 if the moving part is 10% of the entire screen.
(Frame) x 1/2 + 9 (frame) x 0.1 (moving part) x 1/2, the compression rate is 0.95 / 10 = about 1
It becomes / 10. Also, in the case of a moving image in which continuous still images have no movement or change in the image, 1 × 1/2
Therefore, the compression rate in 10 frames becomes 1/20.

【0029】このときの圧縮率は、動く部分が画面全体
の10パーセントであれば、10フレームで1/10と
なる。また、全く画像内の動きや変化がないような連続
した静止画が続く動画像の場合は、1/20にまで圧縮
率を高めることができる。
The compression rate at this time is 1/10 in 10 frames if the moving portion is 10% of the entire screen. Further, in the case of a moving image in which a continuous still image has no movement or change in the image at all, the compression rate can be increased to 1/20.

【0030】1ライン目の圧縮終了後、次に2ライン目
が指定される(ステップS35)。そして、ステップS
32に戻って、同様にして画像データの呼び出し、圧縮
・符号化が行われる。なお、圧縮作業は全てのフレーム
データを読み込んだ時点から開始しなくても良く、例え
ば、1枚のフレーム画像を読み込んだときに、同時に当
該フレームの1ライン目を指定して呼び出すようにして
もよい。
After the compression of the first line is completed, the second line is designated next (step S35). And step S
Returning to step 32, the image data is called, compressed and encoded in the same manner. The compression work does not have to be started at the time when all the frame data is read. For example, when one frame image is read, the first line of the frame may be designated and called at the same time. Good.

【0031】上述したように、第1の実施形態において
は、複数のフレーム画像から構成される動画像を記憶す
る記憶手段(メモリ11)と、記憶された各フレーム画
像から所定列の画素の輝度データを水平走査順に抽出し
て、該輝度データをフレーム順に並べることによって輝
度データ列を作成し、フレーム画像のすべての列につい
て作成された輝度データ列をさらに垂直走査順に並べる
ことによって動画像データ列を作成するデータ列作成手
段(データ列作成部13)と、PNG方式を用いて前記
動画像データ列の圧縮・符号化処理を行う圧縮・符号化
手段(PNG圧縮部14)とを備えるので、従来の圧縮
方式では得られなかったロスレスかつ高圧縮率で動画像
を圧縮するという効果を同時に得ることができる。
As described above, in the first embodiment, the storage means (memory 11) for storing a moving image composed of a plurality of frame images and the brightness of the pixels in a predetermined column from each of the stored frame images. Luminance data strings are created by extracting data in the horizontal scanning order and arranging the brightness data in frame order, and moving image data strings are created by arranging the brightness data strings created for all the columns of the frame image in the vertical scanning order. Since the data string creating means (data string creating unit 13) and the compression / encoding unit (PNG compressing unit 14) for compressing / encoding the moving image data string using the PNG method are provided, The effect of compressing a moving image at a lossless and high compression rate, which cannot be obtained by the conventional compression method, can be obtained at the same time.

【0032】<第2の実施形態>次に、本発明の第2の
実施形態について、図面を参照して説明する。図5は、
第2の実施形態による動画像圧縮装置の構成を示すブロ
ック図である。図5に示される各部は、データ列作成部
51を除いて図1に示される各部と同一の構成および同
一の動作である。図5におけるデータ列作成部51は、
第1の実施形態におけるデータ作成部13のように、ラ
インごとにデータ列を作成させるのではなく、時間軸方
向の画素ごとにデータ列を作成する。
<Second Embodiment> Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Figure 5
It is a block diagram which shows the structure of the moving image compression apparatus by 2nd Embodiment. Each unit shown in FIG. 5 has the same configuration and operation as each unit shown in FIG. 1 except for the data string creating unit 51. The data string creation unit 51 in FIG.
Unlike the data creating unit 13 in the first embodiment, a data string is not created for each line, but a data string is created for each pixel in the time axis direction.

【0033】図6は、図5に示される実施形態による動
画像圧縮装置の動作手順を説明するためのフローチャー
トである。まず、1フレームの1画素目が指定される
(ステップS61)。次いで、指定された位置の画素L
がフレームの全画素数を超えたか否かが判断される(ス
テップS62)。その結果、フレームの全画素数を超え
て、全ての画素が呼び出された場合(YES)、圧縮・
符号化処理を終了する。一方、指定された画素数がフレ
ームの全画素数を超えていない場合(NO)、1フレー
ムからNフレームまでの指定された画素の輝度レベルが
呼び出される(ステップS63)。当初は、全フレーム
の1画素目が呼び出される。
FIG. 6 is a flow chart for explaining the operation procedure of the moving picture compression apparatus according to the embodiment shown in FIG. First, the first pixel of one frame is designated (step S61). Next, the pixel L at the specified position
Is determined to exceed the total number of pixels in the frame (step S62). As a result, if all the pixels are recalled beyond the total number of pixels in the frame (YES), compression / compression
The encoding process ends. On the other hand, if the specified number of pixels does not exceed the total number of pixels in the frame (NO), the brightness levels of the specified pixels from one frame to N frames are called (step S63). Initially, the first pixel of all frames is called.

【0034】図7は、同実施形態における画素の呼び出
しを説明するための図である。上述したように、最初に
1フレームからNフレームまでの動画像データをすべて
読み込んでいる。そこで、1フレーム目の1画素目のデ
ータを呼び出し、次いで、2フレーム目の1画素目、3
フレーム目の1画素目の順で、最後にNフレーム目の1
画素目のデータを呼び出す。各フレームの2画素目につ
いても同様の手順で呼び出す。
FIG. 7 is a diagram for explaining the calling of pixels in the same embodiment. As described above, first, all moving image data from one frame to N frames are read. Therefore, the data of the first pixel of the first frame is called, and then the first pixel of the second frame, 3
In the order of the 1st pixel of the frame, the 1st pixel of the Nth frame
Call the pixel data. The second pixel of each frame is called in the same procedure.

【0035】N=10とした場合のステップS62まで
の動作手順について具体的に説明する。例えば、1フレ
ームから10フレームまでの間で動きがない動画像や、
輝度変化がない動画像であれば、1フレーム目の1画素
目の画像データがA、2フレーム目の1画素目もA、1
0フレーム目の1画素目の輝度レベルもAとなる。これ
らのデータをLZ77圧縮部141で圧縮すると、「A
c9(1)」となる(ステップS64)。
The operation procedure up to step S62 when N = 10 will be specifically described. For example, a moving image that does not move from 1 frame to 10 frames,
If the moving image has no brightness change, the image data of the first pixel in the first frame is A, and the first pixel in the second frame is A, 1
The brightness level of the first pixel in the 0th frame is also A. When these data are compressed by the LZ77 compression unit 141, "A
c9 (1) ”(step S64).

【0036】この文字列に対してハフマン符号化部13
2によってハフマン符号化が行われる(ステップS6
5)。一例として、c9=0、(1)=0、A=aを割
り当てる。このとき、「AAAAAAAAAA」は「a
00」と圧縮することができる。同様にして、指定する
画素を1つ増やす(ステップS66)。そして、2画素
目の輝度値をB、3画素目の輝度値をCとした場合、全
フレーム画像の輝度データ列は、「AAAAAAAAA
ABBBBBBBBBBCCCCCCCCCC…」と示
される。この場合、上述した圧縮・符号化においてB=
b、C=cを割り当てると、元の輝度データ列は、「a
00b00c00…」とすることができる。
For this character string, the Huffman encoder 13
Huffman coding is performed by 2 (step S6).
5). As an example, c9 = 0, (1) = 0, and A = a are assigned. At this time, "AAAAAAAAAAA" is "a
00 "can be compressed. Similarly, the designated pixel is increased by one (step S66). When the brightness value of the second pixel is B and the brightness value of the third pixel is C, the brightness data string of all frame images is “AAAAAAAAAA.
ABBBBBBBBBBBCCCCCCCCCC ... ". In this case, in the compression / encoding described above, B =
When b and C = c are assigned, the original luminance data string becomes “a
00b00c00 ... ”.

【0037】上述したように、第2の実施形態において
は、複数のフレーム画像から構成される動画像を記憶す
る記憶手段(メモリ11)と、記憶された各フレーム画
像から所定位置の画素の輝度データを抽出して、該輝度
データをフレーム順に並べることによって輝度データ列
を作成し、フレーム画像のすべての画素位置について作
成された輝度データ列をさらに走査順に並べることによ
って動画像データ列を作成するデータ列作成手段(デー
タ列作成部51)と、PNG方式を用いて前記動画像デ
ータ列の圧縮・符号化処理を行う圧縮・符号化手段(P
NG圧縮部14)とを備えるので、第1の実施形態と同
様、従来の圧縮方式では得られなかったロスレスかつ高
圧縮率で動画像を圧縮するという効果を同時に得ること
ができる。
As described above, in the second embodiment, the storage means (memory 11) for storing a moving image composed of a plurality of frame images and the luminance of the pixel at a predetermined position from each of the stored frame images. Luminance data strings are created by extracting data and arranging the brightness data in frame order, and moving image data strings are created by arranging the brightness data strings created for all pixel positions of the frame image in the scanning order. A data string creating unit (data string creating unit 51) and a compression / encoding unit (P) for compressing / encoding the moving image data string using the PNG method.
Since the NG compression unit 14) is provided, the effect of compressing a moving image at a lossless and high compression rate, which cannot be obtained by the conventional compression method, can be obtained at the same time, as in the first embodiment.

【0038】<第3の実施形態>図8は、この発明の第
3の実施形態による動画像圧縮装置の構成を示すブロッ
ク図である。図8において、判定部81は、入力される
画像信号が基準フレームとなるSフレームであるか、そ
れ以外のDフレームであるかを判断する。判定部81
は、フレーム画像を記憶するメモリ82に接続されてい
る。図9は、同実施形態におけるフレームの区分を説明
するための図である。例えば、Nフレームから構成され
る動画像で、最初の1フレーム目91を基準フレームと
し、これをSフレームと呼ぶ。また、2フレーム目92
以降をDフレームとする。Dフレームにおいて、2フレ
ーム目92をD1フレーム、3フレーム目93をD2フレ
ームとし、Nフレーム目93をDN-1フレームと呼ぶ。
<Third Embodiment> FIG. 8 is a block diagram showing the arrangement of a moving picture compression apparatus according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 8, the determination unit 81 determines whether the input image signal is an S frame which is a reference frame or a D frame other than that. Judgment unit 81
Is connected to a memory 82 for storing frame images. FIG. 9 is a diagram for explaining the division of frames in the same embodiment. For example, in a moving image composed of N frames, the first first frame 91 is used as a reference frame, and this is called an S frame. Also, the second frame 92
The following is a D frame. In the D frame, the second frame 92 is referred to as a D 1 frame, the third frame 93 is referred to as a D 2 frame, and the Nth frame 93 is referred to as a D N-1 frame.

【0039】入力される画像データは、メモリ82に記
憶される。メモリ82は、さらに2つのメモリから構成
されており、Sフレーム情報はSフレームメモリ821
に、Dフレーム情報はDフレームメモリ822に区分し
て記憶される。また、メモリ82は、さらに制御部83
と比較部84に接続されている。比較部84では、Sフ
レームとDフレームとにおける同一位置の画素ごとに輝
度値の比較が行われ、その比較結果が比較情報として、
比較部84に接続された記憶部85に記憶される。
The input image data is stored in the memory 82. The memory 82 is further composed of two memories, and the S frame information is stored in the S frame memory 821.
Further, the D frame information is divided and stored in the D frame memory 822. In addition, the memory 82 further includes a control unit 83.
Is connected to the comparison unit 84. In the comparison unit 84, the brightness values are compared for each pixel at the same position in the S frame and the D frame, and the comparison result is used as comparison information.
It is stored in the storage unit 85 connected to the comparison unit 84.

【0040】ここで、本実施形態では、比較部84が、
基準フレームであるSフレームと該基準フレーム画像以
外のフレーム画像であるDフレームにおける同一位置の
画素について、同一輝度値の場合と異なる輝度値の場合
とに発生させる2種類の輝度変化フラグを比較情報とし
て算出するものとする。一方、記憶部85は2つの記憶
部から構成されており、SフレームおよびDフレームの
画像データをそのまま記憶する画像データ記憶部851
と、比較情報を記憶する輝度変化フラグ記憶部852と
から構成される。
Here, in the present embodiment, the comparison unit 84 is
Comparing information of two types of brightness change flags to be generated for the pixel at the same position in the S frame, which is the reference frame, and the D frame, which is a frame image other than the reference frame image, for the same brightness value and the different brightness value Shall be calculated as On the other hand, the storage unit 85 is composed of two storage units, and the image data storage unit 851 stores the image data of the S frame and the D frame as they are.
And a brightness change flag storage unit 852 that stores comparison information.

【0041】記憶部85は、さらに、制御部83とデー
タ列作成部86とPNG圧縮部14に接続されている。
データ列作成部86は、記憶部85内の画像データ記憶
部851と輝度変化フラグ記憶部852に記憶されてい
る情報に基づいて動画像データ列を作成する。なお、画
像信号についての同期信号は、制御部83に入力され
る。
The storage unit 85 is further connected to the control unit 83, the data string creating unit 86, and the PNG compression unit 14.
The data string creation unit 86 creates a moving image data string based on the information stored in the image data storage unit 851 and the brightness change flag storage unit 852 in the storage unit 85. The sync signal for the image signal is input to the control unit 83.

【0042】図10は、図8に示される動画像圧縮装置
の動作手順を説明するためのフローチャートである。画
像信号が入力されると、まず判定部81で当該画像信号
がSフレームであるかDフレームであるかの判定が行わ
れる(ステップS101)。その結果、Sフレームであ
ると判定された場合(YES)、当該画像データがSフ
レームメモリ821に記憶される(ステップS10
2)。一方、Sフレームではないと判定された場合(N
O)、当該フレームはDフレームであると判定され、当
該画像データがDフレームメモリ822に記憶される
(ステップS103)。
FIG. 10 is a flow chart for explaining the operation procedure of the moving picture compression apparatus shown in FIG. When an image signal is input, the determination unit 81 first determines whether the image signal is an S frame or a D frame (step S101). As a result, when it is determined that the frame is the S frame (YES), the image data is stored in the S frame memory 821 (step S10).
2). On the other hand, if it is determined that the frame is not the S frame (N
O), the frame is determined to be the D frame, and the image data is stored in the D frame memory 822 (step S103).

【0043】次に、比較部84は、SフレームとDフレ
ームの同一位置にある画素の輝度値を比較するために呼
び出す(ステップS104)。そして、比較部84は、
両者の差分が0か否かを判定する(ステップS10
5)。その結果、両者の差分が0の場合(YES)、比
較部84は輝度変化フラグ0を発生させ(ステップS1
06)、当該データを記憶部85内の輝度変化フラグ記
憶部852に記憶させる(ステップS110)。また、
両者の差分が0でない場合(NO)、輝度変化フラグ1
を発生させ(ステップS107)、記憶部85内の輝度
変化フラグ記憶部852に記憶させる(ステップS10
8)。また、画像データ記憶部851に輝度変化フラグ
1の位置の部分の画素の輝度データを記憶させる(ステ
ップS109)。さらに、制御部83は、Sフレームメ
モリ821からSフレーム画像情報を出力させ、Sフレ
ーム画像情報を画像データ記憶部851に入力させる
(ステップS110)。
Next, the comparison unit 84 calls for comparing the brightness values of the pixels at the same position in the S frame and the D frame (step S104). Then, the comparison unit 84
It is determined whether the difference between the two is 0 (step S10).
5). As a result, when the difference between the two is 0 (YES), the comparison unit 84 generates the brightness change flag 0 (step S1).
06), the data is stored in the brightness change flag storage unit 852 in the storage unit 85 (step S110). Also,
When the difference between the two is not 0 (NO), the brightness change flag 1
Is generated (step S107) and stored in the brightness change flag storage part 852 in the storage part 85 (step S10).
8). In addition, the image data storage unit 851 stores the brightness data of the pixel at the position of the brightness change flag 1 (step S109). Further, the control unit 83 causes the S frame memory 821 to output the S frame image information, and causes the S frame image information to be input to the image data storage unit 851 (step S110).

【0044】最後に記憶部85から、Sフレーム画像デ
ータ、D1フレーム画像の変化フラグビツト、D1フレー
ム画像の輝度変化画素の輝度レベル、・・・、DN-1フレー
ム画像の変化フラグビツト、DN-1フレーム画像の輝度
変化画素の輝度レベル順にデータを呼び出し、PNG圧
縮部13において前述した手順でデータ列が圧縮され
(ステップS111)、さらに符号化される(ステップ
S112)。
The last in the memory unit 85, S frame image data, the change in D 1 frame images Furagubitsuto, luminance level of the luminance change pixels D 1 frame images, · · ·, D N-1 changes the frame image Furagubitsuto, D The data is called in the order of the brightness level of the brightness changing pixels of the N-1 frame image, and the PNG compressing unit 13 compresses the data string by the procedure described above (step S111) and further encodes it (step S112).

【0045】図11は、第3の実施形態における画像デ
ータのデータ構造の一例を説明するための図である。画
像データは、基準フレーム画像における全画素の輝度デ
ータを走査順に並べたデータ列であるSフレーム画像デ
ータと、基準フレーム画像以外のフレーム画像における
全画素について輝度変化フラグを走査順に並べたデータ
列であるD1フレーム画像の変化フラグ、輝度変化フラ
グが基準フレーム画像と同一輝度値を示す場合のフレー
ム画像における輝度データであるD1フレーム画像の輝
度データ、・・・、DN-1フレーム画像の変化フラグ、D
N-1フレーム画像の輝度データの順に並ぶ。
FIG. 11 is a diagram for explaining an example of the data structure of the image data in the third embodiment. The image data includes S frame image data, which is a data string in which the luminance data of all pixels in the reference frame image are arranged in the scanning order, and a data string in which luminance change flags are arranged in the scanning order for all pixels in the frame images other than the reference frame image. change flag of a D 1 frame image, the luminance data of the D 1 frame image is the luminance data in the frame image in the case indicating a luminance change flag reference frame image and the same luminance value, ..., the D N-1 frame image Change flag, D
N-1 frame images are arranged in the order of luminance data.

【0046】ここで、本実施形態における圧縮手順を、
N=10、1フレームの大きさを640×480画素と
して具体的に説明する。この場合、連続する2フレーム
間で動きがない、あるいは、輝度変化がないと仮定す
る。そして、各フレームの輝度データを走査順に「AB
CDEGG・・・」であると仮定する。このとき、全デー
タ数は640×480=307200個である。同様
に、2フレーム目の輝度データも「ABCDEFG・・
・」になり、データ数は307200個になる。
Here, the compression procedure in this embodiment will be described.
A specific description will be made assuming that N = 10 and the size of one frame is 640 × 480 pixels. In this case, it is assumed that there is no movement or continuous brightness change between two consecutive frames. Then, the brightness data of each frame is scanned in the order of “AB
CDEGG ... ”. At this time, the total number of data is 640 × 480 = 307200. Similarly, the brightness data of the second frame is also "ABCDEFG ...
・ ”, And the number of data is 307,200.

【0047】1フレーム目と2フレーム目の画素につい
ての輝度レベルの差分を計算すると、同一画像と仮定し
ているので差分は0となり、2フレーム目の画像データ
は307200個の輝度変化フラグ0と0個の輝度デー
タから構成される。すなわち、データの形で示すと「A
BCDEFG・・・00000・・・0」である。これを
LZ77圧縮部131で圧縮すると、「ABCDEFG
・・・0c307199(1)」になる。
When the difference in luminance level between the pixels in the first frame and the pixel in the second frame is calculated, the difference is 0 because it is assumed that they are the same image, and the image data in the second frame has 307200 luminance change flags 0. It is composed of 0 luminance data. That is, in the form of data, "A
BCDEFG ... 00000 ... 0 ". When this is compressed by the LZ77 compression unit 131, "ABCDEFG
... 0c307199 (1) ".

【0048】また、「ABCDEFG・・・」の部分につ
いても、同一の画素値を有するものが連続している場合
は同様に圧縮することができる。これに対してハフマン
符号化部132でハフマン符号化を行う。一例として、
c307199=0、(1)=0、A=a、B=b、C
=c、D=d、E=e、F=f、G=gを割り当てる。
この場合、「ABCDEFG・・・0c307199
(1)」のデータ列は、「abcdefg・・・00」と
いう形に圧縮することができる。
Further, the "ABCDEFG ..." Part can be similarly compressed when the pixels having the same pixel value are continuous. On the other hand, the Huffman coding unit 132 performs Huffman coding. As an example,
c307199 = 0, (1) = 0, A = a, B = b, C
= C, D = d, E = e, F = f, G = g.
In this case, "ABCDEFG ... 0c307199
The data string “(1)” can be compressed into the form “abcdefg ... 00”.

【0049】上述したように、第3の実施形態において
は、動画像を構成する複数のフレーム画像の中から動画
像圧縮の際の基準となる基準フレーム画像を判定する判
定手段(判定部81)と、基準フレーム画像を記憶する
第1の記憶手段(Sフレームメモリ821)と、基準フ
レーム画像以外のフレーム画像を記憶する第2の記憶手
段(Dフレームメモリ822)と、基準フレーム画像と
基準フレーム画像以外のフレーム画像との比較情報を算
出する比較手段(比較部84)と、算出された比較情報
を記憶する第3の記憶手段(輝度変化フラグ記憶部85
2)と、基準フレーム画像と算出された比較情報とに基
づいて動画像データ列を作成するデータ作成手段(デー
タ列作成部86)と、PNG方式を用いて前記動画像デ
ータ列の圧縮・符号化処理を行う圧縮・符号化手段(P
NG圧縮部14)とを備えるので、前述した実施形態と
同様、従来の圧縮方式では得られなかったロスレスかつ
高圧縮率を同時に満たす圧縮を行うことができる。
As described above, in the third embodiment, the judgment means (judgment unit 81) for judging the reference frame image which becomes the reference for the moving image compression from the plurality of frame images forming the moving image. A first storage means (S frame memory 821) for storing the reference frame image, a second storage means (D frame memory 822) for storing a frame image other than the reference frame image, the reference frame image and the reference frame A comparison unit (comparison unit 84) that calculates comparison information with a frame image other than the image, and a third storage unit (luminance change flag storage unit 85) that stores the calculated comparison information.
2), data creating means (data string creating unit 86) for creating a moving image data string based on the reference frame image and the calculated comparison information, and compression / coding of the moving image data string using the PNG method. Compression / encoding means (P
Since the NG compression unit 14) is provided, it is possible to perform compression that simultaneously satisfies the lossless and high compression ratio, which cannot be obtained by the conventional compression method, as in the above-described embodiment.

【0050】以上のように、本発明においては、PNG
圧縮方式に時間軸方向の圧縮を追加して、動きが少ない
自然動画像あるいは動きのない画像における圧縮率を1
/10〜1/20に高める技術を提案した。この際、フ
レーム画像において、時間軸方向に輝度変化がない場合
は、同じ輝度のラインがフレーム数と同じ回数だけ現れ
るため、圧縮率をさらに高めることができる。また、輝
度が均一な部分が比較的多いアニメーション画像や単一
輝度の背景に文字等が表示されているような動画像であ
れば、元の画像データの1/500程度に圧縮すること
ができる。
As described above, in the present invention, the PNG is
By adding compression in the time axis direction to the compression method, the compression ratio for natural moving images with little motion or images without motion is set to 1
We have proposed a technology to increase to / 10 to 1/20. At this time, in the frame image, when there is no brightness change in the time axis direction, lines having the same brightness appear the same number of times as the number of frames, so that the compression rate can be further increased. Further, an animation image having a relatively large number of uniform brightness portions or a moving image in which characters or the like are displayed on a background having a single brightness can be compressed to about 1/500 of the original image data. .

【0051】さらに、この発明によれば、MPEGやM
otionJPEGが採用するDCTあるいはMoti
onJPEG2000が採用するウエーブレット変換に
比べて、CPUにかかる負荷が少なく、高いCPU能力
を必要とする動き保証を採用していないので、大画面ま
たはフレームレートの高い画像の圧縮・復号に強いとい
う効果が得られる。
Further, according to the present invention, MPEG and M
DCT or Moti adopted by motionJPEG
Compared to the wavelet conversion adopted by onJPEG2000, the load on the CPU is lighter and the motion guarantee that requires high CPU power is not adopted, so it is effective for compression / decoding of images with a large screen or high frame rate. Is obtained.

【0052】上述した実施形態では、動画像がNフレー
ムで構成されるとして説明したが、例えば、1秒あたり
30フレームで再生するとしたとき、10分の動画の場
合、30×60×10=18000フレームにもなる。
したがって、この場合、N=18000とすると、膨大
なメモリを必要とするので、例えば、30フレーム単位
に圧縮・符号化してもよい。なお、この単位は、ユーザ
の指示によって可変にしてもよい。
In the above-described embodiment, the moving image is described as being composed of N frames. For example, when reproducing at 30 frames per second, for a moving image of 10 minutes, 30 × 60 × 10 = 18000. It can also be a frame.
Therefore, in this case, if N = 18000, an enormous memory is required, and therefore, compression / encoding may be performed in units of 30 frames, for example. Note that this unit may be variable according to a user's instruction.

【0053】なお、本発明は、複数の機器(例えば、ホ
ストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリ
ンタ等)から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置(例えば、複写機、ファクシミリ装置
など)に適用してもよい。
Even when the present invention is applied to a system including a plurality of devices (for example, a host computer, an interface device, a reader, a printer, etc.), an apparatus including one device (for example, a copying machine, (For example, a facsimile machine).

【0054】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記録媒体(または記憶媒体)を、システムあるい
は装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュ
ータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に格納された
プログラムコードを読み出し実行することによっても、
達成されることは言うまでもない。この場合、記録媒体
から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施
形態の機能を実現することになり、そのプログラムコー
ドを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実
行することにより、前述した実施形態の機能が実現され
るだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、
コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステ
ム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。
Further, an object of the present invention is to supply a recording medium (or storage medium) recording a program code of software for realizing the functions of the above-described embodiment to a system or apparatus, and to supply a computer of the system or apparatus ( Alternatively, the CPU or MPU) reads and executes the program code stored in the recording medium,
It goes without saying that it will be achieved. In this case, the program code itself read from the recording medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the recording medium recording the program code constitutes the present invention.
Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also based on the instruction of the program code,
An operating system (OS) running on the computer does some or all of the actual processing,
It goes without saying that the processing includes the case where the functions of the above-described embodiments are realized.

【0055】さらに、記録媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示
に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備
わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。
Further, after the program code read from the recording medium is written in the memory provided in the function expansion card inserted into the computer or the function expansion unit connected to the computer, based on the instruction of the program code. , The CPU provided in the function expansion card or the function expansion unit performs some or all of the actual processing,
It goes without saying that the processing includes the case where the functions of the above-described embodiments are realized.

【0056】本発明を上記記録媒体に適用する場合、そ
の記録媒体には、先に説明したフローチャートに対応す
るプログラムコードが格納されることになる。
When the present invention is applied to the above recording medium, the recording medium stores the program code corresponding to the above-mentioned flowchart.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ロスレスかつ高圧縮率で動画像を圧縮することがで
きるという効果が得られる。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an effect that a moving image can be compressed with a lossless and high compression rate.

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

【図1】この発明の第1の実施形態による動画像圧縮装
置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a moving image compression apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】PNG圧縮器14で行われる圧縮方式について
説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a compression method performed by a PNG compressor 14.

【図3】同実施形態による画像信号の圧縮手順を説明す
るためのフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart for explaining a procedure of compressing an image signal according to the same embodiment.

【図4】同実施形態における画像データの読み込み方法
を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of reading image data according to the same embodiment.

【図5】第2の実施形態による動画像圧縮装置の構成を
示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a moving image compression apparatus according to a second embodiment.

【図6】図5に示される実施形態による動画像圧縮装置
の動作手順を説明するためのフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart for explaining an operation procedure of the moving image compression apparatus according to the embodiment shown in FIG.

【図7】同実施形態における画素の呼び出しを説明する
ための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining calling of pixels in the same embodiment.

【図8】この発明の第3の実施形態による動画像圧縮装
置の構成を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a moving image compression apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図9】同実施形態におけるフレームの区分を説明する
ための図である。
FIG. 9 is a view for explaining division of frames in the same embodiment.

【図10】図8に示される動画像圧縮装置の動作手順を
説明するためのフローチャートである。
10 is a flowchart for explaining an operation procedure of the moving picture compression apparatus shown in FIG.

【図11】第3の実施形態における画像データのデータ
構造の一例を説明するための図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining an example of a data structure of image data in the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 メモリ 12、83 制御部 13、51、86 データ列作成部 14 PNG圧縮部 21 LZ77圧縮 22 ハフマン符号化 23 ハフマン復号化 24 LZ77伸長 81 判定部 82 フレームメモリ 84 比較部 85 記憶部 141 LZ77圧縮部 142 ハフマン符号化部 821 Sフレームメモリ 822 Dフレームメモリ 851 画像データ記憶部 852 輝度変化フラグ記憶部 11 memory 12, 83 Control unit 13, 51, 86 Data string creation unit 14 PNG compression unit 21 LZ77 compression 22 Huffman coding 23 Huffman decoding 24 LZ77 extension 81 Judgment unit 82 frame memory 84 Comparison section 85 memory 141 LZ77 Compressor 142 Huffman Coding Unit 821 S frame memory 822 D frame memory 851 Image data storage unit 852 Brightness change flag storage unit

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のフレーム画像から構成される動画
像を記憶する記憶手段と、 記憶された各フレーム画像から所定列の画素の輝度デー
タを水平走査順に抽出して、該輝度データをフレーム順
に並べることによって輝度データ列を作成し、フレーム
画像のすべての列について作成された輝度データ列をさ
らに垂直走査順に並べることによって動画像データ列を
作成するデータ列作成手段と、 PNG方式を用いて前記動画像データ列の圧縮・符号化
処理を行う圧縮・符号化手段とを備えることを特徴とす
る動画像圧縮装置。
1. Storage means for storing a moving image composed of a plurality of frame images; luminance data of pixels in a predetermined column is extracted from each stored frame image in a horizontal scanning order; A data string creating means for creating a moving image data string by arranging brightness data strings and further arranging the brightness data strings created for all the columns of the frame image in the vertical scanning order, and using the PNG method. A moving image compression apparatus, comprising: a compression / encoding means for performing compression / encoding processing of a moving image data sequence.
【請求項2】 複数のフレーム画像から構成される動画
像を記憶する記憶手段と、 記憶された各フレーム画像から所定位置の画素の輝度デ
ータを抽出して、該輝度データをフレーム順に並べるこ
とによって輝度データ列を作成し、フレーム画像のすべ
ての画素位置について作成された輝度データ列をさらに
走査順に並べることによって動画像データ列を作成する
データ列作成手段と、 PNG方式を用いて前記動画像データ列の圧縮・符号化
処理を行う圧縮・符号化手段とを備えることを特徴とす
る動画像圧縮装置。
2. Storage means for storing a moving image composed of a plurality of frame images, and brightness data of pixels at predetermined positions are extracted from each of the stored frame images, and the brightness data are arranged in frame order. A data string creating means for creating a moving image data string by creating a brightness data string and further arranging the brightness data strings created for all pixel positions of the frame image, and the moving image data using the PNG method. A moving image compression apparatus comprising: a compression / encoding means for performing a compression / encoding process of a column.
【請求項3】 動画像を構成する複数のフレーム画像の
中から動画像圧縮の際の基準となる基準フレーム画像を
判定する判定手段と、 前記基準フレーム画像を記憶する第1の記憶手段と、 前記基準フレーム画像以外のフレーム画像を記憶する第
2の記憶手段と、 前記基準フレーム画像と該基準フレーム画像以外のフレ
ーム画像との比較情報を算出する比較手段と、 算出された比較情報を記憶する第3の記憶手段と、 前記基準フレーム画像と算出された比較情報とに基づい
て動画像データ列を作成するデータ作成手段と、 PNG方式を用いて前記動画像データ列の圧縮・符号化
処理を行う圧縮・符号化手段とを備えることを特徴とす
る動画像圧縮装置。
3. A determination unit that determines a reference frame image that serves as a reference for moving image compression from a plurality of frame images that form the moving image, and a first storage unit that stores the reference frame image. Second storage means for storing frame images other than the reference frame image, comparison means for calculating comparison information between the reference frame image and frame images other than the reference frame image, and storing calculated comparison information Third storage means, data creating means for creating a moving image data string based on the reference frame image and the calculated comparison information, and compression / encoding processing of the moving image data string using the PNG method. A moving picture compression apparatus comprising: a compression / encoding means for performing the operation.
【請求項4】 前記比較手段が、前記基準フレーム画像
と該基準フレーム画像以外のフレーム画像における同一
位置の画素について、同一輝度値の場合と異なる輝度値
の場合とに発生させる2種類の輝度変化フラグを比較情
報として算出することを特徴とする請求項3記載の動画
像圧縮装置。
4. The two kinds of brightness changes generated by the comparing means for the pixel at the same position in the reference frame image and the frame image other than the reference frame image, when the brightness value is the same and when the brightness value is different. The moving picture compression apparatus according to claim 3, wherein a flag is calculated as the comparison information.
【請求項5】 前記動画像データ列が、 前記基準フレーム画像における全画素の輝度データを走
査順に並べたデータ列と、 前記基準フレーム画像以外のフレーム画像における全画
素について、輝度変化フラグを走査順に並べたデータ列
と、該輝度変化フラグが前記基準フレーム画像と同一輝
度値を示す場合の該フレーム画像における輝度データと
をフレーム順に並べられたことを特徴とする請求項4記
載の動画像圧縮装置。
5. The moving image data string is a data string in which luminance data of all pixels in the reference frame image are arranged in a scanning order, and luminance change flags of all pixels in a frame image other than the reference frame image in a scanning order. 5. The moving picture compression apparatus according to claim 4, wherein the arranged data string and the luminance data in the frame image when the luminance change flag shows the same luminance value as the reference frame image are arranged in frame order. .
【請求項6】 記憶装置に記憶された複数のフレーム画
像から構成される動画像データを圧縮する動画像圧縮方
法であって、 記憶された各フレーム画像から所定列の画素の輝度デー
タを水平走査順に抽出する第1の過程と、 該輝度データをフレーム順に並べることによって輝度デ
ータ列を作成する第2の過程と、 フレーム画像のすべての列について作成された輝度デー
タ列をさらに垂直走査順に並べることによって動画像デ
ータ列を作成する第3の過程と、 PNG方式を用いて前記動画像データ列の圧縮・符号化
処理を行う第4の過程とを備えることを特徴とする動画
像圧縮方法。
6. A moving image compression method for compressing moving image data composed of a plurality of frame images stored in a storage device, wherein luminance data of pixels in a predetermined column is horizontally scanned from each stored frame image. A first step of sequentially extracting the luminance data, a second step of forming the luminance data sequence by arranging the luminance data in a frame order, and further arranging the luminance data sequences created for all the columns of the frame image in the vertical scanning order. A moving picture compression method, comprising: a third step of creating a moving picture data stream by means of; and a fourth step of performing compression / encoding processing of the moving picture data row using the PNG method.
【請求項7】 記憶装置に記憶された複数のフレーム画
像から構成される動画像データを圧縮する動画像圧縮方
法であって、 記憶された各フレーム画像から所定位置の画素の輝度デ
ータを抽出する第1の過程と、 該輝度データをフレーム順に並べることによって輝度デ
ータ列を作成する第2の過程と、 フレーム画像のすべての画素位置について作成された輝
度データ列をさらに走査順に並べることによって動画像
データ列を作成する第3の過程と、 PNG方式を用いて前記動画像データ列の圧縮・符号化
処理を行う第4の過程とを備えることを特徴とする動画
像圧縮方法。
7. A moving image compression method for compressing moving image data composed of a plurality of frame images stored in a storage device, wherein luminance data of a pixel at a predetermined position is extracted from each stored frame image. A first process, a second process of arranging the brightness data in a frame order to create a brightness data string, and a moving image by further arranging the brightness data strings created for all pixel positions of the frame image in a scanning order. A moving image compression method, comprising: a third step of creating a data string; and a fourth step of performing compression / encoding processing of the moving image data string using the PNG method.
【請求項8】 記憶装置に記憶された複数のフレーム画
像から構成される動画像データを圧縮する動画像圧縮方
法であって、 動画像を構成する複数のフレーム画像の中から動画像圧
縮の際の基準となる基準フレーム画像を判定する第1の
過程と、 前記基準フレーム画像と該基準フレーム画像以外のフレ
ーム画像との比較情報を算出する第2の過程と、 前記基準フレーム画像と算出された比較情報とに基づい
て動画像データ列を作成する第3の過程と、 PNG方式を用いて前記動画像データ列の圧縮・符号化
処理を行う第4の過程とを備えることを特徴とする動画
像圧縮方法。
8. A moving image compression method for compressing moving image data composed of a plurality of frame images stored in a storage device, wherein the moving image is compressed from a plurality of frame images forming the moving image. A first step of determining a reference frame image serving as a reference, a second step of calculating comparison information between the reference frame image and a frame image other than the reference frame image, and the reference frame image A moving image including a third step of creating a moving image data string based on the comparison information and a fourth step of compressing / encoding the moving image data string using the PNG method. Image compression method.
【請求項9】 複数のフレーム画像から構成される動画
像を記憶した記憶装置から、記憶された各フレーム画像
を読み出して所定列の画素の輝度データを水平走査順に
抽出する第1のステップと、 該輝度データをフレーム順に並べることによって輝度デ
ータ列を作成する第2のステップと、 フレーム画像のすべての列について作成された輝度デー
タ列をさらに垂直走査順に並べることによって動画像デ
ータ列を作成する第3のステップと、 PNG方式を用いて前記動画像データ列の圧縮・符号化
処理を行う第4のステップとをコンピュータに実行させ
るためのプログラム。
9. A first step of reading each stored frame image from a storage device storing a moving image composed of a plurality of frame images and extracting luminance data of pixels in a predetermined column in a horizontal scanning order, A second step of creating a brightness data string by arranging the brightness data in frame order, and a second step of creating a moving image data string by arranging the brightness data strings created for all the columns of the frame image in a vertical scanning order. A program for causing a computer to execute the step 3 and the fourth step of compressing / encoding the moving image data sequence using the PNG method.
【請求項10】 コンピュータに、 複数のフレーム画像から構成される動画像を記憶した記
憶装置から、記憶された各フレーム画像を読み出して所
定列の画素の輝度データを水平走査順に抽出する第1の
手順と、 該輝度データをフレーム順に並べることによって輝度デ
ータ列を作成する第2の手順と、 フレーム画像のすべての列について作成された輝度デー
タ列をさらに垂直走査順に並べることによって動画像デ
ータ列を作成する第3の手順と、 PNG方式を用いて前記動画像データ列の圧縮・符号化
処理を行う第4の手順とを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み取り可能な記録媒体。
10. A first computer which reads out each stored frame image from a storage device in which a moving image composed of a plurality of frame images is stored in a computer and extracts luminance data of pixels in a predetermined column in a horizontal scanning order. A procedure and a second procedure of creating the brightness data string by arranging the brightness data in frame order, and a moving image data string by further arranging the brightness data strings created for all the columns of the frame image in the vertical scanning order. A computer-readable recording medium in which a program for executing the third procedure for creating and the fourth procedure for performing compression / encoding processing of the moving image data sequence using the PNG method is recorded.
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