JPH01198185A - Picture data compressing system - Google Patents

Picture data compressing system

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JPH01198185A
JPH01198185A JP63021954A JP2195488A JPH01198185A JP H01198185 A JPH01198185 A JP H01198185A JP 63021954 A JP63021954 A JP 63021954A JP 2195488 A JP2195488 A JP 2195488A JP H01198185 A JPH01198185 A JP H01198185A
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JP
Japan
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picture
transformed
image
bit
compression
Prior art date
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Pending
Application number
JP63021954A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Nishina
仁科 浩
Shinichiro Miyaoka
宮岡 伸一郎
Takayoshi Shiraishi
白石 高義
Ryoichi Sasaki
良一 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/90Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using coding techniques not provided for in groups H04N19/10-H04N19/85, e.g. fractals
    • H04N19/96Tree coding, e.g. quad-tree coding

Abstract

PURPOSE:To prevent the generation of a block boundary in a decoded picture, and besides, to enable the compression of a high compression rate capable of obtaining high picture quality by performing frame/frame conversion to orthogonal-transform a whole picture at a time without dividing the picture into blocks. CONSTITUTION:The whole picture is orthogonal-transformed at a time, and variable bit length is assigned to each transformed component in proportion to the logarithmic value of the absolute value of the transformed component. The respective transformed components are compressed and encoded according to a number of assigned bits. Here, a bit assignment table to be additional information is high-efficiency-encoded by, for instance, Quad-tree expression. For instance, picture data which has the luminance value of two-dimensional arrangement and is inputted from a picture input device 81 is orthogonal- transformed by a cosine transformer 82, and is stored once in a buffer 83. It is encoded by a bit assignment table encoder 84. The transformed component is obtained through a reverse quantizer 91, and is stored in the buffer 92, and the luminance value of the decoded picture is obtained by a reverse cosine transformer 93, and is outputted to a picture output device 94.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〕 本発明は画像データの高能率符号化に係り、特に、変換
符号化により高画質・高圧縮率の達成に好適な、画像デ
ータ圧縮方式に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to highly efficient encoding of image data, and in particular to an image data compression method suitable for achieving high image quality and high compression rate through transform encoding. .

〔従来の技術〕  ゛ 従来の変換符号化では、ジエン他による「単色及びカラ
ー画像の適応符号化J  (Lchen、etal:A
daptive coding of monocll
roma and  colorimages、IEE
E C0N−25,11,pp1285−1292(1
977))に述べられているように1画像を例えば16
X16画素のブロックに分割し、各ブロックについて直
交変換を行なっていた。この方式では圧縮率を上げると
、復号画像においてブロック境界が目立つという難点が
あった。また、ブロックサイズは大きい程、高画質を得
ることが出来るのだが、それに伴う付加情報が膨大とな
り、結果的に大きな圧縮効果が望めないという難点もあ
った。
[Prior art] ゛In the conventional transform coding, “Adaptive coding of monochromatic and color images J” by Jien et al.
adaptive coding of monoclll
roma and colorimages, IEE
E C0N-25, 11, pp1285-1292 (1
977)), one image can be divided into, for example, 16
It was divided into blocks of x16 pixels, and orthogonal transformation was performed on each block. This method has the disadvantage that when the compression rate is increased, block boundaries become noticeable in the decoded image. Furthermore, although the larger the block size, the higher the image quality, the additional information associated with it becomes enormous, and as a result, a large compression effect cannot be expected.

〔発明が解決しようとするS題〕[Problem S that the invention attempts to solve]

上記従来技術は、ブロックサイズの拡大に伴う付加情報
の高能率な保持について配慮がされておらず、ブロック
サイズを拡げられない、また、達号画像にブロック境界
が現われるなどの問題点があった。
The above conventional technology does not take into consideration the highly efficient retention of additional information as the block size increases, and has problems such as the block size cannot be expanded and block boundaries appear in the image. .

本発明の目的は、付加情報の効率的な保持と、ブロック
境界をなくし高画質を得る圧縮を可能にすることにある
An object of the present invention is to enable efficient storage of additional information and compression to eliminate block boundaries and obtain high image quality.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

ブロック境界をなくすという目的は1画像をブロック吟
分割せず、画像全体に対し一度に直交変換を行なう、フ
レフレーム変換をおこなう手段によって、達成される。
The purpose of eliminating block boundaries is achieved by means of performing frame-frame transformation, which performs orthogonal transformation on the entire image at once without dividing one image into blocks.

高画質を得る圧縮を可能にするという目的は、まず高画
質を得ることは、フレフレーム変換によって達成され、
また圧縮を可能にすることは、各変換成分に可変ビット
長を割当てる手段と、そのビット割当てテーブルを、例
えば4分木(Quad −tree)表現による高能率
符号化によって、データ圧縮する手段を設けることによ
って、達成される。
The purpose of enabling compression to obtain high image quality is to first obtain high image quality by using frame conversion.
Furthermore, to enable compression, there is provided a means for allocating a variable bit length to each transform component, and a means for compressing data by high-efficiency encoding using, for example, quad-tree representation of the bit allocation table. This is achieved by:

〔作用〕[Effect]

フレフレーム変換は、画像全体を一度に直交変換を行な
うように動作する。これによって得られた各変換成分に
可変ビットiを割当てる手段は、例えば変換成分の絶対
値の対数値に比例して割当てるというように動作する。
Frame frame transformation operates to orthogonally transform the entire image at once. The means for allocating the variable bit i to each transform component thus obtained operates, for example, by allocating the variable bit i in proportion to the logarithm of the absolute value of the transform component.

各変換成分は1割当てられたビット数に従って圧縮符号
化される。ここで、付加情報となるビット割当てテーブ
ルは、例えばQuad −tree表現による高能率符
号化が行なわれ、圧縮符号化される。
Each transform component is compressed and encoded according to the number of bits assigned to it. Here, the bit allocation table serving as additional information is subjected to high-efficiency encoding using, for example, Quad-tree expression, and is compressed and encoded.

以上の動作によって、復号画像にブロック境界が生じな
くなり、また、高圧縮率で高画質を得る圧縮が可能とな
る。
By the above operation, block boundaries do not occur in the decoded image, and compression can be performed to obtain high image quality at a high compression rate.

(実施例〕 以下、本発明の一実施例を第1〜8図により説明する。(Example〕 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 8.

第1図は本発明による符号化処理手順を示すフローチャ
ートである。まずブロック1において、画像データは2
次元配列の輝度値列として入力される。これをf (m
、n)とする。但しm、n=1、・・・、Nで画像サイ
ズはNXNとする0画像データf (m、n)はブロッ
ク2において直交変換をかけられる。変換は画像全体に
対して一度に行なわれる。変換した値をF (u、v)
と書くと。
FIG. 1 is a flowchart showing the encoding processing procedure according to the present invention. First, in block 1, the image data is 2
Input as a luminance value string in a dimensional array. This is f (m
, n). However, the 0 image data f (m, n) where m, n=1, . . . , N and the image size is NXN is subjected to orthogonal transformation in block 2. The transformation is performed on the entire image at once. The converted value is F (u, v)
If you write

F (u、v)は次式で与えられる。F (u, v) is given by the following equation.

・・・(1) u、v、=1.・・・、N 二二で・ψは直交変換を与えるN次の正規直交行列であ
る。またψtはその転置行列である・具体的には、<P
はアダマール変換行列や、コサイン変換行列である0例
えばコサイン変換行列は次式で与えられる。
...(1) u, v, = 1. ..., N22 and .psi. is an N-th orthonormal matrix that provides orthogonal transformation. Also, ψt is its transposed matrix. Specifically, <P
is a Hadamard transformation matrix or a cosine transformation matrix.For example, a cosine transformation matrix is given by the following equation.

1、j、=l、・・・、N 以下、コサイン変換を行なったとして説明する。1,j,=l,...,N The following description will be made assuming that cosine transformation has been performed.

ブロック3では、復号画像に対する許容歪のパラメータ
を入力する。これをD (>O)とする。
In block 3, parameters of allowable distortion for the decoded image are input. Let this be D (>O).

ブロック4では、このDに従って各F (u、v)に割
当てるビット数を決定する。即ち、Dは画像データの圧
縮率制御用のパラメータでもある。
In block 4, the number of bits to be allocated to each F (u, v) is determined according to this D. That is, D is also a parameter for controlling the compression rate of image data.

ブロック4の説明に入る前に2点の注意を与える。まず
第1点は、(1,1)成分の変換値F(1,1)は、以
降の圧縮処理の対象としないということである。理由は
、コサイン変換ではF(1,1)に直流成分(原画像の
平均輝度の2倍の値)が現われるため、これにDに依存
した圧縮を施せば、復号画像の平均輝度が、原画像の平
均輝度と一致しなくなるからである。そこでF(1゜1
)の符号化データC(1,1)は次式で与えるものとす
る。
Before going into the explanation of block 4, I would like to give two points of caution. The first point is that the converted value F(1,1) of the (1,1) component is not subject to subsequent compression processing. The reason is that in cosine transformation, a DC component (a value twice the average brightness of the original image) appears in F(1,1), so if compression is applied to this depending on D, the average brightness of the decoded image becomes the same as the original image. This is because the brightness does not match the average brightness of the image. So F(1゜1
) is given by the following equation.

C(1,1)=NINT(F (1,1)/2)・・・
(3)但しNINTは四捨五入による整数化である。
C(1,1)=NINT(F(1,1)/2)...
(3) However, NINT is converted into an integer by rounding off.

(3)式より、C(1,1)に必要なビット数は、原画
像の階調を表わすのに必要なビット数と等しいことがわ
かる。第2点は、残りのF(11,V)の符号化の考え
方を与える。これは後述するブロック4の説明に必要だ
からである。但し、これは考え方であり、正確な符号化
方式は後で与える。
From equation (3), it can be seen that the number of bits required for C(1,1) is equal to the number of bits required to represent the gradation of the original image. The second point gives an idea of encoding the remaining F(11,V). This is because this is necessary for the explanation of block 4, which will be described later. However, this is just a concept, and the exact encoding method will be given later.

まず各F (u、、v)を符号化するために割当てるビ
ット数を次式で与える。
First, the number of bits allocated to encode each F (u, , v) is given by the following equation.

B(u、v)=INT(logz(IP(u、v)1/
D))・・・(4) ここでINTは切り捨てによる整数化である。
B(u,v)=INT(logz(IP(u,v)1/
D))...(4) Here, INT is converted into an integer by rounding down.

(4)式より、にビット割当てられるよう’t F (
u*v)をFに(u、v)と書くと、そのレンド(値域
)は以下のようになる。
From equation (4), bits are assigned to 't F (
When u*v) is written as (u, v) in F, its rend (range) is as follows.

2LD< l Fx(u、v) l <2に+ID  
  ・C5)成るFに(u、v)を符号化する時、1ビ
ツトを正負を定める為に用いるものとし、K−1ビツト
でl Fg(u、v)lを表わすものとする。これをC
に(U、V)とすると、これは以下のように、定めるこ
とが出来る。尚、第2図にに一=4として例を示す。
2LD< l Fx(u,v) l <2+ID
・C5) When encoding (u, v) into F, 1 bit is used to determine sign or negative, and K-1 bits represent lFg(u,v)l. This is C
Let (U, V) be, this can be determined as follows. Incidentally, an example is shown in FIG. 2 with 1=4.

まず各I Fx(u、v)lが(5)式のレンジ内に一
様に分布していると仮定し、このレンジを2IC−1個
に等分割する。そして各分割点にラベルをつけ、1 F
g(u、v)l以下で最も近い分割点を求め、そのラベ
ルをCIC(u e v)とする、即ち1次式を得る。
First, it is assumed that each IFx(u,v)l is uniformly distributed within the range of equation (5), and this range is equally divided into 2IC-1 parts. Then, label each division point, 1 F
Find the nearest division point less than or equal to g(u,v)l and label it as CIC(u e v), that is, obtain a linear expression.

Cg(u、v)==INT((lFg(u、、v)I 
 2KD)/2D)・・・(6) 八 1Fx(u、v)I =Cx(u*v)X2D+2KD
 =−(7)尚、(6)・ (7)両式より、与えられ
たDは復号画像における平均量子化誤差であることがわ
かる。
Cg(u,v)==INT((lFg(u,,v)I
2KD)/2D)...(6) 81Fx(u,v)I =Cx(u*v)X2D+2KD
=-(7) Furthermore, from both equations (6) and (7), it can be seen that the given D is the average quantization error in the decoded image.

こうして、各変換成分F (u、v)について、その符
号化データC(u、v)と1割当てビット数B (u、
v)が得られるのだが、全成分に対するB (u、v)
の持つ情報量は膨大である。そこで、一般にビット割当
てテーブル(B (u、v)、)が、その位R(u、v
)に関して高い自己相関性を持つことから、これを利用
してビット割当てテーブルの圧縮を行なうこととする。
In this way, for each transform component F (u, v), its encoded data C (u, v) and the number of allocated bits B (u,
v) is obtained, but B (u, v) for all components
The amount of information it holds is enormous. Therefore, in general, the bit allocation table (B (u, v),) is
) has a high autocorrelation, so this will be used to compress the bit allocation table.

圧縮方式には元情報を完全に復元で、きる可逆圧縮と、
復号誤差を許す非可逆圧縮がある。ビット割当てテーブ
ルを可逆圧縮する方式として、得られたビット割当てテ
ーブル1−0のビットプレーンに分割(例えば割当てビ
ット数がO〜8ビットだとすれば、3枚のビットプレー
ンとなる。)シ。
Compression methods include reversible compression, which completely restores the original information, and
There is lossy compression that allows decoding errors. As a method for reversibly compressing the bit allocation table, the obtained bit allocation table 1-0 is divided into bit planes (for example, if the number of allocated bits is 0 to 8 bits, there will be three bit planes).

各ビットプレーンをランレングス符号化等の可逆圧縮を
施す方式が考えられる。また1画像モデルを設定し、フ
ルフレーム変換したときのビット割当てテーブルを既知
のものとして、これと、圧縮を行なう画像のビット割当
てテーブルとの誤差を求め、この誤差テーブルを上記の
方式や、以下に示す方式等で圧縮する事も考えられる。
A possible method is to perform reversible compression such as run-length encoding on each bit plane. Also, by setting a single image model and assuming that the bit allocation table used when performing full frame conversion is known, the error between this and the bit allocation table of the image to be compressed is calculated, and this error table can be used in the above method or as follows. It is also possible to compress using the method shown below.

本実施例では、ビット割当てテーブルの高い圧縮を実現
する為に、非可逆圧縮を用いた例について説明する。ま
た、ビット割当てテーブルの表現にはいろいろな方法が
あるが(2次元配列表現もその1つである)、ここでは
Quad−tree表現を用いることとする。
In this embodiment, an example will be described in which irreversible compression is used to achieve high compression of the bit allocation table. Furthermore, although there are various ways to represent the bit allocation table (one of which is two-dimensional array representation), we will use Quad-tree representation here.

ところで、ビット割当てテーブルの圧縮に復号誤差を許
すということは、B (u、v)の値が元の値と異なる
のを許すということである。これにより。
By the way, allowing a decoding error in compressing the bit allocation table means allowing the value of B (u, v) to be different from the original value. Due to this.

本来与えられたビット数以外の値で符号化されるF (
u、v)が存在してしまう。このF(u、v)がもたら
す量子化誤差は、(6)・(7)両式から明らかなよう
に、1ビット違っただけでも最大で2B(”? ’)D
をとる。これはB (u、v)が大きい程、大となり。
F (
u, v) exist. As is clear from both equations (6) and (7), the quantization error caused by this F(u, v) is at most 2B(''?')D
Take. This becomes larger as B (u, v) becomes larger.

復号画像に大きな歪を与える結果となる。This results in a large distortion in the decoded image.

この最大量子化誤差をDのオーダーにおさえ、しかも効
果的な圧縮を得るために、ビット割当てテーブルの作成
をQuad −tree表現と同時に行なう方式をとる
。以下にその方式を述べるが、これは先に述べたF (
u、v)の符号化の考え方に基づいている。
In order to suppress this maximum quantization error to the order of D and to obtain effective compression, a method is adopted in which the bit allocation table is created simultaneously with the quad-tree representation. The method is described below, but this is based on the F (
It is based on the encoding concept of u, v).

第1図のブロック4における処理手順を第3図に示す、
まずブロック31において復号誤差のパラメータを入力
する。これRとする。Rは先に述べた最大量子化誤差の
パラメータなので、その値はせいぜいDの数倍とする0
次にブロック32においてノードの設定を行なう。初期
設定としてQuad −treeのルートノード(根元
)を、2次元配列された全I F (u、V) lのつ
くる領域に設定する。
The processing procedure in block 4 of FIG. 1 is shown in FIG.
First, in block 31, parameters for decoding errors are input. Let this be R. Since R is the maximum quantization error parameter mentioned earlier, its value should be at most several times D.
Next, in block 32, node settings are performed. As an initial setting, the root node (root) of the Quad-tree is set to the area created by all the two-dimensionally arranged I F (u, V) l.

これをSとする0次にブロック33においてSが分岐ノ
ードか葉ノードかの判定を行なう。この判定は以下の様
になる。
This is designated as S. In block 33, it is determined whether S is a branch node or a leaf node. This judgment is as follows.

として、次の判定式を与える。, the following judgment formula is given.

Ml−2KLD<R・・・(8) かつ2に” D −M 2 < R+ 2 D    
   ・・・(9)この判定式はSの定める領域内の全
I F (u、V) Iに対し、K2ビット(サインビ
ットも含む)割当てるかどうかを判定するものである。
Ml-2KLD<R...(8) and 2"D-M2<R+2D
(9) This determination formula determines whether or not the K2 bit (including the sign bit) is allocated to all I F (u, V) I within the area defined by S.

即ち、K2ビットを割当てられるI 1” (u、V)
 lのレンジは、[2に2D、2にI D)であるが、
このレンジを[2に”D−R−20,2に20+R)に
拡げ、その中にS内の全I F (u、v) lがおさ
まるかどうかを判定している。ここで、(8)式と(9
)式の右辺の値が異なっているのは、第6図(a)の例
からもわかるように、レンジの両端における最大量子化
誤差が等しくなるようにするためである。また、このよ
うにレンジを拡げることによって得られる効果は、例え
ば広い領域のSに対し、普通のレンジではおさまらなく
て、拡げられたレンジではおさまるようなI F (u
、V) Iが、Sの4隅に1つずつ存在した場合を想定
すれば十分であろう。
That is, I 1” (u, V) assigned K2 bits
The range of l is [2D to 2D, ID to 2), but
This range is expanded to [D-R-20 to 2, 20+R to 2], and it is determined whether all I F (u, v) l in S falls within this range.Here, (8 ) and (9
The reason why the values on the right side of the equation ) are different is to ensure that the maximum quantization errors at both ends of the range are equal, as can be seen from the example in FIG. 6(a). Moreover, the effect obtained by expanding the range in this way is, for example, for S in a wide area, I F (u
, V) It is sufficient to assume that I exists at each of the four corners of S.

(8)・(9)両式を満たしたSは次にブロック34に
おいて値に2を持つ葉ノードに設定される。そうでなけ
れば、ブロック35においてSは4分割されて、各々の
領域について再びブロック32に戻る。全ノードが葉ノ
ードになったらこの処理は終了し、Quad −tre
e表現されたビット割当てテーブルが完成する。
S that satisfies both equations (8) and (9) is then set as a leaf node having a value of 2 in block 34. Otherwise, S is divided into four parts in block 35 and the process returns to block 32 for each region. This process ends when all nodes become leaf nodes, and Quad-tre
The e-expressed bit allocation table is completed.

第1図のブロック図では、 Quad−treeの符号
化を行なう、これには分岐ノードと葉ノードを識別する
ための1ビツトを付加し、 deapth−first
構造で順序付けして1次元データ列として記述すればよ
い。
In the block diagram of Fig. 1, Quad-tree encoding is performed, in which one bit is added to identify branch nodes and leaf nodes, and deep-first
It is sufficient to order the data according to its structure and write it as a one-dimensional data string.

以上の例として第4図を挙げる。ここで同図(a)は領
域イメージで表現されたピッ1−割当てテーブルで、同
図(b)はQuBd −t、rea表現、同・図(c)
は符号化した結果である。各数字は割当てビット数(K
2)を表わし、Eoは分岐ノード、Elは葉ノードを表
わす1ビット符号である。
FIG. 4 is given as an example of the above. Here, (a) in the same figure is a Pi1-allocation table expressed as a region image, (b) is a QuBd-t, rea expression, and (c) in the same figure.
is the encoded result. Each number is the number of allocated bits (K
2), Eo is a branch node and El is a 1-bit code representing a leaf node.

Quad −treeにおける最下位層のノードには分
岐ノードは存在しないので、この符号は省略される。
Since there is no branch node in the lowest layer node in the Quad-tree, this code is omitted.

また、各に2を表わすには一様にL1ビット与える。こ
こでLlは直交変換の性質から1次式で与えられる。
Also, to represent 2 to each, L1 bits are uniformly given. Here, Ll is given by a linear equation due to the nature of orthogonal transformation.

L 1 = I NT  (logL + 1 )  
        −(10)ここでLは原画像の階調を
表わすのに必要なビット数である。
L 1 = I NT (logL + 1)
-(10) Here, L is the number of bits required to represent the gradation of the original image.

ブロック6では、ビットテーブルの復号を行なう。復号
の内容を第5図に示す、まずブロック51において符号
データから1ビット読む1分岐ノードであればブロック
52においてその位置(Quad −treeの何層口
の左から何番目カリを設定しブロック51に戻る1葉ノ
ードであれば最下位層かどうか判定し、最下位層でなけ
ればブロック53においてさらにL1ビット読み、その
位置と割当てビット数を設定する。最下位層ならばブロ
ック54においてブロック53と同様の動作を4回繰り
返す、ブロック53・54を抜けたら全データを読み終
えたかを判定し、残っていればブロック51に戻る。終
了していればこの時点でQuadtreeの復号が完了
する。これを領域イメージに変換すれば、2次元配列さ
れた(B (us v) )を得る。以上の例として、
第4図を(c)→(b)→(a)の順に参照されたい。
In block 6, the bit table is decoded. The contents of the decoding are shown in FIG. If it is a single leaf node that returns to The same operation as above is repeated four times. After passing through blocks 53 and 54, it is determined whether all the data has been read, and if there is any remaining data, the process returns to block 51. If it has been completed, the decoding of the Quadtree is completed at this point. If this is converted into a region image, a two-dimensional array (B (us v)) will be obtained.As an example above,
Please refer to FIG. 4 in the order of (c)→(b)→(a).

ブロック7では、コサイン変換値F (u、v)の符号
化を行なう、これには前述の(6)式をそのまま使うこ
とが出来る。但し、この時点ではB (u、v)に復号
誤差が生じているので、より正確な式は以下の様になる
In block 7, the cosine transform value F (u, v) is encoded, and the above-mentioned equation (6) can be used as is for this purpose. However, at this point, a decoding error has occurred in B (u, v), so a more accurate formula is as follows.

第6図にB (u、v)=4として、この符号化の概念
図を与える。同図(a)は4ビツト割当てられるような
IF(u、V)lのレンジと、IF(u、V)1とC(
u、v)の関係を示した。同図(b)は符号化された一
次元データ列のイメージである。ここでSoは正、Sl
は負を表わす1ビット符号(サインビット)である。
FIG. 6 shows a conceptual diagram of this encoding with B (u, v)=4. Figure (a) shows the range of IF(u,V)l to which 4 bits are allocated, and the range of IF(u,V)1 and C(
The relationship between u and v) is shown. FIG. 3(b) is an image of an encoded one-dimensional data string. Here So is positive, Sl
is a 1-bit sign (sign bit) representing a negative value.

以上で、画像データは、コサイン変換され、変換成分の
符号化データ列と、全成分のビット割当てテーブルの符
号化データ列となり、第1図ブロツク8においてこれら
のデータを出力し、圧縮を終了する。
As described above, the image data is cosine-transformed to become a coded data string of the transformed component and a coded data string of the bit allocation table of all components, and these data are output in block 8 of FIG. 1, and the compression is completed. .

符号化データから復号画像を得る手順を第7図のフロー
チャートに示す。ブロック71では符号化データを入力
し、ブロック72ではビットテーブルを復号する。ブロ
ック73では変換成分を復号する。ここではサインビッ
トから正負を判定し。
The procedure for obtaining a decoded image from encoded data is shown in the flowchart of FIG. In block 71, encoded data is input, and in block 72, the bit table is decoded. Block 73 decodes the transformed components. Here, the sign bit is used to determine the sign bit.

変換成分の絶対値は前述の(7)式から得る。ブロック
74ではフルフレームの逆直交換を施す。逆コサイン変
換は次式で与えられる。
The absolute value of the conversion component is obtained from the above-mentioned equation (7). Block 74 performs a full frame reverse direct exchange. The inverse cosine transform is given by the following equation.

ta@ n==1*−tN          ”・(
12)り75において出力される。
ta@ n==1*-tN ”・(
12) Output at 75.

第8図は本発明の基づく符号化装置のブロック構成図で
ある。画像入力袋hゞf81から入力された2次元配列
の輝度値を持つ画像データは、コサイン変換器82で直
交変換をかけられ、バッファ83に一旦格納される。ビ
ット割当てテーブル符号化器84では第4図の手順で符
号化を行なう。
FIG. 8 is a block diagram of an encoding device based on the present invention. Image data having a two-dimensional array of brightness values inputted from the image input bag h 81 is subjected to orthogonal transformation in a cosine transformer 82 and temporarily stored in a buffer 83. The bit allocation table encoder 84 performs encoding according to the procedure shown in FIG.

出力光は2つあり、1つは通信路あるいは蓄積手段88
で、もう1つはビット割当てテーブル復号器85である
。バッファ86には復号した2次元配列のピッチ割当て
テーブルが格納される。量子化器87では第6図の要領
で変換成分の符号化データが作成され1通信路あるいは
蓄積手段88に出力される。復号にあたっては、まずビ
ット割当てテーブルを復号器89で復号し、バッファ9
0に格納する。変換成分は逆量子化器91を通して得ら
れ、バッファ92に格納される。逆コサイン変換器93
によって復号画像の輝度値が得られ、画像出力装置94
に出力される。
There are two output lights, one is a communication path or storage means 88
The other is a bit allocation table decoder 85. The buffer 86 stores a decoded two-dimensional pitch allocation table. The quantizer 87 creates encoded data of the transform component in the manner shown in FIG. 6, and outputs it to one communication channel or storage means 88. For decoding, first the bit allocation table is decoded by the decoder 89, and then the bit allocation table is decoded by the decoder 89.
Store at 0. The transformed components are obtained through an inverse quantizer 91 and stored in a buffer 92. Inverse cosine transformer 93
The brightness value of the decoded image is obtained by the image output device 94.
is output to.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明による圧縮効果を定量的に表わす。 The compression effect according to the present invention is quantitatively expressed.

画像サイズがNXN画素で、各画素がLピット階調であ
る場合、フルフレーム変換と変換成分へのビット割当て
によって、1画素当りC(<L)ビットで表現されたと
する。このときの圧縮率は。
When the image size is N×N pixels and each pixel has L pit gradation, it is assumed that each pixel is expressed by C (<L) bits by full frame conversion and bit allocation to the conversion components. What is the compression ratio at this time?

C/L               ・・・(i)で
ある、ところが、ここに付加情報としてビット割当てテ
ーブルが必要となる。これは前述したように1画素当り
logzL+1ビットであり、結局全体の圧縮率は、 (C+logzL+1)/L      ・・・(it
)となる0本発明によれば、この付加情報を圧縮する。
C/L...(i) However, a bit allocation table is required as additional information here. As mentioned above, this is logzL+1 bit per pixel, and the overall compression ratio is (C+logzL+1)/L...(it
) is 0. According to the present invention, this additional information is compressed.

圧縮率を1/にとすれば、全体の圧縮率は、(C+ (
l ogzL+1)/K)/L  ・・’(in)とな
る。具体的には、L=8.C=0.5  とすると一般
にに=20が可能となり、(…)で45780であった
ものが、(iii)の本発明により7780を達成でき
る。
If the compression ratio is set to 1/, the overall compression ratio is (C+ (
l ogzL+1)/K)/L...'(in). Specifically, L=8. If C=0.5, then =20 is generally possible, and what was 45780 in (...) can be achieved to 7780 by the present invention (iii).

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

第1図は本発明の一実施例のフローチャート、第2図は
コサイン変換値の一様量子化器の一例を示す図、第3図
はQuad −tree表現のビット割当てテーブル作
成手順を示すフローチャート、第4図はビット割当てテ
ーブルの表現と符号化の一例を示す図、第5図はビット
割当てテーブルの復号±順を示すフローチャート、第6
図はコサイン変換値の量子化器の一例と符号化の一例を
示す図、第7図は復号画像を求める手順を示すフローチ
ャート、第8図は本発明による符号化装置のブロック昇
1図 /〜2 処理内球 芽2図 芽 3囚 4〜−33々工!内ネ dAr4匁壜内港
FIG. 1 is a flowchart of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of a uniform quantizer for cosine transform values, and FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for creating a bit allocation table of quad-tree representation. FIG. 4 is a diagram showing an example of representation and encoding of a bit allocation table, FIG. 5 is a flowchart showing the decoding order of the bit allocation table, and FIG.
The figure shows an example of a quantizer for cosine transform values and an example of encoding, FIG. 7 is a flowchart showing the procedure for obtaining a decoded image, and FIG. 8 is a block diagram of the encoding device according to the present invention. 2 buds in the process 2 buds 3 prisoners 4~-33 works! Inner dAr4 Inner Port

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、変換符号化を用いた画像データ圧縮方式において、
直交変換を画像全体に対し一度に行い、該変換成分の量
子化において各変換成分に可変ビット数を割当て、割当
てたビット数をデータ圧縮することを特徴とする画像デ
ータ圧縮方式。 2、上記データ圧縮する処理は圧縮すべきデータを木構
造に表現する処理からなる第1項画像データ圧縮方式。
[Claims] 1. In an image data compression method using transform encoding,
An image data compression method characterized by performing orthogonal transformation on the entire image at once, assigning a variable number of bits to each transform component during quantization of the transform component, and compressing data using the assigned number of bits. 2. The above-mentioned data compression process is the first image data compression method consisting of a process of expressing the data to be compressed in a tree structure.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0448311A2 (en) * 1990-03-16 1991-09-25 Canon Kabushiki Kaisha Image encoding and recording apparatus

Cited By (3)

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