JP2807222B2 - Image compression device - Google Patents
Image compression deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、中間調画像（多値画像）を非可逆的に圧縮
してデータ量を減少させるための画像圧縮装置に関す
る。
（従来の技術）
近年、画像データを記憶するメモリの容量の少なくす
るため、あるいは高速にデータを通信するために種々の
分野で画像圧縮が行われている。
中間調画像の圧縮法は、可逆的なものと比可逆的なも
のとに分けられている。可逆的なものは、圧縮した後復
元すると完全に元に戻るが、圧縮比を上げることができ
ない。それに対し比可逆的な圧縮法では圧縮，復元して
も完全に元に戻らず画質の劣化を起すが、高い圧縮比を
期待できる。
一般に、画像圧縮を行う場合には圧縮比と画質とは反
比例の関係にある。これは、比可逆的な圧縮法が画像の
中に冗長度の少ない空間的相関の少ないノイズ成分を捨
てることによって高圧縮率を実現していることによる。
このため、圧縮比が小さければ捨てる情報が少なく画質
が良い（画質劣化が少ない）が、圧縮比を大きくすると
画質が悪くなる（画質劣化が多くなる）。
ところで、画像圧縮を行う場合には、一般にオペレー
タが所望の圧縮比を設定し、この圧縮比に基づき画像圧
縮を行っている。
（発明が解決しようとする問題点）
従来のようにオペレータが設定した所望の圧縮比で画
像圧縮を行った結果、後にこれを復元した画像が著しく
劣化してしまうということがあった。従って、従来は圧
縮後に復元される画像の画質を一定（目標値）に保つた
めには、オペレータによる圧縮比の設定に充分な配慮が
必要であった。
そこで、本発明の目的とするところは、圧縮後に復元
される画像が所定の画質を得ることができるように、圧
縮比を自動的に制御できる画像圧縮装置を提供すること
にある。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
上記目的を達成するために、本発明は、原画像を比可
逆的に圧縮処理する圧縮器を具備した画像圧縮装置にお
いて、前記圧縮器で圧縮された画像を復元する復元器
と、復元された画像と原画像との間で減算して残差画像
を作成する残差画像演算部と、この残差画像データに基
づき復元画像の画質の評価結果を出力する画質評価器と
で、前記圧縮器での圧縮比を制御するフィードバック系
を構成し、前記評価結果に基づき画質の劣化に基づいて
圧縮器の圧縮比を制御するものである。
また、画質評価器は、残差画像のデータより平均２乗
誤差を算出して画質を評価するものである。
さらに、前記フィードバック系は、画像評価器からの
評価結果に基づき前記圧縮器の圧縮比を制御するもので
あって、画質の劣化が大きい場合には圧縮比を小さくす
るものである。
（作 用）
本発明では、当初設定された圧縮比で圧縮後、これを
復元した画像の質を評価し、この評価結果に基づき圧縮
器の圧縮比を制御するフィードバック系を設けられてい
る。即ち、圧縮後復元された画像と原画像とを差し引い
たデータは、比可逆的な圧縮によって除去されて復元さ
れることのない残差画像であり、この残差が大きい程画
質が劣化していることになる。そこで、この残差画像に
よって復元画像の画質を評価し、画質の劣化が大きい場
合には当初の圧縮比より小さい圧縮比に可変すること
で、画質の劣化を所望の目標値に押さえることができ
る。
（実施例）
以下、本発明を図示の実施例に基づき具体的に説明す
る。
第１図は本発明の一実施例である画像圧縮装置のブロ
ック図である。
同図において、圧縮器１は原画像を非可逆的に圧縮し
て出力するものであり、かつ、この圧縮器１は後述する
画質評価器４からの評価結果に基づきオペレータによっ
て設定された圧縮比を可変するようになっている。
さらに、前記圧縮器１の圧縮比を可変制御するための
フィードバック系は下記の各部によって構成されてい
る。
復元器２は、前記圧縮器１で圧縮された画像を復元す
るものであり、その後段の残差画像演算部３は、前記圧
縮器１で圧縮された後に前記復元器２で復元された画像
と、圧縮される以前の原画像との差を計算した残差画像
を作成するものである。
画質評価器４は、前記残差画像に基づいて、圧縮後に
復元された画像の画質を評価した評価結果を出力し、こ
れによって前記圧縮器１での圧縮比を帰還制御するもの
である。
本実施例では、前記画質評価器４の一例として平均２
乗誤差演算器を採用している。
以上のように構成された装置の作用について説明す
る。
原画像は、当初設定された圧縮比に基づき、圧縮器１
で比可逆的に圧縮される。この比可逆的圧縮法としては
直交変換符号化，予想符号化等のうちいずれかの手法で
あってもよい。
前記圧縮器１での圧縮比が適正なものであるか、即
ち、その圧縮法での圧縮後に復元される画像が一定以上
の画質を有するものであるかを評価するため、先ず、前
記圧縮画像は復元器２で復元され、原画像と差し引きさ
れることにより残差画像演算部３において残差画像が作
成される。
次に、本実施例ではこの残差画像より上述した画質を
評価するに当り、残差画像について平均２乗誤差を演算
している。即ち、復元画像と原画像との各アドレスｘに
おける残差データをＦ（ｘ）とし、この残差画像がアド
レスｘ＝０〜Ｎ−１で構成されるものとした場合、平均
２乗誤差δは下記の式より求まる。
この平均２乗誤差δが大きい場合は復元画像の劣化が
大きく、逆に平均２乗誤差δが小さい場合は復元画像の
劣化が少ないことを意味する。従って、第２図に示すよ
うにして平均２乗誤差δが大きい場合程圧縮比を小さく
するように帰還制御すれば、この新たな圧縮比によって
圧縮し、これを復元した画像の画質を目標値に保つこと
が可能となる。尚、圧縮器１での圧縮比の可変は、例え
ば直交変換符号化方式の場合にはビット割当てテーブル
を制御することで容易に達成することができる。
尚、本発明は上記実施例に限定されるもものではな
く、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能であ
る。
例えば、残差画像基づく前記画質評価器４での画質の
評価手法としては、上述した平均２乗誤差を求めるもの
に限らず他の種々の手法を採用し得ることは言うまでも
ない。また、前記残差画像に一率にバイアス成分が重畳
されている場合には、このバイアス成分を差し引いたデ
ータで平均２乗る誤差を求める等の画質を正確に評価す
るための種々の手法を採用できる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば一旦圧力された
画像の復元画像と原画像との間の残差画像に基づき、復
元画像の画質を評価して、この評価結果を圧縮結果を圧
縮器にフィードバックして当初設定された圧縮比を可変
制御しているため、常に復元画像の画質を目標値に維持
することができる。The present invention relates to an image compression apparatus for irreversibly compressing a halftone image (multi-valued image) to reduce the amount of data. . (Prior Art) In recent years, image compression has been performed in various fields in order to reduce the capacity of a memory for storing image data or to communicate data at high speed. The halftone image compression method is classified into a reversible method and a reversible method. Reversible ones are completely restored when compressed and restored, but the compression ratio cannot be increased. On the other hand, in the case of the reversible compression method, even if the image is compressed and restored, the image quality is not completely restored and the image quality is deteriorated, but a high compression ratio can be expected. Generally, when performing image compression, the compression ratio and the image quality are in inverse proportion. This is because the reversible compression method achieves a high compression ratio by discarding noise components with low redundancy and low spatial correlation in the image.
For this reason, if the compression ratio is small, less information is discarded and the image quality is good (image quality degradation is small), but if the compression ratio is large, the image quality is deteriorated (image quality degradation is large). When performing image compression, an operator generally sets a desired compression ratio, and performs image compression based on the compression ratio. (Problems to be Solved by the Invention) As a result of performing image compression at a desired compression ratio set by an operator as in the related art, there is a case where an image restored later is significantly deteriorated. Therefore, conventionally, in order to keep the image quality of the image restored after compression at a constant (target value), it is necessary to give sufficient consideration to the setting of the compression ratio by the operator. Therefore, an object of the present invention is to provide an image compression apparatus that can automatically control a compression ratio so that an image restored after compression can obtain a predetermined image quality. [Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention relates to an image compression apparatus including a compressor for performing a lossless compression process on an original image. A decompressor for decompressing the compressed image, a residual image calculator for subtracting between the decompressed image and the original image to generate a residual image, and an image quality of the decompressed image based on the residual image data. And an image quality evaluator that outputs the evaluation result of (a), a feedback system that controls the compression ratio of the compressor is configured, and the compression ratio of the compressor is controlled based on the deterioration of the image quality based on the evaluation result. . The image quality evaluator calculates the mean square error from the data of the residual image to evaluate the image quality. Further, the feedback system controls the compression ratio of the compressor based on the evaluation result from the image evaluator, and reduces the compression ratio when the image quality is greatly deteriorated. (Operation) The present invention is provided with a feedback system that evaluates the quality of an image obtained by compressing the image at the initially set compression ratio and restoring the image, and controls the compression ratio of the compressor based on the evaluation result. That is, data obtained by subtracting the original image and the restored image after compression is a residual image that is removed by irreversible compression and cannot be restored. The larger the residual, the lower the image quality. Will be. Therefore, the image quality of the restored image is evaluated based on the residual image, and when the image quality deteriorates significantly, the compression ratio is changed to a compression ratio smaller than the initial compression ratio, whereby the image quality deterioration can be suppressed to a desired target value. . (Examples) Hereinafter, the present invention will be specifically described based on the illustrated examples. FIG. 1 is a block diagram of an image compression apparatus according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, a compressor 1 is for irreversibly compressing and outputting an original image, and the compressor 1 has a compression ratio set by an operator based on an evaluation result from an image quality evaluator 4 described later. Is made to be variable. Further, a feedback system for variably controlling the compression ratio of the compressor 1 includes the following units. The decompressor 2 is for decompressing the image compressed by the compressor 1, and the subsequent-stage residual image operation unit 3 is configured to decompress the image compressed by the compressor 1 and decompressed by the decompressor 2. And a residual image calculated by calculating the difference between the original image before compression and the original image. The image quality evaluator 4 outputs an evaluation result of evaluating the image quality of the image restored after compression based on the residual image, and thereby feedback-controls the compression ratio in the compressor 1. In the present embodiment, an average of 2
A square error calculator is used. The operation of the device configured as described above will be described. The original image is compressed by the compressor 1 based on the compression ratio set initially.
Irreversibly compressed. This lossless compression method may be any of orthogonal transform coding, predictive coding, and the like. In order to evaluate whether the compression ratio in the compressor 1 is appropriate, that is, whether the image restored after compression by the compression method has a certain image quality or more, first, the compressed image Is restored by the restoring unit 2 and is subtracted from the original image, whereby a residual image is created in the residual image calculation unit 3. Next, in this embodiment, in evaluating the above-described image quality from the residual image, a mean square error is calculated for the residual image. That is, if the residual data at each address x between the restored image and the original image is F (x), and this residual image is composed of addresses x = 0 to N−1, the mean square error δ Is obtained from the following equation. If the mean square error δ is large, the restored image deteriorates greatly. Conversely, if the mean square error δ is small, the restored image deteriorates little. Therefore, as shown in FIG. 2, if the feedback control is performed so that the compression ratio becomes smaller as the mean square error δ becomes larger, the image is compressed by the new compression ratio and the image quality of the restored image is set to the target value. Can be maintained. The compression ratio in the compressor 1 can be easily changed by controlling a bit allocation table in the case of, for example, an orthogonal transform coding system. It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, it goes without saying that the image quality evaluation method in the image quality evaluator 4 based on the residual image is not limited to the above-described method of calculating the mean square error, and may employ various other methods. In addition, when a bias component is superimposed on the residual image at a certain rate, various methods for accurately evaluating the image quality, such as obtaining an error of averaging square from data obtained by subtracting the bias component, are employed. it can. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the image quality of a restored image is evaluated based on the residual image between the restored image of the image once compressed and the original image. Since the compression result is fed back to the compressor and the initially set compression ratio is variably controlled, the image quality of the restored image can always be maintained at the target value.
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は平均
２乗誤差と圧縮比との関係を示す特性図である。
１……圧縮器、２……復元器、
３……残差画像演算部、４……画質評価器。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a mean square error and a compression ratio. 1 ... Compressor, 2 ... Decompressor, 3 ... Residual image calculation unit, 4 ... Image quality evaluator.
Claims (1)
画像圧縮装置において、前記圧縮器で圧縮された画像を
復元する復元器と、復元された画像と原画像との間で減
算して残差画像を作成する残差画像演算部と、この残差
画像データに基づき復元画像の画質の評価結果を出力す
る画質評価器とで、前記圧縮器での圧縮比を制御するフ
ィードバック系を構成し、前記評価結果に基づき画質の
劣化に基づいて圧縮器の圧縮比を制御することを特徴と
する画像圧縮装置。 ２．画質評価器は、残差画像のデータより平均２乗誤差
を算出して画質を評価するものである特許請求の範囲第
１項記載の画像圧縮装置。 ３．前記フィードバック系は、画像評価器からの評価結
果に基づき前記圧縮器の圧縮比を制御するものであっ
て、画質の劣化が大きい場合には圧縮比を小さくするも
のである特許請求の範囲第１項記載の画像圧縮装置。(57) [Claims] An image compression apparatus having a compressor for irreversibly compressing an original image, comprising: a decompressor for restoring an image compressed by the compressor; and a subtractor for subtracting the restored image from the original image. A feedback system for controlling a compression ratio in the compressor is configured by a residual image calculation unit that creates a difference image, and an image quality evaluator that outputs an evaluation result of the image quality of the restored image based on the residual image data. An image compression apparatus for controlling a compression ratio of a compressor based on deterioration of image quality based on the evaluation result. 2. 2. The image compression device according to claim 1, wherein the image quality evaluator calculates an average square error from the data of the residual image to evaluate the image quality. 3. 2. The method according to claim 1, wherein the feedback system controls a compression ratio of the compressor based on an evaluation result from an image evaluator, and reduces the compression ratio when image quality is greatly deteriorated. Item.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP27236486A JP2807222B2 (en) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | Image compression device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPS63125076A JPS63125076A (en) | 1988-05-28 |
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Family
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-
1986
- 1986-11-14 JP JP27236486A patent/JP2807222B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 電子通信学会技術研究報告，ＣＳ８５−５８（１９８５−８−２２）Ｐ．１−６ |
| 電子通信学会論文誌、Ｊ６７−Ｂ［１２］（１９８４）Ｐ．１３５５−１３６２ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS63125076A (en) | 1988-05-28 |
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|---|---|---|---|
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