JPH01157168A - Image encoding system - Google Patents

Image encoding system

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JPH01157168A
JPH01157168A JP62314095A JP31409587A JPH01157168A JP H01157168 A JPH01157168 A JP H01157168A JP 62314095 A JP62314095 A JP 62314095A JP 31409587 A JP31409587 A JP 31409587A JP H01157168 A JPH01157168 A JP H01157168A
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JP
Japan
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image
category
data
block
categories
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Application number
JP62314095A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Yoshida
正 吉田
Mitsuru Maeda
充 前田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Priority to US07/881,871 priority patent/US5384868A/en
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Abstract

PURPOSE:To efficiently perform the encoding of data without generating remarkable deterioration on multivalue data by classifying a block to several defined categories, and performing quantization at every category. CONSTITUTION:Image data with an image element of 8 bits is segmented as signals X(x11-x44) whose one block is constituted of (4X4) image elements, and signals Y(y11-y44) can be obtained by performing the Hadamard transformation of the image data in the signal X. At the time of performing preliminary scan, frequency classified at every category classified at a segmentation part 102 is measured by an image analyzer 112, and a decided image type is outputted to the segmentation part 102. Coefficients y12-y12 are classified to several kinds of categories corresponding to the size of the coefficient and the feature of an original image. Selectors 103 and 111 select scalar quantizers 105-107 and vector quantizers 108-110 corresponding to each category, and the data are outputted as codes of 9 bits.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は画像符号化方式、特に中間調の画像情報を符号
化する画像符号化方式に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an image encoding method, and particularly to an image encoding method for encoding halftone image information.

[従来の技術] 従来より、画像の伝送および蓄積の際、その効率を考慮
して符号化により冗長度を抑圧(一般に圧縮と呼ばれる
)するのが一般的である。近年ディジタル画像処理技術
やデバイス技術の発展に伴ない、伝送・蓄積の対象とな
る画像は2値から多値に移っており、更に解像度も大き
くなってきた。この結果データ量が膨大となり、高能率
な符号化技術が必要となってきている。
[Prior Art] Conventionally, when transmitting and storing images, it has been common to reduce redundancy through encoding (generally referred to as compression) in consideration of efficiency. In recent years, with the development of digital image processing technology and device technology, images to be transmitted and stored have shifted from binary to multivalued images, and the resolution has also increased. As a result, the amount of data has become enormous, and highly efficient encoding technology has become necessary.

しかし、これまでの符号化技術は2値画像を対象とした
ものが多く、例えばその代表的なものはファクシミリ用
に考案されたMH,MR。
However, most of the encoding techniques to date have been aimed at binary images, for example, the representative ones are MH and MR, which were devised for facsimile.

MMR等であるが、これらの方式は本質上多値画像の符
号化には適していない。また、多値画像の符号化技術も
いくつか報告されており、例えばブロック符号化、予測
符号化、直交変換符号化等が有る。しかし、これらの方
式はいずれもテレビ画像を対象としたものが多く、一般
の文書画像。
MMR, etc., but these methods are essentially not suitable for encoding multivalued images. In addition, several encoding techniques for multivalued images have been reported, including block encoding, predictive encoding, orthogonal transform encoding, and the like. However, most of these methods are aimed at television images, and not general document images.

網点画像の符号化には適していない。It is not suitable for encoding halftone images.

特に直交交換符号化においては、従来シーケンシの小さ
い所に電力が集中する性質を利用していた。ところがこ
の方式によると、写真等の連続階調画像に対しては有効
であるが、文書画像や網点画像のように特異なエツジ構
造を持つ画像に適用すると著しい劣化を生じるという欠
点があった。
Particularly in orthogonal exchange coding, the conventional property that power is concentrated in small parts of the sequence has been utilized. However, although this method is effective for continuous tone images such as photographs, it has the disadvantage of causing significant deterioration when applied to images with unique edge structures such as document images or halftone dot images. .

[発明の解決しようとする問題点] 本発明は、上述従来例の欠点を除去し、文書画像、網点
画像あるいは写真画像を含むの多値データに対して、著
しい劣化をする事なく効率的符号化を行う画像符号化方
式を提供する。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention eliminates the drawbacks of the above-mentioned conventional examples and efficiently handles multivalued data including document images, halftone images, and photographic images without significant deterioration. An image encoding method for encoding is provided.

[問題点を解決するための手段] この問題点を解決するための一手段として、本発明の画
像符号化方式は、画像を所定サイズのブロックに分割し
て、該ブロックのそれぞれに直交交換を施し、 変換後のマトリックスの係数とあらかじめ検知あるいは
設定された入力画像の性質とにより、該ブロックをいく
つかの定められたカテゴリーに分類し、 該カテゴリー毎に量子化を行う。
[Means for Solving the Problem] As a means for solving this problem, the image encoding method of the present invention divides an image into blocks of a predetermined size and performs orthogonal exchange on each of the blocks. The blocks are classified into several predetermined categories based on the coefficients of the transformed matrix and the characteristics of the input image detected or set in advance, and quantization is performed for each category.

[作用] かかる構成により、画像情報の予備走査をして、画像の
性質例えば文書画像、網点画像。
[Operation] With this configuration, image information is pre-scanned to determine the nature of the image, such as a document image or a halftone image.

写真等の連続階調画像に分類し、この分類情報にブロッ
ク単位のみの特徴抽出に起因する不適当な符号化を解決
する。
It classifies continuous tone images such as photographs, and uses this classification information to solve inappropriate encoding caused by extracting features only in blocks.

[実施例] 第1図は本発明の画像符号化方式を実現する一実施例の
画像符号化装置の構成を示すものである。
[Embodiment] FIG. 1 shows the configuration of an image encoding device according to an embodiment that implements the image encoding method of the present invention.

ここで、101はアダマール変換を行うアゲマール変換
部、102は後に詳説するカテゴリーに画像のカテゴリ
ー分類を行うセグメンテーション部、103はセグメン
テーション部102か゛らの出力により、カテゴリーに
対応した量子化器を選択するセレクタである。104は
明度平均値を表すスカラー量子化器(5calar Q
uantizationH以下SQ)であり、105,
106,107は各カテゴリーに適したスカラー量子化
を行うスカラー量子化器(SQ) 、108,109,
110は各カテゴリーに適したベクトル量子化を行うベ
クトル量子化器(Vector Quantizati
on:以下VQ)である。111は各カテゴリーのベク
トル量子化器の出力の中からセグメンテーション部10
2から出力の出力線により、処理対象となっているブロ
ックに応じたものを選択するセレクタであり、前段のセ
レクタ103と同様の働きをするものである。
Here, 101 is an Agemard transform unit that performs Hadamard transform, 102 is a segmentation unit that classifies images into categories that will be explained in detail later, and 103 is a selector that selects a quantizer corresponding to the category based on the output from the segmentation unit 102. It is. 104 is a scalar quantizer (5calar Q
uantizationH (hereinafter referred to as SQ), 105,
106, 107 are scalar quantizers (SQ) that perform scalar quantization suitable for each category, 108, 109,
110 is a vector quantizer that performs vector quantization suitable for each category.
on: hereinafter VQ). 111 is a segmentation unit 10 from the output of the vector quantizer of each category.
This is a selector that selects a block corresponding to the block to be processed using an output line output from 2, and functions similarly to the selector 103 at the previous stage.

112は画像符号化に先だって行われる予備走査により
画像分析を行う画像分析器、これによりこれから符号化
しようとする画像のタイプを、1、網点画像、 2、文字画像、 3、写真画像(連続トーン) の3種に分類する。予備走査と実際の符号化とは同一の
動作であるが、予備走査時は、セグメンテーション部1
02において分類されるカテゴリー別の頻度を信号線1
13を介し画像分析器112で計測し、画像のタイプを
決定しているのみでセレクタ103以後の動作は行なわ
れない。
Reference numeral 112 denotes an image analyzer that performs image analysis through preliminary scanning performed prior to image encoding, which identifies the type of image to be encoded: 1. halftone image, 2. character image, 3. photographic image (continuous). It is classified into three types (tone). Preliminary scanning and actual encoding are the same operation, but during preliminary scanning, segmentation unit 1
Signal line 1 indicates the frequency of each category classified in 02.
13, the image analyzer 112 determines the type of image, and no operation after the selector 103 is performed.

符号化時は、画像分析器112で予備走査時に決定した
画像タイプ(前述3種)を2ビツトの信号線114を介
しセグメンテーション部102に出力し、カテゴリー分
類にフィードバックを行う。
At the time of encoding, the image type (the above-mentioned three types) determined during preliminary scanning by the image analyzer 112 is output to the segmentation unit 102 via the 2-bit signal line 114, and is fed back to category classification.

ここで動作について説明を行う。1画素が8ビツトの画
像データを4X4画素を1ブロツクとして切り出す。こ
れを第2図に示すX(X++〜x44)とする。この1
ブロツクの画像データをアダマール変換すると第2図の
Y(y++〜y44)となり、Y++はO〜1020の
値で即ち10ビツトで表され、YI2〜Y44は各々−
510〜+510の値で即ち10ビツトで表せる。
The operation will be explained here. Image data of 8 bits per pixel is cut out as 1 block of 4×4 pixels. This is designated as X (X++ to x44) shown in FIG. This one
When the image data of the block is subjected to Hadamard transformation, it becomes Y (y++ to y44) in Fig. 2, where Y++ is expressed as a value of O to 1020, that is, 10 bits, and YI2 to Y44 are each -
It can be expressed by a value of 510 to +510, that is, 10 bits.

そこで、YI)をスカラー量子化器104で8ビツトの
データに量子化し、これをブロック内の明度平均値とす
る。Yll〜Y44はセグメンテーション部102によ
り、これらの係数の値の大小と元の画像の特徴とに応じ
て数種のカテゴリーに分類される。
Therefore, the scalar quantizer 104 quantizes YI) into 8-bit data, and uses this as the average brightness value within the block. Yll to Y44 are classified by the segmentation unit 102 into several categories depending on the magnitude of the values of these coefficients and the characteristics of the original image.

セレクタ103,111は各々このカテゴリーに応じた
スカラー量子化器およびベクトル量子化器を選択し、9
ビツトのコード(パターン・コード)として出力する。
Selectors 103 and 111 each select a scalar quantizer and a vector quantizer according to this category, and
Output as a bit code (pattern code).

以下に、アダマール変換、セグメンテーション、スカラ
ー量子化、ベクトル量子化について、それぞれ説明する
The Hadamard transform, segmentation, scalar quantization, and vector quantization will be explained below.

第2図は4X4のアダマール変換を示しておりXは変換
前、Yは変換後の信号である。
FIG. 2 shows a 4×4 Hadamard transformation, where X is a signal before transformation and Y is a signal after transformation.

尚この変換は、 で表わされる。ここで、 Hts:16次アダマール行列であり、= [XII、
  X12.  XI3.  XI−、X21.  X
22゜・・・、 Xa8. X44]τ 一以下余白一 =  [Y ++、Y r□、Y +3.Y 14.Y
211  Y 22゜・・・+  Y431  Y44
]  Tとすれば、 となる。
Note that this conversion is expressed as . Here, Hts: 16th order Hadamard matrix, = [XII,
X12. XI3. XI-, X21. X
22°..., Xa8. X44]τ 1 or less margin 1 = [Y ++, Y r□, Y +3. Y 14. Y
211 Y 22°...+ Y431 Y44
] If T, then it becomes.

第3図(a)〜(p)は、アダマール変換の例を示して
おり、図中(a)のようにブロック内に縦エツジが有る
場合には、係数Yrzに大きな値が表れる。尚、符号は
Xの明度の傾きにより、左半分が“0”で右半分が“2
55”の時に−(マイナス)、左半分が“255“で右
半分が“Oのときに+(プラス)となる。但し、係数Y
zは明度平均を表す為、ここでは特に説明しない。
FIGS. 3(a) to 3(p) show examples of Hadamard transform, and when there is a vertical edge in the block as shown in FIG. 3(a), a large value appears in the coefficient Yrz. In addition, the sign is "0" in the left half and "2" in the right half depending on the slope of the brightness of X.
When the left half is "255" and the right half is "O", it is - (minus), and when the left half is "O", it is + (plus). However, the coefficient Y
Since z represents the brightness average, it will not be particularly explained here.

同様に、第3図、(b)はブロック内に横エツジが有る
場合で、係数Y21に大きな値が表れる。
Similarly, FIG. 3(b) shows a case where there is a horizontal edge in the block, and a large value appears in the coefficient Y21.

その他の第3図(C)〜(p)は、図に示すように、縦
・横ライン、鍵型、斜のエツジ、斜の線等のパターンを
示している。
Other patterns in FIGS. 3(C) to 3(p) show patterns such as vertical and horizontal lines, key shapes, diagonal edges, and diagonal lines, as shown in the figures.

第4図はセグメンテーションを行う際のパラメータを説
明している。図示のパラメータは、各、々第3図に示し
たようなパターンの特徴に着目し、決定されている。こ
こで、UFEは縦エツジ成分パラメータ、OLEは縦線
成分パラメータ、1(EEは横エツジ成分パラメータ、
)ILEは横線成分パラメータ、OTHはその他科のエ
ツジ等の成分パラメータ、EFはエツジの強弱を表すパ
ラメータで、これが大きいと強いエツジである事がわか
る。同様に、LFは線分の強弱を示すパラメータである
FIG. 4 explains parameters when performing segmentation. The illustrated parameters are determined by focusing on the characteristics of the pattern shown in FIG. 3. Here, UFE is a vertical edge component parameter, OLE is a vertical line component parameter, 1 (EE is a horizontal edge component parameter,
) ILE is a horizontal line component parameter, OTH is a component parameter such as edges of other families, and EF is a parameter representing the strength of an edge, and when this is large, it is understood that the edge is strong. Similarly, LF is a parameter indicating the strength of a line segment.

第5図は、第4図に示した5つのパラメータにより、カ
テゴリーを16種類に分類する手順のフローチャートを
示しており、各分岐及び各カテゴリーには次のような意
味が有る。これをセグメンテーションと呼ぶ。
FIG. 5 shows a flowchart of a procedure for classifying categories into 16 types using the five parameters shown in FIG. 4, and each branch and each category has the following meaning. This is called segmentation.

カテゴリー20=斜めエツジ、線 21:斜めエツジ、線+複雑パターン 22:横エツジ+複雑パターン 23:縦エツジ+複雑パターン 24:横線+複雑パターン 25:縦線+複雑パターン カテゴリー30:単調平坦部 31:平坦ぎみ 32:階調差の小さい横エツジ 33:階調差の小さい縦エツジ カテゴIJ−40:階調差の大きい横エッジ41:階調
差の大きい縦エツジ カテゴIJ−50:階調差の大きい横エツジ系パターン 51:階調差の大きい横糸パターン 52:階調差の大きい横糸パターン 53:階調差の大きい縦糸パターン また、第5図中、各分岐には以下に示す様な意味付けが
有る。
Category 20 = diagonal edge, line 21: diagonal edge, line + complex pattern 22: horizontal edge + complex pattern 23: vertical edge + complex pattern 24: horizontal line + complex pattern 25: vertical line + complex pattern Category 30: monotonous flat part 31 : Flat edge 32: Horizontal edge with small gradation difference 33: Vertical edge with small gradation difference Category IJ-40: Horizontal edge with large gradation difference 41: Vertical edge with large gradation difference IJ-50: Large gradation difference Weft edge pattern 51: Weft pattern with large gradation difference 52: Weft pattern with large gradation difference 53: Warp pattern with large gradation difference In addition, in FIG. 5, each branch has the following meanings. Yes.

〈分岐1〉強い斜め線(OTHが大きい)の分離く分岐
2〉エツジ系パターン(VEE、 HEEが大き)と線
形パターン(VLE、 HLEが大きい)との分離 〈分岐3〉強い横エツジパターン(EFが大きい)の抽
出 く分岐4〉縦エツジ(VEEが大きい)と横エツジ(H
EEが大きい)との分離 〈分岐5〉斜めエツジを含む複雑パターン(OTHが大
きい)の抽出 〈分岐6〉弱い縦横パターン(EFが大きい)と平坦部
とを分離 〈分岐7〉縦エツジ(VEEが大きい)と横エツジ(F
EEが大きい)との分離 く分岐8〉複雑パターンの中から0T)Iが大きいもの
を抽出 〈分岐9〉複雑パターンの中からOLEが大きいものを
抽出 〈分岐10〉複雑パターンの中からBLEが大きいもの
を抽出 〈分岐11)複雑パターンの中からHEEが大きいもの
を抽出 く分岐12〉強い縦横線パターン(LFが大きい)の抽
出 く分岐13〉縦横パターン(VLEが大きい)と横線パ
ターン(HLEが大きい)の分離〈分岐14)分岐2で
分離された線系パターンの内エツジ成分(EFがやや大
きい)を含むパターンを抽出 〈分岐15)縦エツジ(VEEが大きい)と横エツジ系
(HEEが大きい)との分離〈分岐16)斜めイツジを
含む複雑パターン(OTHが大きい)と平坦部とを分離 第5図に示したカテゴリー分類のアルゴリズムを実現す
るためのハードウェアブロック図を第6図に示す。ここ
で、501は第4図に示したパラメータを算出するパラ
メータ算出部、502〜511は第5図で示した各分岐
1〜16を決定する比較器、512は各分岐情報に応じ
て16種類のカテゴリーパターンを4ビツトパターンで
発生するルックアップテーブル(以下LUT)である。
<Branch 1> Separation of strong diagonal line (large OTH) Branch 2> Separation of edge pattern (large VEE, HEE) and linear pattern (large VLE, HLE) <Branch 3> Separation of strong horizontal edge pattern ( Extracting branch 4> Vertical edge (large VEE) and horizontal edge (H
Branch 5: Extraction of complex patterns including diagonal edges (large OTH). Branch 6: Separation of weak vertical and horizontal patterns (large EF) from flat parts. Branch 7: Separation of vertical edges (VEE is large) and horizontal edge (F
Branch 8> Extract those with large 0T) I from among complex patterns. Branch 9> Extract those with large OLE from among complex patterns. Branch 10> Extract those with large OLE from among complex patterns. Extract large patterns (Branch 11) Extract those with large HEE from complex patterns Branch 12> Extract strong vertical and horizontal line patterns (large LF) Branch 13> Extract vertical and horizontal patterns (large VLE) and horizontal line patterns (HLE (branch 14) Extract patterns that include edge components (with a large EF) from the line patterns separated in branch 2 (branch 15) Separate vertical edge (large VEE) and horizontal edge (HEE) Figure 6 shows a hardware block diagram for implementing the category classification algorithm shown in Figure 5. Shown below. Here, 501 is a parameter calculation unit that calculates the parameters shown in FIG. 4, 502 to 511 are comparators that determine each branch 1 to 16 shown in FIG. 5, and 512 is 16 types depending on each branch information. This is a lookup table (hereinafter referred to as LUT) that generates a category pattern of 4 bits as a 4-bit pattern.

前述のように画像情報に応じて、カテゴリーが決まるが
、網点画像の場合はカテゴリー21〜25に集中し、写
真等の連続トーン画像の場合はカテゴリー30〜33に
集中、文字画像の場合はバックグラウンド部でカテゴリ
ー30が多く、文字部でカテゴリー40.41及び50
〜53が発生する傾向がある。
As mentioned above, the categories are determined according to the image information, and in the case of halftone images, the categories are concentrated in categories 21 to 25, in the case of continuous tone images such as photographs, the categories are concentrated in categories 30 to 33, and in the case of text images, the categories are concentrated in categories 21 to 25. There are many categories 30 in the background part, and categories 40, 41 and 50 in the text part.
~53 tends to occur.

ところが、例えば網点画像画像の場合、ブロック内のみ
の小エリアのみをカテゴリー分けした場合は、前述の様
にカテゴリー分類においてはエツジあるいは線のあるエ
リアとなってしまい、これを複合化した場合は網点がエ
ツジ強調されて、ざらざらした再生画像となってしまう
。従って、網点画像の場合はむしろカテゴリー30〜3
3の分類を多くし写真のような符号化をしたほうが画質
の劣化は少ない。
However, for example, in the case of a halftone image, if only a small area within a block is categorized, the category classification will result in an area with edges or lines, as described above, and if this is combined, The edges of the halftone dots are emphasized, resulting in a grainy reproduced image. Therefore, in the case of halftone images, it is rather category 30 to 3.
The deterioration in image quality will be less if the number of classifications in 3 is increased and the image is encoded like a photograph.

そこで予備操作により第6図にLtJT512で決定す
るカテゴリーパターンを信号線513を介し、画像分析
器112において、各カテゴリーの頻度を計算する。そ
して、カテゴリー21〜25が多かった場合は網点画像
と判断し、カテゴリー21〜25に入る分岐を少なくし
カテゴリー30〜33に入る分岐を多くする。実際には
第5図の分岐5と分岐16とにおいて比較値32を大き
くすることによりカテゴリーへの分岐が補正される。
Therefore, as a preliminary operation, the frequency of each category is calculated in the image analyzer 112 via the signal line 513 using the category pattern determined by the LtJT 512 as shown in FIG. If there are many categories 21-25, it is determined that it is a halftone image, and the number of branches that fall into categories 21-25 is reduced and the number of branches that fall into categories 30-33 is increased. Actually, the branching into categories is corrected by increasing the comparison value 32 at branches 5 and 16 in FIG.

第6図においては画像符号化時、画像分析器112から
信号線517を介し、OTH≧32の比較値32を変更
し例えば64を出力しOTH≧64の比較に変更する。
In FIG. 6, during image encoding, the comparison value 32 of OTH≧32 is changed from the image analyzer 112 via the signal line 517 to output, for example, 64, and changed to the comparison value of OTH≧64.

写真画像の場合さらに31〜33を多くするため、同様
に分岐5と分岐16とにおいて0T)I≧96に変更す
る。この場合も信号線517を介して行なわれる。
In the case of a photographic image, in order to further increase the number of 31 to 33, branch 5 and branch 16 are similarly changed to 0T)I≧96. In this case as well, this is done via the signal line 517.

文字画像の場合は、バックグラウンドでカテゴリー30
、文字部でカテゴリー40.41とカテゴリー50〜5
3を多くするため分岐3でEF≧96をEF≧64に、
分岐6でEF≧16をEF≧32に、分岐13でLF≧
64をLF≧32に、分岐14でEF≧をEF≧32に
変更し、それぞれ信号線516〜518,514.41
4により比較器のデータを変更することにより実現され
る。
For text images, use category 30 in the background.
, category 40.41 and category 50-5 in the character part
In order to increase the number of 3, change EF≧96 to EF≧64 at branch 3,
At branch 6, EF≧16 becomes EF≧32, and at branch 13, LF≧
64 to LF≧32, EF≧ to EF≧32 in branch 14, and signal lines 516 to 518, 514.41, respectively.
This is realized by changing the data of the comparator using 4.

第7図は量子化の簡単な説明である。同図ではカテゴリ
ー40の1パターンを例に説明している。まず、セグメ
ンテーションにより、分類されてきたパターンに対して
、Yllを除く各係数の+/−符号とその絶対値とを分
離したものを、各々゛°位相成分”、“振幅成分”と呼
ぶ。そして、振幅成分には各係数に重みっけをし、非線
形スカラー量子化を施こす。尚、図中網線部の係数は無
視する所であり、数字は丸められた結果である。
FIG. 7 is a simple explanation of quantization. In the figure, one pattern of category 40 is explained as an example. First, for patterns that have been classified by segmentation, the +/- sign and absolute value of each coefficient except Yll are separated and are called "phase component" and "amplitude component," respectively. For the amplitude component, each coefficient is weighted and nonlinear scalar quantization is performed.The coefficients in the shaded area in the figure are ignored, and the numbers are the results of rounding.

第8図(a)〜(p)は、16種の全カテゴリーの非線
形スカラー量子化結果を示しており、図中点で示した係
数は上にも述べた無視する係数である。また数字は各々
の係数に割り当てられるビット数を表わしている。
FIGS. 8(a) to 8(p) show the nonlinear scalar quantization results for all 16 categories, and the coefficients indicated by dots in the figure are the coefficients to be ignored as described above. The numbers also represent the number of bits allocated to each coefficient.

第9図は、アダマール変換を実現する為のハードウェア
ブロック図であり、高速化の為全係数を並列演算する。
FIG. 9 is a hardware block diagram for realizing the Hadamard transform, in which all coefficients are computed in parallel to increase speed.

801はデータ入力線であり、各画素8ビツトのデータ
が16個入力されている。802はこれのブロックバッ
ファであり、4X4=16個のラッチで構成される。8
03はアドレスジェネレータであり、Xブロックバッフ
ァ802中の画素の指定と、Hkl要素ジェネレータ8
04中の要素の指定を行う。
A data input line 801 receives 16 pieces of 8-bit data for each pixel. 802 is its block buffer, which is composed of 4×4=16 latches. 8
03 is an address generator that specifies pixels in the X block buffer 802 and the Hkl element generator 8.
Specify the elements in 04.

即ち、先に示したアダマール変換 Y=1/4XH16X (4X4ブロツクサイズ)の計
算におけるhk+とX、Jを指定するものである。80
4は上に記したhIJを発生するものであり、ROMで
構成されている。尚、出力は、?1++、h2□+h3
□、・・・+?1161 と、16本パラレルになって
おり、アドレスジェネレーターより出力される4ビツト
がROMのアドレスに入力され、旦=1〜16まで指定
される事になる。
That is, it specifies hk+, X, and J in the calculation of the Hadamard transform Y=1/4XH16X (4X4 block size) shown above. 80
Reference numeral 4 generates the hIJ described above, and is composed of a ROM. Also, what is the output? 1++, h2□+h3
□,...+? 1161, 16 lines are connected in parallel, and the 4 bits output from the address generator are input to the ROM address, and numbers 1 to 16 are specified.

図中、i、j=1〜4、K、旦=1〜16である。In the figure, i, j=1-4, K, tan=1-16.

805はYマトリクスの要素Yll係数の演算器であり
、先に示した計算式でもわかる通り加算器で構成される
。806,807は各々Yll以外の係数の演算器であ
り、計算式に示したように加減算器により構成される。
805 is an arithmetic unit for the Yll coefficient of the Y matrix element, and as can be seen from the calculation formula shown above, it is composed of an adder. 806 and 807 are arithmetic units for coefficients other than Yll, each of which is composed of an adder/subtracter as shown in the calculation formula.

808,809,810は1/4除算器であり、下位2
ビツトの切り捨てを行うものである。811,812,
813はこれらの演算結果であり、Yllは10ビツト
の正の数、それ以外は+/−の符号を示すフラグビット
と9ビツトの補数が出力される。
808, 809, 810 are 1/4 dividers, and the lower 2
It truncates bits. 811,812,
813 is the result of these calculations, Yll is a 10-bit positive number, and the rest are flag bits indicating +/- signs and 9-bit complement numbers are output.

回路の動作は先にも述べた様に、16個の係数が並列演
算される。計算内容は、式に示した通りである。即ち、
ブロックバッファ802から1画素毎にデータが読み出
され、Hkl要素ジェネレータレーク804から出力さ
れる+/−符号に応じて、加算もしくは減算が行なわれ
る。
As mentioned above, the circuit operates on 16 coefficients in parallel. The calculation details are as shown in the formula. That is,
Data is read from the block buffer 802 pixel by pixel, and addition or subtraction is performed depending on the +/- sign output from the Hkl element generator rake 804.

本実施例では、演算の容易さとハード化の容易さとから
アダマール変換を用いたが、これに類する直交変換(離
散的CO8変換、゛スラント変換等)を用いて、同じ考
え方を適用しても良い。
In this example, the Hadamard transform was used for ease of calculation and hardening, but the same idea may be applied using similar orthogonal transforms (discrete CO8 transform, slant transform, etc.) .

本実施例ではセグメンテーションにVEE。In this example, VEE is used for segmentation.

VLE 、 HEE 、 HLε、 OTHの五つのパ
ラメータを用いたが、基本的に縦、横エツジ、縦横線、
その他斜めエツジ等に着目してカテゴリー分けを行う方
法であれば、それに置き換え可能である。例えば、VE
E = (Y+−) 、VLE = (Y14) 、H
EE =(Y21) 、HLE =(Y41) 、0T
)I ” (Y22)等である。
Five parameters were used: VLE, HEE, HLε, and OTH, but basically they are vertical, horizontal edge, vertical and horizontal line,
Any other method that performs categorization focusing on diagonal edges or the like can be used instead. For example, V.E.
E = (Y+-), VLE = (Y14), H
EE = (Y21), HLE = (Y41), 0T
) I ” (Y22), etc.

本実施例中、量子化にスカラ量子化+ベクトル量子化を
用いたが、これに限定する事なくスカラー量子化あるい
はベクトル量子化単独でも良い。また、“位相成分”、
“振幅成分“に分離し量子化るる手法を用いているが、
それに限定はしない。
In this embodiment, scalar quantization and vector quantization are used for quantization, but the present invention is not limited to this, and scalar quantization or vector quantization alone may be used. In addition, “phase component”,
It uses a method of separating into “amplitude components” and quantizing them, but
I'm not limited to that.

更に本実施例で゛は、画像の予備走査を用いて画像の性
質である網点画像、写真画像3文字画像等の判別を行い
、その結果を画像符号化時にカテゴリー分類にフィード
バックを行ったが、次のような他の実施例も考えられる
Furthermore, in this embodiment, preliminary scanning of the image was used to determine the characteristics of the image, such as a halftone image, a photo image, a 3-character image, etc., and the results were fed back to the category classification at the time of image encoding. , the following other embodiments are also possible.

ユーザ側で画像のタイプを設定したい場合は予備走査す
ることなく、セグメンテーション部の比較をマニュアル
設定できるように構成する。
If the user wants to set the image type, the configuration is such that the comparison in the segmentation section can be manually set without preliminary scanning.

第10図にその場合のセグメンテーション部を示す。第
10図において520はコントローラー、521.52
2,523はコントローラー中にあるそれぞれ網点画像
、写真1文字画像設定用のマニアルスイッチである。ス
イッチの状態に応じて画像符号化時に、第6図の信号線
514〜518と同様な出力をコントロラー520で出
力することにより、前記同様の動作を実現できる。
FIG. 10 shows the segmentation unit in that case. In Fig. 10, 520 is a controller, 521.52
Reference numeral 2,523 is a manual switch located in the controller for setting a halftone image, a photograph, and a single character image, respectively. The same operation as described above can be realized by outputting from the controller 520 the same outputs as the signal lines 514 to 518 in FIG. 6 during image encoding according to the state of the switch.

第1o図で501〜512は第6図と同一の要素である
In FIG. 1o, 501 to 512 are the same elements as in FIG. 6.

以上説明したように、本実施例は、符号化に先立って予
備走査を行い、画像のカテゴリー分類を行ってカテゴリ
ー別の頻度を計測することにより画像のタイプを決定し
、符号化時にカテゴリー分類の情報にフィードバックす
るものであり、従来、小ブロツク毎の符号化に起因する
不適当な符号化による画質劣化を改善するものである。
As explained above, in this embodiment, the type of image is determined by performing preliminary scanning prior to encoding, classifying the image into categories, and measuring the frequency of each category. It feeds back the information and improves image quality deterioration due to inappropriate coding caused by conventional coding for each small block.

又カテゴリー分類を用いスカラー量子化、ベクトル量子
化を用うることによりブロック内のエツジ形状の著しい
劣化を防ぐものである。
Further, by using category classification and using scalar quantization and vector quantization, significant deterioration of edge shapes within a block can be prevented.

[発明の効果] 本発明により、文書画像、網点画像あるいは写真画像を
含むの多値データに対して、著しい劣化をする事なく効
率的符号化を行う画像符号化方式を提供できる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, it is possible to provide an image encoding method that efficiently encodes multivalued data including document images, halftone dot images, and photographic images without significant deterioration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本実施例の画像符号化方式を実現する画像符号
化装置の構成図、 第2図はアダマール変換の説明図、 第3図(a)〜(p)はアダマール変換例を示す図、 第4図はセグメンテーションを行うためのパラメータの
説明図、 第5図はセグメンテーションの具体例を示す図、 第6図はセグメンテーション及び画像分析器のハードウ
ェアブロック図、 第7図は位相成分と振幅成分との分離の説明図、 第8図(a)〜(p)はスカラー量子化の結果を示す図
、 第9図はアダマール変換を実現するためのハードウェア
ブロック図、 第10図は他の実施例のセグメンテーション及び画像分
析器のハードウェアブロック図である。 図中、101・・・アダマール変換部、102・・・セ
グメンテーション部、103・・・セレクタ、104・
・・明度平均用スカラー量子化器、105゜106,1
07−、I、カラー量子化器、108゜109.110
・・・ベクトル量子化器、111・・・セレクタ、11
2・・・画像分析器、113゜114・・・信号線であ
る。
Figure 1 is a configuration diagram of an image encoding device that implements the image encoding method of this embodiment, Figure 2 is an explanatory diagram of Hadamard transform, and Figures 3 (a) to (p) are diagrams showing examples of Hadamard transform. , Figure 4 is an explanatory diagram of parameters for performing segmentation, Figure 5 is a diagram showing a specific example of segmentation, Figure 6 is a hardware block diagram of segmentation and image analyzer, Figure 7 is a diagram of phase components and amplitudes. Figure 8 (a) to (p) are diagrams showing the results of scalar quantization, Figure 9 is a hardware block diagram for realizing the Hadamard transform, and Figure 10 is a diagram showing the separation from the components. FIG. 2 is a hardware block diagram of an example segmentation and image analyzer. In the figure, 101... Hadamard transform unit, 102... segmentation unit, 103... selector, 104...
...Scalar quantizer for brightness average, 105°106,1
07-, I, color quantizer, 108°109.110
...Vector quantizer, 111...Selector, 11
2...Image analyzer, 113°114...Signal line.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)画像を所定サイズのブロックに分割して、該ブロ
ックのそれぞれに直交交換を施し、 変換後のマトリックスの係数とあらかじめ検知あるいは
設定された入力画像の性質とにより、該ブロックをいく
つかの定められたカテゴリーに分類し、 該カテゴリー毎に量子化を行うことを特徴とする画像符
号化方式。
(1) Divide the image into blocks of a predetermined size, perform orthogonal exchange on each block, and divide the block into several blocks based on the coefficients of the transformed matrix and the properties of the input image detected or set in advance. An image encoding method characterized by classifying images into predetermined categories and performing quantization for each category.
(2)入力画像の性質は、予備走査をし、この予備走査
時の各カテゴリーの出現頻度に基づいて決められること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の画像符号化方
式。
(2) The image encoding method according to claim 1, wherein the properties of the input image are determined based on the frequency of appearance of each category during preliminary scanning.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04270565A (en) * 1991-02-20 1992-09-25 Fuji Xerox Co Ltd Picture compression system
WO1993004553A1 (en) * 1991-08-21 1993-03-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Image data compression apparatus

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