JP2570922B2 - 変換符号化器 - Google Patents
変換符号化器Info
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- JP2570922B2 JP2570922B2 JP16140391A JP16140391A JP2570922B2 JP 2570922 B2 JP2570922 B2 JP 2570922B2 JP 16140391 A JP16140391 A JP 16140391A JP 16140391 A JP16140391 A JP 16140391A JP 2570922 B2 JP2570922 B2 JP 2570922B2
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- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、画像信号データの冗長
度を抑圧しデータの圧縮を行う変換符号化器に関するも
のである。
度を抑圧しデータの圧縮を行う変換符号化器に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】画像信号は膨大な情報を持っており、こ
れを伝送したり蓄積したりするためには多くのハードウ
ェアを必要とする。従って、近年では画像信号の統計的
性質に基づく冗長性を抑制して画像信号の効率的な伝送
や蓄積を行おうとする研究が行われている。本発明はこ
の画像信号の冗長性抑制のための一手段であり、符号化
の対象となるデータに直交変換(orthogonal transform)
を施すことにより、冗長度を抑圧し、これに対しエント
ロピー符号化(entropy coding)を行うことで、データの
圧縮を行う変換符号化器に関する。
れを伝送したり蓄積したりするためには多くのハードウ
ェアを必要とする。従って、近年では画像信号の統計的
性質に基づく冗長性を抑制して画像信号の効率的な伝送
や蓄積を行おうとする研究が行われている。本発明はこ
の画像信号の冗長性抑制のための一手段であり、符号化
の対象となるデータに直交変換(orthogonal transform)
を施すことにより、冗長度を抑圧し、これに対しエント
ロピー符号化(entropy coding)を行うことで、データの
圧縮を行う変換符号化器に関する。
【０００３】図３は、例えば画像電子学会誌（画像電子
学会），第１８巻，第６号（１９８９年），４０３ペー
ジに示された、直交変換として離散コサイン変換(discr
etecosine transform:DTC) を用いた静止画像変換符号
化器の概略を示すブロック図で、図において、３０１は
符号化器への入力である１映像フレーム分の入力画像デ
ータ、３０２はブロック切り出し器、３０３はブロック
化された画像データ、３０４は二次元離散コサイン変換
器、３０５は変換出力ブロック、３０６はハフマン(huf
fman) 符号化器、３０７はハフマン符号テーブル、３０
８は出力である圧縮データを示す。
学会），第１８巻，第６号（１９８９年），４０３ペー
ジに示された、直交変換として離散コサイン変換(discr
etecosine transform:DTC) を用いた静止画像変換符号
化器の概略を示すブロック図で、図において、３０１は
符号化器への入力である１映像フレーム分の入力画像デ
ータ、３０２はブロック切り出し器、３０３はブロック
化された画像データ、３０４は二次元離散コサイン変換
器、３０５は変換出力ブロック、３０６はハフマン(huf
fman) 符号化器、３０７はハフマン符号テーブル、３０
８は出力である圧縮データを示す。
【０００４】次に動作について説明する。画像信号で
は、低周波成分は電力的に大きな成分を占める。また、
高周波成分は電力的には大きくないが情報的には意味が
大きい。また、視覚的にもこれらに対する特性は異な
る。したがって画像信号をこのような成分に変換して、
それぞれの成分に適した量子化を行い、受信側で逆変換
すれば、全体として効率的な符号化ができるものと予想
される。変換符号化では、適当な数の画素をブロックと
して画面を分け、このブロックごとに標本値から成る数
値列を直交変換する。すなわち、原画像信号の持ってい
る特徴に適合した、相互に独立な変換軸で線形変換す
る。この結果、変換された各項は、もとの標本値に較
べ、より独立に（より無相関に）なる。これにより冗長
な情報は抑圧される。
は、低周波成分は電力的に大きな成分を占める。また、
高周波成分は電力的には大きくないが情報的には意味が
大きい。また、視覚的にもこれらに対する特性は異な
る。したがって画像信号をこのような成分に変換して、
それぞれの成分に適した量子化を行い、受信側で逆変換
すれば、全体として効率的な符号化ができるものと予想
される。変換符号化では、適当な数の画素をブロックと
して画面を分け、このブロックごとに標本値から成る数
値列を直交変換する。すなわち、原画像信号の持ってい
る特徴に適合した、相互に独立な変換軸で線形変換す
る。この結果、変換された各項は、もとの標本値に較
べ、より独立に（より無相関に）なる。これにより冗長
な情報は抑圧される。
【０００５】図３に示す変換符号化器で言えば、入力さ
れた静止画像データ３０１は、ブロック切り出し器３０
２により主走査方向８画素×副走査方向８画素のブロッ
クに切り出され、ブロック化された画像データ３０３を
得る。ブロック化された画像データ３０３は、二次元離
散コサイン変換器３０４によって直交変換され、空間的
な冗長性が抑圧された変換出力ブロック３０５を得、こ
の変換出力ブロック３０５がハフマン符号化器３０６に
よりハフマン符号テーブル３０７を用いて符号化され、
出力として圧縮データ３０８を得ている。
れた静止画像データ３０１は、ブロック切り出し器３０
２により主走査方向８画素×副走査方向８画素のブロッ
クに切り出され、ブロック化された画像データ３０３を
得る。ブロック化された画像データ３０３は、二次元離
散コサイン変換器３０４によって直交変換され、空間的
な冗長性が抑圧された変換出力ブロック３０５を得、こ
の変換出力ブロック３０５がハフマン符号化器３０６に
よりハフマン符号テーブル３０７を用いて符号化され、
出力として圧縮データ３０８を得ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、上記のような従来の変換符号化器では、切り出さ
れた画像データブロックをそのまま直交変換し、変換出
力ブロックをそのまま符号化しているため画像圧縮効率
が十分でない点にある。
点は、上記のような従来の変換符号化器では、切り出さ
れた画像データブロックをそのまま直交変換し、変換出
力ブロックをそのまま符号化しているため画像圧縮効率
が十分でない点にある。
【０００７】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたもので、符号化効率を高め高圧縮率が得られる変換
符号化器を提供することを目的としている。
れたもので、符号化効率を高め高圧縮率が得られる変換
符号化器を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる変換符号
化器は、データブロックから離散的に抽出したデータに
より類似した周波数特性を持つ複数の小ブロックを構成
する小ブロック構成手段と、構成した複数の小ブロック
の１つを基本小ブロックとし直交変換により得られた基
本小ブロックの変換出力を他の小ブロックの変換出力に
対する予測値として予測誤差を算出する予測誤差算出手
段とを備え、更に基本小ブロックの変換出力に対応する
エントロピー(entropy)符号化と他の小ブロックに対す
る予測誤差に対応するエントロピー符号化とを別々に行
うエントロピー符号化手段とを備えたことを特徴として
いる。
化器は、データブロックから離散的に抽出したデータに
より類似した周波数特性を持つ複数の小ブロックを構成
する小ブロック構成手段と、構成した複数の小ブロック
の１つを基本小ブロックとし直交変換により得られた基
本小ブロックの変換出力を他の小ブロックの変換出力に
対する予測値として予測誤差を算出する予測誤差算出手
段とを備え、更に基本小ブロックの変換出力に対応する
エントロピー(entropy)符号化と他の小ブロックに対す
る予測誤差に対応するエントロピー符号化とを別々に行
うエントロピー符号化手段とを備えたことを特徴として
いる。
【０００９】なお、本発明と同様に符号化における圧縮
率を高める先行技術としては、特開平２−２４４８７４
号公報「直交変換符号化方式」のように、ランレングス
符号化するためのスキャン方法を複数定め、もっとも効
率の良いものを選択するもの、特開昭６２−１１６０８
９号公報「ブロック化エントロピー符号化方式」のよう
に、ブロック内のデータを有効／無効に分類し、無効ブ
ロックについてはランレングス符号化を行うもの等があ
る。
率を高める先行技術としては、特開平２−２４４８７４
号公報「直交変換符号化方式」のように、ランレングス
符号化するためのスキャン方法を複数定め、もっとも効
率の良いものを選択するもの、特開昭６２−１１６０８
９号公報「ブロック化エントロピー符号化方式」のよう
に、ブロック内のデータを有効／無効に分類し、無効ブ
ロックについてはランレングス符号化を行うもの等があ
る。
【００１０】
【作用】本発明においては上述の構成とすることによ
り、予測誤差の値を０近傍に集中させることができると
共に、取り得る値の出現確率分布が異なるデータの効率
良い符号化が可能となる。
り、予測誤差の値を０近傍に集中させることができると
共に、取り得る値の出現確率分布が異なるデータの効率
良い符号化が可能となる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図１は本発明の一実施例を示すブロック図で、図
において、１０１は符号化器への入力である１映像フレ
ーム分の入力画像データ、１０２はブロック切り出し
器、１０３はブロック化された画像データ、１０４は画
像データブロックから離散的にデータを抽出し更に複数
の小ブロックに分割する小ブロック構成手段、１０５は
小ブロック、１０６は小ブロックを単位に直交変換を行
う二次元離散コサイン変換器、１０７は変換出力小ブロ
ックである。
する。図１は本発明の一実施例を示すブロック図で、図
において、１０１は符号化器への入力である１映像フレ
ーム分の入力画像データ、１０２はブロック切り出し
器、１０３はブロック化された画像データ、１０４は画
像データブロックから離散的にデータを抽出し更に複数
の小ブロックに分割する小ブロック構成手段、１０５は
小ブロック、１０６は小ブロックを単位に直交変換を行
う二次元離散コサイン変換器、１０７は変換出力小ブロ
ックである。
【００１２】また、１０８は予測誤差算出手段、１０９
は基本小ブロック変換出力、１１０は予測誤差で、二次
元離散コサイン変換器１０６で得られた１つの小ブロッ
クの変換出力を基本小ブロック変換出力１０９とし、こ
の変換出力１０９を他の小ブロックの変換出力に対する
予測値としてとらえ、予測誤差１１０を求めている。ま
た、１１１はマルチプレクサ、１１２はハフマン符号化
器、１１３はハフマン符号テーブルａ、１１４はハフマ
ン符号テーブルｂ、１１５は出力である圧縮データを示
す。
は基本小ブロック変換出力、１１０は予測誤差で、二次
元離散コサイン変換器１０６で得られた１つの小ブロッ
クの変換出力を基本小ブロック変換出力１０９とし、こ
の変換出力１０９を他の小ブロックの変換出力に対する
予測値としてとらえ、予測誤差１１０を求めている。ま
た、１１１はマルチプレクサ、１１２はハフマン符号化
器、１１３はハフマン符号テーブルａ、１１４はハフマ
ン符号テーブルｂ、１１５は出力である圧縮データを示
す。
【００１３】図２は、図１に示す小ブロック構成手段１
０４により、画像データブロック１０３から小ブロック
１０５を構成する方法を説明するための図で、図１と同
一符号は同一ブロックを示し、２０１は極小ブロック、
２ａ，２ｂ，・・・は各極小ブロック２０１のそれぞれ
の左上の画素を示す。図に示すように、画像データブロ
ック１０３は主走査方向１６画素×副走査方向１６画素
で構成され、極小ブロック２０１は主走査方向２画素×
副走査方向２画素で構成される。
０４により、画像データブロック１０３から小ブロック
１０５を構成する方法を説明するための図で、図１と同
一符号は同一ブロックを示し、２０１は極小ブロック、
２ａ，２ｂ，・・・は各極小ブロック２０１のそれぞれ
の左上の画素を示す。図に示すように、画像データブロ
ック１０３は主走査方向１６画素×副走査方向１６画素
で構成され、極小ブロック２０１は主走査方向２画素×
副走査方向２画素で構成される。
【００１４】次に、動作について説明する。入力された
静止画像データ１０１は、ブロック切り出し器１０２に
より主走査方向１６画素×副走査方向１６画素のブロッ
クに切り出され、ブロック化された画像データ１０３を
得る。この画像データブロック１０３は、小ブロック構
成手段１０４により更に主走査方向８画素×副走査方向
８画素の小ブロック１０５に構成されるが、この小ブロ
ック１０５の構成は、図２に示すように、１６画素×１
６画素のブロック１０３を２画素×２画素の極小ブロッ
ク２０１に一度分割し、各極小ブロック２０１のそれぞ
れの同じ位置の画素（図２に示す例では左上の画素、２
ａ，２ｂ，・・・）を取り出して集合し、８画素×８画
素の小ブロック１０５を順次構成して行く。
静止画像データ１０１は、ブロック切り出し器１０２に
より主走査方向１６画素×副走査方向１６画素のブロッ
クに切り出され、ブロック化された画像データ１０３を
得る。この画像データブロック１０３は、小ブロック構
成手段１０４により更に主走査方向８画素×副走査方向
８画素の小ブロック１０５に構成されるが、この小ブロ
ック１０５の構成は、図２に示すように、１６画素×１
６画素のブロック１０３を２画素×２画素の極小ブロッ
ク２０１に一度分割し、各極小ブロック２０１のそれぞ
れの同じ位置の画素（図２に示す例では左上の画素、２
ａ，２ｂ，・・・）を取り出して集合し、８画素×８画
素の小ブロック１０５を順次構成して行く。
【００１５】ここで仮に図２に示す各極小ブロックの左
上の画素２ａ，２ｂ，・・・で構成した小ブロック１０
５を仮に小ブロック１と定義し、同様に各極小ブロック
の右上の画素で構成した小ブロックを小ブロック２と定
義し、左下の画素で構成した小ブロックを小ブロック３
と定義し、右下の画素で構成した小ブロックを小ブロッ
ク４と定義し、定義した各小ブロック１〜４を互いに比
較すると、極小ブロック２０１内の４画素は画像データ
として隣接しているので、一般的にその特徴に強い相関
関係を持ち、したがって、構成された各小ブロック１〜
４は相互に極めて類似したものとなる。
上の画素２ａ，２ｂ，・・・で構成した小ブロック１０
５を仮に小ブロック１と定義し、同様に各極小ブロック
の右上の画素で構成した小ブロックを小ブロック２と定
義し、左下の画素で構成した小ブロックを小ブロック３
と定義し、右下の画素で構成した小ブロックを小ブロッ
ク４と定義し、定義した各小ブロック１〜４を互いに比
較すると、極小ブロック２０１内の４画素は画像データ
として隣接しているので、一般的にその特徴に強い相関
関係を持ち、したがって、構成された各小ブロック１〜
４は相互に極めて類似したものとなる。
【００１６】そして、これらの小ブロック１０５が二次
元離散コサイン変換器１０６で直交変換され、各小ブロ
ック１〜４に対応して空間的な冗長性が抑圧された変換
出力小ブロック１０７を得る。そして、この変換出力小
ブロック１０７は、予測誤差算出手段１０８に入力さ
れ、仮に小ブロック１を基本ブロックとすれば、予測誤
差算出手段１０８で小ブロック１に対する基本小ブロッ
ク変換出力１０９と、小ブロック２〜４の小ブロック１
に対する予測誤差１１０を得、この変換出力１０９およ
び予測誤差１１０がマルチプレクサ１１１に入力され、
マルチプレクスされてハフマン符号化器１１２へ送られ
る。
元離散コサイン変換器１０６で直交変換され、各小ブロ
ック１〜４に対応して空間的な冗長性が抑圧された変換
出力小ブロック１０７を得る。そして、この変換出力小
ブロック１０７は、予測誤差算出手段１０８に入力さ
れ、仮に小ブロック１を基本ブロックとすれば、予測誤
差算出手段１０８で小ブロック１に対する基本小ブロッ
ク変換出力１０９と、小ブロック２〜４の小ブロック１
に対する予測誤差１１０を得、この変換出力１０９およ
び予測誤差１１０がマルチプレクサ１１１に入力され、
マルチプレクスされてハフマン符号化器１１２へ送られ
る。
【００１７】ハフマン符号化器１１２では、基本小ブロ
ックに対する変換出力１０９については、ハフマン符号
テーブルａ１１３を用いて符号化を行い、予測誤差１１
０にについてはハフマン符号テーブルｂ１１４を用いて
符号化を行い、出力として圧縮データ１１５を得る。
ックに対する変換出力１０９については、ハフマン符号
テーブルａ１１３を用いて符号化を行い、予測誤差１１
０にについてはハフマン符号テーブルｂ１１４を用いて
符号化を行い、出力として圧縮データ１１５を得る。
【００１８】以上のように本発明は、各小ブロック１０
５内の画像データの相関の特徴が類似するように画像デ
ータブロック１０３から小ブロック群を構成し、構成し
た小ブロック群の１つを基本小ブロックとすると共に他
の小ブロックとの予測誤差１１０を求め、基本小ブロッ
クに対する変換出力１０９と予測誤差１１０とをエント
ロピー符号化することにより、予測誤差１１０の値を０
近傍に集中でき、結果として高い圧縮率を得ている。ま
た、変換出力１０９と予測誤差１１０とでは、そのデー
タの取り得る値の出現確率分布が異なるため、ハフマン
符号テーブルをテーブルａ１１３とテーブルｂ１１４と
に別々に設け、別々にエントロピー符号化することで、
さらに高い圧縮率を得るようにしている。すなわち、予
測値そのものは０近傍に集中するとは限らないため、こ
れを予測誤差とは異なる別の符号化器でエントロピー符
号化することとしている。
５内の画像データの相関の特徴が類似するように画像デ
ータブロック１０３から小ブロック群を構成し、構成し
た小ブロック群の１つを基本小ブロックとすると共に他
の小ブロックとの予測誤差１１０を求め、基本小ブロッ
クに対する変換出力１０９と予測誤差１１０とをエント
ロピー符号化することにより、予測誤差１１０の値を０
近傍に集中でき、結果として高い圧縮率を得ている。ま
た、変換出力１０９と予測誤差１１０とでは、そのデー
タの取り得る値の出現確率分布が異なるため、ハフマン
符号テーブルをテーブルａ１１３とテーブルｂ１１４と
に別々に設け、別々にエントロピー符号化することで、
さらに高い圧縮率を得るようにしている。すなわち、予
測値そのものは０近傍に集中するとは限らないため、こ
れを予測誤差とは異なる別の符号化器でエントロピー符
号化することとしている。
【００１９】なお上記実施例では、直交変換に離散コサ
イン変換を用いているが、これはサイン変換，カーネン
−レーブ変換（Ｋ−Ｌ変換），アダマール(hadamard)変
換等の他の直交変換でも良い。また、エントロピー符号
化にハフマン符号化方式を用いたが、これは算術符号化
方式などの他のエントロピー符号化方式を用いても良
い。
イン変換を用いているが、これはサイン変換，カーネン
−レーブ変換（Ｋ−Ｌ変換），アダマール(hadamard)変
換等の他の直交変換でも良い。また、エントロピー符号
化にハフマン符号化方式を用いたが、これは算術符号化
方式などの他のエントロピー符号化方式を用いても良
い。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明の変換符号化
器は、画像データの相関の特徴が類似するように小ブロ
ック群を構成し、１つを基本小ブロックとすると共に他
の小ブロックとの予測誤差を求め、変換出力と予測誤差
とを別々にエントロピー符号化するようにしたので、予
測誤差の値を０近傍に集中させることができると共に効
率良く符号化が行え、高い圧縮効率が得られる利点があ
る。
器は、画像データの相関の特徴が類似するように小ブロ
ック群を構成し、１つを基本小ブロックとすると共に他
の小ブロックとの予測誤差を求め、変換出力と予測誤差
とを別々にエントロピー符号化するようにしたので、予
測誤差の値を０近傍に集中させることができると共に効
率良く符号化が行え、高い圧縮効率が得られる利点があ
る。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】小ブロック構成手段の動作を説明するための図
である。
である。
【図３】従来の変換符号化器の概略を示すブロック図で
ある。
ある。
１０１ 入力画像データ １０２ ブロック切り出し器 １０４ 小ブロック構成手段 １０６ 二次元離散コサイン変換器 １０８ 予測誤差算出手段 １１２ ハフマン符号化器 １１３ ハフマン符号テーブルａ １１４ ハフマン符号テーブルｂ
Claims (2)
- 【請求項１】 画像データ等の自己相関性の強いデータ
を符号化の対象として入力し、対象となる連続した入力
データの集合としてデータブロックを構成するデータブ
ロック切り出し手段、 構成された上記データブロック内より離散的に抽出した
データにより類似した周波数特性をもつ複数の小ブロッ
クを構成する小ブロック構成手段、構成された上記小ブ
ロックを単位に直交変換を行うことで対象データの空間
的な冗長性を抑圧する直交変換器、 上記データブロック内の上記小ブロックの１つを基本小
ブロックと定義し、直交変換により得られた小ブロック
に対する変換出力のうち該基本小ブロックの変換出力を
上記データブロック内の他の小ブロックの変換出力に対
する予測値としてとらえて予測誤差を求める予測誤差算
出手段、 上記基本小ブロックに対する変換出力と上記データブロ
ック内の他の小ブロックの変換出力の予測誤差とに対し
エントロピー符号化を行う手段、を備えたことを特徴と
する変換符号化器。 - 【請求項２】 上記基本小ブロックに対する変換出力に
対するエントロピー符号化と、上記データブロック内の
他の小ブロックの変換出力の予測誤差に対するエントロ
ピー符号化とを別々に行うことを特徴とする請求項１の
変換符号化器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16140391A JP2570922B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 変換符号化器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16140391A JP2570922B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 変換符号化器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0514736A JPH0514736A (ja) | 1993-01-22 |
| JP2570922B2 true JP2570922B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=15734428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16140391A Expired - Fee Related JP2570922B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 変換符号化器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2570922B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018180408A1 (en) | 2017-03-28 | 2018-10-04 | Kurita Water Industries Ltd. | Method for the determination of film forming amines |
-
1991
- 1991-07-02 JP JP16140391A patent/JP2570922B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0514736A (ja) | 1993-01-22 |
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