JPH02121414A

JPH02121414A - 直交変換符号化装置

Info

Publication number: JPH02121414A
Application number: JP63273093A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Koshi; 裕越
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1988-10-31
Filing date: 1988-10-31
Publication date: 1990-05-09
Anticipated expiration: 2014-08-16
Also published as: JP2934741B2

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、画像情報の符号化を行う直交変換符号化装置
に関するものである。

（従来技術）画像情報の高能率符号化方式のひとつに、直交変換符号
化方式がある。これは、主としてパワースペクトル密度
、の偏りを利用する方式である。すなわち、画像情報で
は低周波成分に大部分のパワーが集中するため、低周波
成分を表す係数の分散は大きくなり、高周波成分を表す
係数の分散は小さくするので、分散の大きな係数は多く
の量子化レベル数で量子化し、分散の小さな係数は少な
い量子化レベル数で量子化することにより、もとの画像
情報のデータ量よりも少ないデータｍで画像を表現する
方式である。直交変換としては、アダマール変換、フー
リエ変換、カルーネンレーベ変換、コサイン変換などが
知られているが、いずれの変換も計算量が多く、符号化
処理時間の多（を占めていた。これまでに、変換の計算
ｍを減らす方法として、高速フーリエ変換や高速コサイ
ン変換の計算アルゴリズムが報告されている。しかし、
これらの高速アルゴリズムを採用しても、依然として変
換の計算量が多く、符号化処理速度を向上させる場合の
ボトルネックとなっていた。

（発明が解決しようとする課題）前記した従来技術では、画像情報を直交換交して、低周
波成分を表す係数から高周波成分を表す係数まですべて
の係数を求めてから、これを量子化（スカラー量子化あ
るＩｌｌはベクトル量子化）していた。画像情報によっ
ては、低周波成分を表す係数が非常に大きく、その他の
係数がＯに近い場合や、ある特定の周波数成分を表す係
数が非常に大きく、その他の係数が０に近い場合などが
あり得る。この場合、０に近い係数は、これを量子化し
て符号化する必要はない。

本発明は、上記のように画像情報によって、符号化しな
（でもよい変換係数が存在し得ることに着目して、符号
化する必要のある変換係数のみを計算し、符号化する必
要のない変換係数は計算しないことにより、変換のため
の計算量を削減し、変換に要する処理時間の短縮をしよ
うとするものである。

（課題を解決するための手段）本発明は、第１図に示すように符号化すべき変換係数を
指定する変換係数指定手段２と、その変換係数指定手段
２による指定に応じて、指定された符号化すべき変換係
数を計算して画像情報の直交変換を行う直交変換手段１
と、その直交変換手段１により得られた変換係数を量子
化して、これを符号情報に変換する量子化／符号化手段
３を設けて、画像情報の性質によって、符号化すべき変
換係数のみを計算し、符号化する必要のない変換係数は
計算しないようにしたものである。

前記変換係数指定手段２は、本発明の一態様によれば、
低周波成分を表す係数から高周波成分を表す係数へと順
書こ指定して行き、それまでに変換された係数の全平均
パワーがあるしきい値に達した時点で、それ以降の高周
波成分を表す係数を変換しないように指定するものであ
る。なお、網点画像のようはある特定の周波成分を表す
係数が大きいと予測できる場合には、その周波成分を表
す係数の変換を始めに指定するようにしてもよい。

前記しきい値は固定値でもよいが、直交変換の前後で画
像情報の全平均パワーを計算し、この値をもとに各Ｆｉ
Ａｉ情報ごとに決定してもよい。

（実施例の説明）第１の実施例第２図は、本発明の第１の実施例のブロック図を示すも
のである。本実施例の装置は、直交変換として離散コサ
イン変換（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｃｏ５１ｎｅ　Ｔｒａｎ
ｓ−ｆｏｒｍ　）を採用したＤＣＴ回路（ｗｉ敗ココサ
イン変換回路１１と、変換係数指定回路２１と、ｍ子化
／符号化回路３１からなっている。変換係数指定回路２
１は、最も低い周波成分を表す係数から、高周波成分を
表す係数へと順に変換を指定する変換指示回路２１１と
、変換された係数の全平均パワーを求めるため変換係数
の２乗加算を行う２乗加算回路２１３と、２乗加算値と
予め定めたしきい値とを比較するレベル比較回路２１２
とからなっている。

変換指示回路２１１は、ＤＣＴ回１１１１１に対して、
最も低い周波成分を表す係数から高周波成分を表す係数
へと順に変換を指定する。２乗加算回路２１３は、ＤＣ
Ｔ回路１１の出力する各変換係数の２乗を求めるととも
に、それらの２乗値の加算を行う。レベル比較回路２１
２は、２乗加算回路２１３の出力する２乗加算値を予め
定めたしきい値と比較し、２乗加算値がしきい値を越え
たとき、それを示す比較出力を変換指示回路２１１に供
給する。変換指示回路２１１は、レベル比較回路２１２
の比較出力に応じて、まだ変換の指示を行っていない高
周波成分を表す係数を変換しないように指示する。即ち
、低い周波成分の係数から順に行うていた変換の指定を
停止する。

ＯＣＴ回路１１は、変換係数指定回路２１の変換指示回
路２１１からの指示に従って、指定された周波成分を表
す係数を計算して出力する。このＤＣＴ回路１１は、離
散コサイン変換の定義大通りに行列の乗算を行う回路、
あるいは高速離散コサイン変換の計算アルゴリズムに従
って計算するような回路であって、指示された変換係数
のみを計算する点を除けば、従来の回路と何ら変わった
ところはない。

量子化／符号化回路３は、ＤＣＴ回路１１が出力する変
換係数を、それぞれ周波成分を表す係数ごとに適した量
子化特性で量子化した後、これを符号化する。すなわち
、この量子化／符号化回路３は、分散の大きな低周波成
分を表す係数は多くの量子化レベル数で、分散の小さな
高周波成分を表す係数は少ない量子化レベル数で量子化
し、これをハフマン符号化する。

なお、本実施例において、網点画像のようにある特定の
周波成分を表す係数が大き〜１と予測できる場合には、
変換指示回路２１１はその特定の周波成分を表す係数の
変換を先に指定するように構成するのがよい。

第３図は、本発明の第２の実施例のブロック図を示すも
のである。第２図に示す第１の実施例では、変換の指定
を打ち切る時点を、計算された変換係数の全平均パワー
を一定のしきい値と比較して決定する。これに対し、こ
の第２の実施例は、各画像情報ごとに画像情報の全平均
パワーを求め、これをしきい値として変換された変換係
数の全平均パワーと比較して変換の指定を打ち切る時点
を決定する点が第１の実施例と異なっており、その他は
同じである。

第１の２乗加算回路２２１は、画像情報の２乗加算値ａ
を計算して、レベル比較回路２２２に出力する。第２の
２乗加算回路２２３は、それまでに変換された変換係数
の２乗加算値すを計算して１、レベル比較回路２２２に
出力する。レベル比較回路２２２は、第１の２乗加算回
路２２１の出力する画像情報の２乗加算値ａと第２の２
乗加算回路２２３の出力する変換係数の２乗加算値すを
比較して、後者が前者のある比率に達した時点で、例え
ばｂ＞０．５ａとなった時点で、それ以降の高周波成分
を表す係数を計算しないことをＤＣＴ回路１１に指定す
る。

この第２の実施例では、画像情報ごと（直交変換を行う
画像情報ごと）に、符号化すべき変換係数の指定を適応
的に行うので、符号化効率がよいという利点がある。ま
た同じ符号化効率であれば、符号化による画像劣化が少
ないという利点がある。

（発明の効果）本発明は、従来の直交変換回路と量子化／符号化回路と
から成る直交変換符号化装置において、変換係数指定手
段を設けたことにより、符号化する必要のない変換係数
を計算することがないので、直交変換に要する処理時間
が大幅に短縮される。

直交変換として離散コサイン変換（ＤＣＴ）　を例にし
て、本発明の効果を定量的に説明する。

定義大通りに行列の乗算を利用して、８次の一次元ＤＣ
Ｔを行う従来の離散コサイン変換によれば、８ｍ＝８４
回の乗算と、（８−１）Ｘ８＝５６回の加算が必要とな
る。これに対し、同じ前提において、８個の変換係数の
うち、４個だけ符号化する必要がある場合、本発明によ
れば、変換係数指定手段により４個だけ指定して符号化
するので、８Ｘ４＝３２回の乗算と（８−１）Ｘ４＝２
８回の加算でよい。

また、従来の高速ｒｌｉ敗コサイン変換により、８次の
一次元ＤＣＴを行う場合を例にとれば、３２回の乗算と
３２回の加算が必要となる。これに対し、同じ例におい
て、４個の変換係数だけ符号化する必要がある場合、本
発明によれば、変換係数指定回路により４個だけ指定し
て符号化するので、２４回の乗算と２４回の加算でよい
。

また、しきい値を画像情報の平均パワーから導いた値と
する本発明の態様（第２の実施例）によれば、直交変換
を行う画像情報ごとに、符号化すべき変換係数の指定を
適応的に行うので、符号化効率がよいという利点がある
。また同じ符号化効率であれば、符号化による画像劣化
が少ないとう利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的な構成を示すプロッ図、第２図
は本発明の第１の実施例のブロック図、第３図は本発明
の第２の実施例のブロック図である。ｌ・・・直交変換手段、２・・・変換係数指定手段、３
量子化／符号化手段。特許出願人　　富士ゼロックス株式食代　　理　　人　　　　弁理士　　岩　　上　　昇第１
図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）符号化すべき変換係数を指定する変換係数指定手
段と、前記変換係数指定手段による指定に応じて、指定された
符号化すべき変換係数を計算して画像情報の直交変換を
行う直交変換手段と、前記直交変換手段により得られた変換係数を量子化して
、これを符号情報に変換する量子化／符号化手段とを備えたことを特徴とする直交変換符号化装置。
（２）変換係数指定手段は、ある順により変換すべき係
数を指定し、既に変換された係数の全平均パワーがある
しきい値に達した時点で、残りの変換されていない係数
を変換しないように指定することを特徴とする請求項（
１）記載の直交変換符号化装置。
（３）変換すべき係数を指定する順は、低周波成分を表
す係数から高周波成分を表す係数の順であることを特徴
とする請求項（２）記載の直交変換符号化装置。
（４）しきい値は画像情報の平均パワーから導いた値と
することを特徴とする請求項（２）記載の直交変換符号
化装置。