JP3218220B2 - Image information compression method and image information compression system - Google Patents

Image information compression method and image information compression system

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JP3218220B2
JP3218220B2 JP16168898A JP16168898A JP3218220B2 JP 3218220 B2 JP3218220 B2 JP 3218220B2 JP 16168898 A JP16168898 A JP 16168898A JP 16168898 A JP16168898 A JP 16168898A JP 3218220 B2 JP3218220 B2 JP 3218220B2
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清一郎 鎌田
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株式会社九州エレクトロニクスシステム
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、画像情報圧縮方式
に係り、特に、3次元空間の直方体領域に対する3次元
の疑似ヒルベルト走査法及びその画像情報圧縮システム
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image information compression system, and more particularly to a three-dimensional pseudo-Hilbert scanning method for a rectangular parallelepiped region in a three-dimensional space and an image information compression system thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】空間充填曲線と呼ばれる曲線群の一例と
して、1891年にヒルベルト(D.Hilbert)
により示されたヒルベルト曲線があり、それに類する二
次元ピアノ曲線走査を用いた画像情報圧方式が提案さ
れている(特公平7−22345号参照)。
2. Description of the Related Art As an example of a curve group called a space filling curve, D. Hilbert in 1891
There is Hilbert curve shown by, image information compression method using a two-dimensional piano curve scanning similar thereto has been proposed (see Kokoku No. 7-22345).

【0003】図5はかかる従来の2次元のヒルベルト曲
線の例を示す図であり、図5(a)は画素が2×2の場
合、図5(b)は画素が4×4の場合、図5(c)は画
素が8×8の場合をそれぞれ示している。この曲線は近
傍保存性の良さから、近年、スペクトル画像分類、デー
タベース情報検索、画像圧縮、計算機ホログラムなど様
々な研究に応用されている。こうした応用において、ヒ
ルベルト曲線は2,3次元空間内に分布するデータの処
理に利用される。一般に、N次元空間(N=2,3,
…)の格子点と1次元上の点との1対1の対応をとるこ
とを走査と呼び、ヒルベルト曲線に沿った走査をヒルベ
ルト走査と呼ぶ。
FIG. 5 is a diagram showing an example of such a conventional two-dimensional Hilbert curve. FIG. 5 (a) shows a case where pixels are 2 × 2, FIG. 5 (b) shows a case where pixels are 4 × 4, FIG. 5C shows a case where the number of pixels is 8 × 8. This curve has been applied to various researches such as spectral image classification, database information search, image compression, and computer generated hologram in recent years because of its good neighborhood preservation. In such applications, the Hilbert curve is used to process data distributed in a two- or three-dimensional space. In general, an N-dimensional space (N = 2, 3,
..) Has a one-to-one correspondence between grid points and one-dimensional points, and scanning along a Hilbert curve is called Hilbert scanning.

【0004】また、画像情報圧縮方式に関する先行技術
文献として、以下のようなものがある。 (1)安居院猛、永江孝規、中嶋正之、“Peano走
査の一般化による任意の大きさの配列の走査”テレビ学
技報,Vol.14,No.37,pp.25−30,
Jul.1990. (2)坂東幸浩、鎌田清一郎、“長方形領域を充填する
擬似ヒルベルト走査法”信学論(D−II),Vol.J
80−D−II,No.10,pp.2864−286
7,Oct.1997. (3)鎌田清一郎、ペレス・アーノルフォ、河口英二、
“2,3次元空間におけるヒルベルト曲線の計算法”信
学論(D−II),Vol.J74−D−II,No.9,
pp.1217−1226,Sep.1991. (4)X.Liu,G.F.Schrack,“An
Algorithmfor Encoding and
Decoding the 3−D Hilbert
Order,”IEEE Trans.Image
Processing.,IP−6,No.9,pp.
1333−1337.Sep.1997.
Further, there are the following prior art documents relating to the image information compression method. (1) Takeshi Yasui, Takanori Nagae, Masayuki Nakajima, "Scanning Arrays of Arbitrary Size by Generalizing Peano Scanning" Television Technical Report, Vol. 14, No. 37 pp. 25-30,
Jul. 1990. (2) Yukihiro Bando and Seiichiro Kamada, "Pseudo-Hilbert Scanning Method for Filling Rectangular Regions", IEICE (D-II), Vol. J
80-D-II, No. 10, pp. 2864-286
7, Oct. 1997. (3) Seiichiro Kamata, Perez Arnolfo, Eiji Kawaguchi,
"Method for calculating Hilbert curve in two- and three-dimensional space", IEICE (D-II), Vol. J74-D-II, No. 9,
pp. 1217-1226, Sep. 1991. (4) X. Liu, G .; F. Schrack, “An
Algorithmism Encoding and
Decoding the 3-D Hilbert
Order, "IEEE Trans. Image"
Processing. , IP-6, No. 9, pp.
1333-1337. Sep. 1997.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ヒルベ
ルト走査を採用する場合の問題は、適用範囲が
However, the problem when employing Hilbert scanning is that its application range is limited.

【0006】[0006]

【数1】 (Equation 1)

【0007】を満たすN次元空間の領域に限られること
である。これに対して、一般的な画像では走査対象は長
方形となるため、通常の2次元のヒルベルト走査は適用
できない場合が多い。そこで、2次元のヒルベルト走査
の一般化として、長方形領域に対する走査法が提案され
ている〔上記先行技術文献(1)、上記先行技術文献
(2)参照〕。上記先行技術文献(1)の方法は、再帰
的処理に基づいた方法であるため、計算時間やハードウ
ェア化の面で問題を残す。
[0007] This is limited to the region of the N-dimensional space that satisfies. On the other hand, in a general image, a scanning target is a rectangle, and therefore, ordinary two-dimensional Hilbert scanning cannot be applied in many cases. Therefore, as a generalization of the two-dimensional Hilbert scanning, a scanning method for a rectangular area has been proposed [see Prior Art Document (1) and Prior Art Document (2)]. Since the method of the above-mentioned prior art document (1) is a method based on recursive processing, there remains a problem in terms of calculation time and hardware.

【0008】これに対し、本願発明者らの提案による上
記先行技術文献(2)の方法は、上記先行技術文献
(3)を拡張した再帰的処理を含まない高速走査法であ
る。これらの上記先行技術文献(2)、上記先行技術文
献(3)ではヒルベルト曲線の生成規則をあらかじめテ
ーブル化しておき、これを逐次参照することで再帰の除
去を行っている。
On the other hand, the method of the prior art document (2) proposed by the inventors of the present application is a high-speed scanning method which does not include recursive processing and is an extension of the above prior art document (3). In these prior art documents (2) and (3), the rules for generating the Hilbert curve are tabulated in advance, and recursion is removed by sequentially referencing the tables.

【0009】こうしたヒルベルト走査の一般化は3次元
の場合には、計算の複雑さから検討がなされていなかっ
た。上記先行技術文献(1)の方法は、2次元のヒルベ
ルト走査の一般化であり、3次元の場合の具体的な方法
については述べられていない。上記先行技術(4)の方
法は立方体領域(2m ×2m ×2m )における計算法に
終始し、直方体領域の場合については述べられていな
い。このため、3次元空間でのヒルベルト走査の適用は
非常に限定されたものであった。
[0009] Such generalization of Hilbert scanning has not been studied in the case of three dimensions due to the computational complexity. The method of the prior art document (1) is a generalization of two-dimensional Hilbert scanning, and does not describe a specific method for three-dimensional scanning. The method of the prior art (4) is based on the calculation method in the cubic region (2 m × 2 m × 2 m ), but does not describe the case of the rectangular parallelepiped region. For this reason, the application of Hilbert scanning in a three-dimensional space has been very limited.

【0010】しかし、上記先行技術文献(2)の手法に
基づけば、3次元空間におけるヒルベルト走査の一般化
も2次元の場合と同様に行うことができる。本発明は、
上記状況に鑑みて、3次元のヒルベルト走査の拡張とし
て、直方体領域に対する3次元疑似ヒルベルト走査を行
い、スループットの向上、コストの低減化を図ることが
できる画像情報圧縮方法及びその画像情報圧縮システム
を提供することを目的とする。
However, based on the technique of the above-mentioned prior art document (2), generalization of Hilbert scanning in a three-dimensional space can be performed in the same manner as in the two-dimensional case. The present invention
In view of the above situation, as an extension of the three-dimensional Hilbert scan, an image information compression method and an image information compression system capable of performing a three-dimensional pseudo-Hilbert scan on a rectangular parallelepiped region to improve throughput and reduce cost are provided. The purpose is to provide.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔1〕画像情報圧縮方法において、撮像された動画像を
3次元空間の直方体領域に対応した3次元疑似ヒルベル
ト走査により、ルックアップテーブルを用いて逐次処理
を行い、3次元情報を1次元系列情報へ変換し、この変
換されたデータをデータ圧縮するようにしたものであ
る。
According to the present invention, in order to achieve the above object, [1] In the image information compression method, a three-dimensional pseudo-Hilbert scan corresponding to a rectangular parallelepiped region of a three-dimensional space is performed by capturing a captured moving image. Thus, sequential processing is performed using a lookup table, three-dimensional information is converted into one-dimensional series information, and the converted data is subjected to data compression.

【0012】〔2〕上記〔1〕記載の画像情報圧縮方法
において、前記3次元疑似ヒルベルト走査における最小
単位の直方体ブロックの再帰的分割の各辺の分割規則
を、偶数長の辺は分割点が中点に最も近くなるように偶
数長と偶数長の辺で分割し、奇数長の辺は分割点が中点
に最も近くなるように奇数長と偶数長の辺で分割すると
ともに、それに対応した直方体領域におけるアドレスの
割り当てを行うようにしたものである。
[2] In the image information compression method according to the above [1], the division rule for each side of the recursive division of the rectangular parallelepiped block of the minimum unit in the three-dimensional pseudo-Hilbert scan is as follows. The even-length and even-length sides are divided so that they are closest to the midpoint, and the odd-length sides are divided by odd- and even-length sides so that the division point is closest to the midpoint. Addresses are allocated in a rectangular parallelepiped area.

【0013】〔3〕上記〔1〕記載の画像情報圧縮方法
において、前記データ圧縮は、3次元疑似ヒルベルト走
査によって展開された1次元データに対して閾値による
分割処理を行うようにしたものである。 〔4〕上記〔3〕記載の画像情報圧縮方法において、前
記分割処理は、前記1次元データとの二乗誤差を最小化
する1次元データの区間分割を行い、この区間毎の直線
近似された圧縮データを生成するようにしたものであ
る。
[3] In the image information compression method according to the above [1], the data compression is such that a one-dimensional data developed by three-dimensional pseudo-Hilbert scanning is subjected to a dividing process by a threshold value. . [4] In the image information compression method according to the above [3], in the division processing, the one-dimensional data is divided into sections to minimize a square error with the one-dimensional data, and a linearly approximated compression for each section is performed. It is designed to generate data.

【0014】〔5〕画像情報圧縮システムにおいて、動
画像を撮像する撮像装置と、この撮像された動画像を走
査し、直方体領域に対応した3次元情報を1次元系列情
報へ変換する3次元疑似ヒルベルト走査手段と、前記1
次元系列情報を記憶する動画像記憶装置と、この動画像
記憶装置から読み出されるデータを圧縮するデータ圧縮
手段とを具備するようにしたものである。
[5] In the image information compression system, an image pickup device for picking up a moving image, and a three-dimensional pseudo for scanning the picked-up moving image and converting three-dimensional information corresponding to a rectangular parallelepiped region into one-dimensional series information. Hilbert scanning means;
The moving image storage device includes a moving image storage device that stores dimension sequence information, and a data compression unit that compresses data read from the moving image storage device.

【0015】〔6〕画像情報圧縮システムにおいて、動
画像を撮像する撮像装置と、この撮像された動画像を走
査する直方体領域に対応した3次元情報を1次元系列情
報へ変換する3次元疑似ヒルベルト走査手段と、前記1
次元系列情報を記憶する第1の動画像記憶装置と、この
動画像記憶装置から読み出されるデータを圧縮するデー
タ圧縮手段と、この圧縮されたデータの可逆符号部と、
この可逆符号部からの圧縮データの伝送路と、その伝送
された圧縮データの可逆復号部と、この可逆復号部から
のデータ復元部と、このデータ復元部からのデータを記
憶する第2の動画像記憶装置と、この動画像記憶装置か
ら読み出される圧縮データを走査する直方体領域に対応
した3次元疑似ヒルベルト走査手段と、出力される動画
を表示する表示装置とを具備するようにしたものであ
る。
[6] In the image information compression system, an imaging device for capturing a moving image and a three-dimensional pseudo-Hilbert for converting three-dimensional information corresponding to a rectangular parallelepiped region for scanning the captured moving image into one-dimensional sequence information Scanning means;
A first moving image storage device for storing dimension series information, data compression means for compressing data read from the moving image storage device, a lossless encoding unit for the compressed data,
A transmission path for the compressed data from the lossless encoding unit, a lossless decoding unit for the transmitted compressed data, a data restoration unit from the lossless decoding unit, and a second moving image storing data from the data restoration unit An image storage device, three-dimensional pseudo-Hilbert scanning means corresponding to a rectangular parallelepiped region for scanning compressed data read from the moving image storage device, and a display device for displaying an output moving image are provided. .

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。図1は本発明の直方体領域に対する
3次元の疑似ヒルベルト走査法による画像情報圧縮シス
テムのブロック図、図2は本発明の3次元疑似ヒルベル
ト走査(その1)を示す模式図であり、画素4×5×6
の場合を示している。図3は本発明の3次元疑似ヒルベ
ルト走査(その2)を示す模式図であり、画素8×8×
14の場合を示している。図4は本発明の3次元疑似ヒ
ルベルト走査(その3)を示す模式図であり、画素8×
10×14の場合を示している。
Embodiments of the present invention will be described below in detail. FIG. 1 is a block diagram of an image information compression system using a three-dimensional pseudo-Hilbert scanning method for a rectangular parallelepiped region of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing a three-dimensional pseudo-Hilbert scanning (part 1) of the present invention. 5x6
Is shown. FIG. 3 is a schematic diagram showing a three-dimensional pseudo-Hilbert scan (part 2) of the present invention.
14 is shown. FIG. 4 is a schematic diagram showing a three-dimensional pseudo-Hilbert scan (part 3) of the present invention.
The case of 10 × 14 is shown.

【0017】図1において、1はビデオカメラ、2は動
画像入力部、3は直方体充填走査部、4は動画像メモ
リ、5は制御回路、6はデータ圧縮部、7は累積誤差計
算部、8は分割区間検出部、9は可逆符号部、10は伝
送路、11は可逆復号部、12はデータ復元部、13は
分割区間復元部、14はフィルタ処理部、15は制御回
路、16は動画像メモリ、17は直方体充填走査部、1
8は動画像出力部、19はディスプレイである。
In FIG. 1, 1 is a video camera, 2 is a moving image input unit, 3 is a cuboid filling scanning unit, 4 is a moving image memory, 5 is a control circuit, 6 is a data compression unit, 7 is a cumulative error calculation unit, 8 is a division section detection section, 9 is a lossless encoding section, 10 is a transmission path, 11 is a lossless decoding section, 12 is a data restoration section, 13 is a division section restoration section, 14 is a filter processing section, 15 is a control circuit, and 16 is a control circuit. A moving image memory, 17 a rectangular solid filling scanning unit, 1
8 is a moving image output unit, and 19 is a display.

【0018】本発明の直方体領域に対する3次元の疑似
ヒルベルト走査による画像情報圧縮方式では、ビデオカ
メラ1から入力された動画像は、制御回路5による統括
制御の下に、動画像入力部2において、直方体充填走査
部3からの3次元疑似ヒルベルト走査により、3次元情
報を1次元系列情報へ変換して動画像メモリ4に記憶さ
れる。その動画像メモリ4からの1次元系列情報は、累
積誤差計算部7と分割区間検出部8の協働によるデータ
圧縮部6によって、可逆符号部9に送られる。
In the image information compression system of the present invention based on three-dimensional pseudo-Hilbert scanning of a rectangular parallelepiped region, a moving image input from a video camera 1 is transmitted to a moving image input unit 2 under the overall control of a control circuit 5. The three-dimensional information is converted into one-dimensional sequence information by three-dimensional pseudo-Hilbert scanning from the cuboid filling scanning unit 3 and stored in the moving image memory 4. The one-dimensional sequence information from the moving image memory 4 is sent to the lossless encoding unit 9 by the data compression unit 6 in cooperation with the accumulated error calculation unit 7 and the divided section detection unit 8.

【0019】そして、その可逆符号部9からの圧縮デー
タは、伝送路10を介して、可逆復号部11に送られ、
そのデータは、制御回路15による統括制御の下に、分
割区間復元部13とフィルタ処理部14によるデータ復
元部12において、データの復元が行われ、動画像メモ
リ16に記憶され、その記憶されたデータは、直方体充
填走査部17からの3次元疑似ヒルベルト走査により、
動画像出力部18を介して、ディスプレイ19にて動画
像として表示される。
The compressed data from the lossless encoding unit 9 is sent to a lossless decoding unit 11 via a transmission line 10,
The data is restored in the data restoration unit 12 by the divided section restoration unit 13 and the filter processing unit 14 under the overall control by the control circuit 15, and is stored in the moving image memory 16, and is stored. The data is obtained by three-dimensional pseudo-Hilbert scanning from the cuboid filling scanning unit 17.
The image is displayed as a moving image on the display 19 via the moving image output unit 18.

【0020】直方体充填走査部3からの3次元疑似ヒル
ベルト走査は、例えば、画素4×5×6の場合は、図2
に示すように、画素8×8×14の場合は、図3に示す
ように、画素8×10×14の場合は、図4に示すよう
に、実施される。以下、本発明の要点について順次詳細
に説明する。まず、3次元空間におけるヒルベルト走査
の一般化について説明する。
The three-dimensional pseudo-Hilbert scan from the cuboid filling scanning unit 3 is performed, for example, in the case of 4 × 5 × 6 pixels as shown in FIG.
As shown in FIG. 3, in the case of the pixel 8 × 8 × 14, the operation is performed as shown in FIG. 3, and in the case of the pixel 8 × 10 × 14, the operation is performed as shown in FIG. Hereinafter, the gist of the present invention will be sequentially described in detail. First, generalization of Hilbert scanning in a three-dimensional space will be described.

【0021】(1)立方体領域を充填するヒルベルト走
査 ここでは3次元空間の立方体領域を対象とし、2種類の
ルックアップテーブル(ターミナルテーブル、インダク
ションテーブル)を利用したヒルベルト走査法〔先行技
術文献(3)〕について簡単に述べる。この3次元ヒル
ベルト走査の対象は、X−Y−Z直交座標系において0
≦X<2m 、0≦Y<2m 、0≦Z<2m 、(m=1,
2,…)を満たす立方体領域であり、この領域は2m ×
m ×2m 個の格子点を含む。
(1) Hilbert Scan Filling Cubic Region Here, a Hilbert scanning method using two types of look-up tables (terminal table, induction table) for a cubic region in a three-dimensional space is described. )]]. The target of this three-dimensional Hilbert scan is 0 in the XYZ rectangular coordinate system.
≦ X <2 m , 0 ≦ Y <2 m , 0 ≦ Z <2 m , (m = 1,
2, ...), and this area is 2 m ×
Includes 2 m × 2 m grid points.

【0022】各画素のアドレスの割り当ては以下のよう
に行われる。図6に示す8分割領域のアドレス割当を示
す図である。図6(a)に示すように、立方体領域を8
分割し、分割後の各領域に対して、図6(b)に示すよ
うなアドレスを割り当てる。次に、分割後の各領域をさ
らに8分割した各領域に対しても同様のアドレス割り当
てを行い、下位に3ビットが付加した6ビットで各領域
を表す。
The assignment of the address of each pixel is performed as follows. FIG. 7 is a diagram showing address assignment of the eight divided areas shown in FIG. 6. As shown in FIG.
The area is divided, and an address as shown in FIG. 6B is assigned to each area after the division. Next, the same address assignment is performed for each area obtained by further dividing each area after division into eight, and each area is represented by six bits with three lower bits added.

【0023】従って、m回の分割操作後のサイズ1×1
×1の領域のアドレスZは次のような3mビットの2進
数表現によって表すことができる。
Therefore, the size 1 × 1 after m division operations
The address Z of the × 1 area can be represented by the following 3m-bit binary representation.

【0024】[0024]

【数2】 (Equation 2)

【0025】ここで、zi (i=1,2,…,m)は3
ビットの2進数であり、x1,1 …x m,3 は、0または1
の値をとる。(参考のため、2次元の場合のアドレス割
り当てを図5に示している) 図6の8分割領域に対して、各領域を1つの代表点で表
した場合の辿り方を考える。この場合、8通りの始点に
対して、各々終点が3通り存在し、始点と終点を入れ替
えただけの組合せは省くと、12(=8×3/2)通り
の始点と終点の組合せが考えられる。
Where zi(I = 1, 2,..., M) is 3
A binary number of bits, x1,1... x m, 3Is 0 or 1
Take the value of (For reference, address assignment in two-dimensional case
The assignment is shown in FIG. 5) For each of the eight divided areas in FIG. 6, each area is represented by one representative point.
Consider how to follow when you do. In this case, the 8 starting points
In contrast, there are three types of end points, and the start point and end point are switched
12 (= 8 × 3/2) ways if you omit the combinations
Can be considered as a combination of the start point and the end point.

【0026】したがって、本発明で用いるヒルベルト曲
線は、図7に示すように、12種類である。ここで、各
アルファベットは曲線の種類を表す。また、分割後の各
領域をさらに8分割した各領域に対する辿り方もこの1
2種類の曲線A〜Mのいずれかである。例えば、Aの曲
線の場合、図6(a)に示す8領域を辿る順番は、 000→010→011→001→101→111→1
10→100 であり、各領域でのヒルベルト曲線の種類は、図8に示
すように、 B→C→C→J→J→I→I→E の順で変化する。
Therefore, there are 12 types of Hilbert curves used in the present invention, as shown in FIG. Here, each alphabet represents the type of curve. The method of tracing each divided area into eight divided areas is also described in this 1
One of two types of curves A to M. For example, in the case of the curve A, the order of tracing the eight regions shown in FIG. 6A is 000 → 010 → 011 → 001 → 101 → 111 → 1
10 → 100, and the type of the Hilbert curve in each region changes in the order of B → C → C → J → J → I → I → E as shown in FIG.

【0027】そこで、曲線の種類と辿る順番毎にこの2
種類の情報、即ちアドレス情報と曲線の種類の情報を各
々ターミナルテーブルTtrm 〔γj 〕〔ij 〕と、イン
ダクションテーブルTind 〔γj 〕〔ij 〕に格納す
る。ここで、γj (=A,B,…,K,M)はj回分割
時の曲線の種類、ij (=1,2,…8)はj回分割時
の8分割領域に対する走査の順番である。例えば、γ0
=Aの曲線が8番目に走査する領域に対してはz1 =T
trm 〔A〕〔8〕=100,γ1 =Tind 〔A〕〔8〕
=Eのように参照する。
Therefore, for each type of curve and the order of tracing, the two
Type information, that is, address information and curve type information, are stored in a terminal table T trmj ] [ ij ] and an induction table T indj ] [ ij ], respectively. Here, γ j (= A, B,..., K, M) is the type of the curve at the time of j-times division, and i j (= 1, 2,. It is order. For example, γ 0
= A for the region where the curve of A scans eighth: z 1 = T
trm [A] [8] = 100, γ 1 = T ind [A] [8]
= E.

【0028】以下に、アドレス参照用のターミナルテー
ブル(Ttrm )と曲線の種類参照用のインダクションテ
ーブル(Tind )を示す。 Ttrm 〔A〕=〔000,010,011,001,1
01,111,110,100〕, Ttrm 〔B〕=〔000,001,101,100,1
10,111,011,010〕, Ttrm 〔C〕=〔000,100,110,010,0
11,111,101,001〕, Ttrm 〔D〕=〔110,100,101,111,0
11,001,000,010〕, Ttrm 〔E〕=〔110,111,011,010,0
00,001,101,100〕, Ttrm 〔F〕=〔110,010,000,100,1
01,001,011,111〕, Ttrm 〔G〕=〔101,111,110,100,0
00,010,011,001〕, Ttrm 〔H〕=〔101,100,000,001,0
11,010,110,111〕, Ttrm 〔I〕=〔101,001,011,111,1
10,010,000,100〕, Ttrm 〔J〕=〔011,001,000,010,1
10,100,101,111〕, Ttrm 〔K〕=〔011,010,110,111,1
01,100,000,001〕, Ttrm 〔M〕=〔011,111,101,001,0
00,100,110,010〕. Tind 〔A〕=〔B,C,C,J,J,I,I,E〕, Tind 〔B〕=〔C,A,A,H,H,D,D,M〕, Tind 〔C〕=〔A,B,B,F,F,K,K,G〕, Tind 〔D〕=〔E,F,F,G,G,M,M,B〕, Tind 〔E〕=〔F,D,D,K,K,A,A,I〕, Tind 〔F〕=〔D,E,E,C,C,H,H,J〕, Tind 〔G〕=〔H,I,I,D,D,C,C,K〕, Tind 〔H〕=〔I,G,G,B,B,J,J,F〕, Tind 〔I〕=〔G,H,H,M,M,E,E,A〕, Tind 〔J〕=〔K,M,M,A,A,F,F,H〕, Tind 〔K〕=〔M,J,J,E,E,G,G,C〕, Tind 〔M〕=〔J,K,K,I,I,B,B,D〕. 具体的なアルゴリズムは、アルゴリズム1において{}
内の処理を取り除き、iM+1 を1〜8とし、アドレス参
照用のテーブルをPTtrm 〔p〕からTtrm に置き換え
たものである。
The following shows a terminal table (T trm ) for address reference and an induction table (T ind ) for curve type reference. T trm [A] = [000,010,011,001,1
01,111,110,100], T trm [B] = [000,001,101,100,1
10,111,011,010], T trm [C] = [000,100,110,010,0
11, 111, 101, 001], T trm [D] = [110, 100, 101, 111, 0]
11,001,010,010], T trm [E] = [ 110,111,011,010,0
00,001,101,100], T trm [F] = [110,010,000,100,1
01,001,011,111], T trm [G] = [ 101,111,110,100,0
00,010,011,001], T trm [H] = [101,100,000,001,0
11,010,110,111], T trm [I] = [101,001,011,111,1
10,010,000,100], T trm [J] = [011,0011,000,010,1
10, 100, 101 , 111 ], T trm [K] = [011, 010, 110, 111, 1
01,100,000,001], T trm [M] = [011,111,101,001,0
00, 100, 110, 010]. Tind [A] = [B, C, C, J, J, I, I, E], Tind [B] = [C, A, A, H, H, D, D, M], Tind [C] = [A, B, B, F, F, K, K, G], T ind [D] = [E, F, F, G, G, M, M, B], T ind [E ] = [F, D, D, K, K, A, A, I], T ind [F] = [D, E, E, C, C, H, H, J], T ind [G] = [H, I, I, D, D, C, C, K], Tind [H] = [I, G, G, B, B, J, J, F], Tind [I] = [G , H, H, M, M, E, E, A], T ind [J] = [K, M, M, A, A, F, F, H], T ind [K] = [M, J , J, E, E, G, G, C], T ind [M] = [J, K, K, I, I, B, B, D]. The specific algorithm is as follows:
Are removed, iM + 1 is set to 1 to 8, and the address reference table is replaced with PTtrm [p] by Ttrm .

【0029】(2)直方体領域を充填するヒルベルト走
査 本発明は、上記した立方体(2m ×2m ×2m )を対象
とした3次元ヒルベルト走査を直方体領域に対応可能な
走査法へと拡張する。ここで、ヒルベルト曲線を直方体
領域の走査に利用した場合を疑似ヒルベルト走査と呼ぶ
ことにする。通常、ヒルベルト走査は立方体領域を走査
対象としており、その適応範囲は限られたものとなる
が、本発明では直方体領域に対する3次元の疑似ヒルベ
ルト走査法を採用し、この手法はルックアップテーブル
を利用した逐次処理的な手法を用いる。このため、計算
時間やハードウェア化において再帰的処理に基づく計算
法よりも多くの利点を有する。
(2) Hilbert Scan Filling a Rectangular Area The present invention extends the above-described three-dimensional Hilbert scan for a cube (2 m × 2 m × 2 m ) to a scanning method capable of handling a rectangular parallelepiped area. I do. Here, the case where the Hilbert curve is used for scanning the rectangular parallelepiped region is referred to as pseudo-Hilbert scanning. Normally, the Hilbert scanning is performed on a cubic region, and its applicable range is limited. However, in the present invention, a three-dimensional pseudo-Hilbert scanning method for a rectangular parallelepiped region is employed, and this method uses a lookup table. Using the sequential processing method described above. For this reason, there are many advantages over a calculation method based on recursive processing in terms of calculation time and hardware.

【0030】そして、立方体から直方体への拡張は、再
帰的8分割における辺の分割規則の変更とアドレスの最
下位3ビットの割り当ての変更という2点から成る。再
帰的8分割の際、各辺は以下の分割規則に従う。 (1)偶数長の辺は、分割点が中点に最も近くなるよう
に偶数長と偶数長の辺で分割する。
The extension from the cube to the rectangular parallelepiped consists of two points, that is, a change in the rule for dividing edges in recursive division into eight and a change in the assignment of the least significant three bits of the address. In the recursive division into eight, each side follows the following division rule. (1) An even-length side is divided by an even-length side and an even-length side so that the division point is closest to the midpoint.

【0031】(2)奇数長の辺は、分割点が中点に最も
近くなるように奇数長と偶数長の辺で分割する。この分
割規則にしたがえば、長さa・2m の線分は、m回の2
分割により長さaの2m 個の線分に分割される。このこ
とから、線分長lが 2×2m ≦l<4×2m であれば、m回の2分割の結果、lは線分長2,3,4
の組合せから成る2m 個の線分に分割される。従って、
3つの辺長lx ,ly ,lz が 2×2m ≦lx <4×2m , 2×2m ≦ly <4×2m , 2×2m ≦lz <4×2m , …(1) を満たす直方体領域では、m回の8分割の結果、辺長が
2,3,4の組合せから成る直方体が生成される(以
降、これらの最小単位の直方体をブロックと呼ぶ)。
(2) The odd-length side is divided by odd-length and even-length sides so that the division point is closest to the middle point. According to this division rule, a line segment having a length a · 2 m is m times 2
The division is performed into 2 m line segments having a length a. From this, if the line segment length l is 2 × 2 m ≦ l <4 × 2 m , as a result of m divisions into two, l is the line segment length 2, 3, 4
Are divided into 2 m segments. Therefore,
The three side lengths l x , l y , l z are 2 × 2 m ≦ l x <4 × 2 m , 2 × 2 m ≦ l y <4 × 2 m , 2 × 2 m ≦ l z <4 × 2 In a rectangular parallelepiped region satisfying m ,... (1), a rectangular parallelepiped having a combination of side lengths of 2, 3, and 4 is generated as a result of m divisions into eight (hereinafter, a rectangular parallelepiped of these minimum units is referred to as a block). ).

【0032】上記(1)式を満たす直方体の場合、走査
の条件が、 (A)始点と終点はブロック内の同一辺上に存在する。 (B)アドレス間のハミング距離が1の格子点に移動す
る。 であることを考慮すれば、この条件を満たすブロックの
辺長の組合せは、(lx×ly ×lz )で表すと、(2
×2×2),(2×3×2),(2×2×4),(2×
4×2),(4×2×2),(2×3×4),(4×3
×2),(2×4×4),(4×2×4),(4×4×
2),(4×3×4),(4×4×4),の12通りで
ある。
In the case of a rectangular parallelepiped satisfying the above equation (1), the scanning conditions are as follows: (A) The starting point and the ending point are on the same side in the block. (B) A hamming distance between addresses moves to a lattice point of 1. Considering that it is the combination of side length satisfying this condition block is expressed by (l x × l y × l z), (2
× 2 × 2), (2 × 3 × 2), (2 × 2 × 4), (2 ×
4 × 2), (4 × 2 × 2), (2 × 3 × 4), (4 × 3
× 2), (2 × 4 × 4), (4 × 2 × 4), (4 × 4 ×
2), (4 × 3 × 4) and (4 × 4 × 4).

【0033】一方、立方体(2m ×2m ×2m )の場合
は、分割により生じるブロックは(2×2×2)のみで
あった。このように、直方体の場合は、分割の結果生じ
るブロックが立方体の場合と異なるため、アドレスの最
下位ビットの割り当ての変更が必要となる。そこで、各
ブロック毎にアドレスをターミナルテーブルPT
trm 〔p〕〔γ〕〔i〕〔p(=1,2,…,12)は
ブロックに割り当てられた番号である。γとiはTtrm
の場合と同様である〕に格納し、例えば(2×2×4)
のブロックに関しては、PTtrm 〔3〕〔A〕〔16〕
=1000のように参照する。
On the other hand, in the case of the cube (2 m × 2 m × 2 m ), only blocks (2 × 2 × 2) generated by the division were obtained. As described above, in the case of the rectangular parallelepiped, since the block resulting from the division is different from the case of the cube, the assignment of the least significant bit of the address needs to be changed. Therefore, the address is stored in the terminal table PT for each block.
trm [p] [γ] [i] [p (= 1, 2, ..., 12) is a number assigned to the block. γ and i are T trm
Is the same as in the above case), for example, (2 × 2 × 4)
For the block No. , PT trm [3] [A] [16]
= 1000.

【0034】ここで、テーブルの第一引数である3は
(2×2×4)のブロックを表す番号である。従って、
上記(1)式を満足する直方体に対しては立方体の場合
と同様の8分割走査をm回行い、その後に各ブロックに
対応したターミナルテーブルPTtrmからアドレスを参
照すれば、直方体領域におけるアドレス割り当てが可能
となる。
Here, 3 which is the first argument of the table is a number indicating a (2 × 2 × 4) block. Therefore,
For a rectangular parallelepiped satisfying the above expression (1), the same eight-division scanning as in the case of the cube is performed m times, and thereafter, by referring to the address from the terminal table PT trm corresponding to each block, the address allocation in the rectangular parallelepiped region is performed. Becomes possible.

【0035】この考えに基づいて、上記(1)式を満た
す直方体領域( l x 0 × l y 0 × l z 0 )において全ア
ドレスを非再帰的に計算するアルゴリズムは、以下のよ
うになる。ここで、 l x k × l y k × l z k はk回目の
分割後の各辺長である。次に、アルゴリズム1について
説明すると、 Hilbert−Address(γ1 , l x 0 , l y
0 , l z 0 ,m) for i1 =1,2,…,8 z1 =Ttrm 〔γ1 〕〔i1 〕;γ2 =Tind 〔γ1
〔i1 〕; { l x 0 , l y 0 , l z 0 の領域を分割規則に従い分割
し、z1 に対応する分割領域の辺長 l x 1 , l y 1 , l
z 1 を決定}; ・ ・ for im =1,2,…,8 zm =Ttrm 〔γm 〕〔im 〕;γm+1 =T
ind 〔γm 〕〔im 〕; { l x m-1 , l y m-1 , l z m-1 の領域を分割規則に従
い分割し、zm に対応する分割領域の辺長 l x m , l y
m , l z m を決定}; { l x m , l y m , l z m に対するブロック(p)を決
定}; for im+1 =1,…, l x m × l y m × l z mm+1 =PTtrm 〔p〕〔γm+1 〕〔im+1 〕; output<z1 …zm m+1 > ここで、走査領域内の総格子点数を l x 0 × l y 0 × l
z 0 =LNとすると、このアルゴリズムの計算量はLN
の2倍程度で済み、O(LN)となる。
Based on this idea, the above equation (1) is satisfied.
Rectangular parallelepiped region (lx 0× ly 0× l z 0)
The algorithm for calculating the dress non-recursively is as follows:
Swell. Where lx k× ly k× lz kIs the k-th
This is the length of each side after division. Next, about algorithm 1
To explain, Hilbert-Address (γ1, Lx 0, Ly
0, Lz 0, M) for i1= 1,2, ..., 8 z1= Ttrm1] [I1]; ΓTwo= Tind1]
[I1]; {Lx 0, Ly 0, Lz 0Area is divided according to the division rule
Then z1Length l of the divided area corresponding tox 1, Ly 1, L
z 1・} For im= 1,2, ..., 8 zm= Ttrmm] [Im]; Γm + 1= T
indm] [Im]; {Lx m-1, Ly m-1, Lz m-1Area according to the division rule
Divided, zmLength l of the divided area corresponding tox m, Ly
m, Lz m}; {Lx m, Ly m, Lz mBlock (p) for
}; For im + 1= 1, ..., lx m× ly m× lz m zm + 1= PTtrm[P] [γm + 1] [Im + 1]; Output <z1... zmzm + 1> Where l is the total number of grid points in the scanning areax 0× ly 0× l
z 0= LN, the amount of calculation of this algorithm is LN
And only O (LN).

【0036】一方、再帰的処理によるヒルベルト走査の
一般化〔先行技術文献(1)〕では、3次元の場合の具
体的な方法が示されていないため、比較は行えない。し
かし、2次元の場合と同様、再帰処理を含む複雑な処理
となるため、計算時間は本発明の方法よりも大幅にかか
るものであった。また、ヒルベルト走査により得られ
た、1次元系列内での順番と3次元空間の格子点のアド
レスとの間には1対1の対応関係があり、一方から他方
を導くことが可能である。具体的な方法は上記先行技術
文献(2)と同様であるため、ここでは省略する。
On the other hand, the generalization of Hilbert scanning by recursive processing [prior art document (1)] does not show a specific method for the three-dimensional case, so that comparison cannot be performed. However, as in the case of the two-dimensional case, the processing becomes complicated including recursive processing, so that the calculation time is much longer than that of the method of the present invention. Also, there is a one-to-one correspondence between the order in a one-dimensional sequence obtained by Hilbert scanning and the address of a lattice point in a three-dimensional space, and one can guide the other. The specific method is the same as that of the above-mentioned prior art document (2), and is omitted here.

【0037】上記したように、本発明の手法における制
約条件は以下のようなものであった。 (1)(最小の辺長)≦(最大の辺長)≦2×(最小の
辺長) (2)始点、終点の存在する辺の長さ、及び、始点、終
点を含まない面の法線方向の辺の長さが奇数長である。
As described above, the constraints in the method of the present invention are as follows. (1) (minimum side length) ≦ (maximum side length) ≦ 2 × (minimum side length) (2) Length of side where start point and end point exist, and modulus of surface not including start point and end point The length of the side in the line direction is an odd length.

【0038】上記(1)の範囲外のサイズに対しては上
記(1)を満足するサイズの直方体を直列的に配置する
ことにより、ほとんどの範囲をカバーできる。上記
(2)に関しては、制約のない任意サイズへの拡張のた
めに今後、検討が必要な問題であるが、画像の端に1ラ
イン走査を付け加える形で対処が可能である。
For a size outside the above range (1), almost all the range can be covered by arranging the rectangular parallelepipeds satisfying the above (1) in series. Regarding the above (2), a problem that needs to be studied in the future in order to expand to an arbitrary size without restriction can be dealt with by adding one-line scanning to the end of the image.

【0039】本発明の方法は、ルックアップテーブルを
用いて再帰処理の除去を行う。このテーブルの記憶容量
を表1にまとめた。
The method of the present invention uses a look-up table to eliminate recursive processing. Table 1 summarizes the storage capacity of this table.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】立方体充填走査の場合に必要なテーブル
は、上記した「立方体領域を充填するヒルベルト走査」
で示した2種類(ターミナルテーブルとインダクション
テーブル)である。3次元疑似ヒルベルト走査の場合
は、各ブロック毎のアドレス情報のテーブルを追加する
必要があったが、図7に示す曲線の対称性を利用すれ
ば、このテーブルの記憶容量は大幅に削減することがで
きる。表1より対称性を利用した場合、記憶容量の増加
が1/5程度で済むことが分かる。このように、直方体
の場合もテーブルの記憶容量は極めてコンパクトに構成
することができる。
The table required for the cubic filling scan is described in the above-mentioned "Hilbert scan for filling the cubic region".
Are two types (terminal table and induction table). In the case of three-dimensional pseudo-Hilbert scanning, it was necessary to add a table of address information for each block. However, if the symmetry of the curve shown in FIG. 7 is used, the storage capacity of this table can be significantly reduced. Can be. It can be seen from Table 1 that when the symmetry is used, the storage capacity can be increased by about 1/5. Thus, the storage capacity of the table can be made extremely compact also in the case of a rectangular parallelepiped.

【0042】次に、本発明の情報圧縮方法について説明
する。動画像において、X×Y画素の画像がZフレーム
分ある場合、立体的にみるとX×Y×Zの直方体とな
る。ここでは、直方体充填走査部6による3次元疑似ヒ
ルベルト走査を利用した高速高画質動画像圧縮手法を実
現したものである。これは、X×Y×Zの3次元疑似ヒ
ルベルト走査によって展開された1次元データに対し
て、閾値による分割処理を施すものである。
Next, the information compression method of the present invention will be described. In a moving image, if there are images of X × Y pixels for Z frames, the image becomes a X × Y × Z rectangular parallelepiped when viewed three-dimensionally. Here, a high-speed and high-quality moving image compression method using three-dimensional pseudo-Hilbert scanning by the rectangular parallelepiped filling scanning unit 6 is realized. In this method, a one-dimensional data developed by X-Y-Z three-dimensional pseudo-Hilbert scanning is subjected to a dividing process using a threshold.

【0043】以下、この分割処理について説明する。Hereinafter, this division processing will be described.

【0044】[0044]

【数3】 (Equation 3)

【0045】ei が予め与えられた閾値THREを超え
るN−1画素目までを一つの区間とする。この処理を1
次元データの先頭から順に行う。圧縮アルゴリズムは以
下のようになる。ここで、サブプログラムGROUPI
NGは評価値をもとに分割点を決定するものである。但
し、SIZEは全画素数、THREは評価尺度ei に対
する閾値である。 〔圧縮アルゴリズム〕
The section up to the (N-1) th pixel in which e i exceeds a predetermined threshold value THRE is defined as one section. This process is 1
It is performed in order from the top of the dimension data. The compression algorithm is as follows. Here, the subprogram GROPI
NG determines the division point based on the evaluation value. Here, SIZE is the total number of pixels, and THRE is a threshold value for the evaluation scale e i . [Compression algorithm]

【0046】[0046]

【数4】 (Equation 4)

【0047】圧縮データを復元する場合は、直方体充填
走査部17の3次元疑似ヒルベルト走査に沿って、直方
体と見なした動画像に{lk }と{ck }の情報を埋め
込む処理ですむ。動画像データの復元アルゴリズムは以
下のようになる。ここで、フィルタ処理部14における
フィルタ処理は、従来手法である、例えばDebloc
kingフィルタなどを利用する。 〔復元アルゴリズム〕 (1)メイン { {lk }と{ck }を復号する(k=1,2,…,
K); 直方体充填走査部17の3次元疑似ヒルベルト走査に沿
って、{lk }の長さで{ck }を展開する; フィルタ処理を施す } 次いで、データ圧縮部6の分割区間検出部8における分
割区間検出について、図9を参照しながら説明する。
When the compressed data is restored, the processing of embedding the information of {l k } and {c k } in the moving image regarded as a rectangular parallelepiped along the three-dimensional pseudo-Hilbert scanning of the rectangular parallelepiped filling scanning unit 17 is sufficient. . The algorithm for restoring moving image data is as follows. Here, the filter processing in the filter processing unit 14 is a conventional method, for example,
Use a King filter or the like. [Restoration Algorithm] (1) Decode the main {{l k } and {c k } (k = 1, 2,...,
K); {c k } is developed with a length of {l k } along the three-dimensional pseudo-Hilbert scan of the cuboid filling scanning unit 17; filter processing is performed. {Divided section detection unit of the data compression unit 6} 8 will be described with reference to FIG.

【0048】THRE=10とする。まず、第1の区間
決定のため、点番号1から順に累積誤差を見ていく。 (1)x1 =5であるから、j=1の時、すなわちx2
=7の点を含めて、平均xと累積誤差eを計算すると、
x=6、e=2となる。この時e<THREであるから
次の点を見る。
It is assumed that THRE = 10. First, in order to determine the first section, the cumulative error is examined sequentially from point number 1. (1) Since x 1 = 5, when j = 1, that is, x 2
Calculating the mean x and the cumulative error e including the point of = 7,
x = 6 and e = 2. At this time, since e <THRE, the next point is checked.

【0049】(2)j=2の時、すなわちx3 =9の点
を含めて、平均xと累積誤差eを計算すると、x=7、
e=8となる。この時、e<THREであるから次の点
を見る。 (3)j=3の時、すなわち、x4 =7の点を含めて、
平均xと累積誤差eを計算すると、x=7、e=8とな
る。この時、e<THREであるから次の点を見る。
(2) When j = 2, that is, when the average x and the accumulated error e are calculated including the point of x 3 = 9, x = 7,
e = 8. At this time, since e <THRE, the next point is checked. (3) When j = 3, that is, including the point of x 4 = 7,
When the average x and the accumulated error e are calculated, x = 7 and e = 8. At this time, since e <THRE, the next point is checked.

【0050】(4)j=4の時、すなわち、x5 =2の
点を含めて、平均xと累積誤差eを計算すると、x=
6、e=28となる。この時、e>THREであるから
1 とx2 とx3 とx4 が同じ区間となる(N=4)。
第1の区間が決定できたので、次に第2の区間を点番号
5から求める。 (1)x5 =2であるから、j=1の時、すなわちx6
=4の点を含めて、平均xと累積誤差eを計算すると、
x=3、e=2となる。この時、e<THREであるか
ら次の点を見る。
(4) When j = 4, that is, when the average x and the accumulated error e are calculated including the point of x 5 = 2, x =
6, e = 28. At this time, since it is e> THRE x 1 and x 2 and x 3 and x 4 are the same interval (N = 4).
Since the first section has been determined, the second section is obtained from point number 5 next. (1) Since x 5 = 2, when j = 1, that is, x 6
When the average x and the accumulated error e are calculated including the point of = 4,
x = 3 and e = 2. At this time, since e <THRE, the next point is checked.

【0051】(2)j=2の時、すなわちx7 =3の点
を含めて、平均xと累積誤差eを計算すると、x=3、
e=2となる。この時、e<THREであるから次の点
を見る。 (3)以下、同様にしてj=3,4,…に対して平均x
と累積誤差eを計算しながら、THREと比較し、e>
THREであれば、その前の点までを同じ区間とする。
5 とx6 とx7 とx8 が同じ区間となる。
(2) When j = 2, that is, when the average x and the accumulated error e are calculated including the point of x 7 = 3, x = 3
e = 2. At this time, since e <THRE, the next point is checked. (3) Similarly, the average x for j = 3, 4,.
And THRE while calculating the accumulated error e, e>
If it is THRE, the section up to that point is the same section.
x 5 and x 6 and x 7 and x 8 are the same segment.

【0052】これによって、第2の区間が決定できる。
以上の処理を、データ個数SIZEまで行う。次に、離
散コサイン変換やベクトル量子化などを利用した高画質
化について、説明する。図9において、原1次元データ
と各区間の平均値との差を求める。
Thus, the second section can be determined.
The above processing is performed up to the data size SIZE. Next, a description will be given of high image quality utilizing discrete cosine transform, vector quantization, and the like. In FIG. 9, the difference between the original one-dimensional data and the average value of each section is determined.

【0053】これを、図10に示すように、近似誤差デ
ータ{yi ,i=1,2,…,SIZE}とする。この
データに対して、従来手法である1次元離散コサイン変
換やベクトル量子化などの手法を利用して圧縮効率をあ
げる。これにより、動画像の高画質化を図ることができ
る。データ圧縮部6の出力部分とデータ復元部12の入
力部分に、この従来手法を組み込む。
This is approximated error data {y i , i = 1, 2,..., SIZE} as shown in FIG. For this data, compression efficiency is increased by using a conventional method such as one-dimensional discrete cosine transform or vector quantization. This makes it possible to improve the quality of a moving image. This conventional method is incorporated in the output part of the data compression part 6 and the input part of the data decompression part 12.

【0054】上記したような、本発明の直方体領域に対
する3次元の疑似ヒルベルト走査法によれば、図11に
示すような、画像情報圧縮の効率の向上を図ることがで
きる。なお、ここでは、画像は、Miss Ameri
ca(360×288画素/フレーム)、圧縮率=0.
19ビット/画素(輝度のみ)である。すなわち、図1
1において、横軸にフレーム番号、縦軸に処理時間
(秒)を示しており、グラフaは本発明の画像情報圧縮
の場合であり、グラフbは従来の画像情報圧縮の場合
(MPEG:Moving Picture Expe
rtsGroup:Moving Picture I
mage Coding Experts Grou
p:動画像圧縮の国際標準方式)を示している。
According to the three-dimensional pseudo-Hilbert scanning method for the rectangular parallelepiped region of the present invention as described above, it is possible to improve the efficiency of image information compression as shown in FIG. Here, the image is a Miss Ameri
ca (360 × 288 pixels / frame), compression ratio = 0.
19 bits / pixel (only luminance). That is, FIG.
In FIG. 1, the horizontal axis indicates the frame number, and the vertical axis indicates the processing time (second). Graph a is the case of the image information compression according to the present invention, and graph b is the case of the conventional image information compression (MPEG: Moving). Picture Expe
rtsGroup: Moving Picture I
image Coding Experts Grou
p: International standard method of moving image compression).

【0055】この図から明らかなように、本発明の場合
は、処理時間が略2.5秒、従来の場合は、処理時間が
略28秒であり、処理時間を略10倍に短縮することが
できる。なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であ
り、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
As is apparent from this figure, in the case of the present invention, the processing time is about 2.5 seconds, and in the conventional case, the processing time is about 28 seconds, and the processing time is reduced by about 10 times. Can be. It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made based on the gist of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、次のような効果を奏することができる。3次元
空間の直方体領域に対応した3次元疑似ヒルベルト走査
により、ルックアップテーブルを用い、逐次処理的な手
法を用いるようにしたので、一般的な再帰計算の場合に
生じるスループットの低減、コストの上昇を回避でき
る。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. By using a look-up table and a sequential processing method by a three-dimensional pseudo-Hilbert scan corresponding to a rectangular parallelepiped region in a three-dimensional space, a reduction in throughput and an increase in cost in the case of general recursive calculation are performed. Can be avoided.

【0057】特に、動画像処理において、高速高画質な
動画像圧縮技術を低コストで提供することができる。ま
た、動画像情報は、膨大な情報量を有しており、その膨
大な情報量を的確な3次元直方体充填走査により、3次
元情報を近傍保存性の良い1次元系列へ変換して、的確
に動画像圧縮を行うことができる。
In particular, in moving image processing, a high-speed and high-quality moving image compression technique can be provided at low cost. Also, the moving image information has an enormous amount of information, and the enormous amount of information is converted into a one-dimensional series with good neighborhood preservation by an accurate three-dimensional cuboid filling scan. Moving image compression.

【0058】さらに、動画像のもつ冗長性を的確に除去
することができる。このように、より実用化される3次
元空間の直方体領域に対する動画像情報の圧処理を確
立することができ、特に、その短時間圧・復元処理
と、階層性を利用した変換処理と、画像依存性の少ない
圧縮パラメータを用いることができ、ディジタル画像圧
縮技術の発展に寄与するところは大である。
Further, the redundancy of the moving image can be accurately removed. Thus, it is possible to establish the compression processing of video information for cuboid region of the three-dimensional space more practical, in particular, its short compression-restoration process, the conversion process utilizing hierarchy In addition, compression parameters with little image dependency can be used, which greatly contributes to the development of digital image compression technology.

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

【図1】本発明の直方体領域に対する3次元の疑似ヒル
ベルト走査法による画像情報圧縮システムのブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram of an image information compression system based on a three-dimensional pseudo-Hilbert scanning method for a rectangular parallelepiped region according to the present invention.

【図2】本発明の3次元直方体の疑似ヒルベルト走査
(その1)を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating pseudo-Hilbert scanning of a three-dimensional rectangular parallelepiped (part 1) according to the present invention.

【図3】本発明の3次元直方体の疑似ヒルベルト走査
(その2)を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing pseudo-Hilbert scanning of a three-dimensional rectangular parallelepiped (part 2) of the present invention.

【図4】本発明の3次元直方体の疑似ヒルベルト走査
(その3)を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing pseudo-Hilbert scanning of a three-dimensional rectangular parallelepiped (part 3) of the present invention.

【図5】従来の2次元のヒルベルト曲線の例を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a conventional two-dimensional Hilbert curve.

【図6】8分割領域のアドレス割当を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing address assignment of an eight-part area.

【図7】3次元空間におけるヒルベルト曲線を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram illustrating a Hilbert curve in a three-dimensional space.

【図8】分割領域の走査パターンを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a scanning pattern of a divided area.

【図9】データ圧縮部の分割区間検出の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of divided section detection by the data compression unit.

【図10】近似誤差データを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing approximate error data.

【図11】本発明と従来の処理時間特性を示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing processing time characteristics of the present invention and a conventional processing time.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ビデオカメラ 2 動画像入力部 3,17 直方体充填走査部 4,16 動画像メモリ 5,15 制御回路 6 データ圧縮部 7 累積誤差計算部 8 分割区間検出部 9 可逆符部 10 伝送路 11 可逆復号部 12 データ復元部 13 分割区間復元部 14 フィルタ処理部 18 動画像出力部 19 ディスプレイ1 the video camera 2 moving image input unit 3, 17 rectangular solid filling scan portion 4,16 moving image memory 5 and 15 control circuit 6 the data compression unit 7 accumulated error calculating unit 8 divided section detection unit 9 reversible sign-unit 10 the transmission line 11 reversible Decoding unit 12 data restoration unit 13 divided section restoration unit 14 filter processing unit 18 moving image output unit 19 display

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 画像情報圧縮方法において、 撮像された動画像を3次元空間の直方体領域に対応した
3次元疑似ヒルベルト走査により、ルックアップテーブ
ルを用いて逐次処理を行い、3次元情報を1次元系列情
報へ変換し、該変換されたデータをデータ圧縮すること
を特徴とする画像情報圧縮方法。
1. A method for compressing image information, comprising sequentially processing a captured moving image by a three-dimensional pseudo-Hilbert scan corresponding to a rectangular parallelepiped region in a three-dimensional space using a look-up table to convert the three-dimensional information into one-dimensional data. A method for compressing image information, comprising converting the data into sequence information and compressing the converted data.
【請求項2】 請求項1記載の画像情報圧縮方法におい
て、前記3次元疑似ヒルベルト走査における最小単位の
直方体ブロックの再帰的分割の各辺の分割規則を、偶数
長の辺は分割点が中点に最も近くなるように偶数長と偶
数長の辺で分割し、奇数長の辺は分割点が中点に最も近
くなるように奇数長と偶数長の辺で分割するとともに、
それに対応した直方体領域におけるアドレスの割り当て
を行うことを特徴とする画像情報圧縮方法。
2. The image information compression method according to claim 1, wherein the dividing rule of each side of the recursive division of the rectangular parallelepiped block of the minimum unit in the three-dimensional pseudo-Hilbert scanning is such that a dividing point of an even-length side is a midpoint. Is divided by the even-length and even-length sides so as to be closest to, and the odd-length side is divided by the odd-length and even-length sides so that the division point is closest to the midpoint,
An image information compression method, wherein an address is assigned in a rectangular parallelepiped area corresponding to the method.
【請求項3】 請求項1記載の画像情報圧縮方法におい
て、前記データ圧縮は、3次元疑似ヒルベルト走査によ
って展開された1次元データに対して閾値による分割処
理を行うことを特徴とする画像情報圧縮方法。
3. The image information compression method according to claim 1, wherein the data compression is performed by a threshold process on the one-dimensional data expanded by three-dimensional pseudo-Hilbert scanning. Method.
【請求項4】 請求項3記載の画像情報圧縮方法におい
て、前記分割処理は、前記1次元データとの二乗誤差を
最小化する1次元データの区間分割を行い、該区間毎の
直線近似された圧縮データを生成することを特徴とする
画像情報圧縮方法。
4. The image information compression method according to claim 3, wherein the dividing process is performed by dividing a section of the one-dimensional data that minimizes a square error with the one-dimensional data, and performing linear approximation for each section. An image information compression method comprising generating compressed data.
【請求項5】 画像情報圧縮システムにおいて、(a)
動画像を撮像する撮像装置と、(b)該撮像された動画
像を走査し、直方体領域に対応した3次元情報を1次元
系列情報へ変換する3次元疑似ヒルベルト走査手段と、
(c)前記1次元系列情報を記憶する動画像記憶装置
と、(d)該動画像記憶装置から読み出されるデータを
圧縮するデータ圧縮手段とを具備することを特徴とする
画像情報圧縮システム。
5. In an image information compression system, (a)
An imaging device that captures a moving image; and (b) three-dimensional pseudo-Hilbert scanning means that scans the captured moving image and converts three-dimensional information corresponding to a rectangular parallelepiped region into one-dimensional sequence information;
An image information compression system comprising: (c) a moving image storage device that stores the one-dimensional sequence information; and (d) a data compression unit that compresses data read from the moving image storage device.
【請求項6】 画像情報圧縮システムにおいて、(a)
動画像を撮像する撮像装置と、(b)該撮像された動画
像を走査する直方体領域に対応した3次元情報を1次元
系列情報へ変換する3次元疑似ヒルベルト走査手段と、
(c)前記1次元系列情報を記憶する第1の動画像記憶
装置と、(d)該動画像記憶装置から読み出されるデー
タを圧縮するデータ圧縮手段と、(e)該圧縮されたデ
ータの可逆符号部と、(f)該可逆符号部からの圧縮デ
ータの伝送路と、(g)該伝送された圧縮データの可逆
復号部と、(h)該可逆復号部からのデータ復元部と、
(i)該データ復元部からのデータを記憶する第2の動
画像記憶装置と、(j)該動画像記憶装置から読み出さ
れる圧縮データを走査する直方体領域に対応した3次元
疑似ヒルベルト走査手段と、(k)出力される動画を表
示する表示装置とを具備することを特徴とする画像情報
圧縮システム。
6. In an image information compression system, (a)
An imaging device for capturing a moving image; and (b) three-dimensional pseudo-Hilbert scanning means for converting three-dimensional information corresponding to a rectangular parallelepiped region for scanning the captured moving image into one-dimensional sequence information;
(C) a first moving image storage device for storing the one-dimensional sequence information, (d) data compression means for compressing data read from the moving image storage device, and (e) reversibility of the compressed data. An encoding unit, (f) a transmission path for compressed data from the lossless encoding unit, (g) a lossless decoding unit for the transmitted compressed data, and (h) a data restoring unit from the lossless decoding unit.
(I) a second moving image storage device for storing data from the data restoring unit; and (j) three-dimensional pseudo-Hilbert scanning means corresponding to a rectangular parallelepiped region for scanning compressed data read from the moving image storage device. , (K) a display device for displaying a moving image to be output.
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