JPH01256287A - 画像圧縮装置 - 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１１１Ｎ画像データを圧縮する画像圧縮装置に
関する。

〔従来の技術〕

磁気ディスクや光ディスクなどにカラー画像情報を記録
する場合や、通信回線を介してディジタル画像データを
伝送する場合には、画像データを圧縮符号化して、記録
又は伝送するのが普通である。そのための従来の符号化
方法としては、１画素のＲ，Ｇ、Ｂの各々に８ビツトを
割り当ててディジタル化し、各色の下位３ビツトを切り
捨てて、合計１５ビツトで表現する方法や、画像の色分
布を調べ、分布の広い色を６ビツト、残りの色を５ビツ
トにする方法を用いて、データの圧縮を図っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような圧縮方法では、１画素の表現に１５
〜１６ビツト必要であり、６４０　Ｘ４８０の画素から
なる１画面の画像データを記録又は伝送するのに、６４
０　Ｘ４８０　Ｘ　２　＝６１４．１ｌＫｂｙｔｅ必要
になる。

これでは、何枚もの画像データを記録す′るには、大容
量の記録装置が必要になり、また、この画像データを伝
送するには、９．６００ｂｐｓの通信回線を用いても、
６４０　Ｘ４８０　Ｘ　２　Ｘ　８÷９．６００　＝５
１２秒がかり、実用性に乏しい。

また、上記従来の圧縮方法は、基本的に切り捨てである
ので、画像の細やかな色表現を無視していることにほか
ならない。

そこで、本発明は、色表現の細やかさを失うことなしに
、画像データを圧縮できる画像圧縮装置を提示すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る画像圧縮装置は、ディジクル画像データを
圧縮符号化する圧縮符号化手段と、当該圧縮符号化手段
による圧縮データを、同じ値が連続する場合に、その識
別符号、連続数を示す符号及びそのデータからなる符号
列を形成する符号列形成手段とを具備することを特徴と
する。

〔作用〕

上記符号列形成手段により、同じ値のデータを１つのま
とめるので、それだけ全体のデータ量を圧縮できる。ま
た、上記圧縮符号化手段の圧縮結果に対し切り捨てを行
わないので、当該圧縮符号化手段の符号化の細かさを損
なわない。

Ｃ実施例〕 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

先ず、第２図により本実施例の圧縮方法の基本概念の説
明する。１画素について、白黒又はカラー３色（Ｒ，Ｇ
、Ｂ）の各色を８ビー／　）で量子化する。隣接する画
素同士は互いに強い相関を持つので、第３Ａ図に示すよ
うなりＰＣＭ予測符号化器により、８ビツトのデータを
４ビツトに圧縮する。

第３Ａ図については、後で詳細に説明する。この４ビツ
トのＤＰＣＭデータΔＤが、画面上で、隣接して２画素
以上４画素以下で同一値をとるとき、第２図（１）に示
すように、識別符号「０１」をビット７゜６に配置し、
同一データの画素数をビット５．４で表現し、ビット３
，２．１．０では、この連続する口ＰＣＭデータそのも
のを割り当てる。

また、口ＰＣＭデータが、画面上で、隣接して５画素以
上１．０２４画素以下で同一値をとるときには、第２図
（２）に示すように、２バイトを使い、第１バイトの先
頭のビット７．６に識別フラグ「００」を、ビット５，
４には連続画素数のビット９，８を割り当て、ビット３
．２，１．０にはその口ＰＣＭデータを割り当て、第２
バイトの８ビツトに連続画素数の下８ビットを割り当て
る。

隣接する画素で上記口ＰＣＭデータが異なる場合で、異
なる画素数をＮとし、そのＮが２以上で６４以下のとき
には、第２図（３）に示すように、（ＮＸ４＋８）ビッ
ト表示として、第１バイトのビット７゜６に識別コード
「１１」を配し、次のビット５．４゜３．２．１．０を
使って、Ｎを表現し、残りに各口ＰＣＭデータΔＤｉ、
ΔＤ　ｉ＋１＋’−・、ΔＤ　ｉ　＊　Ｍを割り当てる
。

第２図に示すような圧縮符号化を水平走査線単位又は任
意の予め決められたｍ本の水平走査線単位で区切って実
施した場合、隣接する画素間で相関が少ないときには、
この圧縮符号化後のデータ数が、４ビツトの口ＰＣＭデ
ータの総数、即ち４ピツ）　ｘ　ｍ　Ｘ６４０（画素）
を越えてしまう場合が生じうる。この場合には、第２図
（４）に示すように、４＋４ｘｍｘ６４０ビットを使い
、第１バイトのビット７．６に識別コード「０１」を配
し、ビット５．４にはダミー・データを割り当て、次の
４ビツト及び第２バイト以降には、口ＰＣＭデータをそ
のまま割り当てる。

以上の圧縮符号化により、オリジナルのデータ量よりも
、圧縮符号化後のデータ量の方が必ず少なくなる。

第１図は、本発明の一実施例の構成ブロック図を示す０
画像データの送信又は記録時には、ビデオ・カメラ１０
から出力されるＲ、Ｇ、Ｂ信号は、それぞれＡ／Ｄ変換
器１２，１３．１４で８ビツト・ディジタル信号に量子
化され、画像メモリ１４　（１４Ｒ，１４Ｇ、１４Ｂ）
に格納される。各色の画像メモリ１４Ｒ，１４Ｇ、１４
Ｂには、各画素について８ビツトを割り当てである。画
像メモリ１４はＤ−ＲＡＭからなり、メモリ制御回路１
６は、ビデオ・カメラ１０からの同期信号により、画像
メモリ１４の書込及び読出のアドレス管・理並びにリフ
レッシュを行う。画像メモリ１４から読み出された各色
データ（８ビツト）は、それぞれＤ／Ａ変換器１８Ｒ，
１８Ｇ、１８Ｂでアナログ信号に変換され、映像モニタ
装置２０に印加される。尚、映像モニタ装置２０には、
メモリ制御回路１６から水平同期信号及び垂直同期信号
が　−供給されている。

画像メモリ１４の画像データを外部に送信する場合、及
び光ディスクなどの記録媒体に記録する場合には、読み
出されてＤＰＣＭ符号化復号器２２に印加される。ＤＰ
ＣＭ符号化復号器２２の符号化部は、各色毎に第３Ａ図
の構成をしており、４ビツトのＤＰＣＭデータΔＤを出
力する。このＤＰＣＭデータΔＤは、符号化の順に、１
９４７分の容量のデータ・バッファ２４に記憶される。

バッファ２４が一杯になると、それを示すＦｔｌＬＬ信
号２５が画像圧縮伸長回路２６に印加され、画像圧縮伸
長回路２６は、このＦＩＪＬＬ信号２５に応答してデー
タ・バッファ２４から順にＤＰＣＭデータを読み出し、
第２図に示す圧縮を実行する０画像圧縮伸長回路２６で
圧縮された符号列は、バッファ３８に一時記憶される。

画像データを電話回線に送出する場合には、モデム３０
及びＮＣＵ３２を介して電話回線に送出され、光ディス
クなどの記録媒体に記録する場合には、又は、インター
フェース回路３４を介してファイル装置３６に印加され
る。

第４図は画像圧縮伸長回路２６における圧縮処理のフロ
ーチャートを示す。ｉはデータ・バッファ２４の記憶デ
ータを示す変数、ｋは同一データの連続数を計数する変
数、Ｌは異なるデータの数を計数する変数、ｊは水平走
査線を指定す４ライン・ナンバの変数、εはバッファ２
４のＤＰＣＭデータである。先ず各変数ｉ、ｊ、に、Ｌ
を初期化しくＳｌ、２）、バッファ２４からデータεｉ
をロードする（Ｓ３）。ｉが０の場合は最初のデータで
あるので、第２図の符号列形成処理をバイパスする（Ｓ
４）。ｉが１以上のときはデータεニを前のデータεニ
ー。

と比較しくＳ５）、異なれば、連続であったデータεト
、について、ｋが１〜４のとき（Ｓ６）第２図（１）の
符号列を形成してバッファ２８に格納する（Ｓ７）、５
以上のとき（Ｓ８）には第２図（２）の符号列を形成し
てバッファ２８に格納する（Ｓ９）。そして、Ｌをイン
クリメントし、ｋをクリアしく５１０）　、不連続のデ
ータ８！を取り敢えず第２図（３）の符号列の形で一時
保存する（Ｓｌｌ）。

Ｓ５で同じデータである場合には、ｋをインクリメント
する（５１２）　、　Ｌが１以上の場合には（Ｓｌ３）
、逐次具なっていたデータεがこの段階で等しくなった
ということであるから、一連の異なるデータを第２図（
３）の符号列にしてバッファ２８に格納しく５１４）　
、Ｌをクリアする（Ｓ１５）　、　Ｌが０でｋが１　、
０２４以上のときには（Ｓ１６）　、何もせず、ｋが１
０２４未満のときには、第２図（２）の符号列を形成し
てバッファ２８に格納しくＳ１？）　、ｋをクリアする
（８１８）　。

これらの後、圧縮データ数が元のデータ数より多いか否
かを調べ（Ｓ１９）　、多い場合には、第２図（４）の
符号列を新たに形成してバッファ２８に格納し直しく５
２０）　、少ない場合には、データ・バッファ２４の全
データの圧縮を完了したか否かを調べ（Ｓ２１）　、完
了していなければｉをインクリメント（Ｓ２２）　　し
て８３に戻り、完了してれば、ｊをインクリント（Ｓ２
３）　　してＳ２に戻る。１画面の全ラインを処理して
第４図の圧縮処理を終了する。

他方、電話回線から圧縮された画像データを受信したり
、ファイル装置４６で記録媒体の圧縮画像データを再生
した場合には、以下のようにして、画像データが復元さ
れる。即ち、電話回線からの画像データはＮＣＵ３２、
モデム３０及びバッファ２８を介して画像圧縮・伸長回
路２６に供給され、また、ファイル装置３６から再生さ
れた圧縮、。

画像データは、インターフェース回路３４及びバッファ
２８を介して画像圧縮・伸長回路２６に供給される。

バッファ２８から画像圧縮・伸長回路２６に供給される
圧縮画像データは第２図のフォーマントをしており、画
像圧縮伸長回路２６は、先頭の識別符号に従って、当該
圧縮画像データを各画素のＤＰＣＭデータ（４ビツト）
に分解（伸長）する。画像圧縮伸長回路２６で伸長され
たＤＰＣＭデータは、順にバッファ２４に記憶される。

バッファ２４に１ライン分のデータが書き込まれると、
バッファ２４からＤＰＣＭ符号化復号器２２に復号開始
を指示するＤＡＣＫ信号２３が印加され、ＤＰＣＭ符号
化復号・器２２の復号部は、これに応じて、バッファ２
４のＤＰＣＭデータ（４ビツト）を復号し、８ビツト・
データを出力する。ＤＰＣＭ符号化復号器２２の復号部
の詳細をを第３Ｂ図に示す。

ＤＰＣＭ符号化復号器２２により復号されたデータは、
各画素の各色について８ビツトのデータになっており、
画像メモリ１４Ｒ，１４Ｇ、１４Ｂに古き込まれる。画
像メモリ１４Ｒ，１４Ｇ、１４Ｂの各色の８ビツト・デ
ータはＤ／Ａ変換器１８Ｒ，１８Ｃ，，１８Ｂでアナロ
グ信号に変換され、映像モニタ装置２０に印加される。

映像モニタ装置２０には、メモリ制御回路１６から水平
同期信号及び垂直同期信号が印加されており、これによ
り、再生又は受信画像が映像モニタ装置２０に表示され
る。

次に、叶ＣＭ符号化復号器２２の詳細を説明する。

ここでは、前値予測の場合を第３Ａ図及び第３Ｂ図に例
示した。第３Ａ図に示す符号化器において、入力端子５
０に入力された８ビツト・データＸｉｊは、減算器５２
のプラス入力端子に印加される。

減算器５２のマイナス入力端子には、局部復号回路５６
で形成された前値予測データｆｌｊが入力されている。

従って減算器５２は予測誤差データεｉｉ　（＝　Ｘ　
ｔｊ　　’ＲｔＪ）を出力する。非線形量子化器５４は
、減算器５２の出力εｉｊを非線形量子化し、４ビツト
の非線形量子化信号を出力端子５５及び局部復号回路５
６に印加する。局部復号回路５６では、代表値設定回路
５８が非線形量子化信号の各量子化レベルに対応した代
表値ｅを出力し、加算器６０が当該代表値に前値予測デ
ータ９五ｊを加算する。加算器６０の出力は遅延回路６
２で１画素分遅延され、予測乗算回路６４は、予測係数
α（０〈α≦１）を乗算し、次の前値予測データ貸ｉｊ
を出力する。予測乗算回路６４のαが１に等しいときの
量子化デープルを表１に示す。

第３Ｂ図を説明する。復号回路は第３Ａ図の局部復号回
路５６と同様の構成で実現でき、入力端子７０には、４
ビツトのＤＰＣＭデータが入力され、７２は回路５８に
対応する代表値設定回路、７４は加算器６０に対応する
加算器、７６は１画素分の遅延回路、７８は回路６４に
対応する係数乗算回路である。出力端子８０には、復号
された８ビツト・データが得られる。

本実施例では、ＤＰＣＭ符号化として、最も簡単に実現
できる前値予測符号化を採用したが、勿論、他の予測符
号化、例えばＡＤＰＣＭを行ってもよい。

また、データ・バッファ２４を使い、水平走査線毎に区
切って圧縮を行っている′が、数ライン分を１単位とし
て圧縮を行ってもよい。画像ソースとしては、ビデオ・
カメラに限らず、磁気テープや磁気ディスクの再生信号
、テレビジョン放送の映像信号であってもよい。更に、
ＤＰＣＭ符号化復号器２２、データ・バッファ２４、画
像圧縮伸長回路２５及びバッファ２８の部分は、マイク
ロコンピュータによるソフトウェア処理によって代替す
ることができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から容易に゛理解できるように、本発明によ
れば、予測符号化により圧縮された画像データを、その
表現の細かさを損なうことなしに、更に圧縮することが
でき、画像伝送時間の短縮、画像記録の記録容量の削減
を可能にする。

表１ 但し、量子化値は１６進コードである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成ブロック図、第２図は
本実施例による圧縮の説明図、第３Ａ図は第１図のＤＰ
ＣＭ符号化復号器２２の符号化部の詳細図、第３Ｂ図は
第１図のＤＰＣＭ符号化復号器２２の復号部の詳細図、
第４図は画像圧縮伸長回路２６における圧縮処理のフロ
ーチャートである。 １０−・ビデオ・カメラ　１４　　（１４Ｒ，１４Ｇ。 １４Ｂ）−・画像メモリ　２０・−映像モニタ装置２２
・−ＤＰＣＭ符号化復号器　２４・−・データ・バッフ
ァ　２６−画像圧縮伸長回路　２８・−バッファ３０・
−モデム　３２−　ＮＣＵ　　３４・−・インターフェ
ース回路　３６・−・ファイル装置 第３Ａ図 第３８図 茅　４　区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ディジタル画像データを圧縮符号化する圧縮符号化手
   段と、当該圧縮符号化手段による圧縮データを、同じ値
   が連続する場合に、その識別符号、連続数を示す符号及
   びそのデータからなる符号列を形成する符号列形成手段
   とを具備することを特徴とする画像圧縮装置。