JP2005269620A - Image compressing/expanding method, image compressing apparatus, image expanding apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a data compression ratio in a data compressing/expanding method utilizing a down sampling process. <P>SOLUTION: An image data is divided into many DS areas in a DS area dividing portion 130, and an unimportant DS area is converted into a reduced data consisting of a block size by the down sampling at a down sampling portion 131. Rearranging portion 132 arranges reduced data of 2 or more in one DS area, inserts a file data into other parts in the DS area, and reduces a size of the entire image by eliminating the DS area where the reduced data is not arranged. The image data reduced like this is input in a JPEG encoder 14, and a DCT processing and a quantization processing or the like each block are conducted. The image data is restored to its original arrangement at a restoration time after it is expansion-processed by a JPEG decoder, the reduced data is interpolation-processed, and the image data is restored. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、画像圧縮伸張法、画像圧縮装置及び画像伸張装置に係り、更に詳しくは、画像データを分割したブロック領域ごとに直交変換及び量子化処理が行われるJPEGなどの画像圧縮伸張法の改良に関する。   The present invention relates to an image compression / decompression method, an image compression device, and an image expansion device. More specifically, the present invention relates to an improvement in an image compression / decompression method such as JPEG in which orthogonal transformation and quantization processing are performed for each block area into which image data is divided. About.

静止画像からなる画像データの圧縮伸張方法としては、CCITT(international Telegraph and Telephone Consultative Committee)及びISO(International Standards Organazasion)により標準化されたJPEG(Joint Photographic Expert Group)規格が広く知られている。このJPEG規格では、8×8ピクセルを1ブロックとして、フレーム画像を複数のブロックに分割し、空間座標を周波数座標に変換することによって行われる画像データの圧縮方法と、その伸張方法が規定されている。   As a compression / decompression method of image data composed of still images, the JPEG (Joint Photographic Expert Group) standard standardized by CCITT (International Telegraph and Telephone Consultative Committee) and ISO (International Standards Organazasion) is widely known. In this JPEG standard, a compression method of image data and an expansion method thereof are defined by dividing a frame image into a plurality of blocks with 8 × 8 pixels as one block and converting spatial coordinates into frequency coordinates. Yes.

JPEG規格によるデータ圧縮器(以下、JPEG圧縮器と呼ぶ)では、入力された画像データを多数のブロックに分割し、各ブロックごとにDCT(Discrete Cosine Transform:離散コサイン変換)処理及び量子化処理が行われる。この量子化処理では、量子化テーブルによってDCT係数ごとに規定されたデータに量子化ファクタQを乗じた値が量子化ステップ幅として用いられる。DCT処理で求められたDCT係数を当該量子化ステップ幅により量子化することにより、データ量の削減が不可逆的に行われている。その後、ランレングス処理、差分処理及びハフマン符号化処理などを利用したエントロピー符号化処理が行われ、圧縮画像データが生成される。この符号化処理は、データ量の削減を可逆的に行う処理である。   A data compressor (hereinafter referred to as a JPEG compressor) according to the JPEG standard divides input image data into a number of blocks, and each block performs DCT (Discrete Cosine Transform) processing and quantization processing. Done. In this quantization process, a value obtained by multiplying the data defined for each DCT coefficient by the quantization table by the quantization factor Q is used as the quantization step width. The amount of data is irreversibly reduced by quantizing the DCT coefficient obtained by the DCT processing with the quantization step width. Thereafter, entropy encoding processing using run length processing, difference processing, Huffman encoding processing, and the like is performed, and compressed image data is generated. This encoding process is a process for reversibly reducing the amount of data.

一方、JPEG規格によるデータ伸張器(以下、JPEG伸張器と呼ぶ)では、上記JPEG圧縮器とは逆の処理が行われ、画像データが復元される。すなわち、入力された圧縮画像データが復号化され、同じ量子化テーブル及び量子化ファクタQを用いて逆量子化される。その後、逆DCT処理部において逆DCT変換され、各ブロックを合成することにより、画像データが復元される。   On the other hand, a data decompressor according to the JPEG standard (hereinafter referred to as a JPEG decompressor) performs the reverse process of the JPEG compressor and restores image data. That is, the input compressed image data is decoded and dequantized using the same quantization table and quantization factor Q. Thereafter, the inverse DCT processing unit performs inverse DCT transform, and the image data is restored by combining the blocks.

上述したJPEG圧縮器において、データ圧縮率をより高めようとした場合、量子化テーブル又は量子化ファクタQを変更し、量子化ステップ幅をより大きくする必要がある。しかしながら、不可逆処理である量子化処理において多くのデータ量を削減すれば、復元された画像データの品質が著しく劣化する。しかも、この品質劣化は画面全体にわたって生ずることから、画像中に重要領域と非重要領域とがある場合であっても、双方の領域において画像品質が一様に劣化してしまうという問題があった。   In the above-described JPEG compressor, when the data compression rate is to be increased, it is necessary to change the quantization table or the quantization factor Q to increase the quantization step width. However, if a large amount of data is reduced in the quantization process, which is an irreversible process, the quality of the restored image data is significantly degraded. Moreover, since this quality deterioration occurs over the entire screen, there is a problem that even if there are important and non-important areas in the image, the image quality is uniformly deteriorated in both areas. .

この様な課題を解決するために、画像中の領域ごとに復元後の品質を異ならせる圧縮処理法が従来から提案されている(例えば、特許文献1)。特許文献1では、量子化処理前のDCT係数をマスクするマスク回路を備えたデータ圧縮処理器が開示されている。このデータ圧縮処理器では、マスク回路において使用されるマスクを領域ごとに異ならせることによって、重要領域では高画質で符号化し、非重要領域については低画質で符号化している。   In order to solve such a problem, a compression processing method has been conventionally proposed in which the quality after restoration is different for each region in an image (for example, Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a data compression processor including a mask circuit that masks DCT coefficients before quantization processing. In this data compression processor, the mask used in the mask circuit is different for each region, so that the important region is encoded with high image quality, and the non-important region is encoded with low image quality.

しかしながら、このデータ圧縮処理器では、一連の処理であるDCT処理及び量子化処理の途中でマスク処理を行う必要があることから、JPEGチップセットのような汎用のJPEG圧縮処理器を利用することができず、データ圧縮処理器が高価になるという問題があった。また、上記マスク処理は、ブロック内における処理であるため、削減できるデータ量には限界があった。
特開平06−054310号公報
However, in this data compression processor, since it is necessary to perform mask processing during the DCT processing and quantization processing which are a series of processing, it is possible to use a general-purpose JPEG compression processor such as a JPEG chipset. There is a problem that the data compression processor becomes expensive. Further, since the mask process is a process in a block, there is a limit to the amount of data that can be reduced.
Japanese Patent Laid-Open No. 06-054310

上述した課題を解決する一提案として、本出願の発明者らは先行する特許出願を行っている(特願2003−43367号)。この先行出願には、JPEG圧縮処理の前処理として、画像データを複数の小領域に分割し、一部の小領域についてダウンサンプリング処理を行う技術が開示されている。このダウンサンプリング処理は、分割された小領域内の画像データをダウンサンプリングにより縮小して上記ブロックに一致させ、当該領域内の残りの部分にフィルデータを挿入する処理である。この方法を用いれば、汎用のJPEG圧縮処理器を利用しつつ、画像中の領域ごとに品質を異ならせて、データ量を削減することができる。   As one proposal for solving the above-mentioned problems, the inventors of the present application have filed a prior patent application (Japanese Patent Application No. 2003-43367). This prior application discloses a technique in which image data is divided into a plurality of small regions and downsampling processing is performed on some of the small regions as preprocessing of JPEG compression processing. This down-sampling process is a process for reducing the image data in the divided small area by down-sampling to match the block and inserting fill data in the remaining part in the area. Using this method, the amount of data can be reduced by using a general-purpose JPEG compression processor while varying the quality for each region in the image.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ダウンサンプリング処理を利用したデータ圧縮伸張法におけるデータ圧縮率を向上させることを目的とする。また、汎用のデータ圧縮器及びデータ伸張器を利用することができ、画像中の領域ごとに品質を異ならせてデータ量を削減する画像圧縮伸張法におけるデータ圧縮率を向上させることを目的とする。特に、JPEG圧縮器及びJPEG伸張器を用いて、より高い圧縮率を得る実現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 improve a data compression rate in a data compression / decompression method using downsampling processing. In addition, a general-purpose data compressor and data decompressor can be used, and the object is to improve the data compression rate in an image compression / decompression method that reduces the amount of data by changing the quality for each region in an image. . In particular, an object is to achieve a higher compression rate by using a JPEG compressor and a JPEG decompressor.

第1の本発明による画像圧縮伸張法は、画像圧縮法及び画像伸張法からなる。この画像圧縮法は、ダウンサンプリング領域分割ステップ、ダウンサンプリングステップ、再配置ステップ及びデータ圧縮ステップにより構成される。また、上記画像伸張法は、データ伸張ステップ、配置復元ステップ及び補間ステップにより構成される。   The image compression / decompression method according to the first aspect of the present invention includes an image compression method and an image expansion method. This image compression method includes a downsampling area dividing step, a downsampling step, a rearrangement step, and a data compression step. The image expansion method includes a data expansion step, an arrangement restoration step, and an interpolation step.

ダウンサンプリング領域分割ステップは、画像データをブロックサイズのn倍(nは2以上の整数)からなるダウンサンプリング領域に分割する。ダウンサンプリングステップは、少なくとも一部のダウンサンプリング領域について、ダウンサンプリングを行ってピクセル数を減少させ、ブロックサイズのm倍(mはnより小さい自然数)からなる縮小データを生成する。再配置ステップは、1つのダウンサンプリング領域内に2以上の縮小データを配置し、当該ダウンサンプリング領域内に残されたピクセルにフィルデータを挿入するとともに、縮小データが配置されないダウンサンプリング領域を除去する。データ圧縮ステップは、上記再配置ステップが実行された画像データを上記ブロックサイズからなるブロック領域に分割し、各ブロック領域ごとの直交変換及び量子化処理を含む圧縮処理を行って圧縮画像データを生成する。この様な構成により、画像領域の一部についてダウンサンプリング及び再配置を行って、データ圧縮ステップの前処理として、画像データを空間的に圧縮することができる。   The downsampling area dividing step divides the image data into downsampling areas having n times the block size (n is an integer of 2 or more). In the downsampling step, downsampling is performed on at least a part of the downsampling region to reduce the number of pixels, and reduced data having m times the block size (m is a natural number smaller than n) is generated. In the rearrangement step, two or more pieces of reduced data are arranged in one down-sampling area, fill data is inserted into the pixels left in the down-sampling area, and a down-sampling area where reduced data is not arranged is removed. . In the data compression step, the image data on which the rearrangement step has been performed is divided into block regions having the block size, and compression processing including orthogonal transformation and quantization processing for each block region is performed to generate compressed image data. To do. With such a configuration, the image data can be spatially compressed as preprocessing of the data compression step by downsampling and rearranging a part of the image region.

データ伸張ステップは、圧縮画像データに対し、ブロック領域ごとの逆量子化処理及び逆直交変換を含む伸張処理を行って画像データを復元する。配置復元ステップは、復元された画像データ中に含まれる縮小データの配置を復元する。補間ステップは、復元された画像データ中に含まれる各縮小データについて、ピクセルデータを補間してダウンサンプリング領域からなる画像データを復元する。この様な構成により、データ伸張ステップの後処理により、空間的に圧縮された画像データを復元することができる。   In the data decompression step, decompression processing including inverse quantization processing and inverse orthogonal transform for each block area is performed on the compressed image data to restore the image data. The arrangement restoration step restores the arrangement of the reduced data included in the restored image data. In the interpolation step, pixel data is interpolated for each reduced data included in the restored image data to restore image data including a downsampling area. With such a configuration, the image data that has been spatially compressed can be restored by post-processing of the data decompression step.

第2の本発明による画像圧縮装置は、画像データをブロックサイズの整数倍からなるダウンサンプリング領域に分割するダウンサンプリング領域分割手段と、少なくとも一部のダウンサンプリング領域について、ダウンサンプリングを行ってピクセル数を減少させ、ブロックサイズからなる縮小データを生成するダウンサンプリング手段と、1つのダウンサンプリング領域内に2以上の縮小データを配置し、当該ダウンサンプリング領域内に残されたピクセルにフィルデータを挿入するとともに、縮小データが配置されないダウンサンプリング領域を除去する再配置手段と、上記再配置手段により生成された画像データを上記ブロックサイズからなるブロック領域に分割し、各ブロック領域ごとの直交変換及び量子化処理を含む圧縮処理を行って圧縮画像データを生成するデータ圧縮手段とを備えて構成される。   An image compression apparatus according to a second aspect of the present invention includes a downsampling area dividing unit that divides image data into downsampling areas each having an integral multiple of the block size, and performs downsampling on at least a part of the downsampling areas to obtain the number of pixels Downsampling means for generating reduced data having a block size, two or more reduced data are arranged in one downsampling area, and fill data is inserted into the remaining pixels in the downsampling area In addition, a rearrangement unit that removes a downsampling area where reduced data is not arranged, and image data generated by the rearrangement unit are divided into block areas having the block size, and orthogonal transformation and quantization for each block area Perform compression processing including processing It constructed a data compressing means for generating compressed image data Te.

第3の本発明による画像圧縮装置は、上記構成に加えて、上記再配置手段が、ダウンサンプリング領域内の所定位置に、ブロックサイズからなる識別領域を残して、縮小データを配置するように構成される。この様な構成により、縮小データが配置されたダウンサンプリング領域は、所定位置にフィルデータが挿入される。このため、画像伸張時に、当該フィルデータに基づいて縮小データが配置されているダウンサンプリング領域であることを識別することができる。   In addition to the above-described configuration, the image compression apparatus according to the third aspect of the present invention is configured such that the rearrangement unit arranges the reduced data at a predetermined position in the down-sampling area, leaving an identification area having a block size. Is done. With such a configuration, fill data is inserted at a predetermined position in the downsampling area where the reduced data is arranged. Therefore, at the time of image expansion, it is possible to identify a downsampling area where reduced data is arranged based on the fill data.

第4の本発明による画像圧縮装置は、上記構成に加えて、上記再配置手段が、フィルデータからなるダウンサンプリング領域を上記画像データに付加し、この画像データを矩形形状に整形するように構成される。この様な構成により、データ圧縮手段として、JPEG圧縮器などの汎用手段を用いることができる。   In addition to the above configuration, the image compression apparatus according to the fourth aspect of the present invention is configured such that the rearrangement unit adds a down-sampling area composed of fill data to the image data, and shapes the image data into a rectangular shape. Is done. With such a configuration, general-purpose means such as a JPEG compressor can be used as the data compression means.

第5の本発明による画像伸張装置は、画像データの一部をダウンサンプリングして得られたブロックサイズの整数倍からなる縮小データをフィルデータとともに再配置し、更に上記ブロックサイズからなるブロック領域ごとの直交変換及び量子化処理を含む圧縮処理が行われた圧縮画像データを伸張する画像伸張装置であって、圧縮画像データに対し、ブロック領域ごとの逆量子化処理及び逆直交変換を含む伸張処理を行って、画像データを復元するデータ伸張手段と、復元された画像データ中に含まれるフィルデータに基づいて、縮小データの配置を復元する配置復元手段と、復元された画像データ中に含まれる各縮小データについて、ピクセルデータを補間してダウンサンプリング前の画像データを復元する補間手段とを備えて構成される。   An image decompressing apparatus according to a fifth aspect of the present invention rearranges reduced data consisting of an integral multiple of a block size obtained by down-sampling a part of image data together with fill data, and further, for each block area having the block size. An image decompressing device that decompresses compressed image data that has undergone compression processing including orthogonal transformation and quantization processing of the image, and for decompressing the compressed image data, including inverse quantization processing and inverse orthogonal transformation for each block region The data decompression means for restoring the image data, the arrangement restoration means for restoring the arrangement of the reduced data based on the fill data contained in the restored image data, and the restoration data included in the restored image data Interpolation means for interpolating pixel data and restoring image data before downsampling for each reduced data .

第6の本発明による画像圧縮装置は、上記構成に加えて、上記再配置手段が、ダウンサンプリング領域中のフィルデータが挿入されていないブロック領域内におけるピクセルデータの平均値がフィルデータから所定距離を有しない場合には、当該ブロック領域内のピクセルデータを変更するように構成される。この様な構成により、伸張処理後の画像データが、フィルデータに一致し、誤ってフィルデータと判別されるのを防止することができる。   In the image compression apparatus according to the sixth aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the rearrangement unit causes the average value of the pixel data in the block area in which the fill data in the downsampling area is not inserted to be a predetermined distance from the fill data. Is not configured, the pixel data in the block area is changed. With such a configuration, it is possible to prevent the image data after the decompression process from matching with the fill data and being erroneously determined as fill data.

第7の本発明による画像圧縮装置は、上記構成に加えて、上記フィルデータが、ピクセルデータの中央値として構成される。この様な構成により、データ圧縮手段においてレベルシフトが行われる場合に、フィルデータの誤判別を容易に防止することができる。   In the image compression apparatus according to the seventh aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the fill data is configured as a median value of pixel data. With such a configuration, it is possible to easily prevent erroneous determination of fill data when level shift is performed in the data compression means.

第8の本発明による画像圧縮装置は、上記構成に加えて、上記所定距離が、上記データ圧縮手段におけるDC係数に対する量子化ステップ幅に基づいて定められる。この様な構成により、量子化テーブル又は量子化ファクタが変更可能である場合であっても、フィルデータの誤判別を防止することができる。   In the image compression apparatus according to the eighth aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the predetermined distance is determined based on a quantization step width for a DC coefficient in the data compression means. With such a configuration, even when the quantization table or the quantization factor can be changed, it is possible to prevent erroneous discrimination of fill data.

第9の本発明による画像圧縮装置は、上記構成に加えて、上記ダウンサンプリング領域分割手段が、画像データをサイズの異なる2以上のダウンサンプリング領域に分割し、上記ダウンサンプリング手段が、ダウンサンプリング領域のサイズに応じて、縮小率の異なるダウンサンプリングを行って、同一サイズの縮小データを生成する。この様な構成により、縮小率の異なるダウンサンプリングを組み合わせて使用することができ、データ圧縮率を更に向上させることができる。   In the image compression apparatus according to the ninth aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the downsampling area dividing unit divides the image data into two or more downsampling areas having different sizes, and the downsampling unit includes the downsampling area. Depending on the size, downsampling with different reduction rates is performed to generate reduced data of the same size. With such a configuration, downsampling with different reduction rates can be used in combination, and the data compression rate can be further improved.

第10の本発明による画像圧縮装置は、上記構成に加えて、上記ダウンサンプリング手段が、少なくとも一部のダウンサンプリング領域について、ダウンサンプリングを行って、ブロックサイズからなる中間縮小データを生成し、上記ダウンサンプリングにより生成された中間縮小データを集めて、新たなダウンサンプリング領域を生成し、この新たなダウンサンプリング領域について、再度ダウンサンプリングを行って、ブロックサイズからなる縮小データを生成するように構成される。この様な構成により、この様な構成により、縮小率の異なるダウンサンプリングを容易に組み合わせて使用することができる。   In the image compression apparatus according to a tenth aspect of the present invention, in addition to the above-described configuration, the down-sampling means performs down-sampling for at least a part of the down-sampling region to generate intermediate reduced data having a block size, The intermediate reduced data generated by the downsampling is collected to generate a new downsampling area, and the new downsampling area is downsampled again to generate reduced data having a block size. The With such a configuration, downsampling with different reduction ratios can be easily combined and used with such a configuration.

第11の本発明による画像圧縮装置は、輝度データ及び色差データからなる画像データの圧縮処理を行っており、ダウンサンプリング領域分割手段と、輝度ダウンサンプリング手段と、輝度データ再配置手段と、色差ダウンサンプリング手段と、色差データ再配置手段と、データ圧縮手段とを備えて構成される。ダウンサンプリング領域分割手段は、画像データを構成する輝度データをブロックサイズの整数倍からなる輝度ダウンサンプリング領域に分割し、上記画像データを構成する色差データをブロックサイズの整数倍からなる色差ダウンサンプリング領域に分割する。   An image compression apparatus according to an eleventh aspect of the present invention performs compression processing of image data composed of luminance data and color difference data, and includes downsampling area dividing means, luminance downsampling means, luminance data rearranging means, and color difference downgrading means. A sampling unit, a color difference data rearrangement unit, and a data compression unit are provided. The down-sampling area dividing means divides the luminance data constituting the image data into luminance down-sampling areas consisting of integer multiples of the block size, and the color difference down-sampling areas consisting of integer multiples of the block size of the color difference data constituting the image data Divide into

ダウンサンプリングされた輝度データは、輝度ダウンサンプリング手段及び輝度データ再配置手段によって処理される。輝度ダウンサンプリング手段は、少なくとも一部の輝度ダウンサンプリング領域について、輝度データのダウンサンプリングを行ってデータ数を減少させ、ブロックサイズの整数倍からなる縮小輝度データを生成する。輝度データ再配置手段は、1つの輝度ダウンサンプリング領域内に2以上の縮小輝度データを配置し、当該輝度ダウンサンプリング領域内に残されたピクセルにフィルデータを挿入する。その際、輝度ダウンサンプリング領域内の所定位置に、ブロックサイズからなる識別領域を残して、縮小輝度データを配置する。   The downsampled luminance data is processed by luminance downsampling means and luminance data rearrangement means. The luminance downsampling means downsamples the luminance data for at least a part of the luminance downsampling areas to reduce the number of data, and generates reduced luminance data composed of an integral multiple of the block size. The luminance data rearrangement unit arranges two or more pieces of reduced luminance data in one luminance downsampling area, and inserts fill data into the remaining pixels in the luminance downsampling area. At that time, the reduced luminance data is arranged at a predetermined position in the luminance down-sampling area, leaving an identification area having a block size.

一方、ダウンサンプリングされた色差データは、色差ダウンサンプリング手段及び色差データ再配置手段によって処理される。色差ダウンサンプリング手段は、ダウンサンプリングが行われた輝度ダウンサンプリング領域に基づいて決定される色差ダウンサンプリング領域について、色差データのダウンサンプリングを行ってデータ数を減少させ、ブロックサイズの整数倍からなる縮小色差データを生成する。色差データ再配置手段は、1つの色差ダウンサンプリング領域内に2以上の縮小色差データを配置する。   On the other hand, the downsampled color difference data is processed by the color difference downsampling means and the color difference data rearranging means. The chrominance down-sampling means reduces the number of data by down-sampling the chrominance data for the chrominance down-sampling region determined based on the luminance down-sampling region where the down-sampling is performed, and is a reduction that is an integral multiple of the block size Generate color difference data. The color difference data rearrangement unit arranges two or more reduced color difference data in one color difference downsampling area.

この様な構成により、縮小色差データが再配置される色差ダウンサンプリング領域には識別領域を配置する必要がなく、輝度データ及び色差データからなる画像データの圧縮効率を向上させることができる。   With such a configuration, it is not necessary to arrange an identification area in the color difference downsampling area where the reduced color difference data is rearranged, and the compression efficiency of image data composed of luminance data and color difference data can be improved.

第12の本発明による画像圧縮装置は、上記構成に加えて、ダウンサンプリングが行われていない色差ダウンサンプリング領域を縮小色差データと同一サイズに分割し、分割色差データを生成する色差データ分割手段を備え、上記色差データ再配置手段が、縮小色差データ及び分割色差データを再配置するように構成される。   An image compression apparatus according to a twelfth aspect of the invention includes, in addition to the above configuration, color difference data dividing means for dividing a color difference down-sampling area that has not been down-sampled into the same size as reduced color difference data and generating divided color difference data. And the color difference data rearranging means is configured to rearrange the reduced color difference data and the divided color difference data.

この様な構成により、色差データについては、縮小データだけでなく、非縮小データも再配置することができるので、輝度データ及び色差データからなる画像データの圧縮効率を更に向上させることができる。   With such a configuration, not only reduced data but also non-reduced data can be rearranged for color difference data, so that the compression efficiency of image data composed of luminance data and color difference data can be further improved.

本発明によれば、ダウンサンプリング処理を利用したデータ圧縮伸張法におけるデータ圧縮率を向上させることができる。また、汎用のデータ圧縮器及びデータ伸張器を利用することができ、画像中の領域ごとに品質を異ならせてデータ量を削減する画像圧縮伸張法におけるデータ圧縮率を向上させることができる。特に、JPEG圧縮器及びJPEG伸張器を用いて、より高い圧縮率を得る実現することができる。   According to the present invention, the data compression rate in the data compression / decompression method using downsampling processing can be improved. In addition, general-purpose data compressors and data decompressors can be used, and the data compression rate in the image compression / expansion method that reduces the data amount by changing the quality for each region in the image can be improved. In particular, it is possible to achieve higher compression ratios using JPEG compressors and JPEG decompressors.

実施の形態1.
<画像伝送システム>
図1は、本発明の実施の形態1による画像圧縮伸張システムの一構成例を示したブロック図であり、画像伝送システムの例が示されている。この画像伝送システムは、通信ネットワーク100により接続された送信側ユニットUt及び受信側ユニットUrからなり、画像データを圧縮して、送信側ユニットUtから受信側ユニットUrへ伝送することができる。ここでは、送信側ユニットUtに接続された画像入力装置101の画像データが、送信側ユニットUrに接続された画像出力装置102へ伝送される。
Embodiment 1 FIG.
<Image transmission system>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an image compression / decompression system according to Embodiment 1 of the present invention, and shows an example of an image transmission system. This image transmission system includes a transmission side unit Ut and a reception side unit Ur connected by a communication network 100, and can compress image data and transmit the compressed image data from the transmission side unit Ut to the reception side unit Ur. Here, the image data of the image input apparatus 101 connected to the transmission side unit Ut is transmitted to the image output apparatus 102 connected to the transmission side unit Ur.

通信ネットワーク100は、デジタルデータを伝送するための有線又は無線の通信回線からなり、必要に応じて交換機や中継機などが含まれる。例えば、Ethernet(登録商標)、インターネット、ATM(Asynchronous Transfer Mode)などのパケット通信網やその他のデジタルネットワークを利用することができる。   The communication network 100 includes a wired or wireless communication line for transmitting digital data, and includes an exchange, a repeater, and the like as necessary. For example, packet communication networks such as Ethernet (registered trademark), the Internet, ATM (Asynchronous Transfer Mode), and other digital networks can be used.

画像入力装置101は、画像データを提供する装置であり、例えば、カメラなどの撮像装置、スキャナなどの画像読取装置、HDD(Hard Disc Drive)などのデータ記憶装置などからなる。本実施の形態では、画像入力装置101が、RGBフォーマットからなる静止画の画像データを生成し、送信側ユニットUtへ出力しているものとする。なお、本明細書における静止画とは、2次元的な広がりをもって配置された多数のピクセルからなる画像を意味し、動画を構成する各フレーム画像やフレーム間の差分画像なども含まれる。   The image input device 101 is a device that provides image data, and includes, for example, an imaging device such as a camera, an image reading device such as a scanner, and a data storage device such as an HDD (Hard Disc Drive). In the present embodiment, it is assumed that the image input device 101 generates image data of a still image having an RGB format and outputs it to the transmission side unit Ut. Note that a still image in this specification means an image composed of a large number of pixels arranged in a two-dimensional manner, and includes each frame image constituting a moving image, a difference image between frames, and the like.

画像出力装置102は、受信側ユニットUrから出力される画像データを利用する装置であり、例えば、LCDなど表示装置、プリンタなどの画像形成装置、HDD(Hard Disc Drive)などのデータ記憶装置などからなる。   The image output device 102 is a device that uses image data output from the receiving unit Ur, and includes, for example, a display device such as an LCD, an image forming device such as a printer, and a data storage device such as an HDD (Hard Disc Drive). Become.

<送信側ユニット>
図2は、図1の送信側ユニットUtの一構成例を示したブロック図である。この送信側ユニットUtは、YUV変換部10、画像圧縮部11及びデータ送信部12により構成される。画像入力装置101において生成された画像データは、まず、YUV変換部10においてYUVフォーマットの画像データへ変換された後、画像圧縮部11において圧縮処理され、データ量が削減された圧縮データとなる。この圧縮データが、データ送信部12によって通信ネットワーク100へ送出される。
<Sender unit>
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the transmission side unit Ut of FIG. The transmission side unit Ut includes a YUV conversion unit 10, an image compression unit 11, and a data transmission unit 12. The image data generated by the image input apparatus 101 is first converted into image data in the YUV format by the YUV conversion unit 10 and then compressed by the image compression unit 11 to become compressed data with a reduced data amount. The compressed data is sent to the communication network 100 by the data transmission unit 12.

YUV変換部10は、RGBフォーマットの画像データを予め定められたYUVフォーマット(例えばYUV410,411,420,422,444)の画像データへ変換するフォーマット変換手段である。なお、画像入力装置101からYUVフォーマットの画像データが入力される場合や、RGBフォーマットの画像データのままでJPEG圧縮を行う場合には、YUV変換部10は省略される。   The YUV conversion unit 10 is a format conversion unit that converts image data in RGB format into image data in a predetermined YUV format (for example, YUV410, 411, 420, 422, 444). Note that the YUV conversion unit 10 is omitted when YUV format image data is input from the image input device 101 or when JPEG compression is performed with the RGB format image data as it is.

画像圧縮部11は、画像縮小コンバータ13及びJPEGエンコーダ14により構成される。画像縮小コンバータ13は、入力画像を多数の小領域に分割し、少なくとも一部の小領域について解像度を低下させ、さらに、これらの小領域を並び替えることによって画像全体のサイズを縮小化させている。この低解像度化は、要求される画像品質に応じて上記小領域ごとに行われる。一方、JPEGエンコーダ14は、画像データに対し、JPEG規格による圧縮処理を行って、データ量が更に削減された圧縮データを生成している。   The image compression unit 11 includes an image reduction converter 13 and a JPEG encoder 14. The image reduction converter 13 divides the input image into a plurality of small areas, reduces the resolution of at least some of the small areas, and further reduces the size of the entire image by rearranging these small areas. . This reduction in resolution is performed for each of the small regions according to the required image quality. On the other hand, the JPEG encoder 14 performs compression processing on the image data according to the JPEG standard to generate compressed data with a further reduced data amount.

<受信側ユニット>
図3は、図1の受信側ユニットUrの一構成例を示したブロック図である。この受信側ユニットUrは、RGB変換部22、画像伸張部21及びデータ受信部20により構成される。送信側ユニットUtから通信ネットワーク100へ送出された圧縮データは、データ受信部20によって受信される。受信された圧縮データは、画像伸張部21において伸張処理され、YUVフォーマットの画像データが復元される。この画像データは、RGB変換部22においてRGBフォーマットへ変換され、画像出力装置102へ出力される。
<Receiving unit>
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the receiving side unit Ur of FIG. The reception side unit Ur includes an RGB conversion unit 22, an image expansion unit 21, and a data reception unit 20. The compressed data sent from the transmitting unit Ut to the communication network 100 is received by the data receiving unit 20. The received compressed data is decompressed by the image decompressing unit 21, and image data in the YUV format is restored. The image data is converted into the RGB format by the RGB conversion unit 22 and output to the image output device 102.

画像伸張部21は、JPEGデコーダ23及び画像拡大コンバータ24からなる。データ受信部20からの圧縮データは、JPEGデコーダ23においてJPEG規格による伸張処理が行われ、JPEG圧縮前の画像データが復元される。伸張された画像データは、画像拡大コンバータ24における並び替え及び高解像度化によって画像サイズが拡大し、低解像度化前の画像データが復元される。   The image expansion unit 21 includes a JPEG decoder 23 and an image enlargement converter 24. The compressed data from the data receiving unit 20 is decompressed by the JPEG standard in the JPEG decoder 23, and the image data before JPEG compression is restored. The expanded image data is enlarged in image size by rearrangement and higher resolution in the image enlargement converter 24, and the image data before the lower resolution is restored.

RGB変換部22は、画像拡大コンバータ24から出力されるYUVフォーマットの画像データをRGBフォーマットに変換し、画像出力装置102へ出力している。なお、画像出力装置102にYUVフォーマットの画像データを入力する場合や、RGBフォーマットの画像データのままでJPEG圧縮を行っている場合には、RGB変換部22は省略される。   The RGB conversion unit 22 converts the YUV format image data output from the image enlargement converter 24 into the RGB format and outputs the converted data to the image output device 102. Note that the RGB converter 22 is omitted when YUV format image data is input to the image output apparatus 102 or when JPEG compression is performed with the RGB format image data as it is.

<画像圧縮部>
図4は、図2の画像圧縮部11の一構成例を示したブロック図であり、画像縮小コンバータ13及びJPEGエンコーダ14について詳細な構成例が示されている。画像縮小コンバータ13は、ダウンサンプリング領域分割部(DS領域分割部)130、ダウンサンプリング部131及び再配置部132により構成される。
<Image compression unit>
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the image compression unit 11 in FIG. 2, and shows detailed configuration examples of the image reduction converter 13 and the JPEG encoder 14. The image reduction converter 13 includes a downsampling region dividing unit (DS region dividing unit) 130, a downsampling unit 131, and a rearrangement unit 132.

[DS領域分割部]
DS領域分割部130は、YUV変換された画像データを複数のDS領域に分割している。各DS領域は、任意のピクセル数を有し、任意の形状からなる領域とすることができるが、圧縮効率を考慮すれば、JPEGエンコーダ14において使用されるブロックを基本単位とし、その集合体をDS領域とすることが望ましい。
[DS area division unit]
The DS area dividing unit 130 divides the YUV converted image data into a plurality of DS areas. Each DS area can be an area having an arbitrary number of pixels and an arbitrary shape. However, in consideration of compression efficiency, a block used in the JPEG encoder 14 is a basic unit, and an aggregate of the blocks is used. It is desirable to use the DS region.

JPEGのブロックサイズは8×8ピクセルであることから、その整数倍であるDS領域サイズとしては、16×16ピクセル、32×32ピクセル、24×16ピクセル、8×32ピクセルなどが考えられる。ただし、後述するブロックサイズの識別領域を各DS領域内に挿入する場合、再配置によって画像領域全体を縮小化させるためには、面積比でDS領域サイズをブロックサイズの3倍以上にしておく必要がある。   Since the block size of JPEG is 8 × 8 pixels, 16 × 16 pixels, 32 × 32 pixels, 24 × 16 pixels, 8 × 32 pixels, etc. are conceivable as DS region sizes that are integer multiples thereof. However, when a block size identification area, which will be described later, is inserted into each DS area, the DS area size needs to be at least three times the block size in terms of area ratio in order to reduce the entire image area by rearrangement. There is.

また、各DS領域は、異なるサイズであってもよいし、異なる形状であってもよいが、後述する再配置処理の容易さを考慮すれば、同一サイズ及び同一形状とすることが望ましく、さらに矩形形状(特に正方形形状)とすることがより望ましい。以下、本実施の形態では、画像領域全体を16×16ピクセルからなる同一サイズのDS領域に分割する場合の例について説明する。   In addition, each DS region may have a different size or a different shape, but it is desirable to have the same size and the same shape in consideration of the ease of rearrangement processing described later. A rectangular shape (particularly a square shape) is more desirable. Hereinafter, in the present embodiment, an example in which the entire image area is divided into DS areas of the same size composed of 16 × 16 pixels will be described.

[ダウンサンプリング部]
ダウンサンプリング部131は、少なくとも一部のDS領域について、当該DS領域を構成する各ピクセルデータのダウンサンプリングを行い、ピクセル数を減少させた縮小データに変換している。この縮小データのサイズは、JPEGエンコーダにおける圧縮率を考慮すれば、ブロックサイズの整数倍にすることが望ましく、ここではブロックサイズ(8×8ピクセル)に一致させるものとする。
[Downsampling section]
The down-sampling unit 131 performs down-sampling of each pixel data constituting the DS area for at least a part of the DS area, and converts it into reduced data in which the number of pixels is reduced. The size of the reduced data is preferably set to an integral multiple of the block size in consideration of the compression rate in the JPEG encoder, and here it is assumed to match the block size (8 × 8 pixels).

ダウンサンプリング処理の対象となるDS領域は、各DS領域に要求される画像品質に応じて決定される。例えば、全体の画像領域中に、高い画像品質が要求される重要領域と、そうではない非重要領域とがある場合には、非重要領域であるDS領域についてのみダウンサンプリング処理が行われる。例えば、重要領域を含むDS領域については入力データ(非縮小データ)がそのまま出力され、重要領域を含まないDS領域についてはダウンサンプリング処理によって得られた縮小データが出力される。   The DS area to be subjected to the downsampling process is determined according to the image quality required for each DS area. For example, when there are important areas that require high image quality and non-important areas that are not so in the entire image area, the down-sampling process is performed only for the DS areas that are non-important areas. For example, input data (non-reduced data) is output as it is for a DS region including an important region, and reduced data obtained by downsampling processing is output for a DS region that does not include an important region.

重要領域及び非重要領域の判別、すなわち、ダウンサンプリングの対象となるDS領域の判別は、予め決定され、あるいは、オペレータによって指定される。また、図示しないセンサーの出力信号に基づいて重要領域及び非重要領域を自動判別させてもよし、画像データに基づいて自動判別させることもできる。例えば、動画像のフレーム間での比較結果に基づいて、動きのある領域を重要領域と判別することができる。また、比較的変化の少ない平坦な画像領域を非重要領域と判別することもできる。   The determination of the important area and the non-important area, that is, the determination of the DS area to be downsampled is determined in advance or designated by the operator. Further, an important area and an unimportant area may be automatically determined based on an output signal of a sensor (not shown), or may be automatically determined based on image data. For example, based on a comparison result between frames of moving images, it is possible to determine a region with motion as an important region. It is also possible to determine a flat image area with relatively little change as an unimportant area.

ダウンサンプリング処理は、DS領域内のピクセルを抜き出す間引き処理や、ローパスフィルタを利用したフィルタ処理などにより実現される。その際、間引き処理のみでダウンサンプリング処理を実現してもよいが、フィルタ処理と間引き処理とを併用することによって、歪みの少ない高精度のダウンサンプリング処理を実現することができる。例えば、ローパスフィルタとしてガウシアンフィルタを用いる処理では、1次元ガウシアンフィルタを画像データの水平方向に適用し、その結果、得られるデータに対して垂直方向に同じフィルタが適用される。この様にしてガウシアンフィルタによりフィルタ処理された画像データに間引き処理を行うことにより、精度よくダウンサンプリングを行うことができる。   The downsampling process is realized by a thinning process for extracting pixels in the DS region, a filter process using a low-pass filter, or the like. At this time, the downsampling process may be realized only by the thinning process, but by using the filter process and the thinning process in combination, a highly accurate downsampling process with less distortion can be realized. For example, in processing using a Gaussian filter as a low-pass filter, a one-dimensional Gaussian filter is applied in the horizontal direction of the image data, and as a result, the same filter is applied in the vertical direction to the obtained data. By performing the thinning process on the image data filtered by the Gaussian filter in this way, downsampling can be performed with high accuracy.

図5(a)及び(b)は、画像圧縮部11におけるDS領域分割とダウンサンプリングの一例を示した図である。図中の(a)には、画像領域全体を16×16ピクセルのDS領域A1に分割した場合が示されている。図中のBLは8×8ピクセルのJPEGブロックである。DS領域分割部130は、DS領域A1がブロックBLの集合体となるように、分割する基準位置(図中では画面領域の左上)をJPEGにおけるブロック分割の場合と一致させている。ダウンサンプリング部131は、非重要領域であるDS領域A1について、当該DS領域内のピクセル数が縦横それぞれ1/2になるようにダウンサンプリングし、8×8ピクセルの縮小データへ変換している。同様にして、図中の(b)には、画像領域全体を32×32ピクセルのDS領域A2に分割した場合が示されている。DS領域分割部130により分割された非重要領域であるDS領域A2は、ダウンサンプリング部131によって、縦横それぞれを1/4にダウンサンプリングした8×8ピクセルの縮小データへ変換される。   5A and 5B are diagrams showing an example of DS area division and downsampling in the image compression unit 11. (A) in the figure shows a case where the entire image area is divided into a DS area A1 of 16 × 16 pixels. BL in the figure is an 8 × 8 pixel JPEG block. The DS area dividing unit 130 matches the division reference position (upper left of the screen area in the drawing) with the case of block division in JPEG so that the DS area A1 is an aggregate of blocks BL. The down-sampling unit 131 down-samples the DS area A1 which is an unimportant area so that the number of pixels in the DS area is halved in both the vertical and horizontal directions, and converts it into reduced data of 8 × 8 pixels. Similarly, (b) in the drawing shows a case where the entire image area is divided into a DS area A2 of 32 × 32 pixels. The DS area A2, which is a non-important area divided by the DS area dividing section 130, is converted by the down-sampling section 131 into 8 × 8 pixel reduced data obtained by down-sampling each of the vertical and horizontal directions to ¼.

図6は、ダウンサンプリング部131の詳細構成例を示したブロック図である。このダウンサンプリング部131は、DS領域内の各ピクセルデータに基づいてダウンサンプリングを行う適応型ダウンサンプリング部であり、輪郭や細かな変化が含まれるDS領域については高画質を維持する一方、平坦な画像からなるDS領域については低解像度化させて、データ量を削減している。   FIG. 6 is a block diagram illustrating a detailed configuration example of the downsampling unit 131. The down-sampling unit 131 is an adaptive down-sampling unit that performs down-sampling based on each pixel data in the DS region, and maintains a high image quality while maintaining a high image quality in a DS region that includes contours and fine changes. In the DS region composed of images, the data amount is reduced by reducing the resolution.

この適応型ダウンサンプリング部は、ローパスフィルタ30、間引き処理部31、出力選択部32、減算器33及びダウンサンプリング判定部(DS判定部)34により構成され、DS領域を構成する16×16ピクセルのピクセルデータf16(x,y)が入力される。ピクセルデータf16(x,y)とは、DS領域内の座標(x,y)における輝度データY又は色差データU,Vである。 This adaptive down-sampling unit includes a low-pass filter 30, a thinning-out processing unit 31, an output selection unit 32, a subtractor 33, and a down-sampling determination unit (DS determination unit) 34, and the 16 × 16 pixels constituting the DS region. Pixel data f 16 (x, y) is input. The pixel data f 16 (x, y) is the luminance data Y or the color difference data U, V at the coordinates (x, y) in the DS region.

入力ピクセルデータf16(x,y)は、ローパスフィルタ30において高周波成分が除去され、低周波成分からなるピクセルデータfL(x,y)となる。このピクセルデータfL(x,y)は、さらに間引き処理部31において1ビットおきに間引かれて、次式で表される8×8ピクセルのピクセルデータf(x,y)となる。

Figure 2005269620
すなわち、ローパスフィルタ30及び間引き処理部31においてダウンサンプリング処理が行われ、縮小データが生成される。出力選択部32は、非縮小データであるピクセルデータf16(x,y)、又は、縮小データであるピクセルデータf8(x,y)の一方を選択し、出力ピクセルデータfo(x,y)として再配置部132へ出力している。 High-frequency components are removed from the input pixel data f 16 (x, y) by the low-pass filter 30 to become pixel data f L (x, y) composed of low-frequency components. This pixel data f L (x, y) is further thinned out every other bit in the thinning-out processing unit 31 to become pixel data f 8 (x, y) of 8 × 8 pixels expressed by the following equation.
Figure 2005269620
That is, downsampling processing is performed in the low-pass filter 30 and the thinning-out processing unit 31, and reduced data is generated. The output selection unit 32 selects either pixel data f 16 (x, y) that is non-reduced data or pixel data f 8 (x, y) that is reduced data, and outputs pixel data f o (x, y). This is output to the rearrangement unit 132 as y).

DS判定部34は、DS領域内に含まれる高周波成分に基づいて、ダウンサンプリングを行うか否かを判定し、この判定結果に基づいて出力選択部32を切替制御している。このDS判定部34は、MSH(Means Square High Frequency component)算出部35及び閾値比較部36からなり、減算器33において求められた高周波成分からなるピクセルデータfH(x,y)が入力されている。MSH算出部35は、次式に従ってピクセルデータfH(x,y)の2乗和(MSH)を求めている。

Figure 2005269620
The DS determination unit 34 determines whether to perform downsampling based on the high-frequency component included in the DS region, and controls the output selection unit 32 based on the determination result. The DS determination unit 34 includes an MSH (Means Square High Frequency component) calculation unit 35 and a threshold value comparison unit 36, and receives pixel data f H (x, y) including a high frequency component obtained by the subtractor 33. Yes. The MSH calculation unit 35 obtains the square sum (MSH) of the pixel data f H (x, y) according to the following equation.
Figure 2005269620

閾値比較部36は、上式により求められたMSHを所定の判定閾値Thと比較し、MSHが判定閾値Thより小さい場合には、出力選択部32にダウンサンプリングされたピクセルデータf8(x,y)を出力させ、判定閾値Th以上の場合には、入力ピクセルデータf16(x,y)をそのまま出力させる。

Figure 2005269620
The threshold comparison unit 36 compares the MSH obtained by the above formula with a predetermined determination threshold Th, and when the MSH is smaller than the determination threshold Th, the pixel data f 8 (x, y) is output, and if it is equal to or greater than the determination threshold Th, the input pixel data f 16 (x, y) is output as it is.
Figure 2005269620

[再配置部]
再配置部132は、ダウンサンプリング部131の出力データの並び替えを行って、画像全体のサイズを縮小化させた画像データを生成し、JPEGエンコーダ14へ出力している。ダウンサンプリング部131から出力されるデータには、16×16ピクセルからなる非縮小データと、8×8ピクセルからなる縮小データとが混在している。このため、2以上の縮小データを集め、同一のDS領域内に再配置すれば、DS領域の数を削減することができ、画像全体のサイズを縮小させることができる。
[Relocation section]
The rearrangement unit 132 rearranges the output data of the downsampling unit 131 to generate image data in which the size of the entire image is reduced, and outputs the image data to the JPEG encoder 14. The data output from the downsampling unit 131 includes non-reduced data composed of 16 × 16 pixels and reduced data composed of 8 × 8 pixels. Therefore, if two or more pieces of reduced data are collected and rearranged in the same DS area, the number of DS areas can be reduced, and the size of the entire image can be reduced.

ダウンサンプリング部131において、連続する各DS領域に対してダウンサンプリングが行われ、縮小データが連続して出力された場合、再配置部132は、これらの縮小データを同一のDS領域内に順次に配置していく。縮小データが連続していない場合、あるいは、連続する数が少ない場合には、DS領域内に当該縮小データを配置した後、残された部分にフィルデータが挿入される。フィルデータとは、予め定められた任意のピクセルデータである。なお、フィルデータが挿入された領域をフィル領域と呼ぶことにする。   In the downsampling unit 131, when downsampling is performed on each continuous DS region and reduced data is continuously output, the rearrangement unit 132 sequentially stores these reduced data in the same DS region. Place it. If the reduced data is not continuous, or if the number of continuous data is small, after the reduced data is arranged in the DS area, the fill data is inserted into the remaining portion. Fill data is predetermined arbitrary pixel data. An area where the fill data is inserted is called a fill area.

また、縮小データが配置されるDS領域内には、上記空き領域とは別に、8×8ピクセルからなるフィル領域が常に設けられる。このフィル領域は、当該DS領域が、縮小データの配置された領域であることを識別可能にする識別領域であり、DS領域内における位置が予め定められている。縮小データのDS領域内における配置順序は予め定められており、かつ、空き領域がフィル領域とされることから、受信側ユニットUrでは、これらのフィルデータに基づいて縮小データの配置を復元することができ、送信側ユニットUtから受信側ユニットUrへ、別途、縮小データの配置に関する情報を伝送する必要はない。また、上記空き領域や識別領域を同一データが挿入されたフィル領域とすることにより、JPEGエンコーダ14において圧縮処理される際の圧縮率を高めることができる。   In addition, in the DS area where the reduced data is arranged, a fill area composed of 8 × 8 pixels is always provided separately from the empty area. The fill area is an identification area that makes it possible to identify that the DS area is an area where reduced data is arranged, and a position in the DS area is determined in advance. Since the arrangement order of the reduced data in the DS area is determined in advance and the empty area is set as the fill area, the receiving unit Ur restores the arrangement of the reduced data based on the fill data. It is not necessary to separately transmit information on the arrangement of the reduced data from the transmission side unit Ut to the reception side unit Ur. In addition, by setting the empty area and the identification area as a fill area in which the same data is inserted, the compression rate when the JPEG encoder 14 performs compression processing can be increased.

なお、JPEGエンコーダ14は、矩形以外の形状からなる画像データを処理することができない。このため、再配置部132は、DS領域が削減された画像データの末尾にフィルデータのみからなるDS領域を追加し、画像データが矩形形状となるように整形している。   Note that the JPEG encoder 14 cannot process image data having a shape other than a rectangle. For this reason, the rearrangement unit 132 adds a DS area consisting only of fill data to the end of the image data from which the DS area has been reduced, and shapes the image data to have a rectangular shape.

図7の(a)〜(c)は、画像縮小コンバータ13の動作の一例を示した図である。
DS領域分割部130、ダウンサンプリング部131及び再配置部132による処理は、それぞれが、画像データの左上から開始され、水平方向に左から右へ順次に推移させるものとする。また、画像データの右端まで処理が完了すれば、処理対象を下方向へシフトさせ、処理済み領域の直下に位置する領域について同様の処理を繰り返されるものとする。
7A to 7C are diagrams illustrating an example of the operation of the image reduction converter 13.
The processing by the DS region dividing unit 130, the downsampling unit 131, and the rearrangement unit 132 is started from the upper left of the image data, and is sequentially shifted from left to right in the horizontal direction. When the processing is completed up to the right end of the image data, the processing target is shifted downward, and the same processing is repeated for the region located immediately below the processed region.

図中の(a)には、DS領域分割の様子が示されている。DS領域分割部130は、画像入力装置101から入力された96×96ピクセルの画像データについて、当該画像の領域全体を16×16ピクセルからなる36個のDS領域(♯1〜♯36)に分割し、各DS領域の画像データをダウンサンプリング部131へ順次に出力する。このうち、♯22,♯28,♯34が重要領域であり、その他のDS領域は非重要領域であるものとする。   (A) in the figure shows the state of the DS area division. The DS area dividing unit 130 divides the entire area of the image into 36 DS areas (# 1 to # 36) of 16 × 16 pixels with respect to the 96 × 96 pixel image data input from the image input device 101. Then, the image data of each DS region is sequentially output to the downsampling unit 131. Of these, # 22, # 28, and # 34 are important regions, and the other DS regions are non-important regions.

図中の(b)には、ダウンサンプリングの様子が示されている。ダウンサンプリング部131は、DS領域分割部130から順次に出力される各DS領域について、重要領域又は非重要領域のいずれであるのかを判別する。この結果、重要領域であると判別した場合には、ダウンサンプリングを行わず、16×16ピクセルのピクセルデータを出力する。一方、非重要領域であると判別した場合には、縦横のピクセル数をそれぞれ1/2にするダウンサンプリングを行って、8×8ピクセルからなる縮小データを出力する。   The state of downsampling is shown in (b) in the figure. The downsampling unit 131 determines whether each DS region sequentially output from the DS region dividing unit 130 is an important region or an unimportant region. As a result, when it is determined that the region is an important region, pixel data of 16 × 16 pixels is output without performing downsampling. On the other hand, if it is determined that the region is an unimportant region, downsampling is performed to reduce the number of vertical and horizontal pixels to ½, and reduced data composed of 8 × 8 pixels is output.

図中の(c)には、データ再配置の様子が示されている。再配置部132は、ダウンサンプリング部131から縮小データが出力されると、DS領域内の左上、右上、左下の順に配置していく。また、DS領域内の右下の8×8ピクセルにはフィルデータを挿入してフィル領域(識別領域)とする。図中では、♯1〜♯3が最初のDS領域に配置され、♯4〜♯6が次のDS領域に配置されている。以降も同様にして連続する縮小データ♯1〜♯21が3個ずつDS領域内に配置されていく。   (C) in the figure shows the state of data rearrangement. When the reduced data is output from the downsampling unit 131, the rearrangement unit 132 arranges the data in the order of upper left, upper right, and lower left in the DS region. Also, fill data is inserted into the lower right 8 × 8 pixels in the DS area to form a fill area (identification area). In the drawing, # 1 to # 3 are arranged in the first DS area, and # 4 to # 6 are arranged in the next DS area. In the same way, three consecutive reduced data # 1 to # 21 are arranged in the DS area in units of three.

その後、ダウンサンプリング部131から非縮小データ♯22が出力されると、再配置部132は、新たなDS領域に当該データ♯22を配置する。その後、再び連続する縮小データ♯23〜♯27が出力され、3個ずつDS領域内に配置されていく。次に、ダウンサンプリング部131から非縮小データ♯28が出力された時点で、直前のDS領域には、2個の縮小データ(♯26,27)しか配置されていない。このため、再配置部132は、DS領域内の左下の空き領域にもフィルデータを挿入してフィル領域とする。   Thereafter, when the non-reduced data # 22 is output from the downsampling unit 131, the rearrangement unit 132 arranges the data # 22 in a new DS area. Thereafter, continuous reduced data # 23 to # 27 are output again, and are arranged in the DS region three by three. Next, when the non-reduced data # 28 is output from the downsampling unit 131, only two reduced data (# 26, 27) are arranged in the immediately preceding DS region. For this reason, the rearrangement unit 132 inserts fill data into the lower left empty area in the DS area to form a fill area.

次に、縮小データ♯29〜♯33、非縮小データ♯34が順に出力された場合も全く同様にして配置される。そして、最後の縮小データ♯36が配置された時点で、そのDS領域内には空き領域(左下)が残っているため、当該空き領域にもフィルデータを挿入される。最後に、フィルデータのみからなる3個のDS領域を追加して、画像全体の形状を矩形形状に整形して、再配置部132は処理を終了する。   Next, when the reduced data # 29 to # 33 and the non-reduced data # 34 are sequentially output, they are arranged in the same manner. At the time when the last reduced data # 36 is arranged, there is an empty area (lower left) in the DS area, so fill data is also inserted into the empty area. Finally, three DS regions consisting only of fill data are added to shape the entire image into a rectangular shape, and the rearrangement unit 132 ends the process.

なお、再配置部132では、画像データを縮小化させる際、縮小化された画像データの水平方向のサイズ(ピクセル数)を元の画像サイズに一致させ、垂直方向のサイズのみを縮小化させている。この様にして、再配置部132における処理方向に関する画像データのサイズを元の画像データに基づいて決定しておけば、元の画像サイズに関する情報がなくても、画像拡大コンバータ24において正しく復元することができる。従って、送信側ユニットUtから受信側ユニットUrへ、別途、画像サイズに関する情報を伝送する必要がない。   In the rearrangement unit 132, when the image data is reduced, the horizontal size (number of pixels) of the reduced image data is matched with the original image size, and only the vertical size is reduced. Yes. In this way, if the size of the image data related to the processing direction in the rearrangement unit 132 is determined based on the original image data, the image enlargement converter 24 correctly restores the information even if there is no information about the original image size. be able to. Therefore, it is not necessary to separately transmit information on the image size from the transmission side unit Ut to the reception side unit Ur.

また、YUVフォーマットからなる画像データは、1つの輝度データY及び2つの色差データU,Vからなるため、上記DS領域分割部130、ダウンサンプリング部131及び再配置部132は、これらの3つのデータに対して上述した処理をそれぞれ行っている。   Further, since the image data in the YUV format is composed of one luminance data Y and two color difference data U and V, the DS area dividing unit 130, the downsampling unit 131, and the rearrangement unit 132 have these three data. Each of the above-described processes is performed.

また、ダウンサンプリング部131から再配置部132へ出力されるデータは、縮小データ及び非縮小データのみであってもよいし、ダウンサンプリングが行われたDS領域内の空き領域にフィルデータを挿入したデータ(つまり、元の画像データと領域サイズが同じデータ)であってもよい。   Further, the data output from the downsampling unit 131 to the rearrangement unit 132 may be only reduced data and non-reduced data, or fill data is inserted into an empty area in the DS area where downsampling has been performed. Data (that is, data having the same area size as the original image data) may be used.

<JPEGエンコーダ>
JPEGエンコーダ14は、ブロック分割部140、DCT処理部141、量子化処理部142、符号化部143、量子化テーブルT1及び符号テーブルT2により構成される(図4参照)。画像圧縮コンバータから出力された画像データは、ブロック分割部140において8×8ピクセルからなる複数のブロックに分割される。DCT処理部141は、分割された各ブロックごとに離散コサイン変換を行ってDCT係数を求めている。この様にして求められた各DCT係数は、量子化処理部142により、量子化テーブルT1を用いて量子化される。
<JPEG encoder>
The JPEG encoder 14 includes a block dividing unit 140, a DCT processing unit 141, a quantization processing unit 142, an encoding unit 143, a quantization table T1, and a code table T2 (see FIG. 4). The image data output from the image compression converter is divided into a plurality of blocks of 8 × 8 pixels in the block dividing unit 140. The DCT processing unit 141 performs a discrete cosine transform for each divided block to obtain a DCT coefficient. Each DCT coefficient obtained in this way is quantized by the quantization processing unit 142 using the quantization table T1.

図8は、量子化テーブルT1の一例を示した図であり、量子化ステップ幅を規定するためのデータが、水平方向及び垂直方向の周波数成分ごとにマトリクス状に示されている。通常、輝度データ及び色差データの量子化処理には、異なる量子化テーブルが用いられており、図中の(a)には輝度データ用の量子化テーブル、(b)には色差データ用の量子化テーブルの例が示されている。これらのデータテーブルは、いずれも周波数が増大するのに応じて量子化ステップ幅を拡大させるデータからなり、この傾向は、色差データ用の量子化テーブルの方が、輝度データ用の量子化テーブルよりも顕著である。   FIG. 8 is a diagram showing an example of the quantization table T1, in which data for defining the quantization step width is shown in a matrix for each frequency component in the horizontal direction and the vertical direction. Usually, different quantization tables are used for the quantization processing of the luminance data and the color difference data. In the figure, (a) shows a quantization table for luminance data, and (b) shows a quantum table for color difference data. An example of a conversion table is shown. Each of these data tables consists of data that expands the quantization step width as the frequency increases, and this tendency is that the quantization table for color difference data is better than the quantization table for luminance data. Is also prominent.

量子化処理部142は、DCT係数を量子化処理する際、当該DCT係数に応じたデータを量子化テーブルT1から読み出し、読み出されたデータにさらに量子化ファクタ(量子化係数)Qを乗じた値を量子化ステップ幅として用いている。この量子化ファクタQは、圧縮率及び画像品質を調整するための任意の値であり、予め与えられている。この量子化ファクタQを大きくすれば、量子化ステップ幅が増大し、データ圧縮率を向上させることができるが、それにともなってブロック歪みが発生し、画像品質が低下する。   When quantizing the DCT coefficient, the quantization processing unit 142 reads data corresponding to the DCT coefficient from the quantization table T1, and further multiplies the read data by a quantization factor (quantization coefficient) Q. The value is used as the quantization step width. This quantization factor Q is an arbitrary value for adjusting the compression rate and the image quality, and is given in advance. If the quantization factor Q is increased, the quantization step width is increased and the data compression rate can be improved, but with this, block distortion occurs and the image quality is lowered.

図6に示した適応型のダウンサンプリング部131を用いる場合、閾値比較部36における判定閾値Thを大きくすれば、JPEG圧縮後のデータ量を削減することができる。このため、比較的小さな量子化ファクタQを用いて所望の圧縮率を得ることができる。ただし、この判定閾値Thを大きくし過ぎると、輪郭や細かな変化のある領域にも劣化を招くようになる。このため、復元された画像データが良好な品質となるように、判定閾値Th及び量子化ファクタQの組み合わせを決定する必要がある。つまり、判定閾値Thは、量子化ファクタQに基づいて決定され、また、量子化ファクタQは、判定閾値Thに基づいて決定される。   When the adaptive downsampling unit 131 shown in FIG. 6 is used, the data amount after JPEG compression can be reduced by increasing the determination threshold Th in the threshold comparison unit 36. For this reason, a desired compression rate can be obtained using a relatively small quantization factor Q. However, if the determination threshold Th is excessively increased, the contour and the region with a minute change are also deteriorated. For this reason, it is necessary to determine the combination of the determination threshold Th and the quantization factor Q so that the restored image data has good quality. That is, the determination threshold Th is determined based on the quantization factor Q, and the quantization factor Q is determined based on the determination threshold Th.

符号化部143は、量子化後のAC係数については、ブロック内でのランレングス変換処理を行い、量子化後のDC係数については、ブロック間での差分処理を行った後、これらのデータについて、エントロピー符号を用いた符号化処理が行われる。エントロピー符号とは、出現確率に応じた符号長を有する符号体系であり、ハフマン符号が広く知られている。符号テーブルT2には、ハフマン符号の符号表が保持されており、符号化部143は、この符号テーブルT2を用いて上記符号化処理を行っている。   The encoding unit 143 performs a run-length transform process within the block for the quantized AC coefficients, and performs the difference process between the blocks for the quantized DC coefficients, The encoding process using the entropy code is performed. The entropy code is a code system having a code length corresponding to the appearance probability, and the Huffman code is widely known. The code table T2 holds a code table of Huffman codes, and the encoding unit 143 performs the encoding process using the code table T2.

<画像伸張部>
図9は、図3の画像伸張部21の一構成例を示したブロック図であり、JPEGデコーダ23及び画像拡大コンバータ24について詳細な構成例が示されている。
<Image expansion part>
FIG. 9 is a block diagram showing an example of the configuration of the image expansion unit 21 in FIG. 3, in which detailed configuration examples of the JPEG decoder 23 and the image enlargement converter 24 are shown.

[JPEGデコーダ]
JPEGデコーダ23は、復号化部230、逆量子化処理部231、逆DCT処理部232、量子化テーブルT1及び符号テーブルT2により構成され、JPEGエンコーダ14とは逆の処理を行って圧縮データを伸張し、JPEG圧縮前の画像データを復元している。なお、量子化テーブルT1及び符号テーブルT2は、JPEGエンコーダ14と同じデータテーブルを使用する必要があり、必要に応じて圧縮データに付加され、送信側ユニットUtから受信側ユニットUrへ伝送することもできる。
[JPEG decoder]
The JPEG decoder 23 includes a decoding unit 230, an inverse quantization processing unit 231, an inverse DCT processing unit 232, a quantization table T1, and a code table T2. The JPEG decoder 23 decompresses the compressed data by performing processing reverse to that of the JPEG encoder 14. The image data before JPEG compression is restored. The quantization table T1 and the code table T2 need to use the same data table as the JPEG encoder 14, and may be added to the compressed data as necessary and transmitted from the transmission side unit Ut to the reception side unit Ur. it can.

復号化部230では、符号テーブルT2を用いて圧縮データ中のハフマン符号を復号化し、さらに、差分処理されたDC係数及びランレングス変換されたAC係数を復号化する。復号化処理されたデータは、逆量子化処理部231において、量子化テーブルT1を用いて逆量子化され、ブロックごとのDCT係数が復元される。このDCT係数は、逆DCT処理部232において逆DCT処理され、JPEG圧縮処理前の画像データ、すなわち、画像縮小コンバータ13により縮小化された画像データが復元される。   The decoding unit 230 decodes the Huffman code in the compressed data using the code table T2, and further decodes the differentially processed DC coefficient and the run-length converted AC coefficient. The decoded data is inversely quantized by the inverse quantization processing unit 231 using the quantization table T1, and the DCT coefficient for each block is restored. This DCT coefficient is subjected to inverse DCT processing in the inverse DCT processing unit 232, and image data before JPEG compression processing, that is, image data reduced by the image reduction converter 13 is restored.

[画像拡大コンバータ]
画像拡大コンバータ24は、DS領域分割部240、配置復元部241及び補間処理部242により構成され、画像縮小コンバータ13の場合と逆の処理を行って、縮小処理前の画像データを復元している。まず、DS領域分割部240が、JPEGデコーダ23から出力される画像データを複数のDS領域に分割する。このDS領域には、送信側ユニットUtのDS領域分割部130で使用されたDS領域と同じサイズ(ここでは、16×16ピクセル)が用いられる。
[Image Enlargement Converter]
The image enlargement converter 24 includes a DS region dividing unit 240, an arrangement restoration unit 241, and an interpolation processing unit 242, and performs reverse processing to the case of the image reduction converter 13 to restore image data before the reduction process. . First, the DS area dividing unit 240 divides the image data output from the JPEG decoder 23 into a plurality of DS areas. The DS area has the same size (here, 16 × 16 pixels) as the DS area used by the DS area dividing unit 130 of the transmission side unit Ut.

配置復元部241は、分割された各DS領域内に存在するフィル領域に基づいて、当該DS領域内における非縮小データ又は縮小データの配置状態を判別し、この判別結果に基づいて縮小データの並べ替えを行った後、補間処理部242へ出力している。   The arrangement restoring unit 241 determines the arrangement state of non-reduced data or reduced data in the DS area based on the fill area existing in each divided DS area, and arranges the reduced data based on the determination result. After the replacement, the data is output to the interpolation processing unit 242.

図10の(a)〜(e)は、DS領域が16×16ピクセル、縮小データが8×8ピクセルからなる場合におけるDS領域内の全ての配置状態を示した図である。(a)は、DS領域内にフィル領域が存在しない場合であり、非縮小データが配置されていると判別することができる。この判別は、DS領域内の右下がフィル領域でないことを判別するだけで行うことができる。(b)〜(d)は、DS領域内に1〜3個の縮小データが配置されている場合、(e)は、DS領域がフィル領域のみからなる場合であり、いずれも8×8ピクセルからなるフィル領域の数により判別することができる。   (A) to (e) of FIG. 10 are diagrams showing all arrangement states in the DS region when the DS region is 16 × 16 pixels and the reduced data is 8 × 8 pixels. (A) is a case where no fill area exists in the DS area, and it can be determined that non-reduced data is arranged. This determination can be made only by determining that the lower right in the DS area is not the fill area. (B) to (d) are cases in which 1 to 3 pieces of reduced data are arranged in the DS area, and (e) is a case in which the DS area is composed only of the fill area, and all are 8 × 8 pixels. It can be determined by the number of fill areas consisting of.

なお、16×16ピクセルのDS領域に、8×8ピクセルからなる任意の数のフィル領域を配置する場合、配置パターンの組み合わせは2通り考えられ、(a)及び(e)の配置パターンを除けば14通りとなる。つまり、フィル領域1個の配置パターンが4通り、2個の配置パターンが6通り、3個の配置パターンが4通りある。このため、(b)〜(d)の場合におけるフィル領域の配置方法は、本実施の形態の例に限られるものではなく、上記14通りの中から任意に選択可能であることは言うまでもない。 Incidentally, the DS region of 16 × 16 pixels, to place any number of fill area consisting of 8 × 8 pixels, a combination of the arrangement pattern is considered in two ways 4, the arrangement pattern of (a) and (e) Otherwise, there will be 14 ways. That is, there are four arrangement patterns for one fill area, six arrangements for two arrangement patterns, and four arrangements for three arrangement patterns. For this reason, the fill region arrangement method in the cases (b) to (d) is not limited to the example of the present embodiment, and it is needless to say that any of the above 14 methods can be selected.

補間処理部242は、配置復元部241から出力された縮小データについて、ピクセル間を補完してピクセル数を増大させ、ダウンサンプリング前の元のサイズ(すなわちDS領域のサイズ)に復元する。この補間処理には、LP拡大法、線形補間、2次補間、3次補間などを使用することができる。LP拡大法とは、ダウンサンプリング部によるサンプリングの際に失われた高周波成分を推定して画像を復元する方法である。一方、非縮小データについては補間処理を行わない。このようにして、画像縮小コンバータ13によるサイズ縮小前の画像データが復元され、RGB変換部20へ出力される。   The interpolation processing unit 242 restores the reduced data output from the arrangement restoring unit 241 to the original size before downsampling (that is, the size of the DS region) by interpolating between pixels and increasing the number of pixels. For this interpolation process, an LP enlargement method, linear interpolation, quadratic interpolation, cubic interpolation, or the like can be used. The LP enlargement method is a method for restoring an image by estimating a high-frequency component lost during sampling by the downsampling unit. On the other hand, interpolation processing is not performed for non-reduced data. In this way, the image data before size reduction by the image reduction converter 13 is restored and output to the RGB conversion unit 20.

なお、YUVフォーマットからなる画像の圧縮データは、1つの輝度データY及び2つの色差データU,Vそれぞれについての圧縮データからなるため、上記DS領域分割部240、配置復元部241、補間処理部242は、これらの3つの圧縮データに対して上述した処理をそれぞれ行っている。   Note that the compressed data of the image in the YUV format is composed of compressed data for one luminance data Y and two color difference data U and V, so the DS area dividing unit 240, the arrangement restoring unit 241, and the interpolation processing unit 242. Performs the above-described processing on these three pieces of compressed data.

上記実施の形態では、画像データを16×16ピクセルのDS領域に分割し、一部の領域について8×8ピクセルにダウンサンプリングする例について説明した。しかしながら、本発明はこの様なピクセル数の場合に限定されるものではない。   In the above embodiment, an example in which image data is divided into 16 × 16 pixel DS regions and a part of the region is downsampled to 8 × 8 pixels has been described. However, the present invention is not limited to such a number of pixels.

<32×32のDS領域>
図11の(a)〜(c)は、画像データを32×32ピクセルのDS領域に分割し、8×8ピクセルの縮小データにダウンサンプリングして再配置する場合の様子を示した図である。(a)では、画像領域全体が32×32ピクセルからなる複数のDS領域に分割されている。(b)では、重要領域を含まないDS領域について、縦横のピクセル数をそれぞれ1/4にするダウンサンプリングを行って、8×8ピクセルの縮小データへ変換している。(c)では、連続する縮小データを集めて、同一のDS領域内に再配置し、画像領域全体のサイズを縮小している。
<32 × 32 DS area>
(A) to (c) of FIG. 11 are diagrams illustrating a state in which image data is divided into 32 × 32 pixel DS regions, downsampled to 8 × 8 pixel reduced data, and rearranged. . In (a), the entire image area is divided into a plurality of DS areas each consisting of 32 × 32 pixels. In (b), the DS region that does not include the important region is down-sampled by reducing the number of vertical and horizontal pixels to ¼, and converted to reduced data of 8 × 8 pixels. In (c), continuous reduced data is collected and rearranged in the same DS area, and the size of the entire image area is reduced.

図11では、図7の場合に比べ、縮小後の画像領域全体のサイズが大きくなっているが、画像領域全体が更に大きくなり、連続する非重要領域が多数存在するような場合には、図7の方法よりも画像領域全体のサイズをより小さくすることが期待できる。   In FIG. 11, the size of the entire image area after the reduction is larger than in the case of FIG. 7, but in the case where the entire image area is further enlarged and there are many continuous non-important areas, FIG. It can be expected that the size of the entire image area is made smaller than the method 7.

実施の形態2.
実施の形態1の画像圧縮伸張システムでは、画像拡大コンバータ24内の配置復元部241が、DS領域内に存在するフィル領域の位置に基づいて、非縮小データ及び縮小データの配置を判別している。このため、非縮小データの一部又は縮小データがフィル領域と一致する場合には、配置復元部241が、誤った判別を行うおそれがある。本実施の形態では、このような誤判別を防止することができる画像圧縮伸張システムについて説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the image compression / decompression system according to the first embodiment, the arrangement restoration unit 241 in the image enlargement converter 24 determines the arrangement of non-reduced data and reduced data based on the position of the fill area existing in the DS area. . For this reason, when a part of the non-reduced data or the reduced data matches the fill area, the arrangement restoration unit 241 may make an erroneous determination. In the present embodiment, an image compression / decompression system capable of preventing such erroneous determination will be described.

一般に、JPEGエンコーダ14により圧縮処理された画像データには量子化誤差が生じている。つまり、フィルデータとして任意の値を採用したとすれば、画像縮小コンバータ13において画像データに挿入されたフィルデータは、その後、JPEG圧縮処理及びJPEG伸張処理を経て、画像拡大コンバータ24に入力される時点では、異なるデータに変化している可能性がある。この場合、配置復元部241において縮小データを正しく判別することができなくなる。   In general, quantization error occurs in the image data compressed by the JPEG encoder 14. In other words, if an arbitrary value is adopted as the fill data, the fill data inserted into the image data in the image reduction converter 13 is then input to the image enlargement converter 24 through JPEG compression processing and JPEG expansion processing. At that point, it may have changed to different data. In this case, the arrangement restoration unit 241 cannot correctly determine the reduced data.

この様な誤判別を回避する第1の対策として、量子化誤差が生じた場合であっても、フィルデータを判別可能な判別方法を画像拡大コンバータ24において採用することが考えられる。すなわち、配置復元部241が、フィルデータを中心とし、量子化誤差の最大値に基づく幅を有する範囲内にあるピクセルデータをフィルデータであると判別すれば、量子化誤差が生じていてもフィルデータを正しく判別することができる。   As a first countermeasure for avoiding such erroneous discrimination, it is conceivable that the image enlargement converter 24 employs a discrimination method capable of discriminating fill data even when a quantization error occurs. That is, if the arrangement restoration unit 241 determines that pixel data within the range having a width based on the maximum value of the quantization error centered on the fill data is fill data, the fill data can be used even if a quantization error occurs. Data can be correctly determined.

また、上記誤判別を回避する第2の対策として、量子化誤差による影響を受けない値をフィルデータとして採用することが考えられる。すなわち、量子化処理部142における量子化ステップのいずれか一つをフィルデータとして採用すれば、量子化処理によってフィルデータが異なる値に変化することはなく、配置復元部241において縮小データを正しく判別することができる。   Further, as a second countermeasure for avoiding the erroneous determination, it is conceivable to adopt a value that is not affected by the quantization error as the fill data. That is, if any one of the quantization steps in the quantization processing unit 142 is adopted as fill data, the fill data will not change to a different value due to the quantization process, and the arrangement restoration unit 241 correctly determines the reduced data. can do.

ところが、JPEGエンコーダ14では、量子化テーブルT1及び量子化ファクタQにより量子化ステップ幅が与えられ、この量子化ステップ幅に基づいて、量子化ステップが決定されている。このため、量子化テーブルT1及び量子化ファクタQが変化すれば、量子化誤差の最大値や、量子化ステップも変化し、フィルデータも変更しなければならなくなる。ただし、量子化ステップ幅から量子化ステップを求める際の基準値となる値0だけは量子化ステップ幅にかかわらず、常に量子化ステップとなる。従って、上記第2の対策を採用し、量子化処理時における値0をフィルデータとして採用することが望ましい。   However, in the JPEG encoder 14, the quantization step width is given by the quantization table T1 and the quantization factor Q, and the quantization step is determined based on the quantization step width. For this reason, if the quantization table T1 and the quantization factor Q change, the maximum value of the quantization error, the quantization step, and the fill data must be changed. However, only the value 0, which is a reference value for obtaining the quantization step from the quantization step width, is always a quantization step regardless of the quantization step width. Therefore, it is desirable to adopt the second countermeasure and adopt the value 0 at the time of quantization processing as the fill data.

JPEGエンコーダ14内では、演算処理の都合上、各ピクセルデータから中央値を引いてレベルシフトさせ、符号付きデータに変換してからDCT処理が行われている。そして、JPEGデコーダ23内において逆DCT処理が完了したピクセルデータに上記中央値を加算することによって元のピクセルデータに戻している。従って、この中央値をフィルデータとして採用すればよい。   In the JPEG encoder 14, for the convenience of calculation processing, the median value is subtracted from each pixel data, level-shifted, and converted into signed data before DCT processing is performed. Then, the original pixel data is restored by adding the median to the pixel data for which the inverse DCT processing has been completed in the JPEG decoder 23. Therefore, this median value may be adopted as fill data.

一般に、各ピクセルデータは8ビットで表現され、0〜255の値をとるため、JPEGエンコーダ14内では、その中央値128を各ピクセルデータから引いて、符号付きデータに変換される。つまり、量子化処理の時点におけるDC係数0が、ピクセルデータの平均値128に相当する。従って、フィルデータをピクセルデータの中央値128にすれば、量子化処理時におけるDCT係数は全てゼロになり、量子化ステップ幅にかかわらず、フィルデータが量子化誤差による影響を受けることはなくなる。   In general, each pixel data is represented by 8 bits and takes a value of 0 to 255. Therefore, in the JPEG encoder 14, the median value 128 is subtracted from each pixel data and converted into signed data. That is, the DC coefficient 0 at the time of quantization processing corresponds to the average value 128 of the pixel data. Therefore, if the fill data is set to the median value 128 of the pixel data, the DCT coefficients at the time of the quantization process are all zero, and the fill data is not affected by the quantization error regardless of the quantization step width.

次に、上述した通り、JPEG規格による圧縮伸張処理では、高周波成分になるほど量子化ステップ幅を増大させた量子化テーブルT1(図8参照)が使用される。このため、JPEG圧縮伸張処理を経て復元された画像データには、圧縮過程でDC成分のみに絞り込まれたブロックが含まれている可能性がある。この様なブロックでは、復元後に全ピクセルの値が一致し、その値は圧縮前のピクセルデータの平均値(ただし整数)となる。従って、JPEGブロックを構成するピクセルデータの平均値がフィルデータに近い値であった場合、JPEG圧縮伸張処理を経ることによって、当該JPEGブロック内の全ピクセルがフィルデータに一致し、フィル領域と区別することができなくなる可能性がある。つまり、配置復元部241がフィル領域を誤判別し、画像拡大コンバータ24において元の画像データを正しく復元することができない可能性がある。   Next, as described above, in the compression / decompression process according to the JPEG standard, the quantization table T1 (see FIG. 8) in which the quantization step width is increased as the frequency component is increased is used. For this reason, there is a possibility that the image data restored through the JPEG compression / decompression process includes blocks that are narrowed down to only the DC component in the compression process. In such a block, the values of all pixels match after restoration, and the value is an average value (but an integer) of pixel data before compression. Therefore, when the average value of the pixel data constituting the JPEG block is a value close to the fill data, all pixels in the JPEG block match the fill data through the JPEG compression / decompression process, and are distinguished from the fill area. You may not be able to. That is, there is a possibility that the arrangement restoration unit 241 may erroneously determine the fill area and the image enlargement converter 24 cannot correctly restore the original image data.

このようなフィル領域の誤判別を防止するためには、再配置部132において、平均値が128付近となるJPEGブロックについて、当該平均値を128から遠ざけるように加工しておく必要がある。具体的には、JPEG圧縮伸張処理によるブロック内の平均値の最大変動幅がα未満であるとすれば、JPEG圧縮前の平均値と128との差がα未満であるブロックについて、当該平均値が128+α又は128−αになるようにピクセルデータを変更しておけばよいことになる。例えば、ブロック内のピクセルデータをf(x,y)とし、次式(5)を満足する場合には、画像データの平均値を予め128−αに変更し、次式(6)を満足する場合には、画像データの平均値を予め128+αに変更しておく必要がある。

Figure 2005269620
In order to prevent such misidentification of the fill area, the rearrangement unit 132 needs to process a JPEG block having an average value near 128 so that the average value is away from 128. Specifically, if the maximum fluctuation range of the average value in the block by JPEG compression / decompression processing is less than α, the average value for the block whose difference between the average value before JPEG compression and 128 is less than α is calculated. The pixel data should be changed so that becomes 128 + α or 128−α. For example, when the pixel data in the block is f (x, y) and the following equation (5) is satisfied, the average value of the image data is changed to 128−α in advance, and the following equation (6) is satisfied. In this case, it is necessary to change the average value of the image data to 128 + α in advance.
Figure 2005269620

このようなαの決定方法について説明する。JPEGによるDCT処理では、DC係数が次式(7)によって求められている。このため、JPEGブロック内の平均値をαだけ変化させると、DC係数は16αだけ変化することになる。例えば、各ピクセルデータにそれぞれαを加算した場合、DC係数は16αだけ増大する。

Figure 2005269620
A method for determining α will be described. In the DCT processing by JPEG, the DC coefficient is obtained by the following equation (7). For this reason, if the average value in the JPEG block is changed by α, the DC coefficient is changed by 16α. For example, when α is added to each pixel data, the DC coefficient increases by 16α.
Figure 2005269620

上述した通り、DC係数は、量子化処理部142において、量子化テーブルT1及び量子化ファクタQにより決まる量子化ステップ幅により量子化処理される。DC係数の場合、図8に示した量子化テーブルT1の左上端のデータが用いられる。このデータは通常16であり、16Qが量子化ステップ幅として用いられる。この場合、演算精度上の誤差を除けば、DC係数の量子化誤差は16Q未満ということができる。従って、16α≧16Q(つまりα≧Q)が成立すれば、ブロック内の平均値が128−α及び128+αの場合に、JPEG圧縮伸張処理後における当該ブロック内の平均値が128に変化することはない。   As described above, the DC coefficient is quantized in the quantization processing unit 142 with the quantization step width determined by the quantization table T1 and the quantization factor Q. In the case of a DC coefficient, data at the upper left corner of the quantization table T1 shown in FIG. 8 is used. This data is normally 16, and 16Q is used as the quantization step width. In this case, the quantization error of the DC coefficient can be said to be less than 16Q, except for errors in calculation accuracy. Therefore, if 16α ≧ 16Q (that is, α ≧ Q) holds, the average value in the block after JPEG compression / decompression processing changes to 128 when the average value in the block is 128−α and 128 + α. Absent.

ピクセルデータの変更による画像品質への影響を考慮すれば、できるだけ小さい値をαとして採用することが好ましく、このような観点からはα=Qとすることが望ましい。ただし、α<2Qであれば、原理的には復元後の画像データがα=Qの場合と同じになることから、演算精度上の誤差を考慮すれば、Q<α<2Qの範囲内でαを決定することがより望ましい。   If the influence on the image quality due to the change of the pixel data is taken into consideration, it is preferable to adopt a value as small as possible as α, and from this point of view, α = Q is desirable. However, if α <2Q, in principle, the restored image data is the same as when α = Q. Therefore, if an error in calculation accuracy is considered, Q <α <2Q. It is more desirable to determine α.

具体的には、再配置部132が、16×16ピクセルの非縮小データを構成する4個の各JPEGブロック(8×8ピクセル)と、8×8ピクセルからなる縮小データのそれぞれを上式(5),(6)に適用する。その結果、上式(5)を満たす場合には、平均値が128+αとなるように、当該ブロック内の各ピクセルに同一の値を加える。また、上式(6)を満たす場合には、平均値が128−αとなるように、当該ブロック内の各ピクセルから同一の値を引く。   Specifically, the rearrangement unit 132 converts each of the four JPEG blocks (8 × 8 pixels) constituting the 16 × 16 pixel non-reduced data and the reduced data including 8 × 8 pixels to the above formula ( Applies to 5) and (6). As a result, when the above equation (5) is satisfied, the same value is added to each pixel in the block so that the average value becomes 128 + α. When the above equation (6) is satisfied, the same value is subtracted from each pixel in the block so that the average value is 128−α.

実施の形態3.
実施の形態1では、画像領域全体を同一サイズのDS領域に分割する場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、異なるサイズのDS領域に分割し、ダウンサンプリングにおける縮小率を異ならせる場合について説明する。
Embodiment 3 FIG.
In the first embodiment, an example in which the entire image area is divided into DS areas having the same size has been described. On the other hand, in the present embodiment, a case will be described where the DS regions are divided into different sizes and the reduction ratios in downsampling are made different.

図12の(a)〜(c)は、本発明の実施の形態3による画像圧縮伸張システムの動作の一例を示した図である。   FIGS. 12A to 12C are diagrams showing an example of the operation of the image compression / decompression system according to the third embodiment of the present invention.

図中の(a)には、DS領域分割部130によるDS領域分割の様子が示されている。DS領域分割部130は、2以上のサイズの異なるDS領域を混在させて、画像領域全体を分割している。ここでは、32×32ピクセルからなる大きなDS領域と、16×16ピクセルからなる小さなDS領域とを混在させている。その際、重要領域は小さなDS領域に含まれるように分割している。また、非重要領域については、重要領域から遠い部分を大きなDS領域に分割し、重要領域に近い部分を小さなDS領域に分割している。   (A) in the figure shows how the DS area dividing unit 130 divides the DS area. The DS area dividing unit 130 divides the entire image area by mixing two or more DS areas having different sizes. Here, a large DS area composed of 32 × 32 pixels and a small DS area composed of 16 × 16 pixels are mixed. At this time, the important area is divided so as to be included in a small DS area. As for the non-important region, a portion far from the important region is divided into large DS regions, and a portion close to the important region is divided into small DS regions.

具体的には、画像入力装置101から入力された96×96ピクセルの画像データについて、当該画像の領域全体を7個の大きなDS領域(♯1〜♯3,♯4,♯7,♯10,♯13)及び8個の小さなDS領域(♯5,♯6,♯8,♯9,♯11,♯12,♯14,♯15)に分割し、各DS領域の画像データをダウンサンプリング部131へ出力している。このうち♯9,♯12,♯15が重要領域であり、いずれも小さなDS領域に分割されている。   Specifically, with respect to 96 × 96 pixel image data input from the image input device 101, the entire area of the image is divided into seven large DS areas (# 1 to # 3, # 4, # 7, # 10, # 13) and eight small DS regions (# 5, # 6, # 8, # 9, # 11, # 12, # 14, # 15), and the image data in each DS region is downsampled 131. Is output to. Of these, # 9, # 12, and # 15 are important regions, and all are divided into small DS regions.

図中の(b)には、ダウンサンプリング部131によるダウンサンプリングの様子が示されている。ダウンサンプリング部131は、非重要領域である各DS領域についてダウンサンプリングを行って、8×8ピクセルからなる縮小データへ変換している。つまり、DS領域のサイズに応じた縮小率でダウンサンプリングを行って、DS領域のサイズにかかわらず、同じサイズの縮小データに変換している。   (B) in the figure shows a state of downsampling by the downsampling unit 131. The down-sampling unit 131 performs down-sampling on each DS area, which is an unimportant area, and converts it into reduced data composed of 8 × 8 pixels. That is, downsampling is performed at a reduction rate corresponding to the size of the DS area, and the data is converted into reduced data of the same size regardless of the size of the DS area.

具体的には、DS領域分割部130により32×32ピクセルに分割された大きなDS領域(♯1〜♯3,♯4,♯7,♯10,♯13)については、縦横のピクセル数をそれぞれ1/4に縮小させるダウンサンプリングを行っている。一方、16×16ピクセルに分割された小さなDS領域(♯5,♯6,♯8,♯11,♯14)については、縦横のピクセル数をそれぞれ1/2に縮小させるダウンサンプリングを行っている。この結果、16×16ピクセルの非縮小データ(♯9,♯12,♯15)と、8×8ピクセルの縮小データとが再配置部132へ出力される。   Specifically, for the large DS regions (# 1 to # 3, # 4, # 7, # 10, # 13) divided into 32 × 32 pixels by the DS region dividing unit 130, the number of vertical and horizontal pixels is respectively set. Downsampling is performed to reduce it to 1/4. On the other hand, for small DS regions (# 5, # 6, # 8, # 11, # 14) divided into 16 × 16 pixels, down-sampling is performed to reduce the number of vertical and horizontal pixels by half. . As a result, 16 × 16 pixel non-reduced data (# 9, # 12, # 15) and 8 × 8 pixel reduced data are output to the rearrangement unit 132.

図中の(c)には、再配置部132によるデータ再配置の様子が示されている。再配置部132は、小さなDS領域(16×16ピクセル)内に縮小データを再配置している。その際、ダウンサンプリング部131において、1/4にダウンサンプリグされた縮小データ(1/4縮小データ)と、1/2にダウンサンプリグされた縮小データ(1/2縮小データ)とを区分し、同一のDS領域内に1/4縮小データ及び1/2縮小データを混在させないように再配置している。   (C) in the figure shows a state of data rearrangement by the rearrangement unit 132. The rearrangement unit 132 rearranges the reduced data in a small DS area (16 × 16 pixels). At that time, in the downsampling unit 131, the reduced data down-sampled to 1/4 (1/4 reduced data) and the reduced data down-sampled to 1/2 (1/2 reduced data) are distinguished. However, rearrangement is performed so that 1/4 reduced data and 1/2 reduced data are not mixed in the same DS area.

また、1/4縮小データを配置する場合と、1/2縮小データを配置する場合について、DS領域内におけるフィル領域及び縮小データの配置を異ならせて、フィル領域に基づいて両者を識別可能にしている。具体的には、1/2縮小データをDS領域内に配置する場合には、実施の形態1の場合と同様、右下にフィル領域を配置するととともに、縮小データを左上、右上、左下の順に配置していく。一方、1/4縮小データをDS領域内に配置する場合には、左上にフィル領域を配置するととともに、縮小データを右下、左下、右上の順に配置していく。   Also, in the case of arranging 1/4 reduced data and the case of arranging 1/2 reduced data, the arrangement of the fill area and reduced data in the DS area is made different so that both can be identified based on the fill area. ing. Specifically, when ½ reduced data is arranged in the DS area, the fill area is arranged in the lower right as in the first embodiment, and the reduced data is arranged in the order of upper left, upper right, and lower left. Place it. On the other hand, when 1/4 reduced data is arranged in the DS area, the fill area is arranged in the upper left, and the reduced data is arranged in the order of lower right, lower left, and upper right.

縮小データ♯1〜♯3は1/4縮小データであるため、16×16ピクセルのDS領域内の左上にフィル領域を配置し、右下から所定の順に各縮小データが配置される。縮小データ♯4も1/4縮小データであるため、同様にして、次のDS領域内に配置される。続く縮小データ♯5,♯6は1/2縮小データであるため、縮小データ♯4と同じDS領域には配置せず、新たなDS領域に配置される。従って、縮小データ♯4が配置されたDS領域の空き領域にはフィルデータが挿入され、次のDS領域内の右下にフィル領域を配置し、縮小データ♯5,♯6が左上から所定の順に配置される。次の縮小データ♯7は1/4縮小データであるため、縮小データ♯5,♯6とは別のDS領域に配置される。以下、同様にして非縮小データ及び縮小データが順に再配置されていく。   Since the reduced data # 1 to # 3 are 1/4 reduced data, the fill area is arranged at the upper left in the DS area of 16 × 16 pixels, and the reduced data are arranged in a predetermined order from the lower right. Since the reduced data # 4 is 1/4 reduced data, it is similarly arranged in the next DS area. Since the subsequent reduced data # 5 and # 6 are ½ reduced data, they are not arranged in the same DS area as the reduced data # 4, but are arranged in a new DS area. Accordingly, fill data is inserted into the empty area of the DS area where the reduced data # 4 is arranged, the fill area is arranged at the lower right in the next DS area, and the reduced data # 5 and # 6 are predetermined from the upper left. Arranged in order. Since the next reduced data # 7 is 1/4 reduced data, it is arranged in a different DS area from the reduced data # 5 and # 6. Thereafter, similarly, non-reduced data and reduced data are rearranged in order.

図中の(c)を図11の(c)と比較すれば、いずれも重要領域についてはダウンサンプリングを行わず、非重要領域についてはダウンサンプリングを行って1/4縮小データに変換しているにもかかわらず、画像領域全体のサイズをより縮小できていることがわかる。   If (c) in the figure is compared with (c) in FIG. 11, in any case, down-sampling is not performed for the important area, and down-sampling is performed for the non-important area to convert it into 1/4 reduced data. Nevertheless, it can be seen that the size of the entire image area can be further reduced.

図13の(a)〜(h)は、DS領域が16×16ピクセル、縮小データが8×8ピクセルの場合におけるDS領域内の全ての配置状態を示した図である。(a)は、DS領域内にフィル領域が存在しない場合であり、非縮小データが配置されていると判別することができる。この判別は、DS領域内の左上及び右下がフィル領域でないことを判別するだけで行うことができる。(b)〜(d)は、DS領域内に1〜3個の1/2縮小データが配置されている場合、(e)〜(g)は、DS領域内に1〜3個の1/4縮小データが配置されている場合、(h)は、DS領域がフィル領域のみからなる場合であり、いずれも8×8ピクセルからなるフィル領域の配置により判別することができる。なお、(b)〜(g)の場合におけるフィル領域の配置方法は、本実施の形態の例に限られるものではなく、上述した14通りの中から任意に選択可能である。   (A) to (h) of FIG. 13 are diagrams showing all arrangement states in the DS area when the DS area is 16 × 16 pixels and the reduced data is 8 × 8 pixels. (A) is a case where no fill area exists in the DS area, and it can be determined that non-reduced data is arranged. This determination can be made only by determining that the upper left and lower right in the DS area are not the fill area. (B) to (d) show that 1 to 3 1/2 reduced data are arranged in the DS area, and (e) to (g) show 1 to 3 1/1 in the DS area. When 4 reduced data is arranged, (h) is a case where the DS area is composed only of the fill area, which can be determined by the arrangement of the fill area composed of 8 × 8 pixels. Note that the fill region arrangement method in the cases (b) to (g) is not limited to the example of the present embodiment, and can be arbitrarily selected from the 14 types described above.

実施の形態4.
実施の形態3では、画像領域全体を異なるサイズのDS領域に分割し、ダウンサンプリングにおける縮小率を異ならせる場合について説明した。これに対し、本実施の形態では、画像領域全体を同一サイズのDS領域に分割し、階層的にダウンサンプリングを行う場合について説明する。
Embodiment 4 FIG.
In the third embodiment, the case has been described in which the entire image region is divided into DS regions of different sizes and the reduction ratio in downsampling is made different. On the other hand, in the present embodiment, a case will be described in which the entire image region is divided into DS regions of the same size and hierarchical downsampling is performed.

本実施の形態では、ダウンサンプリング部131において、重要領域を含まない一部のDS領域に対し、2回(又は3回以上)のダウンサンプリングが行われる。すなわち、複数のDS領域について、それぞれダウンサンプリングを行って得られた複数の縮小データを集め、これらの縮小データの集合体に対して再度ダウンサンプリングを行っている。この場合、2回ダウンサンプリングされたDS領域は、演算精度による誤差やフィルタ処理に起因する差を除けば、縮小率が2倍のダウンサンプリングを行った場合と同じ結果が得られる。つまり、階層的なダウンサンプリングを行っても、実施の形態3の場合と、ほぼ同じ結果を得ることができる。   In the present embodiment, the downsampling unit 131 performs downsampling twice (or three times or more) for a part of DS regions not including the important region. That is, for a plurality of DS regions, a plurality of reduced data obtained by downsampling is collected, and downsampling is performed again on the aggregate of these reduced data. In this case, the DS region that has been down-sampled twice can obtain the same result as when down-sampling with a reduction ratio of 2 is performed, except for errors due to calculation accuracy and differences due to filter processing. That is, even if hierarchical downsampling is performed, almost the same result as in the third embodiment can be obtained.

図14及び図15の(a)〜(e)は、本発明の実施の形態4による画像圧縮伸張システムの動作の一例を示した図である。図中の(a)には、DS領域分割部130によるDS領域分割の様子が示されている。DS領域分割部130は、実施の形態1の場合と全く同様にして、画像領域全体を16×16ピクセルのDS領域(♯1〜♯36)に分割している。このうち♯22,♯28,♯34が重要領域である。   14 (a) to 15 (e) are diagrams showing an example of the operation of the image compression / decompression system according to the fourth embodiment of the present invention. (A) in the figure shows how the DS area dividing unit 130 divides the DS area. The DS area dividing unit 130 divides the entire image area into 16 × 16 pixel DS areas (# 1 to # 36) in exactly the same manner as in the first embodiment. Of these, # 22, # 28, and # 34 are important regions.

図中の(b)には、ダウンサンプリング部131による1回目のダウンサンプリングの様子が示されている。ダウンサンプリング部131は、非重要領域である各DS領域についてダウンサンプリングを行い、16×16ピクセルからなる1/2縮小データへ変換している。ここまでの動作は、実施の形態1の場合と同じである。   (B) in the figure shows the state of the first downsampling by the downsampling unit 131. The down-sampling unit 131 performs down-sampling for each DS area which is an unimportant area, and converts it into 1/2 reduced data composed of 16 × 16 pixels. The operation so far is the same as that in the first embodiment.

図中の(c)には、縮小データをグループ化する様子が示されている。ダウンサンプリング部131は、隣接する4個の1/2縮小データをグループ化することによって、16×16ピクセルからなる新たなDS領域を生成する。すなわち、隣接する縮小データ♯1,♯2,♯7及び♯8を集めて新DS領域♯Aを生成し、縮小データ♯3,♯4,♯9及び♯10を集めて新DS領域♯Bを生成する。以下も同様にして、新DS領域♯A〜♯Gを生成する。その際、グループ化できない縮小データ♯15,♯16,♯21,♯27及び♯33は、そのままにしておく。   (C) in the figure shows how reduced data is grouped. The downsampling unit 131 generates a new DS region composed of 16 × 16 pixels by grouping four adjacent ½ reduced data. That is, adjacent reduced data # 1, # 2, # 7 and # 8 are collected to generate a new DS area #A, and reduced data # 3, # 4, # 9 and # 10 are collected to create a new DS area #B. Is generated. Similarly, new DS regions #A to #G are generated. At this time, the reduced data # 15, # 16, # 21, # 27 and # 33 which cannot be grouped are left as they are.

図中の(d)には、ダウンサンプリング部131による2回目のダウンサンプリングの様子が示されている。2回目のダウンサンプリングは、グループ化された新DS領域に対してのみ行われ、これらの領域については8×8ピクセルからなる1/4縮小データが生成される。2回目のダウンサンプリングが完了した時点で、実施の形態3における図12の(b)と同じ状態になる。   (D) in the figure shows the second down-sampling state by the down-sampling unit 131. FIG. The second downsampling is performed only on the grouped new DS regions, and 1/4 reduced data consisting of 8 × 8 pixels is generated for these regions. When the second downsampling is completed, the same state as in FIG. 12B in the third embodiment is obtained.

図中の(e)には、再配置部132によるデータ再配置の様子が示されている。再配置部132は、2回ダウンサンプリングされた1/4縮小データと、1回ダウンサンプリングされた1/2縮小データとを区分し、同一のDS領域内に1/4縮小データ及び1/2縮小データを混在させないように再配置している。その配置方法は、実施の形態3の場合と同様である。   (E) in the figure shows a state of data rearrangement by the rearrangement unit 132. The rearrangement unit 132 separates the 1/4 reduced data down-sampled twice and the 1/2 reduced data down-sampled once, and reduces the 1/4 reduced data and 1/2 in the same DS region. Rearranged so that reduced data is not mixed. The arrangement method is the same as in the third embodiment.

実施の形態5.
上記実施の形態では、画像縮小コンバータ13及び画像拡大コンバータ24が、輝度データY及び色差データU,Vについて同じ処理をそれぞれ行っており、これらの各データに対する処理を区別することなく説明した。これに対し、本実施の形態では、輝度データYに対する処理と、色差データU,Yに対する処理とを異ならせる場合について説明する。
Embodiment 5 FIG.
In the above embodiment, the image reduction converter 13 and the image enlargement converter 24 perform the same processing for the luminance data Y and the color difference data U and V, respectively, and the processing for each of these data has been described without distinction. On the other hand, in the present embodiment, a case will be described in which processing for luminance data Y is different from processing for color difference data U and Y.

図16は、本発明の実施の形態5による画像圧縮装置の要部の一構成例を示したブロック図であり、図2の画像縮小コンバータ13の詳細構成が示されている。この画像縮小コンバータ13は、YUVに共通のDS領域分割部130と、YUVごとの3個のダウンサンプリング部131,131sと、YUVごとの3個の再配置部132,132sにより構成される。   FIG. 16 is a block diagram showing a configuration example of a main part of the image compression apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, and shows a detailed configuration of the image reduction converter 13 of FIG. The image reduction converter 13 includes a DS region dividing unit 130 common to YUV, three down-sampling units 131 and 131s for each YUV, and three rearrangement units 132 and 132s for each YUV.

DS領域分割部130は、輝度データY及び色差データU,VのそれぞれについてDS領域への分割を行っており、実施の形態1の場合と同様のDS領域分割処理が行われている。つまり、YUVそれぞれについて、同じピクセルデータは同じDS領域に属するようにDS領域分割が行われている。   The DS area dividing unit 130 divides each of the luminance data Y and the color difference data U and V into the DS area, and the DS area dividing process similar to that in the first embodiment is performed. That is, for each YUV, DS area division is performed so that the same pixel data belongs to the same DS area.

ダウンサンプリング部131は、輝度データYのダウンサンプリングを行う適用型ダウンサンプリング部であり、実施の形態1の場合と同様、対象となるDS領域が重要領域であるか否かを判定し、この判定結果に基づいてダウンサンプリングを行っている(図6参照)。一方、2個のダウンサンプリング部131sは、色差データU,Vのダウンサンプリングをそれぞれ行っているが、ダウンサンプリングを行うか否かの判断は、輝度データ用のダウンサンプリング部131の判定結果に従う。   The downsampling unit 131 is an applied downsampling unit that performs downsampling of the luminance data Y. As in the case of the first embodiment, the downsampling unit 131 determines whether or not the target DS region is an important region. Downsampling is performed based on the result (see FIG. 6). On the other hand, the two down-sampling units 131s perform the down-sampling of the color difference data U and V, respectively. The determination of whether or not to perform the down-sampling depends on the determination result of the down-sampling unit 131 for luminance data.

図17は、図16のダウンサンプリング部131sの詳細構成例を示したブロック図である。このダウンサンプリング部131sは、図6の適応型ダウンサンプリング部131と比較すれば、出力選択部32を制御するための減算器33及びダウンサンプリング判定部(DS判定部)34を有していない点で相違する。このため、出力選択部32は、輝度データY用のダウンサンプリング部131におけるDS判定部34の判定結果に基づいて動作させている。つまり、同じDS領域は、輝度データYについてダウンサンプリングを行えば、色差データU,Vについてもダウンサンプリングが行われ、輝度データYについてダウンサンプリングが行われなければ、色差データU,Vについてもダウンサンプリングが行われない。   FIG. 17 is a block diagram illustrating a detailed configuration example of the downsampling unit 131s of FIG. The downsampling unit 131s does not have a subtractor 33 and a downsampling determination unit (DS determination unit) 34 for controlling the output selection unit 32 as compared with the adaptive downsampling unit 131 of FIG. Is different. Therefore, the output selection unit 32 is operated based on the determination result of the DS determination unit 34 in the downsampling unit 131 for the luminance data Y. That is, in the same DS region, if the luminance data Y is downsampled, the color difference data U and V are also downsampled. If the luminance data Y is not downsampled, the color difference data U and V are also downsampled. Sampling is not performed.

再配置部132は、輝度データYについて縮小データの再配置を行っており、実施の形態1の場合と同様、縮小データを再配置するとともに、縮小データが配置されたDS領域内の所定位置にフィルデータからなる識別領域を配置している。一方、再配置部132sは、色差データU,Vについて縮小データの再配置を行っているが、その際、縮小データが配置されたDS領域であっても、当該DS領域内にフィルデータからなる識別領域を配置しない。このため、輝度データYに比べ、同じDS領域内により多くの縮小データを配置することができる。   The rearrangement unit 132 rearranges the reduced data with respect to the luminance data Y, and rearranges the reduced data as in the case of the first embodiment, and at a predetermined position in the DS area where the reduced data is arranged. An identification area made up of fill data is arranged. On the other hand, the rearrangement unit 132s rearranges the reduced data for the color difference data U and V. At this time, even in the DS area in which the reduced data is arranged, the rearrangement unit 132s includes fill data in the DS area. Do not place the identification area. Therefore, more reduced data can be arranged in the same DS area than the luminance data Y.

図18は、本発明の実施の形態5による画像圧縮伸張システムの動作の一例を示した図である。この図は、図7(実施の形態1)と同じ画像データに関し、図中の(a)に輝度データYの再配置の様子、図中の(b)に色差データU,Vの再配置の様子がそれぞれ示されている。   FIG. 18 is a diagram showing an example of the operation of the image compression / decompression system according to Embodiment 5 of the present invention. This figure relates to the same image data as FIG. 7 (Embodiment 1), (a) in the figure shows the rearrangement of the luminance data Y, and (b) in the figure shows the rearrangement of the color difference data U and V. Each is shown.

輝度データYに関する再配置処理は、実施の形態1で説明した方法と同じ処理であるため、ここでは説明を省略する。色差データU,Vについては、連続する縮小データをDS領域内に再配置していく際、1つのDS領域内に4個の縮小データを配置している。このため、ダウンサンプリング部131sから5個以上の縮小データが連続して入力された場合、5個目以降の縮小データが次のDS領域に配置される。つまり、1つのDS領域内に配置できる最大数に達するまで、各DS領域ごとに縮小データを詰めて配置している。一方、連続する縮小データが3個以下の場合には、空き領域にフィルデータが挿入される。図中では、♯1〜♯4が最初のDS領域に配置され、♯5〜♯8が次のDS領域に配置されている。以降も同様にして連続する縮小データ♯1〜♯21が4個ずつDS領域内に配置されていく。その他の処理は、輝度データYの場合と同様である。   Since the rearrangement process related to the luminance data Y is the same process as the method described in the first embodiment, the description thereof is omitted here. Regarding the color difference data U and V, when the reduced data is rearranged in the DS area, four pieces of reduced data are arranged in one DS area. Therefore, when five or more pieces of reduced data are continuously input from the downsampling unit 131s, the fifth and subsequent pieces of reduced data are arranged in the next DS area. That is, the reduced data is arranged in each DS area in a packed manner until the maximum number that can be arranged in one DS area is reached. On the other hand, if the number of continuous reduced data is three or less, fill data is inserted into the empty area. In the figure, # 1 to # 4 are arranged in the first DS area, and # 5 to # 8 are arranged in the next DS area. In the same manner, four consecutive reduced data # 1 to # 21 are arranged in the DS region in succession. Other processes are the same as those in the case of the luminance data Y.

この場合、再配置された色差データU,Vには、フィルデータからなる識別領域が配置されていないため、再配置後の色差データU,Vに基づいて、配置復元時に縮小データと非縮小データの識別を行うことができない。しかしながら、本実施の形態では、色差データU,V及び輝度データYについて、ダウンサンプリングを行うDS領域を一致させており、また、JPEG圧縮後の色差データU,Vは、JPEG圧縮後の輝度データYとともに、送信側ユニットUtから受信側ユニットUrへ伝送される。このため、再配置後の輝度データYに基づいて、再配置後の色差データU,Vについても縮小データと非縮小データを識別することができ、その配置を復元することができる。   In this case, since the re-arranged color difference data U and V do not have an identification area made up of fill data, the reduced data and the non-reduced data are reconstructed based on the color difference data U and V after the rearrangement. Cannot be identified. However, in the present embodiment, the color difference data U and V and the luminance data Y are made to coincide with the DS area where downsampling is performed, and the color difference data U and V after JPEG compression are the luminance data after JPEG compression. Along with Y, the data is transmitted from the transmission side unit Ut to the reception side unit Ur. Therefore, reduced data and non-reduced data can be identified for the color difference data U and V after rearrangement based on the luminance data Y after rearrangement, and the arrangement can be restored.

図19は、本発明の実施の形態5による画像伸張装置の要部の一構成例を示したブロック図であり、図3の画像拡大コンバータ24の詳細構成が示されている。この画像拡大コンバータ24は、YUVに共通のDS領域分割部240と、YUVごとの3個の配置復元部241,241sと、YUVに共通の補間処理部242により構成される。   FIG. 19 is a block diagram showing a configuration example of a main part of an image expansion apparatus according to Embodiment 5 of the present invention, and shows a detailed configuration of the image enlargement converter 24 of FIG. The image enlargement converter 24 includes a DS region dividing unit 240 common to YUV, three arrangement restoring units 241 and 241 s for each YUV, and an interpolation processing unit 242 common to YUV.

DS領域分割部240は、JPEGデコーダ23から出力される輝度データY及び色差データU,VのそれぞれについてDS領域への分割を行っており、実施の形態1の場合と同様のDS領域分割処理が行われている。   The DS area dividing unit 240 divides each of the luminance data Y and the color difference data U and V output from the JPEG decoder 23 into the DS area, and the DS area dividing process similar to that in the first embodiment is performed. Has been done.

配置復元部241は、輝度データYの配置復元を行っており、実施の形態1の場合と同様、対象となるDS領域が縮小データ及び非縮小データのいずれであるのかを判別し、この判別結果に基づいて、これらのデータ配置を復元している。一方、2個の配置復元部241sは、色差データU,Vの配置復元を行っているが、対象となるDS領域が縮小データ及び非縮小データのいずれであるのかの判別は、輝度データ用の配置復元部241の判別結果を利用している。   The arrangement restoration unit 241 performs the arrangement restoration of the luminance data Y, and determines whether the target DS area is reduced data or non-reduced data, as in the case of the first embodiment. Based on the above, these data arrangements are restored. On the other hand, the two arrangement restoration units 241s perform the arrangement restoration of the color difference data U and V. The determination of whether the target DS area is reduced data or non-reduced data is for luminance data. The determination result of the arrangement restoration unit 241 is used.

すなわち、縮小データ及び非縮小データの配置は、これらの出現順が決まれば一意に決まる。このため、輝度データY用の配置復元部241の判別結果から、再配置された色差データU,Vにおける縮小データ及び非縮小データの配置を知ることができる。この様にして、配置復元部241sは配置復元を行っている。   That is, the arrangement of the reduced data and the non-reduced data is uniquely determined if the order of appearance is determined. For this reason, the arrangement of the reduced data and the non-reduced data in the rearranged color difference data U and V can be known from the determination result of the arrangement restoration unit 241 for the luminance data Y. In this way, the arrangement restoration unit 241s performs the arrangement restoration.

実施の形態6.
実施の形態5では、YUV変換部10においてYUV444フォーマットへの変換が行われ、変換後の輝度データ及び色差データのデータ数が同一である場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、YUV422,YUV420などへの変換が行われ、変換後の輝度データ及び色差データのデータ数が異なる場合について更に説明する。
Embodiment 6 FIG.
In the fifth embodiment, an example has been described in which the YUV conversion unit 10 performs conversion to the YUV444 format and the number of converted luminance data and color difference data is the same. On the other hand, in this embodiment, the case where the conversion to YUV422, YUV420, etc. is performed, and the number of data of the converted luminance data and color difference data is further described.

一般に、人間の目は、輝度成分に比べて色成分に対する識別力が弱く、垂直方向に比べて水平方向に対する識別力が弱い。YUV422,YUV420などのフォーマットでは、このような視覚特性を利用して、色差データのデータ数が輝度データよりも少なくなっている。つまり、YUV変換部10において、RGBフォーマットがYUV422,YUV420などのフォーマットへ変換された画像データは、輝度データYのデータ数と、色差データU,Vのデータ数とが一致しない。従って、DS領域分割部130において、輝度データY及び色差データU,Vが同じサイズのDS領域にそれぞれ分割されると、色差データU,Vの各DS領域と、輝度データYのDS領域とは一致しなくなる。以下では、必要に応じて、色差データU,VのDS領域の「色差DS領域」、輝度データYのDS領域を「輝度DS領域」と呼んで区別することにする。   In general, the human eye has a weak discriminating power for color components compared to a luminance component, and a weak discriminating power in the horizontal direction compared to the vertical direction. In formats such as YUV422 and YUV420, the number of color difference data is smaller than that of luminance data using such visual characteristics. That is, in the YUV conversion unit 10, the number of luminance data Y and the number of color-difference data U and V does not match the image data in which the RGB format is converted into a format such as YUV422 and YUV420. Accordingly, when the luminance data Y and the color difference data U and V are respectively divided into DS areas of the same size in the DS area dividing unit 130, the DS areas of the color difference data U and V and the DS area of the luminance data Y are as follows. It will not match. In the following description, the “color difference DS region” of the DS region of the color difference data U and V and the DS region of the luminance data Y are referred to as “luminance DS region” as necessary.

図20は、YUV422フォーマットの画像データの一例を示した図である。YUV422フォーマットの場合、色差データU,Vの水平データ数が輝度データYの半分になっており、各色差データU,Vは、水平方向に隣接する2個の輝度データYに対応づけられている。このため、色差DS領域も水平方向に隣接する2個の輝度DS領域に対応している。   FIG. 20 is a diagram illustrating an example of image data in the YUV422 format. In the case of the YUV422 format, the number of horizontal data of the color difference data U and V is half that of the luminance data Y, and each color difference data U and V is associated with two pieces of luminance data Y adjacent in the horizontal direction. . For this reason, the color difference DS region also corresponds to two luminance DS regions adjacent in the horizontal direction.

図中の(a)は輝度データYについてDS領域分割の様子が示され、図中の(b)は輝度データYについてDS領域分割の様子が示されている。96×96ピクセルからなるYUV422フォーマットの画像データは、96×96個の輝度データYと、それぞれ48×96個の色差データU,Vからなる。輝度データY及び色差データU,Vは、DS領域分割部130において、16×16個のデータからなるDS領域にそれぞれ分割されるため、輝度データYは、36個の輝度DS領域(♯1〜♯36)に分割され、色差データU,Vは、18個の色差DS領域(♯1〜♯18)に分割される。この場合、色差DS領域#nは、輝度DS領域#2n−1及び#2nに対応している(nは1〜18の整数)。   (A) in the figure shows the state of the DS area division for the luminance data Y, and (b) in the figure shows the state of the DS area division for the luminance data Y. The image data in the YUV422 format composed of 96 × 96 pixels includes 96 × 96 luminance data Y and 48 × 96 color difference data U and V, respectively. Since the luminance data Y and the color difference data U and V are each divided into 16 × 16 DS regions by the DS region dividing unit 130, the luminance data Y is divided into 36 luminance DS regions (# 1 to # 1). The color difference data U and V are divided into 18 color difference DS regions (# 1 to # 18). In this case, the color difference DS area #n corresponds to the luminance DS areas # 2n-1 and # 2n (n is an integer of 1 to 18).

色差データU,V用のダウンサンプリング部131sは、色差DS領域#nが対応する2個の輝度DS領域♯2n−1,♯2nに関するダウンサンプリング部131での判定結果に基づいて、当該色差DS領域#nについてダウンサンプリングを行うか否かを決定する。具体的には、2個の輝度DS領域♯2n−1,♯2nがともに重要領域である場合には、色差DS領域♯nは重要領域であると決定し、ダウンサンプリングを行わない。一方、2個の輝度DS領域♯2n−1,♯2nのいずれか一方又は両方が非重要領域であれば、色差DS領域♯nは非重要領域であると決定し、ダウンサンプリングが行われる。図20では、輝度DS領域の♯21,♯22,#27,♯28,#33,♯34が重要領域であるため、色差DS領域の♯11,♯14,♯17が重要領域となる。ただし、2個の輝度DS領域♯2n−1,♯2nのうち、一方が重要領域で他方が非重要領域である場合に、色差DS領域♯nについてダウンサンプリングを行うか否かについては、予め任意に定めておくことができる。   The downsampling unit 131s for the color difference data U and V is based on the determination result in the downsampling unit 131 regarding the two luminance DS regions # 2n-1 and # 2n corresponding to the color difference DS region #n. It is determined whether or not downsampling is performed for the region #n. Specifically, when the two luminance DS regions # 2n-1 and # 2n are both important regions, it is determined that the color difference DS region #n is an important region and no downsampling is performed. On the other hand, if one or both of the two luminance DS regions # 2n-1 and # 2n are non-important regions, it is determined that the color difference DS region #n is a non-important region, and downsampling is performed. In FIG. 20, # 21, # 22, # 27, # 28, # 33, and # 34 in the luminance DS area are important areas, so # 11, # 14, and # 17 in the color difference DS area are important areas. However, when one of the two luminance DS regions # 2n-1 and # 2n is an important region and the other is an unimportant region, whether or not the downsampling is performed for the color difference DS region #n is determined in advance. It can be arbitrarily determined.

図21は、本発明の実施の形態6による画像圧縮伸張システムの動作の一例を示した図である。図21の(a)には、図20に示した輝度データYについて、データ再配置の様子が示されている。また、図21の(b)には、図20に示した色差データU,Vについて、データ再配置の様子が示されている。   FIG. 21 is a diagram showing an example of the operation of the image compression / decompression system according to the sixth embodiment of the present invention. FIG. 21A shows the state of data rearrangement for the luminance data Y shown in FIG. FIG. 21B shows the state of data rearrangement for the color difference data U and V shown in FIG.

再配置部132は、画像縮小コンバータ13へ入力される輝度データYと、画像縮小コンバータ13から出力される輝度データYについて、水平方向のデータ数を一致させるように、ダウンサンプリング部131から出力される縮小データを再配置している。図21の(a)では、水平方向のデータ数が96個となるように再配置を行っている。   The rearrangement unit 132 is output from the downsampling unit 131 so that the luminance data Y input to the image reduction converter 13 and the luminance data Y output from the image reduction converter 13 match the number of data in the horizontal direction. The reduced data is rearranged. In FIG. 21A, rearrangement is performed so that the number of horizontal data is 96.

全く同様にして、再配置部132sは、画像縮小コンバータ13へ入力される色差データU,Vと、画像縮小コンバータ13から出力される色差データU,Vについて、水平方向のデータ数を一致させるように、ダウンサンプリング部131sから出力される縮小データを再配置している。図21の(b)では、水平方向のデータ数が48個となるように再配置を行っている。   In exactly the same manner, the rearrangement unit 132s matches the color difference data U and V input to the image reduction converter 13 with the number of data in the horizontal direction for the color difference data U and V output from the image reduction converter 13. Furthermore, the reduced data output from the downsampling unit 131s is rearranged. In FIG. 21B, rearrangement is performed so that the number of horizontal data is 48.

本実施の形態では、色差DS領域と輝度DS領域とが一致していないが、YUVフォーマットに応じて、色差DS領域は、輝度DS領域に対応づけられている。このため、実施の形態5の場合と同様、再配置後の輝度データYに含まれる識別情報に基づいて、再配置後の色差データU,Vについても縮小データと非縮小データを識別することができ、その配置を復元することができる。   In the present embodiment, the color difference DS area and the luminance DS area do not match, but the color difference DS area is associated with the luminance DS area according to the YUV format. Therefore, as in the case of the fifth embodiment, reduced data and non-reduced data can be identified for the color difference data U and V after rearrangement based on the identification information included in the luminance data Y after rearrangement. Can be restored.

なお、JPEG圧縮器(JPEGチップなど)には、RGBフォーマットをYUV422フォーマットに変換するYUV変換部10がJPEGエンコーダ14の前段に設けられ、入力画像データのフォーマットとしてRGBフォーマットを採用しているものがある。図2の画像圧縮部11として、この様なJPEG圧縮器を使用する場合、画像縮小コンバータ13から出力されるYUVフォーマットの画像データを一旦RGBフォーマットに変換し、当該JPEG圧縮器へ入力すればよい。   A JPEG compressor (such as a JPEG chip) is provided with a YUV conversion unit 10 that converts an RGB format into a YUV422 format before the JPEG encoder 14 and adopts an RGB format as a format of input image data. is there. When such a JPEG compressor is used as the image compression unit 11 in FIG. 2, image data in the YUV format output from the image reduction converter 13 may be temporarily converted into the RGB format and input to the JPEG compressor. .

この場合、画像縮小コンバータの前段にあるYUV変換部10では、YUV444、YUV422などの任意のフォーマットを選択することができる。YUV422を選択した場合、画像縮小コンバータ13は上述した本実施の形態の場合と同様になる。一方、YUV444を採用した場合には、その後、JPEG圧縮器内においてYUV422に再変換されることを考慮して、ダウンサンプリング処理における縮小データのサイズを決めることが望ましい。つまり、色差データについては、水平方向に隣接する2個のDS領域を合成して新たなDS領域とし、この新たなDS領域についてダウンサンプリングを行うことが望ましい。   In this case, the YUV conversion unit 10 at the front stage of the image reduction converter can select an arbitrary format such as YUV444 or YUV422. When YUV422 is selected, the image reduction converter 13 is the same as in the above-described embodiment. On the other hand, when YUV444 is adopted, it is desirable to determine the size of the reduced data in the downsampling process in consideration of the subsequent re-conversion to YUV422 within the JPEG compressor. In other words, for color difference data, it is desirable to combine two adjacent DS regions in the horizontal direction to form a new DS region, and downsample the new DS region.

ただし、DS領域分割部130において、輝度データY及び色差データU,Vに関するDS領域のサイズを異ならせ、色差データU,Vについては、上記新たなDS領域への分割を行っておけば、上記合成処理は不要となる。例えば、YUV422フォーマットの場合であれば、DS領域分割部130が、輝度データYについては16×16ピクセルのDS領域に分割し、色差データについては、水平方向のピクセル数を2倍にした32×16ピクセルからなるDS領域に分割すればよい。   However, if the DS area dividing unit 130 changes the size of the DS area relating to the luminance data Y and the color difference data U and V, and the color difference data U and V are divided into the new DS areas, The synthesis process is not necessary. For example, in the case of the YUV422 format, the DS area dividing unit 130 divides the luminance data Y into 16 × 16 pixel DS areas, and the color difference data is 32 × obtained by doubling the number of pixels in the horizontal direction. What is necessary is just to divide | segment into the DS area | region which consists of 16 pixels.

実施の形態7.
上記実施の形態5及び6では、色差データU,Vの縮小データを1つの色差DS領域内に詰めて再配置する一方、非縮小データについては、このような再配置を行わない場合について説明した。これに対し、本実施の形態では、縮小データとともに非縮小データも再配置させる場合について説明する。
Embodiment 7 FIG.
In Embodiments 5 and 6 described above, the reduced data of the color difference data U and V is rearranged by being packed in one color difference DS area, while the case where such rearrangement is not performed for non-reduced data has been described. . In contrast, in the present embodiment, a case where non-reduced data is rearranged together with reduced data will be described.

図22は、本発明の実施の形態7による画像縮小コンバータ13の一構成例を示したブロック図である。この画像縮小コンバータ13は、図16の場合(実施の形態5)と比較すれば、2つの非縮小データ分割部134を備えている点で異なる。   FIG. 22 is a block diagram showing a configuration example of the image reduction converter 13 according to the seventh embodiment of the present invention. This image reduction converter 13 is different from the case of FIG. 16 (Embodiment 5) in that it includes two non-reduction data division units 134.

非縮小データ分割部134は、色差データU,V用のダウンサンプリング部131sから出力される非縮小データを縮小データと同じサイズに分割して、再配置部132sへ出力する。再配置部132sは、縮小データ及び非縮小データを区別することなく、実施の形態5又は6における縮小データの場合と全く同様にして、これらのデータを再配置する。すなわち、1つの色差DS領域内に配置できる最大数に達するまで、各色差DS領域ごとに縮小データ又は非縮小データを詰めて再配置していく。   The non-reduced data dividing unit 134 divides the non-reduced data output from the downsampling unit 131s for the color difference data U and V into the same size as the reduced data, and outputs it to the rearrangement unit 132s. The rearrangement unit 132s rearranges these data in the same manner as in the case of the reduced data in the fifth or sixth embodiment without distinguishing between the reduced data and the non-reduced data. That is, until the maximum number that can be arranged in one color difference DS area is reached, reduced data or non-reduced data is packed and rearranged for each color difference DS area.

図23及び図24は、本発明の実施の形態7による画像圧縮伸張システムの動作の一例を示した図である。図23は、図22の画像縮小コンバータ13における非縮小データの分割処理までの一例を示した図である。図中の(a)には、DS領域分割部130から出力される色差データU,Vの一例が示されている。この色差データU,Vは、図20の場合(実施の形態6)と同じものであり、DS領域分割部130において、16×16個のデータからなる色差DS領域♯1〜♯18に分割されている。また、色差DS領域♯11,♯14及び♯17が重要領域であり、その他の色差DS領域は非重要領域であるものとする。   23 and 24 are diagrams showing an example of the operation of the image compression / decompression system according to the seventh embodiment of the present invention. FIG. 23 is a diagram showing an example up to the non-reduced data dividing process in the image reduction converter 13 of FIG. An example of the color difference data U and V output from the DS area dividing unit 130 is shown in (a) in the figure. The color difference data U and V are the same as those in the case of FIG. 20 (Embodiment 6), and are divided into color difference DS areas # 1 to # 18 made up of 16 × 16 data in the DS area dividing unit 130. ing. Further, it is assumed that the color difference DS areas # 11, # 14, and # 17 are important areas, and the other color difference DS areas are non-important areas.

図中の(b)は、ダウンサンプリング部131sから出力される縮小データ及び非縮小データが示されている。非重要領域についてはダウンサンプリングが行われ、8×8個の縮小データに変換されている。一方、重要領域についてはダウンサンプリングされることなく、16×16個のデータが非縮小データとして出力される。   (B) in the figure shows reduced data and non-reduced data output from the downsampling unit 131s. Non-important regions are down-sampled and converted to 8 × 8 reduced data. On the other hand, 16 × 16 pieces of data are output as non-reduced data without down-sampling for important regions.

図中の(c)は、非縮小データ分割部134から出力される縮小データ及び分割データが示されている。非縮小データ分割部134は、ダウンサンプリング部131sから入力される縮小データをそのまま出力する一方、非縮小データを縮小データと同じサイズ(8×8)に4分割して出力する。ここでは、ダウンサンプリングが行われていない非縮小データ♯11,♯14,♯17が、それぞれ4分割され、12個の分割データ♯11a〜♯11d,♯14a〜♯14d,♯17a〜♯17dが生成されている。   (C) in the figure shows reduced data and divided data output from the non-reduced data dividing unit 134. The non-reduced data dividing unit 134 outputs the reduced data input from the down-sampling unit 131s as it is, and outputs the non-reduced data by dividing it into four parts having the same size (8 × 8) as the reduced data. Here, non-reduced data # 11, # 14, and # 17 that have not been down-sampled are each divided into four, and 12 divided data # 11a to # 11d, # 14a to # 14d, and # 17a to # 17d. Has been generated.

図24は、図22の再配置部132sの動作の一例を示した図である。この再配置部132sは、縮小データ及び分割データの再配置を行っている。その際、実施の形態5の場合と同様にして、色差DS領域を単位として4個ずつ再配置していくこともできるが、本実施の形態では、水平方向に順次に配置している。すなわち、画像データの左上から開始して、水平方向に左から右へ順次に配置し、画像データの右端に達すれば、下方向へシフトさせて、再び水平方向に左から右へ順次に配置させる動作を繰り返している。なお、分割データを配置する場合には、1個の非縮小データを構成する4個の分割データを連続して配置している。   FIG. 24 is a diagram illustrating an example of the operation of the rearrangement unit 132s of FIG. The rearrangement unit 132s rearranges the reduced data and the divided data. At this time, as in the case of the fifth embodiment, four color difference DS regions can be rearranged in units, but in this embodiment, they are sequentially arranged in the horizontal direction. That is, starting from the upper left of the image data, the image data is sequentially arranged from left to right in the horizontal direction, and when the right end of the image data is reached, the image data is shifted downward and again sequentially arranged from the left to the right in the horizontal direction. The operation is repeated. In the case of arranging divided data, four divided data constituting one non-reduced data are arranged continuously.

この様にして、画像縮小コンバータ13が、色差データU,Vを水平方向に再配置している場合、画像拡大コンバータ24において再配置前の色差データU,Vを復元する際、色差DS領域に分割する必要がない。このため、JPEGデコーダ23から出力された色差データU,Vは、DS領域分割部240を介することなく、配置復元部241sへ入力される。   In this way, when the image reduction converter 13 rearranges the color difference data U and V in the horizontal direction, the image enlargement converter 24 restores the color difference data U and V before the rearrangement to the color difference DS area. There is no need to split. For this reason, the color difference data U and V output from the JPEG decoder 23 are input to the arrangement restoring unit 241 s without passing through the DS area dividing unit 240.

ダウンサンプリングを行っていない非縮小データは、縮小データよりもサイズが大きいが、非縮小データを分割し、縮小データと同一サイズの分割データにすれば、縮小データ及び非縮小データが混在している場合であっても、これらのデータを隙間なく詰めて再配置することができる。従って、フィルデータは、画像データを矩形形状に整形するために最下部に追加するだけでよく、再配置後の色差データU,Vのサイズをより小さくすることができる。   Non-reduced data that has not been downsampled is larger in size than reduced data, but if non-reduced data is divided into divided data having the same size as the reduced data, reduced data and non-reduced data are mixed. Even in this case, these data can be rearranged with no gaps. Accordingly, the fill data only needs to be added at the bottom in order to shape the image data into a rectangular shape, and the size of the color difference data U and V after rearrangement can be further reduced.

なお、画像拡大コンバータ24における復元時には、配置復元部241によって、縮小データの配置復元だけでなく、分割データの配置復元も行われる。分割データの配置復元処理についても、縮小データの配置復元処理と同様、輝度データYに含まれる識別情報に基づいて行うことができることは言うまでもない。   At the time of restoration in the image enlargement converter 24, the arrangement restoration unit 241 performs not only the arrangement restoration of the reduced data but also the arrangement restoration of the divided data. It goes without saying that the divided data arrangement restoration processing can also be performed based on the identification information included in the luminance data Y, similarly to the reduced data arrangement restoration processing.

図25及び図26は、実施の形態6及び7による画像縮小コンバータについて比較説明するための説明図である。図25には、水平方向に重要領域と非重要領域が繰り返し現われる画像データの一例が示されている。この画像データは、YUV422フォーマットが採用された128×96ピクセルの画像データである。輝度DS領域及び色差DS領域は、ともに16×16のデータサイズからなり、輝度データYが48個の輝度DS領域♯1〜#48に分割され、色差データU,Vが24個の色差DS領域♯1〜#24に分割されている。当該画像データは、水平方向に重要領域と非重要領域が繰り返し現われることから、実施の形態6及び7の画像縮小コンバータ13における処理の結果に顕著な差が生じる。   25 and 26 are explanatory diagrams for comparing and explaining the image reduction converters according to the sixth and seventh embodiments. FIG. 25 shows an example of image data in which an important area and an unimportant area repeatedly appear in the horizontal direction. This image data is 128 × 96 pixel image data adopting the YUV422 format. The luminance DS area and the color difference DS area both have a data size of 16 × 16, the luminance data Y is divided into 48 luminance DS areas # 1 to # 48, and the color difference data U and V are 24 color difference DS areas. It is divided into # 1 to # 24. In the image data, an important area and an unimportant area repeatedly appear in the horizontal direction, so that a significant difference occurs in the processing results in the image reduction converter 13 of the sixth and seventh embodiments.

図26は、実施の形態6及び7の画像縮小コンバータ13に図25の画像データが入力された場合の出力データが示されている。図中の(a)には、実施の形態6による再配置後の状態が示され、(b)には、実施の形態7による再配置後の状態が示されている。   FIG. 26 shows output data when the image data of FIG. 25 is input to the image reduction converter 13 of the sixth and seventh embodiments. (A) in the figure shows a state after rearrangement according to the sixth embodiment, and (b) shows a state after rearrangement according to the seventh embodiment.

上述した通り、実施の形態6の画像縮小コンバータ13では、輝度データYに識別領域を挿入しなければならないが、色差データU,Vには識別領域を挿入する必要がない。このため、輝度データY及び色差データU,Vの再配置後のサイズを比較すれば、通常、色差データU,Vの方が小さくなる。ところが、図25に示したような画像データでは、水平方向に重要領域と非重要領域が繰り返し現われることから、YUV422フォーマットの画像データの様に、輝度データY及び色差データU,Vについて水平方向のデータ数が異なる場合には、再配置後のサイズに関する上記関係が逆転する場合がある。   As described above, in the image reduction converter 13 of the sixth embodiment, an identification area must be inserted into the luminance data Y, but it is not necessary to insert an identification area into the color difference data U and V. For this reason, if the sizes of the luminance data Y and the color difference data U and V after rearrangement are compared, the color difference data U and V are usually smaller. However, in the image data as shown in FIG. 25, since the important area and the non-important area repeatedly appear in the horizontal direction, the luminance data Y and the color difference data U and V in the horizontal direction are similar to the image data in the YUV422 format. When the number of data is different, the above relationship regarding the size after rearrangement may be reversed.

図中の(a)では、輝度データYは縮小されているが、色差データU,Vは縮小されていない。JPEGエンコーダ14において圧縮処理を行うためには、輝度データY及び色差データU,Vの垂直方向の長さを一致させておく必要があるため、再配置部132は、輝度データYの末尾(破線で囲んだ部分)にもフィルデータを追加する。その結果、当該画像データは、画像縮小コンバータ13において全く縮小されないことになる。   In (a) in the figure, the luminance data Y is reduced, but the color difference data U and V are not reduced. In order to perform compression processing in the JPEG encoder 14, the vertical lengths of the luminance data Y and the color difference data U and V need to be matched. Fill data is also added to the part surrounded by. As a result, the image data is not reduced at all by the image reduction converter 13.

これに対し、図中の(b)では、輝度データY及び色差データU,Vがともに縮小され、画像縮小コンバータ13において、画像データの縮小が行われている。実施の形態7では、色差データU,Vの非縮小データを分割して、縮小データとともに効率的に再配置している。このため、重要領域と非重要領域が繰り返し現われた場合であっても、実施の形態6の場合ような圧縮率の逆転が生じることはない。   On the other hand, in (b) in the figure, both the luminance data Y and the color difference data U and V are reduced, and the image reduction converter 13 reduces the image data. In Embodiment 7, the non-reduced data of the color difference data U and V is divided and efficiently rearranged together with the reduced data. For this reason, even if the important area and the non-important area repeatedly appear, the compression rate does not reverse as in the case of the sixth embodiment.

なお、上記の各実施の形態における画像圧縮部11及び画像伸張部21は、パーソナルコンピュータ等の計算機上で実行可能なコンピュータプログラムとして提供することができる。また、JPEGエンコーダ14及びJPEGデコーダ23をJPEGチップ、PC用アドオンボードなどの高速処理可能な汎用ハードウエアにより構成し、画像縮小コンバータ13及び画像拡大コンバータ24をコンピュータプログラムにより構成することもできる。これらのコンピュータプログラムは、例えば、CD−ROMなどの光記憶媒体、フレキシブルディスクなどの磁気記憶媒体、ICメモリなどの半導体記憶媒体に格納して提供される。また、インターネット、LAN(Local Area Network)などの電気通信回線を介して提供することもできる。   The image compression unit 11 and the image expansion unit 21 in each of the above embodiments can be provided as a computer program that can be executed on a computer such as a personal computer. Further, the JPEG encoder 14 and the JPEG decoder 23 may be configured by general-purpose hardware capable of high-speed processing such as a JPEG chip and a PC add-on board, and the image reduction converter 13 and the image enlargement converter 24 may be configured by a computer program. These computer programs are provided by being stored in, for example, an optical storage medium such as a CD-ROM, a magnetic storage medium such as a flexible disk, or a semiconductor storage medium such as an IC memory. It can also be provided via a telecommunication line such as the Internet or a LAN (Local Area Network).

本発明の実施の形態1による画像圧縮伸張システムの一構成例を示したブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration example of an image compression / decompression system according to Embodiment 1 of the present invention. 図1の送信側ユニットUtの一構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed one structural example of the transmission side unit Ut of FIG. 図1の受信側ユニットUrの一構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed one structural example of the receiving side unit Ur of FIG. 図2の画像圧縮部11の一構成例を示したブロック図であり、画像縮小コンバータ13及びJPEGエンコーダ14について詳細な構成例が示されている。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the image compression unit 11 in FIG. 2, in which detailed configuration examples of the image reduction converter 13 and the JPEG encoder 14 are illustrated. 画像圧縮部11におけるDS領域分割とダウンサンプリングの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of DS area division and downsampling in the image compression part. ダウンサンプリング部131の詳細構成例を示したブロック図である。3 is a block diagram illustrating a detailed configuration example of a downsampling unit 131. FIG. 画像縮小コンバータ13の動作の一例を示した図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the operation of the image reduction converter 13. 量子化テーブルT1の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of quantization table T1. 図3の画像伸張部21の一構成例を示したブロック図であり、JPEGデコーダ23及び画像拡大コンバータ24について詳細な構成例が示されている。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the image expansion unit 21 in FIG. 3, in which detailed configuration examples of the JPEG decoder 23 and the image enlargement converter 24 are shown. DS領域が16×16ピクセル、縮小データが8×8ピクセルからなる場合におけるDS領域内の全ての配置状態を示した図である。It is the figure which showed all the arrangement | positioning states in DS area | region in case DS area | region consists of 16x16 pixels and reduction data consists of 8x8 pixels. 画像データを32×32ピクセルのDS領域に分割し、8×8ピクセルの縮小データにダウンサンプリングして再配置する場合の様子を示した図である。It is the figure which showed the mode in the case of dividing | segmenting image data into 32 * 32 pixel DS area | region, down-sampling to 8x8 pixel reduction data, and rearranging. 本発明の実施の形態3による画像圧縮伸張システムの動作の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of operation | movement of the image compression / decompression system by Embodiment 3 of this invention. DS領域が16×16ピクセル、縮小データが8×8ピクセルの場合におけるDS領域内の全ての配置状態を示した図である。It is the figure which showed all the arrangement | positioning states in DS area | region in case DS area | region is 16x16 pixel and reduction data are 8x8 pixel. 本発明の実施の形態4による画像圧縮伸張システムの動作の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of operation | movement of the image compression / decompression system by Embodiment 4 of this invention. 図14に引き続いて画像圧縮伸張システムの動作の一例を示した図である。FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the operation of the image compression / decompression system following FIG. 14. 本発明の実施の形態5による画像縮小コンバータ13の詳細構成が示されている。A detailed configuration of the image reduction converter 13 according to the fifth embodiment of the present invention is shown. 図16のダウンサンプリング部131sの詳細構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the detailed structural example of the downsampling part 131s of FIG. 本発明の実施の形態5による画像圧縮伸張システムの動作の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the operation | movement of the image compression / decompression system by Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態5による画像拡大コンバータ24の詳細構成が示されている。A detailed configuration of the image enlargement converter 24 according to the fifth embodiment of the present invention is shown. YUV422フォーマットの画像データの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the image data of a YUV422 format. 本発明の実施の形態6による画像圧縮伸張システムの動作の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of operation | movement of the image compression / decompression system by Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態7による画像縮小コンバータ13の一構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed one structural example of the image reduction converter 13 by Embodiment 7 of this invention. 図22の画像縮小コンバータ13における非縮小データの分割処理までの一例を示した図である。It is the figure which showed an example to the division process of the non-reduced data in the image reduction converter 13 of FIG. 図22の再配置部132sの動作の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of operation | movement of the rearrangement part 132s of FIG. 水平方向に重要領域と非重要領域が繰り返し現われる画像データの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the image data in which an important area | region and an unimportant area | region appear repeatedly in the horizontal direction. 実施の形態6及び7の画像縮小コンバータ13に図25の画像データが入力された場合の出力データが示されている。The output data when the image data of FIG. 25 is input to the image reduction converter 13 of the sixth and seventh embodiments is shown.

符号の説明Explanation of symbols

13 画像縮小コンバータ
14 JPEGエンコーダ
23 JPEGデコーダ
24 画像拡大コンバータ
130 DS領域分割部
131,131s ダウンサンプリング部
132,132s 再配置部
134 非縮小データ分割部
140 ブロック分割部
141 DCT処理部
142 量子化処理部
143 符号化部
T1 量子化テーブル
T2 符号テーブル
230 復号化部
231 逆量子化処理部
232 逆DCT処理部
240 DS領域分割部
241,241s 配置復元部
242 補間処理部
13 Image reduction converter 14 JPEG encoder 23 JPEG decoder 24 Image enlargement converter 130 DS region division unit 131, 131s Downsampling unit 132, 132s Relocation unit 134 Non-reduction data division unit 140 Block division unit 141 DCT processing unit 142 Quantization processing unit 143 Encoding unit T1 Quantization table T2 Code table 230 Decoding unit 231 Inverse quantization processing unit 232 Inverse DCT processing unit 240 DS region division unit 241, 241s Arrangement restoration unit 242 Interpolation processing unit

Claims (12)

画像データをブロックサイズの整数倍からなるダウンサンプリング領域に分割するダウンサンプリング領域分割ステップと、
少なくとも一部のダウンサンプリング領域について、ダウンサンプリングを行ってピクセル数を減少させ、ブロックサイズの整数倍からなる縮小データを生成するダウンサンプリングステップと、
1つのダウンサンプリング領域内に2以上の縮小データを配置し、当該ダウンサンプリング領域内に残されたピクセルにフィルデータを挿入するとともに、縮小データが配置されないダウンサンプリング領域を除去する再配置ステップと、
上記再配置ステップが実行された画像データを上記ブロックサイズからなるブロック領域に分割し、各ブロック領域ごとの直交変換及び量子化処理を含む圧縮処理を行って圧縮画像データを生成するデータ圧縮ステップと、
圧縮画像データに対し、ブロック領域ごとの逆量子化処理及び逆直交変換を含む伸張処理を行って画像データを復元するデータ伸張ステップと、
復元された画像データ中に含まれる縮小データの配置を復元する配置復元ステップと、
復元された画像データ中に含まれる各縮小データについて、ピクセルデータを補間してダウンサンプリング領域からなる画像データを復元する補間ステップとを備えた画像圧縮伸張法。
A downsampling area dividing step for dividing the image data into downsampling areas consisting of an integral multiple of the block size;
A downsampling step for reducing the number of pixels by performing downsampling for at least a part of the downsampling region, and generating reduced data consisting of an integral multiple of the block size;
A rearrangement step of disposing two or more pieces of reduced data in one downsampling region, inserting fill data into the remaining pixels in the downsampling region, and removing a downsampling region in which the reduced data is not placed;
A data compression step for dividing the image data on which the rearrangement step has been performed into block regions having the block size, and performing compression processing including orthogonal transformation and quantization processing for each block region to generate compressed image data; ,
A data decompression step for restoring image data by performing decompression processing including inverse quantization processing and inverse orthogonal transform for each block area on the compressed image data;
An arrangement restoration step for restoring the arrangement of the reduced data included in the restored image data;
An image compression / decompression method comprising: an interpolation step of interpolating pixel data and restoring image data including a downsampling area for each reduced data included in the restored image data.
画像データをブロックサイズの整数倍からなるダウンサンプリング領域に分割するダウンサンプリング領域分割手段と、
少なくとも一部のダウンサンプリング領域について、ダウンサンプリングを行ってピクセル数を減少させ、ブロックサイズの整数倍からなる縮小データを生成するダウンサンプリング手段と、
1つのダウンサンプリング領域内に2以上の縮小データを配置し、当該ダウンサンプリング領域内に残されたピクセルにフィルデータを挿入するとともに、縮小データが配置されないダウンサンプリング領域を除去する再配置手段と、
上記再配置手段により生成された画像データを上記ブロックサイズからなるブロック領域に分割し、各ブロック領域ごとの直交変換及び量子化処理を含む圧縮処理を行って圧縮画像データを生成するデータ圧縮手段とを備えた画像圧縮装置。
Down-sampling area dividing means for dividing the image data into down-sampling areas consisting of an integral multiple of the block size;
Downsampling means for reducing the number of pixels by performing downsampling for at least a part of the downsampling region, and generating reduced data consisting of an integral multiple of the block size;
Relocation means for disposing two or more pieces of reduced data in one downsampling region, inserting fill data into the remaining pixels in the downsampling region, and removing a downsampling region in which the reduced data is not arranged;
Data compression means for dividing the image data generated by the rearrangement means into block areas having the block size and generating compressed image data by performing compression processing including orthogonal transformation and quantization processing for each block area; An image compression apparatus comprising:
上記再配置手段は、ダウンサンプリング領域内の所定位置に、ブロックサイズからなる識別領域を残して、縮小データを配置することを特徴とする請求項2に記載の画像圧縮装置。   3. The image compression apparatus according to claim 2, wherein the rearrangement unit arranges the reduced data at a predetermined position in the downsampling area, leaving an identification area having a block size. 上記再配置手段は、フィルデータからなるダウンサンプリング領域を再配置後の上記画像データに付加し、この画像データを矩形形状に整形することを特徴とする請求項2に記載の画像圧縮装置。   3. The image compression apparatus according to claim 2, wherein the rearrangement unit adds a downsampling area composed of fill data to the image data after rearrangement, and shapes the image data into a rectangular shape. 画像データの一部をダウンサンプリングして得られたブロックサイズの整数倍からなる縮小データをフィルデータとともに再配置し、更に上記ブロックサイズからなるブロック領域ごとの直交変換及び量子化処理を含む圧縮処理が行われた圧縮画像データを伸張する画像伸張装置であって、
圧縮画像データに対し、ブロック領域ごとの逆量子化処理及び逆直交変換を含む伸張処理を行って、画像データを復元するデータ伸張手段と、
復元された画像データ中に含まれるフィルデータに基づいて、縮小データの配置を復元する配置復元手段と、
復元された画像データ中に含まれる各縮小データについて、ピクセルデータを補間してダウンサンプリング前の画像データを復元する補間手段とを備えた画像伸張装置。
Compression processing including rearrangement of reduced data consisting of an integral multiple of the block size obtained by down-sampling part of the image data together with fill data, and further including orthogonal transformation and quantization processing for each block area of the block size An image decompression device for decompressing compressed image data subjected to
Data decompression means for restoring image data by performing decompression processing including inverse quantization processing and inverse orthogonal transformation for each block area on the compressed image data;
An arrangement restoration means for restoring the arrangement of the reduced data based on the fill data included in the restored image data;
An image expansion apparatus comprising interpolation means for interpolating pixel data and restoring image data before downsampling for each reduced data included in the restored image data.
上記再配置手段は、ダウンサンプリング領域中のフィルデータが挿入されていないブロック領域内におけるピクセルデータの平均値がフィルデータから所定距離を有しない場合には、当該ブロック領域内のピクセルデータを変更することを特徴とする請求項2に記載の画像圧縮装置。   The rearrangement unit changes the pixel data in the block area when the average value of the pixel data in the block area in which the fill data is not inserted in the downsampling area does not have a predetermined distance from the fill data. The image compression apparatus according to claim 2. 上記フィルデータが、ピクセルデータの中央値であることを特徴とする請求項6に記載の画像圧縮装置。   The image compression apparatus according to claim 6, wherein the fill data is a median value of pixel data. 上記所定距離が、上記データ圧縮手段におけるDC係数に対する量子化ステップ幅に基づいて定められることを特徴とする請求項7に記載の画像圧縮装置。   8. The image compression apparatus according to claim 7, wherein the predetermined distance is determined based on a quantization step width for a DC coefficient in the data compression unit. 上記ダウンサンプリング領域分割手段は、画像データをサイズの異なる2以上のダウンサンプリング領域に分割し、
上記ダウンサンプリング手段は、ダウンサンプリング領域のサイズに応じて、縮小率の異なるダウンサンプリングを行って、同一サイズの縮小データを生成することを特徴とする請求項2に記載の画像圧縮装置。
The downsampling area dividing means divides the image data into two or more downsampling areas having different sizes,
The image compression apparatus according to claim 2, wherein the downsampling unit performs downsampling with different reduction ratios according to the size of the downsampling area to generate reduced data of the same size.
上記ダウンサンプリング手段は、少なくとも一部のダウンサンプリング領域について、ダウンサンプリングを行って、ブロックサイズからなる中間縮小データを生成し、
上記ダウンサンプリングにより生成された中間縮小データを集めて、新たなダウンサンプリング領域を生成し、この新たなダウンサンプリング領域について、再度ダウンサンプリングを行って、ブロックサイズからなる縮小データを生成することを特徴とする請求項2に記載の画像圧縮装置。
The down-sampling means performs down-sampling for at least a part of the down-sampling region to generate intermediate reduced data having a block size,
Collecting the intermediate reduced data generated by the downsampling, generating a new downsampling area, downsampling the new downsampling area again, and generating reduced data having a block size. The image compression apparatus according to claim 2.
画像データを構成する輝度データをブロックサイズの整数倍からなる輝度ダウンサンプリング領域に分割し、上記画像データを構成する色差データをブロックサイズの整数倍からなる色差ダウンサンプリング領域に分割するダウンサンプリング領域分割手段と、
少なくとも一部の輝度ダウンサンプリング領域について、輝度データのダウンサンプリングを行ってデータ数を減少させ、ブロックサイズの整数倍からなる縮小輝度データを生成する輝度ダウンサンプリング手段と、
1つの輝度ダウンサンプリング領域内に2以上の縮小輝度データを配置し、当該輝度ダウンサンプリング領域内に残されたピクセルにフィルデータを挿入する輝度データ再配置手段と、
ダウンサンプリングが行われた輝度ダウンサンプリング領域に基づいて決定される色差ダウンサンプリング領域について、色差データのダウンサンプリングを行ってデータ数を減少させ、ブロックサイズの整数倍からなる縮小色差データを生成する色差ダウンサンプリング手段と、
1つの色差ダウンサンプリング領域内に2以上の縮小色差データを配置する色差データ再配置手段と、
上記輝度データ再配置手段及び色差データ再配置手段により生成された輝度データ及び色差データについて、上記ブロックサイズからなるブロック領域に分割し、各ブロック領域ごとの直交変換及び量子化処理を含む圧縮処理を行って圧縮画像データを生成するデータ圧縮手段とを備え、
上記輝度データ再配置手段は、輝度ダウンサンプリング領域内の所定位置に、ブロックサイズからなる識別領域を残して、縮小輝度データを配置することを特徴とする画像圧縮装置。
Downsampling area division that divides luminance data constituting image data into luminance downsampling areas consisting of integer multiples of the block size and divides the color difference data constituting the image data into color difference downsampling areas consisting of integer multiples of the block size Means,
Luminance downsampling means for downsampling luminance data to reduce the number of data and generating reduced luminance data consisting of an integral multiple of the block size for at least some luminance downsampling regions;
Luminance data rearrangement means for arranging two or more pieces of reduced luminance data in one luminance downsampling area and inserting fill data into pixels left in the luminance downsampling area;
For the color difference downsampling area determined based on the downsampled luminance downsampling area, the color difference is generated by reducing the number of data by downsampling the color difference data and generating reduced color difference data consisting of an integral multiple of the block size. Down-sampling means;
Color difference data rearranging means for arranging two or more reduced color difference data in one color difference downsampling area;
The luminance data and color difference data generated by the luminance data rearrangement unit and the color difference data rearrangement unit are divided into block areas having the block size, and compression processing including orthogonal transformation and quantization processing for each block area is performed. Data compression means for generating compressed image data by performing,
The luminance data rearranging means arranges the reduced luminance data at a predetermined position in the luminance downsampling area, leaving an identification area having a block size.
ダウンサンプリングが行われていない色差ダウンサンプリング領域を縮小色差データと同一サイズに分割し、分割色差データを生成する非縮小データ分割手段を備え、
上記色差データ再配置手段が、縮小色差データ及び分割色差データを再配置することを特徴とする請求項11に記載の画像圧縮装置。
A non-reduced data dividing unit that divides a color difference down-sampling area that has not been down-sampled into the same size as the reduced color difference data and generates divided color difference data,
12. The image compression apparatus according to claim 11, wherein the color difference data rearrangement unit rearranges the reduced color difference data and the divided color difference data.
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