JPH01140883A - データ符号化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、データ圧縮のための符号化方法に係り、特に
画像データの圧縮に好適なデータ符号化方法に関する。

〔従来の技術〕

例えば、カラー階調画像データなどでは、一般にそのデ
ータ量が膨大なものとなり、このため、その伝送や蓄積
などの処理に種々の問題が生じる。

そこで、このようなデータの処理には、従来から種々の
データ圧縮のための符号化方法が用いられており、その
−例として、例えば、東京工業大学　工学部　画像情報
工学研究施設　中鴫　正之外２名により、印刷学会　昭
和６１年春期研究発表会において発表された、′各種直
交変換を用いた印刷用画像のデータ圧縮　第一報と題す
る論文による、いわゆるブロック符号化方式がある。

第２図は、このようなブロック符号化による従来のデー
タ符号化方法の一例を示したもので、この第２図におい
て、（ａ）は送信側を、そして（ｂ）は受信側をそれぞ
れ表わしており、以下、この第２図により従来例につい
て説明する。

まず、（ａ）の送信側では、 １）伝送すべき画像データを複数の画素からなるブロッ
ク、例えば、８×８画素、又は１６×１６画素からなる
ブロックに分割し、こうしてブロックに分けたデータＸ
１を直交変換器１に入力する。

２）直交変換器１はブロックごとのデータＸ１を直交変
換してデータＸ２とし、このデータＸ２を量子化器２に
入力する。

３）量子化器２は入力されたデータＸ２を線形に量子化
してデータＸ３を得、それを符号化器３に供給する。

４）符号化器３は、２次元配列からなるブロック内での
各データの位置ごとに、それぞれ独立に、予め所定値と
して設定しである符号化ビット数によりデータＸ、の符
号化を行ってデータＸ４を得、このデータＸ４を伝送路
に出力する。

次に、（ｂ）の受信側では、 １）伝送路を介して送られてきた符号化データＸ４を復
号器４に入力し、復号したデータＸ”。

を逆量子化器５に入力する。

２）逆量子化器５はデータＸＩ、を線形に逆量子化し、
逆量子化されたデータＸＩ２を直交変換器６に入力し、
逆変換して再生画像データＸ’１を得、それを外部に出
力する。

ここで、符号化器３の出力である符号化データ×４は、
元のブロック化データＸ１に比してデータ圧縮されてお
り、この結果、伝送時間が短くて済むなど、データ圧縮
による効果を得ることができる。

ところで、このブロック符号化方式における画像データ
のブロック化と、ブロック化されたデータを元の画像デ
ータに戻すための処理としては、例えば第３図及び第４
図に示すように、画像メモリを用い、それからの画素デ
ータの続出順序と、それに対する画素データの書込順序
を制御する方法が用いられている。

すなわち、まず、送信側では、第３図に示すように、伝
送すべき画像データＸが格納されている画像メモリ１０
をメモリ読出制御装置１１で制御し、画像データＸの各
画素データを所定の順序で読出すことによりブロック化
されたデータＸ１を得るようになっている。そして、こ
のときの画素データの続出順序はアドレスＲＡＭ１２に
設定しである。

１３はダブルバッファで、それぞれのバッファメモリ１
３Ａ、１３Ｂに交互に書込み、読出すことにより、後段
でのデータ符号化処理との協調が得られるようにする働
きをし、その出力からブロック化データＸＩが送り出さ
れるようになっている。

また、受信側では、第４図に示すように、同じくダブル
バッファ１４を用い、メモリ書込制御装置１６の制御の
もとで、各バッファメモリ１４Ａ。

１４Ｂから交互にブロック化データＸ１１を読出し、そ
れを各画素データごとに、画像メモリ１５の所定の画素
位置（アドレス）に順次格納してゆ（。

そして、このときの画素位置がアドレスＲＯＭ１７に設
定されているのである。

しかして、このとき、従来技術では、第５図に示すよう
に、画像データＸの１画面内で連続的に配置されている
各画素のデータを、そのまま単純に、隣接している画素
の配列方向にｎ個×ｎ個の画素からなるブロックに分別
していた。つまり、第５図（ａｌに示すような１フレ一
ム分の画像データＸがあり、それを複数（ｎ　Ｘ　ｎ）
の画素データ群からなる複数のブロックＡに分割する場
合、図示のように、これらのブロックＡを互いに隣接し
た状態で、相互に重ならないようにして、独立したブロ
ックとして設定してゆくのであり、この結果、各ブロッ
クＡ内での各画素Ａ（ｉ、ｊ）も、同図（′ｂ）に示す
ように、元の画像データＸからそのまま隣接した状態で
取り出したものとなっているのである。

なお、この第り図の場合も含め、以下の説明では、各ブ
ロックＡは４×４画素のもの、つまり（ｎ　＝　４）の
場合について説明するようになっており、従って、各ブ
ロックＡは、同図（ｂ）に示すように、Ａ（１，１）〜
Ａ　（４，４）の１６画素のデータ群となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では、画像データのブロック化に際して、
そのブロックの構成について配慮がされておらず、単純
に連続したｎｘｎ画素に分割しているだけである。

一方、このブロック符号化方式では、データの圧縮再生
の処理がブロック単位で全く独立して行なわれ、再生時
に各ブロックが組合わされるようになっており、このた
め、−度データ圧縮し、再生して得られる再生画像のブ
ロックの境界部に再生誤差が生じた場合、上記従来技術
のように、単純にブロック化されていると、ブロック境
界部ではこの境界線の両側での元来連続していた画像デ
ータの変化がとぎれ、ブロック境界部にこのブロック状
の画像の境界線が現われてしまい、この結果、上記従来
技術では、再生画像の品質が低下し易いという問題点が
あった。

本発明は、上記問題点を解決すべく種々研究の結果、画
像データを所定の画素数ごとにブロック化し、これらブ
ロック化した画像データごとにデータ圧縮を行なうよう
にしたデータ符号化方法において、上記ブロック化の方
法で複数のブロックが互いに重なり合い、かつ、縦横に
隣接する画素が同一ブロックに含まれないブロック分割
方法を設けることによって、上記の問題点を解決しうろ
ことを見出してなされたものである。即ち、本発明は、
データ圧縮手法の内でブロック化を用いる方式における
圧縮再生誤差によって生ずる再生画像上のブロック境界
の出現を減少させるためのブロック分割法を提供するこ
とを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、本発明によれば、画像データのブロック
化に際して、各ブロックが画像データの配列内で相互に
重畳した部分を有し、かつ、この重畳した部分で各画素
データがそれぞれのブロックで共有されないようにする
ことにより解決される。

〔作用〕

ブロック化されたデータの各ブロックが互いに重なり合
う部分をもつため、圧縮再生の処理が各ブロックごとに
全く独立に行なわれ、ブロック境界部に再生誤差が生じ
た際でも、この境界部が重なり合った他のブロックの再
生画像データの連続した部分に位置し、これら２つのブ
ロックを組み合わせるために、上記ブロック状の画像の
境界線が視覚的に目立たなくなる。

〔実施例〕

以下、本発明によるデータ符号化方法について、図示の
実施例により詳細に説明する。

ここで説明する本発明の一実施例においても、そのハー
ド的な構成は、見掛上は上記した従来技術と同様で、第
３図の構成によりブロック化したデータＸ１を第２図の
構成により符号化、復号化し、第４図の構成によりブロ
ック化データＸ１１を元の画像データＸ°に戻すように
なっている。なお、このブロック符号化方式では、元の
画像データＸに対して再生された画像データＸ′は、厳
密に言えば同一のものとはならない。従って、このよう
な符号化方式は不可逆的な符号化方式と呼ばれる。

本発明の一実施例が上記従来技術と異なる点は、画像デ
ータＸをブロック化されたデータＸ１に分割する際での
ブロック化の内容にあり、従って、これに応じて、復号
化されたブロックデータＸＩ。

から画像データＸ°に戻すときの組合わせ内容も異なっ
たものとなっている点にある。

既に、従来技術でも説明したように、画像データＸのブ
ロック化は第３図に示すメモリ続出制御装置１１による
画像メモリ１０の読出しによって得られ、かつ、このと
きの各画素データＡ　（ｉ。

ｊ）の続出順序はアドレスＲＯＭ１２に格納されている
データによって決められる。

そこで、この実施例では、アドレスＲＯＭ１２と１６（
第４図）に格納すべきアドレスデータを所定のものとし
、これにより第１図に示す態様でのブロック化が得られ
るようにしたものである。

さて、第１図（ａ）は画像データＸの２次元配列されて
いる画素データの一部を示したもので、これに対して同
図（ｂ）に示すような４個のブロックＡ〜Ｄを想定した
場合での各ブロックに属する４×４個の画素データを表
わしたもので、それぞれのブロックＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄに対
して各画素データも、それぞれＡ　（１，１）〜Ａ　（
４，４）、Ｂ　（１゜１）〜Ｂ　（４，４）、Ｃ（１，
１）〜Ｃ（４，４）それにＤ　（１，１）〜Ｄ　（４，
４）で表わしてあり、従って、この第１図（ａｌによれ
ば、本実施例においては、画像内の位置により各画素が
どのブロックに属するかが判り、かつ、ブロック分割後
の１ブロツクは、例えばＡのブロックでは、画素Ａ（ｉ
、ｊ）（ｉ、ｊ＝１．２，３．４）によって構成され、
このブロック単位でデータ圧縮の処理が実行されること
になる。

次に、第１図（ｂｌによれば、各ブロックＡ、Ｂ。

Ｃ，Ｄの重なり具合が判り、かつ、斜線部で示す４×４
画素ではＡ−Ｄの４ブロツクが重なり合っていることが
判る。

また、第１図（ａ）から明らかなように、この実施例で
は、各ブロックＡ−Ｄのそれぞれの領域を構成する画素
が１つおきになっており、この結果、同図（ｂ）に示す
ように各ブロックＡ−Ｄが重なり合っていても、各ブロ
ック間では画素が共有されないようになっていることが
判る。

さらに、これらのブロックＡ−Ｄは２次元配列された画
像データＸの全領域に設定されるが、このときの１画像
内でのブロックの配置は第１図（Ｃ）に示すようにして
行なわれ、この結果、この実施例では、各ブロックが１
画像内で縦横各方向にそれぞれ１／３ずつ重なり合って
配置されてゆくことが判る。

従って、この実施例によれば、各ブロックが、画像デー
タ内で１つおきに存在する画素データを４×４個含んだ
ブロックとして形成され、かつ、各ブロックが重畳した
領域を含み、しかも、この重畳した領域でも画素データ
の共有はなく、全て独立して形成されているため、ブロ
ック間の境界線が相互に入り組んだ状態になり、この境
界線部分での画素データの不連続性発生による境界線像
を、眼視的には目立たないものとすることができ、画質
劣化を最小限に抑えることができる。

ところで、上記実施例では、第１図で説明したように、
各ブロックが画像データ内で１つおきに存在する画素デ
ータの配列で形成され、各ブロックの重畳により全ての
画素データのブロック化が得られるようにしているため
、画像データの周辺部では画素データが一部欠如したブ
ロックが現われてしまう。例えば第１図（Ｃ１において
、画像データＸの周辺部も含めて全ての画素データをブ
ロック化してゆくと、左下のコーナーでは４個のブロッ
クの重畳領域が図示のように画像データＸの領域外には
み出してしまい、この結果、上記したように、一部に画
素データがなにもないブロックが現われてしまうのであ
る。

そこで、この実施例では、第３図において、画像メモリ
１０の周辺に仮想のアドレスを設定し、この部分を含む
ブロックの形成に際して、画素データが存在しない領域
には、予め定数として設定しである画素データをダミー
として挿入するようにしである。なお、このダミーとな
る画素データとしては、中間調を表わすデータなどを用
いるようにしてやればよく、例えば、各画素データが８
ビツト構成のときには、数値が１２８付近となるデータ
を使用してやればよい。

なお、上記実施例では４×４画素を１ブロツクとしたが
、ｎＸｎ画素、さらにはｍＸｎ　（ｍ、ｎは４°以上の
整数）画素を１ブロツクとした場合にも、本発明を容易
に実施できることは言うまでもない。

又、上記画像をブロックに分割してデータ圧縮を行なう
方法としては直交変漠符号化法、ベクトル量子化法、ブ
ロック符号化法、内挿符号化法などが知られているが、
本発明はいずれによって実施してもよいことは言うまで
もなく、その例としては、本出願人による特願昭６１−
２１０６２５号、特願昭６１−２１０６２６号、特願昭
６１−２１１７０７号の各出願に係る明細書に記載の方
法を挙げることができる。

なお、本発明は、上記実施例の他にも、ブロック化する
際に、縦又は横方向に１画素間隔で画素をサンプリング
し、長方形のブロックを構成するブロック分割法として
実施しても有効であることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

上記の本発明によれば、画像データをデータ圧縮する方
法の中で画像データをブロックに分割して符号化する方
式において、従来、圧縮再生誤差として再生画像に現わ
れていたブロックの境界線を減少させて、より品質の高
い再生画像が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるデータ符号化法の一実施例におけ
るブロック化の説明図、第２図はブロック符号化処理の
一例を示すブロック図、第３図は送信側でのブロック化
処理の一例を示すブロック構成図、第４図は受信側での
フレーム化処理の一例を示すブロック構成図、第５図は
ブロック化の従来例を示す説明図である。 Ｘ−−−−−・−画像データ、Ａ−Ｄ−・−ブロック。 １）明 第５図 ；Ｙ　　　　　　　　　　　　　　　（ａ）丈

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像データをその２次元配列内での所定の領域単
   位ごとに、その中に含まれる複数の画素からなる複数の
   画素データ群としてブロック化し、これらブロック化し
   た画素データ群単位で、その画像、データの特徴を利用
   してデータ圧縮を行なうようにした不可逆的なデータ符
   号化方法において、上記ブロック化された複数の画素デ
   ータ群が、上記２次元配列内で相互に重畳した部分を有
   し、かつ、この重畳した部分で各画素がそれぞれの画素
   データ群により共有されないようにしてブロック化され
   ていることを特徴とするデータ符号化方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、上記ブロック化
   された複数の画素データ群が、上記画像データの２次元
   配列内で、その行方向と列方向にそれぞれ１画素おきに
   存在する複数の画素で構成されていることを特徴とする
   データ符号化方法。
3. （３）特許請求の範囲第１項において、上記データ圧縮
   が、上記ブロック化した画素データ群ごとに直交変換し
   て得た２次元配列データを用いたブロック符号化により
   与えられるように構成したことを特徴とするデータ符号
   化方法。