JP4011580B2 - Image data transmission system - Google Patents
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Description
この発明はデータ圧縮技術に関し、特に画像データの伝送に適した圧縮技術に関するものである。 The present invention relates to a data compression technique, and particularly to a compression technique suitable for transmission of image data.
ディジタルデータの表現方法として、仮数部と指数部に分けて表現する方法が知られている。たとえば、特許文献1には、音楽データを仮数部と指数部に分けて表現することにより、記憶容量の削減を図った装置が開示されている。この装置によれば、少ないビット数でありながら、十分なダイナミックレンジを確保できるという効果を得ることができる。
As a method for expressing digital data, a method of separately expressing a mantissa part and an exponent part is known. For example,
しかしながら、特許文献1では、データ伝送に適した形式については考察されていない。したがって、データ伝送に適用した場合に、必ずしも品質と速度とを両立できるものではなかった。
However,
この発明は上記の問題点を解決して、特に、画像データの伝送に適した圧縮技術を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above problems and provide a compression technique particularly suitable for transmission of image data.
(1)(2)(3)この発明に係る画像データ伝送システムは、送信装置と受信装置を備えた画像データ伝送システムであって、
前記送信装置は、与えられた画像データを、仮数部画像データと指数部画像データに分けるデータ表現変更手段と、仮数部画像データを圧縮して仮数部圧縮画像データを生成する仮数部圧縮手段と、指数部画像データを圧縮して指数部圧縮画像データを生成する指数部圧縮手段と、仮数部圧縮画像データおよび指数部圧縮画像データを送信する送信手段とを備え、
前記受信装置は、仮数部圧縮画像データおよび指数部圧縮画像データを受信する受信手段と、仮数部圧縮画像データを復号して仮数部画像データを生成する仮数部復号手段と、指数部圧縮画像データを復号して指数部画像データを生成する指数部復号手段と、仮数部画像データと指数部画像データとに基づいて画像データを復元して表示する表示手段とを備えたことを特徴としている。
(1) (2) (3) An image data transmission system according to the present invention is an image data transmission system comprising a transmission device and a reception device,
The transmission device includes a data representation changing unit that divides given image data into mantissa part image data and exponent part image data, and a mantissa part compression unit that compresses the mantissa part image data to generate mantissa part compressed image data. And exponent part compression means for compressing exponent part image data to generate exponent part compressed image data, and transmission means for transmitting mantissa part compressed image data and exponent part compressed image data,
The receiving device includes: a receiving unit that receives mantissa compressed image data and exponent compressed image data; a mantissa decoding unit that generates mantissa image data by decoding the mantissa compressed image data; and exponent compressed image data And an exponent part decoding means for generating exponent part image data and display means for restoring and displaying the image data based on the mantissa part image data and the exponent part image data.
仮数部と指数部に分けて圧縮することにより、圧縮率を高くすることができる。 The compression ratio can be increased by compressing the mantissa part and the exponent part separately.
(4)この発明に係るシステムは、仮数部圧縮手段は、対象画素の周囲の画素の指数部画像データに基づいて対象画素の階調を予測し、当該予測階調と実際の階調とに基づいて、符号化を行って圧縮することを特徴としている。 (4) In the system according to the present invention, the mantissa compression means predicts the gradation of the target pixel based on the exponent image data of the pixels around the target pixel, and the predicted gradation and the actual gradation are obtained. Based on this, encoding is performed and compression is performed.
したがって、予測した階調に基づいて、確率の高い階調には短い符号を割り当てるようにし、圧縮率を高くすることができる。 Therefore, based on the predicted gradation, a short code is assigned to a gradation with high probability, and the compression rate can be increased.
(6)この発明に係るシステムは、送信装置の送信手段は、仮数部圧縮画像データより指数部圧縮画像データを優先して送信し、受信装置の表示手段は、指数部画像データしか受け取っていない画素については指数部画像データに基づいて表示を行い、仮数部画像データを受け取ると、仮数部画像データに基づいて、当該画素の表示を修正することを特徴としている。 (6) In the system according to the present invention, the transmitting unit of the transmitting device transmits the exponent part compressed image data with priority over the mantissa compressed image data, and the display unit of the receiving device receives only the exponent part image data. The pixel is displayed based on the exponent part image data, and when the mantissa part image data is received, the display of the pixel is corrected based on the mantissa part image data.
したがって、プログレッシブに画質改善を図った画像伝送を行うことができる。 Therefore, it is possible to perform image transmission with progressive image quality improvement.
(7)この発明に係る画像データ伝送方法は、送信装置と受信装置を備えた画像データ伝送方法であって、
前記送信装置は、与えられた画像データを、仮数部画像データと指数部画像データに分け、仮数部画像データを圧縮して仮数部圧縮画像データを生成し、指数部画像データを圧縮して指数部圧縮画像データを生成し、仮数部圧縮画像データより指数部圧縮画像データを優先して送信し、
前記受信装置は、指数部画像圧縮データしか受け取っていない画素については指数部画像データに基づいて表示を行い、仮数部画像圧縮データを受け取ると、仮数部画像データに基づいて、当該画素の表示を修正することにより、仮数部画像データと指数部画像データとに基づいて画像データを復元して表示することを特徴としている。
(7) An image data transmission method according to the present invention is an image data transmission method comprising a transmission device and a reception device,
The transmitting device divides the given image data into mantissa part image data and exponent part image data, compresses the mantissa part image data to generate mantissa part compressed image data, compresses the exponent part image data, and compresses the exponent part image data Partial compressed image data is generated, exponential compressed image data is transmitted with priority over mantissa compressed image data,
The receiving device displays pixels that have received only exponent image compression data based on the exponent image data, and receives the mantissa image compression data and displays the pixels based on the mantissa image data. By correcting the image data, the image data is restored and displayed based on the mantissa image data and the exponent image data.
仮数部と指数部に分けて圧縮することにより、圧縮率を高くすることができる。 The compression ratio can be increased by compressing the mantissa part and the exponent part separately.
「階調変換手段」とは、与えられた画像データの階調、色差、色などを表す数値を変換する手段をいう。実施形態においては、図5のステップS2、図18のステップS54、図19のステップS62がこれに対応する。 “Gradation conversion means” refers to means for converting numerical values representing gradation, color difference, color, and the like of given image data. In the embodiment, step S2 in FIG. 5, step S54 in FIG. 18, and step S62 in FIG. 19 correspond to this.
「仮数指数分離手段」は、実施形態においては、図5のステップS3がこれに対応する。 “Mantissa exponent separation means” corresponds to step S3 in FIG. 5 in the embodiment.
「仮数部圧縮手段」は、仮数部データに対してなんらかの圧縮処理を施すものをいう。エントロピ圧縮などの可逆圧縮だけでなく、非可逆圧縮も含む概念である。実施形態においては、図6のステップS10がこれに対応する。 “Mantissa part compression means” refers to a unit that performs some kind of compression processing on mantissa part data. This concept includes not only lossless compression such as entropy compression but also lossy compression. In the embodiment, step S10 in FIG. 6 corresponds to this.
「指数部圧縮手段」は、指数部データに対してなんらかの圧縮処理を施すものをいう。エントロピ圧縮などの可逆圧縮だけでなく、非可逆圧縮も含む概念である。実施形態においては、図5のステップS4がこれに対応する。 The “exponential part compression means” refers to a unit that performs some kind of compression processing on the exponent part data. This concept includes not only lossless compression such as entropy compression but also lossy compression. In the embodiment, step S4 in FIG. 5 corresponds to this.
「送信手段」は、無線・有線を問わず、データを伝送するものをいう。実施形態では、送信回路34がこれに該当する。
“Transmission means” refers to a device that transmits data regardless of wireless or wired. In the embodiment, the
「受信手段」は、無線・有線を問わず、データを受信するものをいう。実施形態では、受信回路54がこれに該当する。
"Receiving means" refers to a device that receives data regardless of whether it is wireless or wired. In the embodiment, the
「仮数部復号手段」は、圧縮された仮数部データに対してなんらかの復号処理を施すものをいう。エントロピ圧縮などの可逆圧縮に対する復号だけでなく、非可逆圧縮に対する復号も含む概念である。実施形態においては、図19のステップS60がこれに対応する。 “Mantissa part decoding means” refers to a means for performing some kind of decoding processing on the compressed mantissa data. The concept includes not only decoding for lossless compression such as entropy compression but also decoding for lossy compression. In the embodiment, step S60 in FIG. 19 corresponds to this.
「指数部復号手段」は、圧縮された指数部データに対してなんらかの復号処理を施すものをいう。エントロピ圧縮などの可逆圧縮に対する復号だけでなく、非可逆圧縮に対する復号も含む概念である。実施形態においては、図18のステップS52がこれに対応する。 The “exponential part decoding means” refers to something that performs some kind of decoding processing on the compressed exponent part data. The concept includes not only decoding for lossless compression such as entropy compression but also decoding for lossy compression. In the embodiment, step S52 in FIG. 18 corresponds to this.
「表示手段」は、実施形態では、画像表示部62がこれに該当する。
In the embodiment, the “display unit” corresponds to the
1.全体的構成
図1に、この発明の一実施形態による画像データ伝送システムの全体構成を示す。送信装置14は、階調変更手段2、仮数・指数分離手段4、仮数部圧縮手段8、指数部圧縮手段10、送信手段12を備えている。
1. Overall Configuration FIG. 1 shows an overall configuration of an image data transmission system according to an embodiment of the present invention. The transmission device 14 includes
階調変換手段2は、画像データ(0〜255)を受け取ると、その階調の表現を中間階調(128)を「0」とした正負のデータに変換する。つまり、図2Aに示すような、「0」〜「255」の階調によって示される画像データを、図2Bに示すような、「−127」〜「128」の階調によって示される変換画像データに変換する。 Upon receiving the image data (0 to 255), the gradation converting means 2 converts the gradation expression into positive and negative data with the intermediate gradation (128) set to “0”. That is, as shown in FIG. 2A, image data indicated by gradations “0” to “255” is converted into converted image data indicated by gradations “-127” to “128” as shown in FIG. 2B. Convert to
仮数・指数分離手段4は、変換画像データを受けて、これを指数部画像データと仮数部画像データに分離する。この実施形態では、階調変換手段2と仮数・指数分離手段4によってデータ表現変更手段6が構成されている。
The mantissa / exponent separation means 4 receives the converted image data and separates it into exponent part image data and mantissa part image data. In this embodiment, the data
仮数部画像データは、仮数部圧縮手段8において圧縮され、仮数部圧縮画像データにされる。また、指数部画像データは、指数部圧縮手段10において圧縮され、指数部圧縮画像データにされる。 The mantissa part image data is compressed by the mantissa part compression means 8 and converted into mantissa part compressed image data. The exponent part image data is compressed by the exponent part compression means 10 to be exponent part compressed image data.
送信手段10は、指数部圧縮画像データおよび仮数部圧縮画像データを送信する。この際、送信手段10は、仮数部圧縮画像データよりも指数部圧縮画像データを優先して送信する。これにより、大まかな濃淡の画像を先に送信し、後に詳細な濃淡を送信するというプログレッシブな処理を可能にしている。 The transmission means 10 transmits the exponent part compressed image data and the mantissa part compressed image data. At this time, the transmission means 10 transmits the exponent part compressed image data with priority over the mantissa part compressed image data. This enables a progressive process in which a rough gray image is transmitted first and a detailed gray image is transmitted later.
受信装置16は、受信手段18、仮数部復号手段20、指数部復号手段22、階調変換手段24、26、表示手段28を備えている。
The
受信手段18は、送信装置14から送信されてきた指数部圧縮画像データおよび仮数部圧縮画像データを受信する。仮数部復号手段20は、仮数部圧縮画像データを復号し、仮数部画像データにする。仮数部画像データは、階調変換手段24に与えられ、送信側で行われた階調変換と逆の変換を行い、図2Aに示すような階調を有する仮数部画像データにされる。
The
指数部復号手段22は、指数部圧縮画像データを復号し、指数部画像データにする。指数部画像データは、階調変換手段24に与えられ、送信側で行われた階調変換と逆の変換を行い、図2Aに示すような階調を有する指数部画像データにされる。 The exponent part decoding means 22 decodes the exponent part compressed image data to produce exponent part image data. The exponent part image data is given to the gradation conversion means 24, and is converted into the exponent part image data having the gradation as shown in FIG. 2A by performing a conversion reverse to the gradation conversion performed on the transmission side.
表示手段28は、指数部画像データと仮数部画像データに基づいて、画像データを再生し画像の表示を行う。 The display means 28 reproduces the image data and displays the image based on the exponent part image data and the mantissa part image data.
なお、「0」〜「255」の階調によって示される画像データを、指数部画像データと仮数部画像データに分けると、階調の低い(「0」の側)データの精度は高く、階調の高い(「255」の側)データになるにしたがって精度が低くなる。そこで、この実施形態では、図2Bに示すような階調変換を行っている。これにより、人間の目が階調の違いを最も良く検知できる中間階調付近の精度を高くすることができる。
When the image data indicated by the gradations “0” to “255” is divided into the exponent part image data and the mantissa part image data, the precision of the data having a low gradation (on the “0” side) is high. The accuracy decreases as the data becomes higher (“255” side). Therefore, in this embodiment, gradation conversion as shown in FIG. 2B is performed. As a result, it is possible to increase the accuracy in the vicinity of the intermediate gradation at which the human eye can best detect the difference in gradation.
2.送信装置のハードウエア構成
図3に、送信装置16のハードウエア構成を示す。CPU32には、メモリ30、送信回路34、ハードディスク36が接続されている。メモリ30には、たとえば、外部装置から与えられた画像データ(静止画)あるいはCPU32自らが作成した画像データ(静止画)が記録される。各画素のデータは、x方向、y方向の座標として特定される。
2. Hardware Configuration of Transmission Device FIG. 3 shows a hardware configuration of the
ハードディスク36には、オペレーティングシステム(TRON(商標)など)38、制御プログラム40が記録されている。制御プログラム40は、オペレーティングシステム38と協働して、その機能を発揮する。
An operating system (such as TRON (trademark)) 38 and a
なお、この実施形態では、ハードディスク36にプログラムおよび画像データが記録されている。しかし、ROM・RAMなどその他の記録装置に記録してもよい。
In this embodiment, a program and image data are recorded on the
3.送信装置の処理
図5に、制御プログラム40のフローチャートを示す。CPU32は、画像データを、メモリ30から読み出す(ステップS1)。画像データは、図7に示すように、たとえば16画素×16画素を1ブロックとしてされる。したがって、画像データ全体は、縦に数ブロック、横に数ブロックから構成されることになる(図8参照)。
3. Processing of Transmitting Device FIG. 5 shows a flowchart of the
ステップS1では1画素分の画像データだけを読み出しているが、後述のように、1つの画素についての処理を終了すると、ステップS1に戻って、次の画素の画像データを読み出す。画素読み出しの順序は、通常の画像走査の方向と同じである。 In step S1, only image data for one pixel is read out. However, as described later, when processing for one pixel is completed, the process returns to step S1 to read image data of the next pixel. The order of pixel readout is the same as the normal image scanning direction.
たとえば、図11Aのような画像データがメモリ30に記録されているとする。左上の画素からx方向に順次読み出して処理し、x方向の画素を全て処理し終えると、y方向に1つ下の画素を左から右に読み出して処理していく。これを繰り返して、右下の画素までを読み出して処理する。図11Aにおいて、画像データは、16進数にて表している。
For example, assume that image data as shown in FIG. 11A is recorded in the
次に、読み出した画像データについて、127を減じて、階調変換を行い、変換画像データを得る(ステップS2)。つまり、図2Aに示すデータ体系から、図2Bに示すデータ体系への変換を行う。これにより、元の画像データに対応して、図9の「負数表現」に示すようなデータが得られる。図9において、元の画像データは「2進数値」によって示されている。 Next, the read image data is subjected to gradation conversion by subtracting 127 to obtain converted image data (step S2). That is, the data system shown in FIG. 2A is converted to the data system shown in FIG. 2B. Thereby, data as shown in “Negative expression” in FIG. 9 is obtained corresponding to the original image data. In FIG. 9, the original image data is indicated by “binary value”.
この変換の結果得られる変換画像データは、図11Bに示すとおりである。なお、図11Bでは、y=2、x=2の画素についての処理を行っているものとしている。 The converted image data obtained as a result of this conversion is as shown in FIG. 11B. In FIG. 11B, it is assumed that processing is performed for pixels with y = 2 and x = 2.
次に、CPU32は、変換画像データを指数部画像データと仮数部画像データに分離する(ステップS3)。これにより、図9の「符号ビット」「仮数部」「指数部」に示すようなデータが得られる。なお、仮数部を4ビットとしているため、「再現される2進数値」に示すように、若干の誤差が生じている。
Next, the
CPU32は、このようにして得た、仮数部画像データと指数部画像データを、図10に示すように互いに対応付けて、メモリ30に記録する。この際、画素を特定する座標「y、x」も併せて記録される。
The
仮数部画像データと指数部画像データを模式的に表すと、図11Cのようになる。この図では、2進数にて示している。上段が指数部、下段が仮数部である。 A schematic representation of the mantissa image data and the exponent image data is shown in FIG. 11C. In this figure, it is shown in binary number. The upper part is the exponent part and the lower part is the mantissa part.
次に、CPU32は、指数部画像データを圧縮する(ステップS4)。この実施形態では、エントロピ符号化によって圧縮を行っている。CPU32は、図12に示すように、対象画素P(2,2)の左上、真上、右上、左の画素P(1,1)、P(1,2)、P(1,3)、P(2,1)について、指数部画像データを取得する。つまり、隣接する画素であって既に処理済みの画素の、指数部画像データをメモリ30から読み出す。
Next, the
続いて、CPU32は、読み出した周囲の画素の指数部画像データに基づいて、対象画素P(2,2)の指数部画素データを予測する。この実施形態では、隣接する画素の指数部画像データと同じような指数部画素データを取る確率が高いことを考慮して予測するようにしている。
Subsequently, the
具体的には、図13に示すように、予測した指数部画素データをe’とし、実際の指数部画素データをeとして、正規分布曲線αを想定する。図13では、「e’」が「e」と等しくなる確率が0.5265、「e」が「e’−1」と等しくなる確率が0.125・・・・となっている。つまり、CPU32は、図14Aに示すように、確率を記録する。なお、この確率は、周囲の指数部画像データのパターンごとに予め算出したものを、テーブルとして用意しておいてもよい。
Specifically, as shown in FIG. 13, a normal distribution curve α is assumed with the predicted exponent pixel data as e ′ and the actual exponent pixel data as e. 13, the probability that “e ′” is equal to “e” is 0.5265, and the probability that “e” is equal to “e′−1” is 0.125... That is, the
次に、CPU32は、算出した出現確率に基づいて、各数値に割り当てる符号を決定する。この実施形態では、上記確率に基づいてハフマン木を生成し、各数値ごとのハフマン符号を、図14Bに示すように割り当てている。
Next, the
たとえば、上記の例であれば、「e’」に「1」を、「e’+1」に「011」を、「e’−1」に「010」を・・・というように割り当てた符号テーブルを作成する。このようにして、出現確率の高いデータに対しては、短い符号が割り当てられる。 For example, in the above example, “1” is assigned to “e ′”, “011” is assigned to “e ′ + 1”, “010” is assigned to “e′−1”, and so on. Create a table. In this way, a short code is assigned to data with a high appearance probability.
次に、CPU32は、作成した符号テーブルに基づいて、対象画素P(2,2)の指数部画像データを符号化する。図12Aにおいて、対象画素P(2,2)の予測指数部画像データe’が「+01」であれば、実際の指数部画像データe’の「+01」と等しいので、e’=eとなり、図14Bより符号「1」が割り当てられる。CPU32は、このようにして算出した指数部圧縮画像データを、メモリ30に記録する。図15に、記録された指数部圧縮画像データを示す。
Next, the
次に、CPU32は、対象ブロック内の全ての画素について指数部圧縮画像データを算出したかどうかを判断する(ステップS5)。未処理の画素が残っていれば、次の画素を対象としてステップS1を繰り返し実行する。全ての画素について指数部圧縮画像データを算出すれば、ステップS6に進む。
Next, the
ステップS6では、CPU32は、メモリ30に記録された対象ブロックの指数部圧縮画像データを読み出し、送信回路34に与える(ステップS6)。送信回路34は、CPU32から与えられた指数部圧縮画像データをバッファに記録し、順次送信する。
In step S6, the
次に、CPU32は、全てのブロックについて処理したかどうかを判断する(ステップS7)。残りのブロックが残っていれば、次のブロックを対象ブロックとして、ステップS1以下の処理を繰り返す。
Next, the
全てのブロックについて、処理を行って、指数部圧縮画像データを送信回路34に与え終わると、CPU32は、伝送路に余裕があるかどうかを判断する(ステップS8)。送信回路32は、バッファに蓄積されたデータを順次送信していく。したがって、バッファに蓄積されている未送信のデータ量を知ることにより、現在の伝送路の通信速度を間接的に知ることができる。通信速度(通信帯域)が早い場合にはバッファに蓄積されたデータ量は少なく、通信速度(通信帯域)が遅い場合にはバッファに蓄積されたデータ量は大きくなるからである。送信回路32は、バッファに蓄積されている未送信のデータ量を、CPU32に通知している。これにより、CPU32は、現在の通信速度(通信帯域)を知ることができる。
When all the blocks are processed and the exponent compressed image data is given to the
伝送路の帯域に余裕がなければ、CPU32は、次の画像の処理に移る。つまり、次の画像データ(静止画)について、ステップS1以下の処理を実行する。
If there is no room in the bandwidth of the transmission path, the
伝送路の帯域に余裕があれば、CPU32は、仮数部画像データの伝送処理を行う。まず、CPU32は、最初のブロックの最初の画素の仮数部画像データをメモリ30から読み出す。この仮数部画像データは、ステップS3において生成し、図10に示すようにメモリ30に記録したものである。この仮数部画像データの読み出し順序も、指数部画像データの読み出し順序と同じである。つまり、左上の画素から右下の画素に向けて、ジグザグに1画素ずつ読み出されることになる。
If there is room in the bandwidth of the transmission path, the
たとえば、図12Bに示すように、画素P(2,2)の仮数部画像データを読み出したものとする。CPU32は、読み出した仮数部画像データの上位2ビットだけを取り出し、エントロピ符号化によって圧縮を行う。指数部画像データと同じように、予測を行って符号を決定する。なお、この段階では、周囲8画素の指数部画像データの値が分かっているので、これらも用いて予測を行う。
For example, as shown in FIG. 12B, it is assumed that the mantissa image data of the pixel P (2, 2) has been read. The
たとえば、図12Bに示すように、対象画素がP(2,2)である場合には、周囲の画素P(1,1)、P(1,2)、P(1,3)、P(2,1)、P(2,3)、P(3,1)、P(3,2)、P(3,3)のデータに基づいて予測を行う。 For example, as shown in FIG. 12B, when the target pixel is P (2, 2), the surrounding pixels P (1, 1), P (1, 2), P (1, 3), P ( 2,1), P (2,3), P (3,1), P (3,2), and P (3,3).
この際、画素P(1,1)、P(1,2)、P(1,3)、P(2,1)については、指数部画像データと仮数部画像データの双方が判っているので、これらに基づいて画像データを復元して予測に用いる。また、画素P(2,3)、P(3,1)、P(3,2)、P(3,3)については、指数部画像データのみが判明しているので、仮数部画像データとして中央値を採用して画像データを復元し、これを予測に用いる。 At this time, both the exponent part image data and the mantissa part image data are known for the pixels P (1,1), P (1,2), P (1,3), and P (2,1). Based on these, image data is restored and used for prediction. Since only the exponent part image data is known for the pixels P (2,3), P (3,1), P (3,2), and P (3,3), the mantissa part image data is used. The median value is adopted to restore the image data, and this is used for prediction.
CPU32は、周囲の画素P(1,1)、P(1,2)、P(1,3)、P(2,1)、P(2,3)、P(3,1)、P(3,2)、P(3,3)の画像データに基づいて、対象画素P(2,2)の画像データを予測する。予測手法は、指数部画像データの予測と同じ方法である。
The
予測した画像データe’と実際の画像データeとの差の確率に基づいて、ハフマン符号を割り当てる点も指数部画像データの符号化と同じである。このようにして、仮数部画像データが符号化される。 The point of assigning the Huffman code based on the probability of the difference between the predicted image data e 'and the actual image data e is the same as the encoding of the exponent image data. In this way, the mantissa image data is encoded.
次に、CPU32は、対象ブロックの全ての画素について処理を行ったかどうかを判断する(ステップS11)。対象ブロックの全ての画素について仮数部圧縮画素データを生成すれば、メモリ30に記録した仮数部圧縮画素データを読み出して、送信回路34に与える。これにより、送信回路34は、仮数部圧縮画素データを送信する。
Next, the
次に、CPU32は、全てのブロックについて処理をしたかどうかを判断する(ステップS13)。未処理のブロックが残っていれば、次のブロックを対象ブロックとしてステップS8以下を実行する。
Next, the
伝送路に余裕がなくなるか、全てのブロックについての処理が終了すると、CPU32は、次の画像データの処理に移る。以上のようにして、画像データが圧縮して送信される。
When there is no room in the transmission path or when the processing for all the blocks is completed, the
なお、上記実施形態では、ステップS9において、上位2ビットを抽出し下位ビットは送信対象としていない。しかし、全ての画素について上位2ビットの仮数部圧縮画像データを送信した後、これら下位ビットの仮数部圧縮画像データを送信するようにしてもよい(図16の2回目送信参照)。 In the above embodiment, in step S9, the upper 2 bits are extracted and the lower bits are not targeted for transmission. However, after the upper 2 bits of the mantissa-compressed image data is transmitted for all the pixels, the lower-bit mantissa-compressed image data may be transmitted (see the second transmission in FIG. 16).
さらに、指数部と仮数部に分離した際に生じた誤差をメモリ30に記録しておき、これを上記下位ビットの送信後に送信するようにしてもよい。
Further, an error generated when the exponent part and the mantissa part are separated may be recorded in the
また、図9に示す、指数部と仮数部への分離において、図中QとRの部分については、指数部が「00」でなく、かつ仮数部の先頭ビットが「1」であると言う点において他と区別できる。したがって、仮数部の先頭ビットの「1」を省略して、図17に示すように仮数部を構成してもよい。これにより、Q、Rの部分に付いて、精度を上げることができる。なお、受信側では、指数部が「00」でない場合、仮数部の先頭ビットとして「1」を付加することによって、元の数を再現することができる。
Further, in the separation into the exponent part and the mantissa part shown in FIG. 9, regarding the Q and R parts in the figure, the exponent part is not “00” and the first bit of the mantissa part is “1”. Can be distinguished from others in terms of points. Therefore, the mantissa part may be configured as shown in FIG. 17 by omitting the first bit “1” of the mantissa part. As a result, it is possible to improve the accuracy of the Q and R portions. On the receiving side, when the exponent part is not “00”, the original number can be reproduced by adding “1” as the first bit of the mantissa part.
4.受信装置のハードウエア構成
図4に、受信装置のハードウエア構成を示す。CPU52には、バッファ50、受信回路54、ROM56、画像表示部62、フレームメモリ64が接続される。受信回路54は、送信装置16から有線または無線によって送信されてきたデータを受信するものである。画像表示部62は、CPU52の処理によって、画像を表示するものである。
4). Hardware Configuration of Receiving Device FIG. 4 shows a hardware configuration of the receiving device. To the
ROM56には、オペレーティングシステム(TRON(商標)など)58、制御プログラム60が記録されている。
An operating system (such as TRON (trademark)) 58 and a
5.受信装置の処理
図18、図19に、制御プログラム60のフローチャートを示す。受信回路54は、受信した指数部圧縮画像データ、仮数部圧縮画像データを、バッファ50に蓄積する。CPU52は、バッファ50に記録された対象ブロックの対象画素について指数部圧縮画像データを読み出す。画素の読み出し順序は、送信装置におけるものと同じである。
5). Processing of Receiving Device FIGS. 18 and 19 are flowcharts of the
次に、CPU52は、この指数部圧縮画像データを復号(伸長)する。たとえば、図12Aに示すように、画素P(2,2)を処理している際には、送信装置16において行った処理と同様にして周囲の画素の指数部画像データに基づいて、対象画素の数値の予測を行う。予測した指数部画像データをe’とする。
Next, the
次に、CPU52は、送信装置16が作成したものと同じ符号テーブル(図14B)を作成し、バッファ50に記録する。そして、このテーブルwp参照し、予測した指数部画像データe’と、指数部圧縮画像データ(ハフマン符号)とに基づいて、指数部画像データを復元する。復元した指数部画像データは、バッファ50に記録される。
Next, the
次に、CPU52は、この指数部画像データを変換画像データに復元する(ステップS53)。仮数部画像データがない状態であるが、指数部画像データがあれば、変換画像データのおおよその値を得ることができる。
Next, the
さらに、CPU52は、変換画像データの階調をシフトして画像データを得る(ステップS54)。つまり、データ値に「127」を加算する。これにより、図2Bのようなデータ体系から図2Aのようなデータ体系に変換がなされる。変換して得た画像データは、バッファ50に記録される。
Further, the
次に、CPU52は、対象ブロックの全ての画素につい画像データを得たかどうかを判断する(ステップS55)。未処理の画素があれば、次の画素を対象画素として、ステップS51以下を繰り返し実行する。対象ブロックの全ての画素について処理を終了すると、バッファ50に記録されている当該対象ブロックの画像データを読み出して、フレームメモリ64の対応する位置に転送する(ステップS56)。これにより、画像表示部62に、当該ブロックの画像が表示される。
Next, the
次に、CPU52は、全てのブロックについて処理したかどうかを判断する(ステップS57)。未処理のブロックがあれば、次のブロックを対象ブロックとして、ステップS51を繰り返し実行する。全てのブロックについて処理を終了すると、画像表示部62には画像全体が表示される。仮数部のデータがないため、精度は低いが概ねの輝度を表現することができる。
Next, the
全てのブロックについて処理を終了すると、CPU52は、当該画像についての仮数部圧縮画像データが、バッファ50に記録されているか否かを判断する(ステップS58)。記録されていなければ、次の画像データに対する処理に進む。つまり、次の画像に対してステップS51以下を実行する。
When the processing is completed for all the blocks, the
仮数部圧縮画像データが存在すれば、対象ブロックの対象画素の仮数部圧縮画像データを読み出す(ステップS59)。画素の読み出し順序は、送信装置におけるものと同じである。 If the mantissa-compressed image data exists, the mantissa-compressed image data of the target pixel of the target block is read (step S59). The pixel readout order is the same as that in the transmission apparatus.
CPU32は、仮数部圧縮画像データを伸長し仮数部画像データを復元する。この復元処理は、送信装置における圧縮処理を逆に実行することによって実現できる。
The
たとえば、図12Bに示すように、画素P(2,2)を処理している際には、送信装置16において行った処理と同様にして周囲の画素のデータに基づいて、対象画素の数値の予測を行う。ここで、予測した画像データをe’とする。 For example, as shown in FIG. 12B, when the pixel P (2, 2) is being processed, the numerical value of the target pixel is determined based on the data of the surrounding pixels in the same manner as the processing performed in the transmission device 16. Make a prediction. Here, it is assumed that the predicted image data is e ′.
次に、CPU52は、送信装置16が作成したものと同じ符号テーブルを作成し、バッファ50に記録する。そして、このテーブルを参照し、予測した画像データe’と、指数部圧縮画像データ(ハフマン符号)・仮数部圧縮画像データ(ハフマン符号)とに基づいて、仮数部画像データを復元する(ステップS60)。復元した仮数部画像データは、バッファ50に記録される。
Next, the
CPU52は、復号して得た仮数部画像データと当該画素の指数部画像データに基づいて変換画像データを復元する。これにより、変換画像データ(画質改善)を得ることができる(ステップS61)。さらに、CPU52は、変換画像データ(画質改善)に階調変換を施して、画質改善用の画像データを復元する(ステップS62)。この画質改善用の画像データは、バッファ50に記録される。
The
次に、CPU52は、対象ブロックの全ての画素について画質改善用の画像データを得たかどうかを判断する(ステップS63)。未処理の画素があれば、次の画素を対象画素として、ステップS59以下を繰り返し実行する。対象ブロックの全ての画素について処理を終了すると、バッファ50に記録されている当該対象ブロックの画質改善用の画像データを読み出して、指数部画像データに基づく画像データに加算した後、フレームメモリ64の対応する位置に転送する(ステップS64)。これにより、画像表示部62に、当該ブロックの改善された画質の画像が表示される。
Next, the
次に、CPU52は、全てのブロックについて処理したかどうかを判断する(ステップS65)。未処理のブロックがあれば、次のブロックを対象ブロックとして、ステップS59を繰り返し実行する。全てのブロックについて処理を終了すると、画像表示部62には画質改善された画像全体が表示される。CPU52は、次の画像データの処理に移る。このようにして、プログレッシブな表示を実現できる。
Next, the
なお、送信装置16から、仮数部のデータが数回に分けて送られてくる場合には、順次、画質改善用の画像データを生成して表示すればよい。
When the mantissa data is sent from the
6.その他の実施形態
上記実施形態では、静止画を伝送する場合について説明した。しかし、同様にして、動画を伝送してもよい。また、透過度を表すαプレーンの数値を伝送対象としてもよい。
6). Other Embodiments In the above embodiment, the case where a still image is transmitted has been described. However, a moving image may be transmitted similarly. Further, a numerical value of the α plane representing the transparency may be a transmission target.
また、動画などを伝送する場合には、画像データを伝送対象とするのではなく、前フレームとの差分画像を伝送対象としてもよい。差分画像は「0」を中心とした正負の数値となるので、階調変換は不要となる。 Further, when transmitting a moving image or the like, the image data may not be a transmission target, but a difference image from the previous frame may be the transmission target. Since the difference image has positive and negative numerical values centered on “0”, gradation conversion is not necessary.
なお、動画を伝送する場合には、動き補償を行った結果得られる動き予測差分画像データを伝送対象としてもよい。上記の実施形態と同じように、周囲の予測差分画像データに基づいて予測を行い符号化することができる。 When transmitting a moving image, motion prediction difference image data obtained as a result of motion compensation may be the transmission target. Similar to the above embodiment, it is possible to perform prediction and encoding based on surrounding prediction difference image data.
静止画、動画いずれの場合においても、ブロックごとに直交変換(DCTなど)した後に、符号化を行うようにしてもよい。この場合には、隣接するブロックの同一の周波数成分の値に基づいて予測を行って符号化することができる。 In both cases of still images and moving images, encoding may be performed after orthogonal transform (DCT or the like) for each block. In this case, encoding can be performed by performing prediction based on the value of the same frequency component of the adjacent block.
なお、上記実施形態では、画像データを対象としているが、音声データなど他のデータも対象とすることができる。 In the embodiment described above, image data is targeted, but other data such as audio data can also be targeted.
上記実施形態では、モノクロ画像について説明したが、同様に、カラー画像にも適用することができる。 In the above embodiment, a monochrome image has been described. Similarly, the present invention can be applied to a color image.
また、上記実施形態では、図1の各機能をソフトウエアによって実現しているが、その一部又は全部をハードウエアロジックによって構成してもよい。 In the above embodiment, each function of FIG. 1 is realized by software, but a part or all of the functions may be configured by hardware logic.
2・・・階調変換手段
4・・・仮数・指数分離手段
8・・・仮数部圧縮手段
10・・・指数部圧縮手段
12・・・送信手段
2 ... gradation conversion means 4 ... mantissa / exponent separation means 8 ... mantissa compression means 10 ... exponent compression means 12 ... transmission means
Claims (2)
前記送信装置は、
与えられた画像データを、仮数部画像データと指数部画像データに分けるデータ表現変更手段と、
仮数部画像データを圧縮して仮数部圧縮画像データを生成する仮数部圧縮手段と、
指数部画像データを圧縮して指数部圧縮画像データを生成する指数部圧縮手段と、
仮数部圧縮画像データおよび指数部圧縮画像データを送信する送信手段であって、仮数部圧縮画像データより指数部圧縮画像データを優先して送信する送信手段と、
を備え、
前記受信装置は、
仮数部圧縮画像データおよび指数部圧縮画像データを受信する受信手段と、
仮数部圧縮画像データを復号して仮数部画像データを生成する仮数部復号手段と、
指数部圧縮画像データを復号して指数部画像データを生成する指数部復号手段と、
仮数部画像データと指数部画像データとに基づいて画像データを復元して表示する表示手段であって、指数部画像圧縮データしか受け取っていない画素については指数部画像データに基づいて表示を行い、仮数部画像圧縮データを受け取ると、仮数部画像データに基づいて、当該画素の表示を修正する表示手段と、
を備えたことを特徴とする画像データ伝送システム。 An image data transmission system comprising a transmission device and a reception device,
The transmitter is
Data representation changing means for dividing the given image data into mantissa image data and exponent image data;
Mantissa compression means for compressing mantissa image data to generate mantissa compression image data;
Exponent part compression means for compressing exponent part image data to generate exponent part compressed image data;
Transmitting means for transmitting the mantissa compressed image data and the exponent compressed image data, the transmitting means for transmitting the exponent compressed image data with priority over the mantissa compressed image data;
With
The receiving device is:
Receiving means for receiving mantissa compressed image data and exponent compressed image data;
A mantissa decoding means for decoding the mantissa compressed image data to generate mantissa image data;
Exponent part decoding means for decoding exponent part compressed image data to generate exponent part image data;
Display means for restoring and displaying the image data based on the mantissa image data and the exponent image data, and for pixels that have received only the exponent image compressed data, display based on the exponent image data, Upon receiving the mantissa image compressed data, display means for correcting the display of the pixel based on the mantissa image data;
An image data transmission system comprising:
前記送信装置は、
与えられた画像データを、仮数部画像データと指数部画像データに分け、
仮数部画像データを圧縮して仮数部圧縮画像データを生成し、
指数部画像データを圧縮して指数部圧縮画像データを生成し、
仮数部圧縮画像データより指数部圧縮画像データを優先して送信し、
前記受信装置は、
仮数部圧縮画像データおよび指数部圧縮画像データを受信し、
仮数部圧縮画像データを復号して仮数部画像データを生成し、
指数部圧縮画像データを復号して指数部画像データを生成し、
指数部画像圧縮データしか受け取っていない画素については指数部画像データに基づいて表示を行い、仮数部画像圧縮データを受け取ると、仮数部画像データに基づいて、当該画素の表示を修正することにより、仮数部画像データと指数部画像データとに基づいて画像データを復元して表示する、
ことを特徴とする画像データ伝送方法。 An image data transmission method comprising a transmission device and a reception device,
The transmitter is
The given image data is divided into mantissa image data and exponent image data,
Compress the mantissa image data to generate mantissa compressed image data,
Compress the exponent image data to generate exponent compressed image data,
Send exponential compressed image data with priority over mantissa compressed image data,
The receiving device is:
Receive mantissa compressed image data and exponent compressed image data,
Decoding the mantissa-compressed image data to generate mantissa-part image data;
Decoding exponential compressed image data to generate exponential image data;
For pixels that have received only the exponent image compression data, display based on the exponent image data, and upon receiving the mantissa image compression data, by correcting the display of the pixel based on the mantissa image data, The image data is restored and displayed based on the mantissa image data and the exponent image data,
An image data transmission method characterized by the above.
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