JP3282138B2 - Image data compression processing method and image data reconstruction method - Google Patents
Image data compression processing method and image data reconstruction methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は画像データの圧縮処理方
法、特に詳細にはウェーブレット変換を用いて原画像の
データ量を削減するための画像データの圧縮処理方法お
よび圧縮された画像データを再構成する方法に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for compressing image data, and more particularly, to a method for compressing image data for reducing the amount of data of an original image by using a wavelet transform, and a method for regenerating compressed image data. It concerns the method of configuration.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えばTV信号等、中間調画像を担持す
る画像信号は膨大な情報量を有しているので、その伝送
には広帯域の伝送路が必要である。そこで従来より、こ
のような画像信号は冗長性が大きいことに着目し、この
冗長性を抑圧することによって画像データを圧縮する試
みが種々なされている。また最近では、例えば光ディス
クや磁気ディスク等に中間調画像を記録することが広く
行われており、この場合には記録媒体に効率良く画像信
号を記録することを目的として画像データ圧縮が広く適
用されている。2. Description of the Related Art An image signal carrying a halftone image, such as a TV signal, has an enormous amount of information, and therefore requires a wide-band transmission line for transmission. Therefore, conventionally, attention has been paid to the fact that such an image signal has high redundancy, and various attempts have been made to compress the image data by suppressing this redundancy. Also, recently, recording halftone images on, for example, optical disks and magnetic disks has been widely performed. In this case, image data compression has been widely applied for the purpose of efficiently recording image signals on a recording medium. ing.
【0003】このような画像データの圧縮方法の一つと
して、従来から、画像データを格納,伝送等する場合
に、該画像データに予測符号化による圧縮処理を施して
データ量を圧縮減少せしめた上で格納,伝送等を行い、
画像再生の際はその圧縮された画像データ(圧縮画像デ
ータ)に復号処理を施して伸長し、その伸長された画像
データ(伸長画像データ)に基づいて可視像を再生する
ような方法が採用されている。As one of such image data compression methods, conventionally, when image data is stored or transmitted, the image data is subjected to compression processing by predictive coding to reduce the data amount. Perform storage, transmission, etc.
At the time of image reproduction, a method is employed in which the compressed image data (compressed image data) is decoded and decompressed, and a visible image is reproduced based on the decompressed image data (decompressed image data). Have been.
【0004】また、画像データ圧縮方法の一つとして、
ベクトル量子化を利用する方法が知られている。この方
法は、2次元画像データを標本数K個のブロックに分割
し、予めK個のベクトル要素を規定して作成した相異な
る複数のベクトルから成るコードブックの中で、上記ブ
ロックの各々内の画像データの組と最小歪にて対応する
ベクトルをそれぞれ選択し、この選択されたベクトルを
示す情報を各ブロックと対応させて符号化するようにし
たものである。As one of the image data compression methods,
A method using vector quantization is known. This method divides the two-dimensional image data into blocks of K samples, and includes, in a codebook composed of a plurality of different vectors created in advance by defining K vector elements, in each of the blocks, A vector corresponding to a set of image data and a minimum distortion are respectively selected, and information indicating the selected vector is encoded in association with each block.
【0005】上述のようなブロック内の画像データは互
いに高い相関性を有しているので、各ブロック内の画像
データを、比較的少数だけ用意したベクトルのうちの1
つを用いてかなり正確に示すことが可能となる。したが
って、画像データの伝送あるいは記録は、実際のデータ
の代わりにこのベクトルを示す符号を伝送あるいは記憶
することによってなし得るから、データ圧縮が実現され
るのである。例えば256 レベル(=8bit)の濃度ス
ケールの中間調画像における64画素についての画像デー
タ量は、8×64=512bitとなるが、この64画素を
1ブロックとして該ブロック内の各画像データを64要素
からなるベクトルで表わし、このようなベクトルを256
通り用意したコードブックを作成するものとすれば、1
ブロック当りのデータ量はベクトル識別のためのデータ
量すなわち8bitとなり、結局データ量を8/(8×
64)=1/64に圧縮可能となる。[0005] Since the image data in the above-described blocks have a high correlation with each other, the image data in each of the blocks is represented by one of a relatively small number of vectors prepared.
One can be used to indicate fairly accurately. Therefore, since the transmission or recording of the image data can be performed by transmitting or storing a code indicating this vector instead of the actual data, data compression is realized. For example, the image data amount for 64 pixels in a halftone image of a density scale of 256 levels (= 8 bits) is 8 × 64 = 512 bits, and this 64 pixels is regarded as one block, and each image data in the block is represented by 64 elements. Represented by a vector consisting of
If you create a codebook prepared as follows,
The data amount per block is the data amount for vector identification, that is, 8 bits, and eventually the data amount is 8 / (8 ×
64) = 1/64.
【0006】以上のようにして画像データを圧縮して記
録あるいは伝送した後、ベクトル識別情報が示すベクト
ルのベクトル要素を各ブロック毎の再構成データとし、
この再構成データを用いれば原画像が再現される。After the image data is compressed and recorded or transmitted as described above, the vector element of the vector indicated by the vector identification information is used as reconstructed data for each block.
Using this reconstructed data, the original image is reproduced.
【0007】また、上述した予測符号化によるデータ圧
縮を行う場合の圧縮率を向上させる方法の1つとして、
予測符号化処理と共に画像データのビット分解能(濃度
分解能)を低下させる、すなわち画像データをより粗く
量子化する量子化処理を行うことが考えられる。[0007] One of the methods for improving the compression ratio in the case of performing the above-described data compression by predictive coding is as follows.
It is conceivable to reduce the bit resolution (density resolution) of the image data together with the predictive encoding process, that is, to perform a quantization process for coarsely quantizing the image data.
【0008】そこで、本願出願人により、上述した予測
符号化による方法と量子化による方法とを組み合わせた
補間符号化による画像データ圧縮方法が提案されている
(特開昭62−247676号公報)。この方法は、画像データ
を適当な間隔でサンプリングした主データと該主データ
以外の補間データとに区分し、補間データは上記主デー
タに基づいて内挿予測符号化処理、すなわち補間データ
を主データに基づいて内挿予測し、予測誤差に対してハ
フマン符号化等の可変長符号化(値により符号長が変わ
るような信号への変換)を行うことにより画像データを
圧縮するものである。Therefore, the applicant of the present invention has proposed an image data compression method by interpolation coding which combines the above-described method by predictive coding and the method by quantization (Japanese Patent Laid-Open No. 62-247676). In this method, image data is divided into main data sampled at appropriate intervals and interpolation data other than the main data, and the interpolation data is subjected to interpolation prediction coding processing based on the main data, that is, the interpolation data is converted into the main data. , And compresses image data by performing variable-length coding such as Huffman coding (conversion to a signal whose code length changes depending on a value) on a prediction error.
【0009】また、画像データを圧縮するにあたっては
当然圧縮率は高い方が望ましい。しかしながら、上記補
間符号化において大きな圧縮率の向上を望むことは技術
的に困難であり、従ってより大きな圧縮率を達成するた
め、空間分解能を小さくする画像データ数減少処理を上
記補間符号化と組合わせることが考えられる。When compressing image data, it is naturally desirable that the compression ratio be high. However, it is technically difficult to desire a large improvement in the compression rate in the interpolation coding. Therefore, in order to achieve a higher compression rate, the image data number reduction processing for reducing the spatial resolution is combined with the interpolation coding. It is conceivable to match them.
【0010】そこで本願出願人により、上述した補間符
号化と画像データ数減少処理とを組み合わせ、より高画
質を維持しつつより高い圧縮率を達成し得る画像データ
圧縮方法が提案されている(特開平2-280462号公報)。Therefore, the applicant of the present application has proposed an image data compression method that combines the above-described interpolation coding and the image data number reduction processing and can achieve a higher compression ratio while maintaining higher image quality (particularly). JP-A-2-280462).
【0011】一方、上述した画像データを処理するため
の方法としてウェーブレット変換なる方法が提案されて
いる。On the other hand, a method called wavelet transform has been proposed as a method for processing the above-mentioned image data.
【0012】ここで、ウェーブレット変換について説明
する。Here, the wavelet transform will be described.
【0013】ウェーブレット変換は、周波数解析の方法
として近年開発されたものであり、ステレオのパターン
マッチング、データ圧縮等に応用がなされているもので
ある(OLIVIER RIOUL and MARTIN VETTERLI;Wavelets a
nd Signal Processing,IEEESP MAGAZINE,P.14-38,OCTOB
ER 1991、Stephane Mallat;Zero-Crossings of aWavele
t Transform,IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION THEOR
Y,VOL.37,NO.4,P.1019-1033,JULY 1991 )。The wavelet transform has recently been developed as a method of frequency analysis, and is applied to stereo pattern matching, data compression, and the like (OLIVIER RIOUL and MARTIN VETTERLI; Wavelets a).
nd Signal Processing, IEEESP MAGAZINE, P.14-38, OCTOB
ER 1991, Stephane Mallat; Zero-Crossings of aWavele
t Transform, IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION THEOR
Y, VOL. 37, NO. 4, P. 1019-1033, JULY 1991).
【0014】このウェーブレット変換は、図8に示すよ
うな関数hを基本ウェーブレット関数として、In this wavelet transform, a function h as shown in FIG. 8 is used as a basic wavelet function.
【数1】 なる式において信号を複数の周波数帯域毎の周波数信号
に変換するため、フーリエ変換のような偽振動の問題が
発生しない。すなわち、関数hの周期および縮率を変化
させ、原信号を移動させることによりフィルタリング処
理を行えば、細かな周波数から粗い周波数までの所望と
する周波数に適合した周波数信号を作成することができ
る。例えば、図9に示すように、信号Sorgをウェーブレ
ット変換し、各周波数帯域毎に逆ウェーブレット変換し
た信号と、図10に示すように信号Sorg をフーリエ変換
し、各周波数帯域毎に逆フーリエ変換した信号で見てみ
ると、ウェーブレット変換はフーリエ変換と比べて原信
号Sorg の振動と対応した周波数帯域の周波数信号を得
ることができる。すなわち、フーリエ変換において原信
号Sorg の部分Bと対応する周波数帯域7の部分B′に
は振動が発生しているのに対し、ウェーブレット変換で
は原信号Sorg の部分Aと対応する周波数帯域W7の部
分A′には原信号と同様に振動は発生していないものと
なる。(Equation 1) Since the signal is converted into a frequency signal for each of a plurality of frequency bands in the following formula, a problem of spurious vibration such as Fourier transform does not occur. That is, if the filtering process is performed by changing the period and the reduction ratio of the function h and moving the original signal, a frequency signal suitable for a desired frequency from a fine frequency to a coarse frequency can be created. For example, as shown in FIG. 9, the signal Sorg is subjected to the wavelet transform and the signal subjected to the inverse wavelet transform for each frequency band, and as shown in FIG. 10, the signal Sorg is subjected to the Fourier transform and the inverse Fourier transform is performed for each frequency band. In terms of signals, the wavelet transform can obtain a frequency signal in a frequency band corresponding to the vibration of the original signal Sorg as compared with the Fourier transform. That is, in the Fourier transform, a vibration occurs in a portion B 'of the frequency band 7 corresponding to the portion B of the original signal Sorg, whereas in the wavelet transform, a portion of the frequency band W7 corresponding to the portion A of the original signal Sorg. No vibration occurs in A 'as in the case of the original signal.
【0015】また、このウェーブレット変換を用いて、
前述した画像データの圧縮を行う方法が提案されている
(Marc Antonini et al.,Image Coding Using Wavelet
Transform,IEEE TRANSACTIONS ON IMAGE PROCESSING
,VOL.1 ,NO.2,p205-220,APRIL 1992)。Also, using this wavelet transform,
A method for compressing the image data described above has been proposed (Marc Antonini et al., Image Coding Using Wavelet).
Transform, IEEE TRANSACTIONS ON IMAGE PROCESSING
, VOL.1, NO.2, p205-220, APRIL 1992).
【0016】この方法は、画像を表す原画像データを、
所定の基本ウェーブレット関数により所定間隔でサンプ
リングをしながら順次ウェーブレット変換を行うことに
より、原画像データを主副両方向について高周波数帯域
から低周波数帯域までの周波数帯域の組合わせが異なる
複数の画像データに分解し、これらの画像データに対し
てノイズ成分を多く担持する高周波数帯域の画像データ
にはビット数を少なくするあるいはビット数を0とし、
主要被写体の情報を担持する低周波数帯域の画像データ
にはビット数を多く割り当てて前述したベクトル量子化
を施すことにより、原画像データの圧縮を行うものであ
る。この方法によれば、原画像データの圧縮率を向上さ
せることができ、また、圧縮された画像データに対して
所定のサンプリング間隔で間引かれたデータの部分を補
完しつつ順次逆ウェーブレット変換を施すことにより、
原画像を完全に復元することができる。In this method, original image data representing an image is
By sequentially performing wavelet transform while sampling at a predetermined interval by a predetermined basic wavelet function, the original image data is converted into a plurality of image data having different combinations of frequency bands from a high frequency band to a low frequency band in both main and sub directions. Decompose, reduce the number of bits or set the number of bits to 0 for high frequency band image data that carries a lot of noise components to these image data,
The original image data is compressed by allocating a large number of bits to the low frequency band image data carrying the information of the main subject and performing the above-described vector quantization. According to this method, the compression ratio of the original image data can be improved, and the inverse wavelet transform is sequentially performed on the compressed image data while supplementing the data portion decimated at a predetermined sampling interval. By applying
The original image can be completely restored.
【0017】上述したウェーブレット変換を用いて画像
データを圧縮する方法においては、ウェーブレット変換
と所定間隔でのサンプリングとを繰返すことにより原画
像データを高周波数帯域から低周波数帯域までの画像デ
ータに分割するものであるため、サンプリングを行う際
にエリアジングを生じるものである。ここで、エリアジ
ングとは元のデータの高周波成分が低周波成分に混合し
てしまう現象をいう。したがって、画像データをサンプ
リングすることにより、サンプリングされた画像データ
の高周波成分が低周波成分に混合してしまう。例えば、
前述したサンプリング間隔を画像データの1画素毎にサ
ンプリングした場合、ナイキスト周波数(限られた周波
数帯域を持つ信号を一定間隔で標本化する場合に、元信
号波形を一義的に記述できる標本間隔の最大値の逆数)
の高周波成分は低周波成分に混合され、画像データのナ
イキスト周波数は元の画像データのナイキスト周波数の
1/2となってしまう。このようなエリアジングが発生
することにより、ウェーブレット変換された画像データ
を逆ウェーブレット変換する場合に、サンプリグされた
データを原画像のまま完全に復元することがっできず、
サンプリングされた画像データの部分にアーチファクト
(偽画像)が発生するという問題がある。In the above-described method of compressing image data using the wavelet transform, the original image data is divided into image data from a high frequency band to a low frequency band by repeating the wavelet transform and sampling at predetermined intervals. Therefore, aliasing occurs when sampling is performed. Here, aliasing refers to a phenomenon in which high-frequency components of original data are mixed with low-frequency components. Therefore, by sampling the image data, the high frequency components of the sampled image data are mixed with the low frequency components. For example,
When the sampling interval described above is sampled for each pixel of the image data, the Nyquist frequency (when sampling a signal having a limited frequency band at a fixed interval, the maximum sampling interval that can uniquely describe the original signal waveform) Reciprocal of value)
Is mixed with the low frequency component, and the Nyquist frequency of the image data is 1 / of the Nyquist frequency of the original image data. When such aliasing occurs, when the wavelet-transformed image data is subjected to the inverse wavelet transform, the sampled data cannot be completely restored as the original image,
There is a problem that an artifact (false image) occurs in a portion of the sampled image data.
【0018】この問題は、原画像データにウェーブレッ
ト変換を施す際に用いる基本ウェーブレット関数を適切
に選択することにより、解決することができる。すなわ
ち、基本ウェーブレット関数を適切に選択することによ
り、ウェーブレット変換された画像データを逆ウェーブ
レット変換する際に、エリアジングの影響を低周波数帯
域と高周波数帯域とで互いに補償することができるた
め、画像データをサンプリングすることにより発生する
エリアジングによってはアーチファクトは発生しない。This problem can be solved by appropriately selecting a basic wavelet function used when performing a wavelet transform on the original image data. That is, by appropriately selecting the basic wavelet function, when performing inverse wavelet transform on the wavelet-transformed image data, the effects of aliasing can be compensated for each other in the low frequency band and the high frequency band. Artifacts do not occur due to aliasing caused by sampling data.
【0019】[0019]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たAntoniniらの方法は、ウェーブレット変換により得ら
れた画像データのうち高周波数帯域の画像データについ
ては、ビット数を0もしくは少なくして量子化を行うも
のであるため、画像データを逆ウェーブレット変換する
際に必要なエリアジングを補償すべき画像データが0と
なるあるいは少なくなってしまう。したがって、上述し
たAntoniniらの方法は画像データの圧縮率は向上させる
ことはできるものの、圧縮された画像データを再構成し
た際にエリアジングを適切に補償することができず、再
構成した画像に前述したアーチファクトが発生してしま
うものであった。However, the method of Antonini et al. Described above performs quantization by reducing the number of bits to 0 or less for image data in a high frequency band among image data obtained by wavelet transform. Therefore, the amount of image data to be compensated for the aliasing required when performing the inverse wavelet transform on the image data becomes zero or small. Therefore, although the method of Antonini et al. Described above can improve the compression ratio of image data, it is not possible to appropriately compensate for aliasing when reconstructing the compressed image data, and The above-described artifact occurs.
【0020】このような問題は、ウェーブレット変換を
行う際の基本ウェーブレット関数のフィルタサイズを大
きくすることにより、周波数変換レスポンスの自由度を
大きくしてエリアジングを少なくすることにより解決す
ることができるが、基本ウェーブレット関数のフィルタ
サイズを大きくすると、ウェーブレット変換を行うため
の演算時間が長くなり、高速な圧縮処理を行うことがで
きないものであった。Such a problem can be solved by increasing the filter size of the basic wavelet function when performing the wavelet transform, thereby increasing the degree of freedom of the frequency transform response and reducing the aliasing. However, when the filter size of the basic wavelet function is increased, the operation time for performing the wavelet transform becomes longer, and high-speed compression processing cannot be performed.
【0021】本発明は上記事情に鑑み、高い圧縮率によ
り画像データを圧縮することができるとともに、再構成
された画像に発生するアーチファクトの問題もなく、さ
らに高速に処理を行うことができる画像データ圧縮処理
方法および画像データ再構成方法を提供することを目的
とするものである。In view of the above circumstances, the present invention can compress image data at a high compression rate, and can perform processing at a higher speed without a problem of artifacts occurring in a reconstructed image. An object of the present invention is to provide a compression processing method and an image data reconstruction method.
【0022】[0022]
【課題を解決するための手段】本発明による画像データ
圧縮処理方法は、画像を表す原画像データを所定間隔に
よりサンプリングしつつウェーブレット変換を順次施す
ことにより、該原画像データを高周波数帯域から低周波
数帯域までの異なる周波数帯域を表す複数の係数画像デ
ータに順次分解し、該複数の係数画像データを少なくと
も最も高い周波数帯域の係数画像データについて他の周
波数帯域の係数画像データよりも小さいビット数により
量子化し、該量子化された前記係数画像データを符号化
することにより前記原画像データの高周波成分における
ノイズを除去して前記原画像データに圧縮処理を施す画
像データ圧縮処理方法において、前記係数画像データの
周波数帯域が低いほど、エリアジングを低減させるフィ
ルタサイズが大きい関数を基本ウェーブレット関数とし
て前記ウェーブレット変換を施すことを特徴とするもの
である。According to the image data compression processing method of the present invention, the original image data representing the image is sampled at predetermined intervals and sequentially subjected to a wavelet transform, whereby the original image data is reduced from a high frequency band to a low frequency band. Sequentially decomposing into a plurality of coefficient image data representing different frequency bands up to the frequency band, and dividing the plurality of coefficient image data at least with respect to the coefficient image data of the highest frequency band by a smaller number of bits than the coefficient image data of the other frequency band. An image data compression processing method for quantizing and removing noise in high frequency components of the original image data by encoding the quantized coefficient image data and performing compression processing on the original image data, wherein the coefficient image The lower the data frequency band, the larger the filter size that reduces aliasing. It is characterized in applying the wavelet transform function as a basic wavelet function.
【0023】また、本発明による画像データ再構成方法
は、前記符号化された係数画像データを復号化し、該復
号化された係数画像データについて周波数帯域が低いほ
ど、エリアジングを低減させるフィルタサイズが大きい
関数を基本ウェーブレット関数として逆ウェーブレット
変換を施すことにより、本発明による画像データ圧縮処
理方法により圧縮された前記原画像データを再構成する
ことを特徴とするものである。In the image data reconstructing method according to the present invention, the encoded coefficient image data is decoded, and the filter size for reducing aliasing decreases as the frequency band of the decoded coefficient image data decreases. The invention is characterized in that the original image data compressed by the image data compression processing method according to the present invention is reconstructed by performing an inverse wavelet transform using a large function as a basic wavelet function.
【0024】[0024]
【作用】本発明による画像データ圧縮処理方法は、ウェ
ーブレット変換を行うことにより画像データの圧縮を行
う上述したAntoniniらの画像データ圧縮処理方法におい
て、原画像データをサンプリングしつつウェーブレット
変換を施す際に、低周波数帯域の係数画像データに対し
ては、高周波数帯域の係数画像データと比較して、ウェ
ーブレット変換を施す際に用いる基本ウェーブレット関
数のフィルタサイズを大きくしたことを特徴とするもの
である。すなわち、高周波数帯域の画像データはノイズ
等の成分を多く含みかつ処理すべきデータ数が多いた
め、エリアジングが発生しても原画像の画質にはそれほ
ど影響を与えないことから、フィルタサイズが小さい基
本ウェーブレット関数によりにウェーブレット変換を行
うことにより高速に圧縮処理を行うようにしたものであ
る。一方、低周波数帯域の係数画像データは、重要な情
報を担持しておりかつ処理すべきデータ数も少ないた
め、フィルタサイズが大きい基本ウェーブレット関数に
よりウェーブレット変換を行いエリアジングを少なくす
るようにしたものである。According to the image data compression processing method of the present invention, the image data compression processing method of Antonini et al., Which compresses image data by performing a wavelet transformation, when performing a wavelet transformation while sampling original image data. For the coefficient image data in the low frequency band, the filter size of the basic wavelet function used when performing the wavelet transform is increased as compared with the coefficient image data in the high frequency band. That is, since the image data in the high frequency band contains many components such as noise and the number of data to be processed is large, even if aliasing occurs, the image quality of the original image is not so affected. The compression processing is performed at high speed by performing a wavelet transform using a small basic wavelet function. On the other hand, the coefficient image data in the low frequency band carries important information and the number of data to be processed is small, so that the aliasing is reduced by performing a wavelet transform using a basic wavelet function having a large filter size. It is.
【0025】このため、圧縮された減画像データを再構
成した場合にも、重要な情報を担持する周波数帯域の画
像にはエリアジングによるアーチファクトが発生せず、
また、処理すべきデータ数の多い高周波数帯域の画像デ
ータを高速にウェーブレット変換することができる。し
たがって全体として、アーチファクトのない画像を再構
成することができ、高速に画像データの圧縮処理を行う
ことができるとともに、高い圧縮率により画像データを
圧縮することが可能となる。For this reason, even when the compressed reduced image data is reconstructed, no artifact due to aliasing occurs in the image of the frequency band carrying important information.
In addition, high-frequency image data having a large number of data to be processed can be subjected to high-speed wavelet transform. Therefore, as a whole, an image free from artifacts can be reconstructed, the image data can be compressed at a high speed, and the image data can be compressed at a high compression ratio.
【0026】[0026]
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例について
説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0027】図1は本発明による画像データ圧縮処理方
法の実施例の基本的概念を表す図である。FIG. 1 is a diagram showing a basic concept of an embodiment of an image data compression processing method according to the present invention.
【0028】図1に示すように、本発明による画像デー
タ圧縮処理方法は、原画像を表す原画像データ1に対し
て前述したAntoniniらの方法により、低周波数帯域ほど
フィルタサイズが大きい関数を基本ウェーブレット関数
としてウェーブレット変換2を施して複数の周波数帯域
毎の係数画像データ3を得る。次いで、ウェーブレット
変換2により得られた係数画像データ3に対して、周波
数帯域が高いほど低いビット数により量子化4を施し、
この量子化4がなされた各画像データ3に対して符号化
5を行うものである。As shown in FIG. 1, the image data compression processing method according to the present invention is based on a function having a larger filter size in a lower frequency band according to the method of Antonini et al. The wavelet transform 2 is performed as a wavelet function to obtain coefficient image data 3 for each of a plurality of frequency bands. Next, quantization 4 is performed on the coefficient image data 3 obtained by the wavelet transform 2 with a smaller number of bits as the frequency band becomes higher.
The encoding 5 is performed on each of the quantized image data 3.
【0029】以下本発明による実施例の詳細について説
明する。Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described in detail.
【0030】本実施例は、例えば特開昭55-12492号公報
や特開昭56-11395号等に記録されている蓄積性蛍光体シ
ートを利用した放射線画像情報記録再生システムにおい
て、蓄積性蛍光体シートに記録された人体の放射線画像
をレーザビーム走査によりデジタル画像データとして読
み取ったものを対象としている。なお、放射線画像の読
み取りは、図2に示す様に、蓄積性蛍光体シート10に対
して主走査方向(横方向)にレーザビームを走査させな
がらシート10を副走査方向(縦方向)に移動させてシー
ト10を2次元走査することにより行われたものである。This embodiment is directed to a radiographic image information recording / reproducing system using a stimulable phosphor sheet recorded in, for example, JP-A-55-12492 and JP-A-56-11395. It is intended to read a radiation image of a human body recorded on a body sheet as digital image data by laser beam scanning. The radiation image is read by moving the sheet 10 in the sub-scanning direction (vertical direction) while scanning the stimulable phosphor sheet 10 with a laser beam in the main scanning direction (horizontal direction) as shown in FIG. This is performed by scanning the sheet 10 two-dimensionally.
【0031】次いで、原画像データに対してウェーブレ
ット変換がなされる。Next, wavelet transform is performed on the original image data.
【0032】図3は、原画像データSorg に対するウェ
ーブレット変換の詳細を表す図である。FIG. 3 is a diagram showing details of the wavelet transform on the original image data Sorg.
【0033】なお、本実施例においては、ウェーブレッ
ト変換の各係数が直交する直交ウェーブレット変換を行
うものであり、前述したMarc Antonini らの文献に記載
されているものである。さらに、本実施例においては、
ウェーブレット変換により得られた係数画像データのう
ち最も高い周波数帯域の係数画像データについて、ビッ
ト数を0として量子化を行うものとする。In the present embodiment, the orthogonal wavelet transform in which each coefficient of the wavelet transform is orthogonal is performed, and is described in the above-mentioned document by Marc Antonini et al. Further, in this embodiment,
For the coefficient image data in the highest frequency band among the coefficient image data obtained by the wavelet transform, quantization is performed with the number of bits set to 0.
【0034】まず、図3に示すように、原画像データS
org の主走査方向に基準となる基本ウェーブレット関数
より求められる基本ウェーブレット関数(以下単に関数
とする)gN と関数hN とによりフィルタリング処
理を行う。すなわち、このような関数gN ,hN に
よる主走査方向に並ぶ画素の一列毎のフィルタリング処
理を副走査方向に一画素ずつズラしながら行い、原画像
データSorg の主走査方向の係数画像データを求めるも
のである。First, as shown in FIG.
basic wavelet functions determined by the basic wavelet function as a reference in the main scanning direction of the org (hereinafter simply referred to as function) performs a filtering process by the g N and functions h N. That is, the filtering process for each row of pixels arranged in the main scanning direction by the functions g N and h N is performed while shifting one pixel at a time in the sub scanning direction, and the coefficient image data of the original image data Sorg in the main scanning direction is obtained. Is what you want.
【0035】ここで、関数gN ,hN は基準となる
基本ウェーブレット関数より一意に求められるものであ
り、係数画像データがウェーブレット変換により低周波
数帯域のデータとなるにつれてフィルタサイズを大きく
するものである。この関数hN は、以下の表1に示す
ものである。なお、表1にはN=2(最もフィルタサイ
ズが小さい関数、すなわち基準となる基本ウェーブレッ
ト関数)からN=10(最もフィルタサイズが大きい関
数)までを示すものとする。ここで、gN はhN よ
り求められるものであり、gN とhN との関係は以
下の式(2) に示すものとする。Here, the functions g N and h N are uniquely obtained from the reference basic wavelet function, and the filter size is increased as the coefficient image data becomes low-frequency band data by wavelet transform. is there. The function h N are those shown in Table 1 below. In Table 1, it is assumed that N = 2 (a function having the smallest filter size, that is, a basic wavelet function serving as a reference) to N = 10 (a function having the largest filter size). Here, g N are those obtained from h N, the relationship between g N and h N denote the following equation (2).
【0036】[0036]
【表1】 gN =(−1)n hN …(2) なお、上述した原画像データSorg については最もフィ
ルタサイズが小さい関数g2 ,h2 によりフィルタ
リング処理がなされ、原画像データの係数画像データW
g0,Wh0が求められるものとする。ここで、関数h2
をその周波数強調特性とともに図4に示す。[Table 1] g N = (− 1) n h N (2) The above-mentioned original image data Sorg is subjected to a filtering process using the functions g 2 and h 2 having the smallest filter sizes, and the coefficient image data W of the original image data is obtained.
It is assumed that g0 and Wh0 are obtained. Here, the function h 2
Is shown in FIG. 4 together with its frequency emphasis characteristics.
【0037】このようにして、関数g2 ,h2 によ
り係数画像データWg0、Wh0が求められると、係数画像
データWg0、Wh0について、主走査方向の画素を1画素
おきにサンプリングし、主走査方向の画素数を1/2 にす
る。このサンプリングにより、関数h2 によりフィル
タリングされた画像データのナイキスト周波数のうち、
ナイキスト周波数0.5 以上の高周波数成分が0.5 以下の
低周波数成分と混合するエリアジングが発生する。次い
で、この画素が間引かれた係数画像データWg0、Wh0そ
れぞれの副走査方向に関数g2 ,h2 によりフィル
タリング処理を行い、係数画像データWW0 ,WV
0 ,VW0 およびVV0 を得る。[0037] In this way, when the coefficient image data Wg0, Wh0 determined by the function g 2, h 2, the coefficient image data Wg0, Wh0, sampling the main scanning direction of the pixel on every other pixel in the main scanning direction Halves the number of pixels. This sampling, of the Nyquist frequency of the filtered image data by the function h 2,
Aliasing occurs in which high-frequency components having a Nyquist frequency of 0.5 or more are mixed with low-frequency components having a Nyquist frequency of 0.5 or less. Next, filtering processing is performed by the functions g 2 and h 2 in the sub-scanning direction of each of the coefficient image data Wg 0 and Wh 0 in which this pixel has been thinned out, and the coefficient image data WW 0 and WV
0 , VW 0 and VV 0 are obtained.
【0038】次いで係数画像データWW0 ,W
V0 ,VW0 およびVV0 について、副走査方向
の画素を1画素おきにサンプリングし、副走査方向の画
素数を1/2とする処理を行う。このサンプリングにより
上述したのと同様にエリアジングが発生する。これによ
り、各係数画像データVV0 ,WV0 ,VW0 ,
WW0 の画素数は原画像データSorg の画素数の1/4
となる。次いで、関数g2,h2 よりもフィルタサイ
ズが大きい関数g3 ,h3 により係数画像データV
V0 の主走査方向によりフィルタリング処理を行う。
なお、関数h3 は表1に示されるようにフィルタサイ
ズは6であり関数g3 は関数h3 より求められる。Next, the coefficient image data WW 0 , W
For V 0 , VW 0, and VV 0 , pixels in the sub-scanning direction are sampled every other pixel, and processing is performed to reduce the number of pixels in the sub-scanning direction to half. This sampling causes aliasing as described above. Thereby, each coefficient image data VV 0 , WV 0 , VW 0 ,
The number of pixels of WW 0 is 1/4 of the number of pixels of the original image data Sorg.
Becomes Next, the coefficient image data V is calculated using functions g 3 and h 3 having filter sizes larger than the functions g 2 and h 2.
Performs filtering processing by the main scanning direction V 0.
Incidentally, the function h 3 functions g 3 is the filter size is a 6 As shown in Table 1 is obtained from the function h 3.
【0039】すなわち、関数g3 ,h3 により主走
査方向に並ぶ画素の一列毎のフィルタリング処理を副走
査方向に一画素づつズラながら行い、係数画像データV
V0の主走査方向の係数画像データWg1およびWh1を求
めるものである。That is, the filtering processing for each row of the pixels arranged in the main scanning direction is performed by the functions g 3 and h 3 while shifting one pixel at a time in the sub-scanning direction.
And requests the coefficient image data Wg1 and Wh1 in the main scanning direction V 0.
【0040】ここで係数画像データVV0 は主副両方
向についてサンプリングにより画素数が原画像データの
1/2 となっているため、画像の周波数帯域は原画像デー
タと比較して半分となっている。したがって、係数画像
データVV0 を関数g3,h3 でフィルタリング処
理を施すことにより、原画像データの周波数成分のうち
係数画像データVV0 が表す周波数成分よりも低周波
数成分を表す係数画像データWg1,Wh1が求められる。Here, the number of pixels of the coefficient image data VV 0 is equal to that of the original image data by sampling in both main and sub directions.
Since it is 1/2, the frequency band of the image is half that of the original image data. Therefore, by performing a filtering process to the coefficient image data VV 0 the function g 3, h 3, coefficient image representing a low frequency component than the frequency component represented by the coefficient image data VV 0 among the frequency components of the original image data data Wg1 , Wh1 are obtained.
【0041】このようにして、係数画像データWg1,W
h1が求められると、係数画像データWg1,Wh1につい
て、主走査方向の画素を1画素おきにサンプリングし、
主走査方向の画素数をさらに1/2 とする。次いで係数画
像データWg1、Wh1それぞれの副走査方向に関数
g3 ,h3 によりフィルタリング処理を行い、係数
画像データWW1 ,WV1 ,VW1 およびVV
1 を得る。As described above, the coefficient image data Wg1, Wg
When h1 is obtained, pixels in the main scanning direction are sampled every other pixel in the coefficient image data Wg1 and Wh1,
The number of pixels in the main scanning direction is further reduced to half. Next, filtering processing is performed by the functions g 3 and h 3 in the sub-scanning direction of the coefficient image data Wg 1 and Wh 1 , and the coefficient image data WW 1 , WV 1 , VW 1 and VV
Get 1 .
【0042】次いで係数画像データWW1 ,W
V1 ,VW1 ,VV1 について、副走査方向の画
素を1画素おきにサンプリングし、副走査方向の画素数
を1/2 とする処理を行う。これにより、各係数画像デー
タVV1 ,WV1 ,VW1 ,WW1 の画素数は
原画像データSorg の画素数の1/16となる。Next, the coefficient image data WW 1 , W
For V 1 , VW 1 , and VV 1 , a process is performed in which pixels in the sub-scanning direction are sampled every other pixel, and the number of pixels in the sub-scanning direction is halved. Thus, the number of pixels of each of the coefficient image data VV 1 , WV 1 , VW 1 , and WW 1 is 1/16 of the number of pixels of the original image data Sorg.
【0043】以下、上述したのと同様にして、画素が間
引かれた係数画像データVV1 の主走査方向に関数g
3 ,h3 よりもフィルタサイズが大きい関数
g4 ,h4 によりフィルタリング処理を行い、さら
に得られた係数画像データの主走査方向の画素をサンプ
リングし、この画素を間引いた係数画像データについ
て、副走査方向に関数g4 ,h4 によりフィルタリ
ング処理を行い、係数画像データWW2 ,WV2 ,
VW2 ,VV2 を得る。[0043] In the same manner as described above, the function g in the main scanning direction of the coefficient image data VV 1 which pixels are thinned out
3, h 3 performs filtering processing by a large function g 4, h 4 is the filter size than samples the main scanning direction of the pixel of the further coefficients obtained image data, the coefficient image data obtained by thinning out the pixels, sub Filtering is performed in the scanning direction by the functions g 4 and h 4 , and the coefficient image data WW 2 , WV 2 ,
VW 2 and VV 2 are obtained.
【0044】このようなウェーブレット変換をN回繰り
返すことにより係数画像データWW0 〜WWN ,W
V0 〜WVN ,VW0 〜VWN ,およびVV
N を得る。ここで、N回目のウェーブレット変換によ
り得られる係数画像データWWN ,WVN ,VW
N ,VVN は、サンプリングにより原画像データと
比較して主副両方向の画素数が(1/2)N となっている
ため、各係数画像データはNが大きいほど周波数帯域が
低く、原画像データの周波数成分のうち低周波成分を表
すデータとなる。By repeating such a wavelet transform N times, the coefficient image data WW 0 to WW N , W
V 0 ~WV N, VW 0 ~VW N, and VV
Get N. Here, coefficient image data WW N , WV N , VW obtained by the N-th wavelet transform
N, VV N, as compared with the original image data by sampling the number of pixels in the main sub both directions (1/2) because it is a N, each coefficient image data has a low enough frequency bands N is large, the original image The data represents low-frequency components among the frequency components of the data.
【0045】したがって、係数画像データWWi (i
=0〜N、以下同様)は、原画像データSorg の主副両
方向の周波数の変化を表すものであり、iが大きいほど
低周波信号となる。また係数画像データWVi は画像
信号Sorg の主走査方向の周波数の変化を表すものであ
り、iが大きいほど低周波信号となっている。また、主
走査方向の周波数は副走査方向の周波数より低いものと
なっている。さらに係数画像データVWi は画像信号
Sorg の副走査方向の周波数の変化を表すものであり、
iが大きいほど低周波信号となり、副走査方向の周波数
は主走査方向の周波数より低いものとなっている。Therefore, the coefficient image data WW i (i
= 0 to N, the same applies to the following), which represents a change in the frequency of the original image data Sorg in both the main and sub directions. The coefficient image data WV i are those showing a change in frequency of the main scanning direction of the image signal Sorg, i becomes as low-frequency signals and larger. The frequency in the main scanning direction is lower than the frequency in the sub-scanning direction. As the coefficient image data VW i is represents a change in the sub-scanning direction of the frequency of the image signal Sorg,
The larger the value of i, the lower the frequency of the signal, and the frequency in the sub-scanning direction is lower than the frequency in the main scanning direction.
【0046】ここで、図6に係数画像データを複数の周
波数帯域毎に表す図である。なお、図6においては便宜
上3回目のウェーブレット変換を行った状態までを表す
ものとする。なお、図6において係数画像データWW
3 は原画像を主副各方向が(1/2)3 に縮小したもの
となっている。FIG. 6 is a diagram showing coefficient image data for each of a plurality of frequency bands. Note that FIG. 6 shows the state up to the state where the third wavelet transform is performed for convenience. In FIG. 6, the coefficient image data WW
Reference numeral 3 denotes an original image in which the main and sub directions are reduced to (1/2) 3 .
【0047】またウェーブレット変換の回数を重ねるに
つれ表1に示すように関数gN ,hN のフィルタサ
イズを大きくしていくことにより、係数画像データの画
素をサンプリングする際に発生するエリアジングを少な
くすることができる。例えば、図5に示すような関数h
10においては、フィルタサイズは20となっており、周
波数強調特性は図5(b) に示すものとなっている。すな
わち、関数h10においては、ナイキスト周波数0.5 以
上の強調度は図4(b) に示す関数h2 の強調度を比較
して小さくなっている。したがって、画素のサンプリン
グによりナイキスト周波数0.5 以下の低周波成分に混合
される高周波数成分が少なくなり、エリアジングが低減
されるものである。By increasing the filter sizes of the functions g N and h N as shown in Table 1 as the number of wavelet transforms increases, aliasing that occurs when sampling pixels of coefficient image data is reduced. can do. For example, a function h as shown in FIG.
In 10 , the filter size is 20, and the frequency emphasis characteristic is as shown in FIG. 5 (b). That is, in the function h 10 is the Nyquist frequency 0.5 or more enhancement degree is smaller by comparing the degree of enhancement function h 2 shown in Figure 4 (b). Therefore, high frequency components mixed with low frequency components having a Nyquist frequency of 0.5 or less by sampling pixels are reduced, and aliasing is reduced.
【0048】一方、基本ウェーブレット関数のフィルタ
サイズを大きくすると、フィルタリングを行うための演
算量が増え、処理時間が長くなるが、上述したサンプリ
ングにより、低周波数帯域の係数画像データのデータ量
は高周波数帯域の係数信号と比較して少なくなっている
ため、処理時間が長くなることによる圧縮処理の遅延は
問題とならないものである。On the other hand, when the filter size of the basic wavelet function is increased, the amount of computation for performing filtering is increased and the processing time is prolonged. Since it is smaller than the coefficient signal of the band, the delay of the compression processing due to the longer processing time does not matter.
【0049】次いで、再度のウェーブレット変換が施さ
れた、ウェーブレット再変換係数信号WVi ,VW
i (i=1は除く)、WWi ,VVi について量
子化がなされる。Next, the wavelet re-transformed coefficient signals WV i , VW which have been subjected to the wavelet transform again
i (i = 1 is excluded), WW i, quantization is performed for VV i.
【0050】ここで、各係数画像データのうち、高周波
数帯域の係数画像データは、ノイズ等の不要な情報を担
持するものであり、低周波数帯域の係数画像データにつ
いては、主要被写体等の重要な情報を担持するものであ
るため、高周波数帯域の係数信号ほど、低いビット数に
より量子化を行う。すなわち、図6に示すように、高周
波数帯域となる係数画像データWW1 ,WV1 ,V
W1 については0ビットとし、係数画像データWW
2 については1ビット、係数画像データWV2,VW
2 については2ビット、それ以上の係数画像データに
ついては、8ビットで量子化を行う。Here, among the coefficient image data, the coefficient image data in the high frequency band carries unnecessary information such as noise, and the coefficient image data in the low frequency band includes important information such as a main subject. Therefore, the higher the frequency of the coefficient signal, the lower the number of bits in the quantization. That is, as shown in FIG. 6, the coefficient image data WW 1 , WV 1 , V
And 0 bits for W 1, coefficient image data WW
2 is 1 bit, coefficient image data WV 2 , VW
The quantization is performed with 2 bits for 2 and with 8 bits for coefficient image data of more than 2.
【0051】ここで、データを量子化する際には、ビッ
ト数が高いほど原画像に近い状態でデータを圧縮するこ
とができるが、圧縮率をそれほど向上させることができ
ない。また、ビット数を低くすれば圧縮率を向上させる
ことができるが、圧縮データを復元した際の誤差が大き
く、原画像と比較してノイズが多いものとなる。Here, when quantizing data, the data can be compressed in a state closer to the original image as the number of bits is higher, but the compression ratio cannot be improved so much. Further, the compression ratio can be improved by reducing the number of bits, but the error when the compressed data is restored is large, and the noise is larger than that of the original image.
【0052】したがって、本発明においては、ノイズ成
分を多く担持する高周波数帯域の画像データにはビット
数を少なく、主要被写体の情報を担持する低周波数帯域
の画像データにはビット数を多く割り当てるようにした
ため、重要な部分ほどビット数を高くして画質を維持
し、重要でない部分は画質はそれほど問題とならないこ
とからビット数を低くし、全体として画像の主要部分の
画質を維持しつつ、圧縮率を向上させるようにしたもの
である。Therefore, in the present invention, a small number of bits are assigned to image data in a high frequency band carrying a large amount of noise components, and a large number of bits are assigned to image data in a low frequency band carrying information of a main subject. Therefore, the higher the number of bits in the important part, the higher the number of bits to maintain the image quality, and the less important parts, because the image quality is not so important, the number of bits is reduced, and the overall image quality of the main part of the image is compressed while maintaining The rate is improved.
【0053】このようにして各係数画像データの量子化
を行った後、前述したハフマン符号化、予測符号化等の
符号化を行うことにより圧縮処理がなされる。After quantizing each coefficient image data in this way, the above-described encoding such as Huffman encoding and predictive encoding is performed to perform compression processing.
【0054】なお、量子化のレベルは、各ラベル毎に一
定のものとして説明したが、周波数帯域毎に量子化のレ
ベルを変えるようにしてもよく、例えば、高周波数帯域
ではより量子化のビット数を小さくする。また、量子化
のレベルとしてビット数を0と設定してもよく、この場
合は、符号長が0となるので高圧縮率を実現することが
できる。Although the quantization level has been described as being fixed for each label, the quantization level may be changed for each frequency band. Decrease the number. In addition, the number of bits may be set to 0 as the quantization level. In this case, the code length becomes 0, so that a high compression rate can be realized.
【0055】このように符号化がなされて圧縮された原
画像データSorg は例えば光ディスク等の記録媒体に格
納され、保存、移送等がなされる。The original image data Sorg thus encoded and compressed is stored on a recording medium such as an optical disk, for example, and is stored and transported.
【0056】次に圧縮されたデータを再構成する方法に
ついて説明する。Next, a method for reconstructing compressed data will be described.
【0057】まず、圧縮された原画像データに対し、ハ
フマン符号化や予測符号化に対する復号化を行うことに
より、前述した各係数画像データWVi ,VWi ,
WWi を得る。Firstly, with respect to the compressed original image data, by performing decoding for the Huffman coding or predictive coding, each coefficient image data WV i described above, VW i,
Get WW i .
【0058】次いで、復号化がなされることにより得ら
れた係数画像データWVi ,VWi ,WWi ,V
Vi について逆ウェーブレット変換を施す。[0058] Then, the coefficient image data WV i obtained by decoding is performed, VW i, WW i, V
Performs inverse wavelet transform on V i.
【0059】図7は、逆ウェーブレット変換の詳細を表
す図である。FIG. 7 is a diagram showing details of the inverse wavelet transform.
【0060】図7に示すように、まず各係数画像データ
VVN ,VWN ,WVN ,WWN について副走
査方向に並ぶ画素間に1画素分の間隔をあける処理を行
う(図では×2と表示)。次いでこの間隔があけられた
係数画像データVVN を副走査方向に前述した関数h
N とは異なる関数hN ′により、係数画像データV
WN を副走査方向に前述した関数gN とは異なる関
数gN ′によりフィルタリング処理を行う。すなわ
ち、関数gN ′,hN ′による係数画像データVV
N ,VWN の副走査方向に並ぶ一列の画素毎のフィ
ルタリング処理を主走査方向に一画素ずつズラしながら
行い、係数画像データVVN ,VWNの逆係数画像デ
ータを得、これを2倍して加算することにより逆係数画
像データWhN′を得る。As shown in FIG. 7, first, a process is performed on each of the coefficient image data VV N , VW N , WV N , and WW N with an interval of one pixel between pixels arranged in the sub-scanning direction (× 2 in FIG. 7). Display). Then function h described above coefficient image data VV N this spaced in the sub-scanning direction
The coefficient image data V is calculated by a function hN ′ different from N
The W N performs a filtering process with a different function g N 'is a function g N described above in the sub-scanning direction. That is, the coefficient image data VV based on the functions g N ′ and h N ′
N and VW N are subjected to filtering processing for each pixel in a row arranged in the sub-scanning direction while shifting one pixel at a time in the main scanning direction to obtain inverse coefficient image data of the coefficient image data VV N and VW N , and doubling this. Then, the inverse coefficient image data WhN 'is obtained.
【0061】ここで関数gN ,hN と関数
gN ′,hN ′との関係は、以下の式(3) に示すも
のとなる。Here, the relationship between the functions g N , h N and the functions g N ′, h N ′ is expressed by the following equation (3).
【0062】 hN ′[n]=hN [−n] gN ′[n]=gN [−n] …(3) 但し[−n]は関数の中心軸に関する左右半転を表すす
なわち、関数gN ,hN とは中心軸に関して左右非
対称な関数gN ′,hN ′により逆ウェーブレット
変換を行うものである。H N ′ [n] = h N [−n] g N ′ [n] = g N [−n] (3) where [−n] represents a left-right half-turn with respect to the center axis of the function. , Functions g N and h N perform inverse wavelet transform using functions g N ′ and h N ′ that are asymmetrical about the center axis.
【0063】一方、これと並列して、係数画像データW
VN を副走査方向に関数hN ′により、係数画像デ
ータWWN を副走査方向に関数gN ′によりフィル
タリング処理を行い、係数画像データWVN ,WW
N の逆係数画像データを得、これを2倍して加算する
ことにより逆係数画像データWgN′を得る。On the other hand, in parallel with this, the coefficient image data W
V N is filtered in the sub-scanning direction by a function h N ′, and the coefficient image data WW N is filtered in the sub-scanning direction by a function g N ′, so that the coefficient image data WW N , WW
The inverse coefficient image data WgN 'is obtained by obtaining the inverse coefficient image data of N , doubling it and adding it.
【0064】次いで、逆係数画像データWhN′,WgN′
について主走査方向に並ぶ画素間に1画素分の間隔をあ
ける処理を行う。その後逆係数画像データWhN′を主走
査方向に関数hN ′により、逆係数画像データWgN′
を主走査方向に関数gN ′によりフィルタリング処理
し、係数画像データWhN′,WgN′の逆係数画像データ
を得、これを2倍して加算することにより逆係数画像デ
ータVVN−1 ′を得る。Next, the inverse coefficient image data WhN ', WgN'
Is performed with an interval of one pixel between pixels arranged in the main scanning direction. Then the 'function h N a in the main scanning direction' inverted coefficient image data WhN, inverse coefficient image data WGN '
Is filtered in the main scanning direction by a function g N ′ to obtain inverse coefficient image data of the coefficient image data WhN ′ and WgN ′, and by doubling and adding the result, the inverse coefficient image data VV N−1 ′ is obtained. obtain.
【0065】次いでこの逆係数画像データV
VN−1 ′、係数画像データVWN−1 ,WV
N−1 ,WWN−1 について副走査方向に並ぶ画素
間に1画素分の間隔をあける処理を行う。その後この逆
係数画像データVVN−1 ′を副走査方向に関数h
N−1 ′により、係数画像データVWN−1 を副走
査方向に関数gN−1 ′によりフィルタリング処理を
行う。すなわち、関数hN ,gN よりもフィルタサ
イズが小さい関数gN−1 ′,hN−1 ′による係
数画像データVVN−1 ′,VWN−1 の副走査方
向に並ぶ一列の画素毎のフィルタリング処理を主走査方
向に一画素ずつズラしながら行い、係数画像データVV
N−1 ′,VWN−1 の逆係数画像データを得、こ
れを2倍して加算することにより逆係数画像データWhN
-1′を得る。Next, the inverse coefficient image data V
V N−1 ′, coefficient image data VW N−1 , WV
For N−1 and WW N−1 , processing is performed to leave an interval of one pixel between pixels arranged in the sub - scanning direction. After that, the inverse coefficient image data VV N-1 '
With N−1 ′, filtering processing is performed on the coefficient image data VW N−1 in the sub - scanning direction with a function g N−1 ′. That is, for each row of pixels in the sub - scanning direction of the coefficient image data VV N-1 ′ and VW N−1 by the functions g N−1 ′ and h N−1 ′ having a filter size smaller than the functions h N and g N. Is performed while shifting pixel by pixel in the main scanning direction to obtain coefficient image data VV.
N-1 ', VW The inverse coefficient image data WhN is obtained by obtaining the inverse coefficient image data of N-1 and doubling and adding it.
Get -1 '.
【0066】一方、これと並列して、係数画像データW
VN−1 を副走査方向に関数hN−1 ′により、係
数画像データWWN−1 を副走査方向に関数g
N−1 ′によりフィルタリング処理を行い、係数画像
データWVN−1 ,WWN−1の逆係数画像データを
得、これを2倍して加算することにより逆係数画像デー
タWgN-1′を得る。On the other hand, in parallel with this, the coefficient image data W
The function h N-1 'to V N-1 in the sub-function coefficient image data WW N-1 in the sub-scanning direction g
N-1 to obtain a 'performs filtering processing by, give inverse coefficient image data of the coefficient image data WV N-1, WW N-1, the inverse coefficient image data WGN-1 by adding to 2 times this' .
【0067】次いで、逆係数画像データWhN-1′,WgN
-1′について主走査方向に並ぶ画素間に1画素分の間隔
をあける処理を行う。その後逆係数画像データWhN-1′
を主走査方向に関数hN−1 ′により、逆係数画像デ
ータWgN-1′を主走査方向に関数gN−1 ′によりフ
ィルタリング処理し、係数画像データWhN-1′,WgN-
1′の逆係数画像データを得、これを2倍して加算する
ことにより逆係数画像データVVN−2 ′を得る。Next, the inverse coefficient image data WhN-1 ', WgN
With respect to -1 ', processing is performed to leave an interval of one pixel between pixels arranged in the main scanning direction. Then, inverse coefficient image data WhN-1 ′
Is filtered in the main scanning direction by a function h N-1 ′, and the inverse coefficient image data WgN−1 ′ is filtered in a main scanning direction by a function g N−1 ′ to obtain coefficient image data WhN-1 ′ and WgN−.
The inverse coefficient image data VV N−2 ′ is obtained by obtaining the inverse coefficient image data of 1 ′, doubling and adding the result.
【0068】以下、順次逆係数画像データVVi ′
(i=−1〜N)を作成し、最終的に逆係数画像データ
VV−1′を得る。この最終的な逆係数画像データVV
−1′が原画像データSorg を表す画像データとなる。Hereinafter, the inverse coefficient image data VV i '
(I = −1 to N), and finally inverse coefficient image data VV −1 ′ is obtained. This final inverse coefficient image data VV
-1 'is image data representing the original image data Sorg.
【0069】このようにして得られた係数画像データV
V−1′は図示しない画像再生装置に送られて、放射線
画像の再生に供せられる。The coefficient image data V thus obtained
V −1 ′ is sent to an image reproducing device (not shown) and is used for reproducing a radiation image.
【0070】この再生装置は、CRT等のディスプレイ
手段でもよいし、感光フイルムに光走査記録を行う記録
装置であってもよい。This reproducing apparatus may be a display means such as a CRT or a recording apparatus for performing optical scanning recording on a photosensitive film.
【0071】このようにして、原画像データSorg をウ
ェーブレット変換し、複数の周波数帯域毎の画像データ
を得、この画像データのうち高周波数帯域のデータにつ
いて再度ウェーブレット変換を施して複数の周波数帯域
毎のデータを得、これらのデータのうち重要な情報を担
持する部分についてはビット数を高くして量子化し、重
要でない部分についてはビット数を低くして量子化を行
うことにより、重要な部分の画質を維持しつつデータ圧
縮率の向上を図ることができる。In this way, the original image data Sorg is subjected to wavelet transform to obtain image data for each of a plurality of frequency bands, and of this image data, data of the high frequency band is again subjected to wavelet transform to obtain a plurality of frequency bands. Of the important part of the data is quantized by increasing the number of bits, and the non-essential part is quantized by decreasing the number of bits. The data compression ratio can be improved while maintaining the image quality.
【0072】ここで、各係数画像データVVN ,VW
N ,WVN ,WWN について各画素間に1画素分
の間隔をあけ、関数gN ′,hN ′により逆ウェー
ブレット変換を施すことにより間隔をあけた部分の画素
についてデータが形成されるが、これは前述したエリア
ジングにより画像データの低周波成分に混在されていた
高周波成分を引き出すことにより復元されて形成される
ものであるため、原画像のデータとは異なるものとなっ
ている、すなわちアーチファクトが発生している。しか
しながら、低周波数帯域の係数画像データについては、
エリアジングが少ないため、このアーチファクトも小さ
くなることから、重要な情報を担持する低周波数帯域の
画像データについてはアーチファクトの少ない画像を得
ることができる。Here, each coefficient image data VV N , VW
N, WV N, an interval of one pixel among the pixels for WW N, the function g N ', h N' but data is formed for the portion of the pixel spaced by performing an inverse wavelet transform by However, since this is restored and formed by extracting the high-frequency component mixed with the low-frequency component of the image data by the aliasing described above, the data is different from the data of the original image, that is, Artifacts are occurring. However, for coefficient image data in the low frequency band,
Since the aliasing is small and the artifact is also small, an image with little artifact can be obtained for image data in a low frequency band that carries important information.
【0073】なお、上述した実施例においては、ウェー
ブレット変換を行うための関数gN,hN として表1
に示すものを用いたが、これに限定されるものではなく
低周波数帯域の係数画像データほどフィルタサイズが大
きい関数であればいかなる関数を用いてもよい。In the above-described embodiment, the functions g N and h N for performing the wavelet transform are shown in Table 1 below.
Is used, but the present invention is not limited to this, and any function may be used as long as the coefficient image data in the lower frequency band has a larger filter size.
【0074】また、これ以外にもウェーブレット変換を
行うことのできる関数であれば、いかなる関数を用いて
もよく、例えば直交ではなく双直交のものを用いてもよ
い。In addition, any other function that can perform the wavelet transform may be used. For example, a bi-orthogonal function instead of an orthogonal function may be used.
【0075】さらに、表1,図4,図5に示すように中
心軸に関して非左右対称な関数のみではなく、中心の軸
に関して左右対称な関数を用いてウェーブレット変換を
行うようにしてもよいものである。このように左右対称
な関数を用いてウェーブレット変換を行った場合は、ウ
ェーブレット変換を行った関数と逆ウェーブレット変換
を行う関数とは同一形状のものとなる。Further, as shown in Table 1, FIG. 4 and FIG. 5, the wavelet transform may be performed using not only a function which is not symmetrical about the central axis but also a function which is symmetrical about the central axis. It is. When the wavelet transform is performed using the symmetric function as described above, the function that performs the wavelet transform and the function that performs the inverse wavelet transform have the same shape.
【0076】また、上述した実施例においては、放射線
画像を表す原画像データを圧縮処理する実施例について
説明したが、本発明による画像の圧縮処理方法は、通常
の画像についても適用できるものである。In the above-described embodiment, the embodiment in which the original image data representing the radiation image is compressed has been described. However, the image compression processing method according to the present invention can be applied to a normal image. .
【0077】例えば、主要被写体として人物等が記録さ
れた35mmネガフイルムの画像を圧縮する実施例について
説明すると、まずこのネガフイルムをデジタルスキャナ
ーで読み取り、この画像を表す画像データを得、この画
像データについて前述したような低周波数帯域ほどフィ
ルタサイズが大きい関数gN ,hN によりフィルタ
リング処理することによりウェーブレット変換を行う。For example, an embodiment for compressing an image of a 35 mm negative film in which a person or the like is recorded as a main subject will be described. First, the negative film is read by a digital scanner, and image data representing the image is obtained. As described above, the wavelet transform is performed by performing the filtering process using the functions g N and h N having the larger filter size in the lower frequency band.
【0078】次いで、前述した実施例と同様に高周波数
帯域の部分については低いビット数、低周波数帯域の部
分については高いビット数により量子化を行い、必要に
応じて符号化を行うことにより画像データを圧縮する。Next, as in the above-described embodiment, the image is quantized by using a low bit number for the high frequency band portion and a high bit number for the low frequency band portion, and is coded as necessary. Compress data.
【0079】また、この圧縮された画像データを前述し
た実施例と同様に復号化し、さらに逆ウェーブレット変
換を施すことにより、原画像データを再構成することが
できる。The original image data can be reconstructed by decoding the compressed image data in the same manner as in the above-described embodiment and further performing inverse wavelet transform.
【0080】このように、圧縮処理を行うことにより、
通常の画像についても重要な部分の画質を維持しつつ、
データの圧縮率を向上させることができるものである。As described above, by performing the compression processing,
While maintaining the image quality of important parts even for normal images,
The data compression ratio can be improved.
【0081】また、上述した実施例においては、係数画
像データを量子化する際に、高周波数帯域の係数信号に
ついてはビット数を0としているが、これに限られるも
のではなく、低周波数帯域の係数信号を量子化する際の
ビット数より低いものであれば、何ビットにしてもよい
ものである。In the above embodiment, when quantizing the coefficient image data, the number of bits is set to 0 for the coefficient signal in the high frequency band. However, the present invention is not limited to this. Any number of bits may be used as long as they are lower than the number of bits used when quantizing the coefficient signal.
【0082】[0082]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る画像データ圧縮処理方法は、ウェーブレット変換によ
り複数の周波数帯域毎の係数画像データを得る際に、低
周波数帯域の係数画像データほどエリアジングを低減さ
せるフィルタサイズが大きい関数を基本ウェーブレット
関数としてウェーブレットを施すようにしたものであ
る。このため、重要な情報を担持する低周波数帯域の係
数画像データほどエリアジングの発生が少なくなり、こ
の画像データを再構成した際にエリアジングが原因で発
生するアーチファクトを減少させることができる。As described above in detail, the image data compression processing method according to the present invention, when obtaining coefficient image data for each of a plurality of frequency bands by wavelet transform, aliases the coefficient image data in a lower frequency band. The wavelet is applied using a function having a large filter size to reduce the wavelet as a basic wavelet function. For this reason, the occurrence of aliasing decreases in coefficient image data in a low frequency band that carries important information, and it is possible to reduce artifacts caused by aliasing when reconstructing this image data.
【0083】また、フィルタリングすべきデータ数の多
い高周波数帯域の画像データについては、アーチファク
トが発生するがそれほど重要な情報を担持するものでは
ないため、フィルタサイズが小さい周波数によりフィル
タリング速度を向上させたものである。したがって、高
周波数帯域の画像データについては低周波数帯域の画像
データよりも少ないビット数で量子化をすることによ
り、データ圧縮率を向上させつつもアーチファクトのな
い良好な画像で得られるように画像データを圧縮するこ
とができるとともに圧縮処理を行うための時間を短縮す
ることができる。For image data in a high frequency band where the number of data to be filtered is large, artifacts are generated but they do not carry very important information. Therefore, the filtering speed is improved by a frequency having a small filter size. Things. Therefore, by quantizing the image data of the high frequency band with a smaller number of bits than the image data of the low frequency band, the image data can be obtained in a good image without artifacts while improving the data compression ratio. Can be compressed, and the time for performing the compression process can be shortened.
【図1】本発明による画像データ圧縮処理方法の基本的
概念を表す図FIG. 1 is a diagram showing a basic concept of an image data compression processing method according to the present invention.
【図2】本発明に用いられる画像データの読み取り方式
を表す図FIG. 2 is a diagram showing a method of reading image data used in the present invention.
【図3】ウェーブレット変換の詳細を表す図FIG. 3 is a diagram showing details of a wavelet transform.
【図4】フィルタサイズが小さい基本ウェーブレット関
数を表す図FIG. 4 is a diagram showing a basic wavelet function with a small filter size.
【図5】フィルタサイズが大きい基本ウェーブレット関
数を表す図FIG. 5 is a diagram showing a basic wavelet function having a large filter size.
【図6】係数画像データを表す図FIG. 6 is a diagram showing coefficient image data.
【図7】逆ウェーブレット変換の詳細を表す図FIG. 7 is a diagram showing details of an inverse wavelet transform;
【図8】ウェーブレット変換に用いられる基本ウェーブ
レット関数を表す図FIG. 8 is a diagram showing a basic wavelet function used for wavelet transform.
【図9】ウェーブレット変換を説明するための図FIG. 9 is a diagram illustrating a wavelet transform.
【図10】フーリエ変換を説明するための図FIG. 10 is a diagram for explaining a Fourier transform;
10 蓄積性蛍光体シート h,h′,g,g′ ウェーブレット変換を行うため
の関数 VVi ,VWi ,WVi ,WWi (i=1〜
n) 係数画像データ10 stimulable phosphor sheet h, h ', g, g ' function for performing a wavelet transform VV i, VW i, WV i , WW i (i = 1~
n) Coefficient image data
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−136890(JP,A) Marc Antonini et al,Image Coding Us ing Wavelet Transf orm,IEEE Transacti ons on Image Proce ssing,iEEE,Vol.1,A plil 1992,p.205−p.220 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/24 - 7/68 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-136890 (JP, A) Marc Antonini et al, Image Coding Using Wavelet Transform, IEEE Transactions on Image Processing, Image Processing. 1, A pili 1992, p. 205-p. 220 (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 7/ 24-7/68
Claims (2)
りサンプリングしつつウェーブレット変換を順次施すこ
とにより、該原画像データを高周波数帯域から低周波数
帯域までの異なる周波数帯域を表す複数の係数画像デー
タに順次分解し、該複数の係数画像データを少なくとも
最も高い周波数帯域の係数画像データについて他の周波
数帯域の係数画像データよりも小さいビット数により量
子化し、該量子化された前記係数画像データを符号化す
ることにより前記原画像データの高周波成分におけるノ
イズを除去して前記原画像データに圧縮処理を施す画像
データ圧縮処理方法において、 前記係数画像データの周波数帯域が低いほど、エリアジ
ングを低減させるフィルタサイズが大きい関数を基本ウ
ェーブレット関数として前記ウェーブレット変換を施す
ことを特徴とする画像データ圧縮処理方法。1. A method in which original image data representing an image is sequentially subjected to wavelet transform while being sampled at predetermined intervals, so that the original image data is converted into a plurality of coefficient image data representing different frequency bands from a high frequency band to a low frequency band. The plurality of coefficient image data are quantized with a smaller number of bits than the coefficient image data of the other frequency bands at least for the coefficient image data of the highest frequency band, and the quantized coefficient image data is encoded. In the image data compression processing method of removing noise in high frequency components of the original image data and compressing the original image data, a filter that reduces aliasing as the frequency band of the coefficient image data is lower A wavelet function is used as a basic wavelet function. Image data compression processing method characterized by applying a conversion.
化し、該復号化された係数画像データについて周波数帯
域が低いほど、エリアジングを低減させるフィルタサイ
ズが大きい関数を基本ウェーブレット関数として逆ウェ
ーブレット変換を施すことにより、請求項1記載の画像
データ圧縮処理方法により圧縮された前記原画像データ
を再構成することを特徴とする画像データ再構成方法。2. An inverse wavelet transform in which the encoded coefficient image data is decoded, and a function with a larger filter size for reducing aliasing as the frequency band of the decoded coefficient image data is lower is used as a basic wavelet function. 2. An image data reconstruction method, wherein the original image data compressed by the image data compression processing method according to claim 1 is reconstructed.
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Cited By (1)
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Marc Antonini et al,Image Coding Using Wavelet Transform,IEEE Transactions on Image Processing,iEEE,Vol.1,Aplil 1992,p.205−p.220 |
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CN102072534B (en) * | 2011-02-22 | 2013-04-24 | 江苏兆胜空调有限公司 | Special vertical type air conditioner for modularization power supply room |
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