JPH02137475A - Image data compression and recovery circuit - Google Patents

Image data compression and recovery circuit

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Publication number
JPH02137475A
JPH02137475A JP63291663A JP29166388A JPH02137475A JP H02137475 A JPH02137475 A JP H02137475A JP 63291663 A JP63291663 A JP 63291663A JP 29166388 A JP29166388 A JP 29166388A JP H02137475 A JPH02137475 A JP H02137475A
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JP
Japan
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image
encoding
layer
data
hierarchy
Prior art date
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Pending
Application number
JP63291663A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Yoshida
茂 吉田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH02137475A publication Critical patent/JPH02137475A/en
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Abstract

PURPOSE:To compress image data with high efficiency as keeping superior picture quality by performing the encoding of the position of a contour line at a 0th hierarchy where the maximum encoding quantity can be obtained expressing in a binary value in pyramid encoding. CONSTITUTION:On a transmission side, data Lo at the 0th hierarchy is quantized at a quantizer 101(1), and after that, it is reformed to a diagram at a binarization means 15, and is compression-encoded at an encoder means 16. A compression code at each hierarchy is transmitted to a reception side. On the reception side, a received compression code is decoded by a decoder 110 at every hierarchy. At the 0th hierarchy, the compression code(binarized one) is decoded by a decoder means 23, and is reproduced to the diagram. Next, a quantization level is recovered by a quantization level recovery means 26 based on a result in which the change direction of gradation of a high-order hierarchy is detected from the diagram by a change direction detecting means 27.

Description

【発明の詳細な説明】 [概要] 濃淡画像データを高能率に圧縮し、復元する画像データ
圧縮・復元回路に関し、 多値中間調画像データを圧縮処理する場合に、圧縮処理
した画像データを復元する際に高圧縮率を得ると共に、
復元画像を高品位に保つことを目的とし、 多値画像データを複数の空間周波数の帯域に分割して、
最も高い周波数の帯域の画像を空間領域で符号化する時
、階調レベルが0レベルをクロスする点を検出し、その
位置を2値画像として表す2値化手段と、該2値化手段
の出力である2値画像を符号化する符号化手段とを送信
側に、2値画像の復元時に最高周波数の次の帯域の画像
より階調レベルが変化する方向を検出する変化方向検出
手段と、2値画像を復号する復号手段と、該復号手段に
より復号した2値画像の階調レベルが0レベルをクロス
する点の周囲に、検出した階調変化方向に従って階調変
化を配置する量子化レベル復元手段とを受信側にそれぞ
れ具備して構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding an image data compression/restoration circuit that compresses and restores grayscale image data with high efficiency, when compressing multilevel halftone image data, the compressed image data is restored. In addition to obtaining high compression ratio when
In order to maintain the high quality of the restored image, the multilevel image data is divided into multiple spatial frequency bands.
When encoding an image in the highest frequency band in the spatial domain, a binarizing means detects a point where the gradation level crosses the 0 level and expresses the position as a binary image; an encoding means for encoding an output binary image on the transmission side; a change direction detection means for detecting a direction in which the gradation level changes from an image in the next highest frequency band when restoring the binary image; a decoding means for decoding a binary image; and a quantization level for arranging tone changes according to the detected tone change direction around the point where the tone level of the binary image decoded by the decoding means crosses the 0 level. A restoring means is provided on each receiving side.

[産業上の利用分野] 本発明は濃淡画像データを高能率に圧縮し、復元する画
像データ圧縮・復元回路に関する。
[Field of Industrial Application] The present invention relates to an image data compression/restoration circuit that compresses and restores grayscale image data with high efficiency.

[従来の技術] 多値中間調画像の高能率な圧縮方式としてピラミッド符
号化方式がある+IEEE  1981Pattern
  Recognition&Image  Proc
essing、P218〜P223 (1983)の’
Image  Data  Compression 
 with  the  Laplattan  Py
ramid″ (E、  H,Adelson、P、J
、Burt)l。以下、このピラミッド符号化の原理に
ついて説明する。
[Prior art] Pyramid coding is a highly efficient compression method for multi-level halftone images + IEEE 1981 Pattern
Recognition & Image Proc
essing, P218-P223 (1983)'
Image data compression
with the Laplattan Py
ramid'' (E, H, Adelson, P, J
, Burt) l. The principle of this pyramid encoding will be explained below.

第8図はピラミッド符号化による画像データの符号化状
況の説明図、第9図はピラミッド符号化による画像デー
タの復元状況の説明図である。画像の画素間の相関は、
その画像からローパスフィルタをかけた画像を差し引く
(バンドパス)ことで実現される。この時、ローパスフ
ィルタをかけた画像、即ちローパス画像は、原画像より
低い解像で表現され、バンドパス処理した画像(バンド
パス画像)は、原画像より小さい分散を持つようになる
FIG. 8 is an explanatory diagram of how image data is encoded by pyramid encoding, and FIG. 9 is an explanatory diagram of how image data is restored by pyramid encoding. The correlation between the pixels of the image is
This is achieved by subtracting a low-pass filtered image from that image (bandpass). At this time, the low-pass filtered image, that is, the low-pass image, is expressed with a lower resolution than the original image, and the band-pass processed image (band-pass image) has a smaller variance than the original image.

そこで、画像に逐次カットオフ周波数が低いローパスフ
ィルタをかけて解像度を減じ、各バンドパス画像を符号
化することにより、局所的な相関から大域的な相関まで
逐次除去することができる。
Therefore, by sequentially applying a low-pass filter with a low cutoff frequency to the image to reduce its resolution and encoding each band-pass image, it is possible to sequentially remove everything from local correlation to global correlation.

このように、ローパス画像とバンドパス画像は、逐次解
像度を減するために第8図及び第9図に示すようなピラ
ミッド型の階層構造(第0階〜第N階)のデータとなる
In this way, the low-pass image and the band-pass image become data of a pyramid-shaped hierarchical structure (0th floor to Nth floor) as shown in FIGS. 8 and 9 in order to sequentially reduce the resolution.

ピラミッド符号化では、バンドパス画像のピラミッド型
階層データを符号化しておき、この符号化データを用い
てローパス画像のピラミッド型階層データを頂上から底
部へと逐次復元し、最終的に底面の元画像を復元するも
のである。このような処理における上述の文献の方法は
、ローパス画像のピラミッド階層型データと、バンドパ
ス画像のピラミッド階層型データをそれぞれガウシャン
ピラミッド(第8図(イ))、ラプラシアンピラミッド
(第8図(ロ))と呼んでいる。
In pyramid encoding, the pyramid-shaped hierarchical data of a band-pass image is encoded, and this encoded data is used to sequentially restore the pyramid-shaped hierarchical data of a low-pass image from the top to the bottom, and finally the original image of the bottom is It is intended to restore. The method in the above-mentioned literature for such processing converts the pyramidal hierarchical data of the low-pass image and the pyramidal hierarchical data of the bandpass image into a Gaussian pyramid (Fig. 8 (a)) and a Laplacian pyramid (Fig. 8 (a)), respectively. It is called b)).

ガウシャンピラミッドの第1階層Liと、ラプラシアン
ピラミッドの第1階層Liを作成する操作は、以下のよ
うに表される。
The operation of creating the first layer Li of the Gaussian pyramid and the first layer Li of the Laplacian pyramid is expressed as follows.

G、、、−REDUCE [Gil    (1)L+
+H−G i  EXPAND [C+++ 1−Gi
 −EXPAND [REDUCE [Gil ]ここ
で、REDUCEとはローパスフィルタをかけて解像度
を減じ、ガウシャンピラミッドの上位階層を作成する操
作をいい、EXPANDとは、ガウシャンピラミッドで
下位階層と同じサイズに拡大する操作をいう。REDU
CE及びEXPANDの操作は、それぞれ次式で示され
る。
G,,,-REDUCE [Gil (1) L+
+H-G i EXPAND [C+++ 1-Gi
-EXPAND [REDUCE [Gil] Here, REDUCE is an operation that applies a low-pass filter to reduce the resolution and creates an upper layer of the Gaussian pyramid, and EXPAND is an operation that expands the Gaussian pyramid to the same size as the lower layer. refers to the operation to do. REDU
The operations of CE and EXPAND are shown by the following equations, respectively.

(1)REDUCE操作 G#  (i、  j) 一Σ Σ W(m、n) ・Gs−+  (2j+m+  2j+n)     
 (3)ここで、Wは荷重関数であり、空間コンボリュ
ーション(ConvolutionHフィルタ演算の一
方法)をマスクの大きさm、nにわたって行う。このロ
ーパスフィルタ、解像度低減のコンボリューションは、
第10図に一次元として示すように第10図(ロ)の5
×5(奇数型)、又は第10図(イ)の4×4(偶数型
)にわたって行われる。なお、第10図のa、b、cは
コンボルーシロンの係数であり、ローパスフィルタの強
さを決めるものである。
(1) REDUCE operation G# (i, j) 1 Σ Σ W (m, n) ・Gs−+ (2j+m+ 2j+n)
(3) Here, W is a weight function, and spatial convolution (a method of Convolution H filter calculation) is performed over mask sizes m and n. This low-pass filter, resolution reduction convolution is
5 in Figure 10 (B) as shown in Figure 10 as one-dimensional
x5 (odd number type) or 4 x 4 (even number type) as shown in FIG. 10(a). Note that a, b, and c in FIG. 10 are convoluted coefficients, which determine the strength of the low-pass filter.

(2)EXPAND操作 j −4Σ ΣW(m、n) ・Gz−+  ((i+m)/2.  (j+n)/2
)EXPANDは補間による画像サイズの拡大となる。
(2) EXPAND operation j -4Σ ΣW (m, n) ・Gz-+ ((i+m)/2. (j+n)/2
) EXPAND expands the image size by interpolation.

ガウシャンピラミッドは、高階層に行く程そのカットオ
フ周波数の低い画像となるため、差分としてのラプラシ
アンピラミッドの階層は、低階層程、空間周波数の高周
波分の多いバンドパスフィルタをかけた画像となる。視
覚特性からみると、緩やかに階調が変化している画像は
、標本化は粗くても細かい量子化が必要であり、逆に微
細な部分を多く含む画像は、量子化は粗くてもよく、細
かく標本化することが重要となる。
In the Gaussian pyramid, the higher the layer, the lower the cutoff frequency of the image becomes, so the lower the layer of the Laplacian pyramid as a difference, the more high-frequency spatial frequencies are applied to the image. . From the perspective of visual characteristics, images with gradual gradation changes require coarse sampling but fine quantization; conversely, images containing many fine parts require coarse quantization. , it is important to sample in detail.

ピラミッド符号化では、この視覚特性が利用される。即
ち、高周波成分の多い階層程、標本化数が多くなってお
り、低階層程、粗く量子化することによって、データ量
を減することができる。
Pyramid encoding takes advantage of this visual characteristic. In other words, the number of samples is larger in the layer with more high frequency components, and the amount of data can be reduced by quantizing more coarsely in the lower layer.

上述のような文献での従来技術は、次のように第0階層
と第1階層以上とを分け、それぞれ3レベルと5レベル
で一様(均等)に量子化している。
The prior art in the above-mentioned literature separates the 0th layer and the 1st layer and above as follows, and uniformly (equally) quantizes at 3 levels and 5 levels, respectively.

Cj (i、j)をLJ  (11J)の量子化結果と
すると、 Co  (1+  J) Co  ct、  j) ここで、0−J≦N (Nは最上階層)となる。
If Cj (i, j) is the quantization result of LJ (11J), then Co (1+ J) Co ct, j) where 0-J≦N (N is the highest layer).

この時、画像全体の画素数をNとすると、第1階層以上
のサンプル数は、N/3個であるので、データ量は INI 0g23+ (N/3)  ・fl og25
1 /Nで約2.36ビツト/セルとなった。上記文献
では、量子化した後可変長符号化すれば、更に圧縮でき
るとしていた。
At this time, if the number of pixels in the entire image is N, the number of samples in the first layer and above is N/3, so the amount of data is INI 0g23+ (N/3) ・fl og25
1/N was approximately 2.36 bits/cell. The above document states that further compression can be achieved by performing variable length encoding after quantization.

第11図は、前述した従来技術を用いた画像データの圧
縮・復元回路の構成例を示すブロック図である。同図は
、入力する画像データを圧縮して送出する送信側(イ)
のブロックと、圧縮された画像データを復元する受信側
(ロ)のブロックより構成されている。
FIG. 11 is a block diagram showing an example of the configuration of an image data compression/decompression circuit using the prior art described above. The figure shows the sending side (a) that compresses the input image data and sends it out.
It consists of a block on the receiving side (b) that decompresses the compressed image data.

画像データは入力端子1から入力され、階層データ作成
手段100 (1)内のメモリ1(1)に1画面分蓄積
される。この原画像は、ガウシャンピラミッドの第0階
層になる。メモリ(1)に蓄積した画像はREDUCE
部2(1)で前述のREDUCE操作が施され、階層デ
ータ作成手段100 (2)内メモリ1(2)に蓄積さ
れる。メモリ1(2)に蓄積された画像は、メモリ1(
1)に蓄積された画像の1/4のサイズとなり、ガウシ
ャンピラミッドの第1階層となる。
Image data is input from the input terminal 1 and stored in the memory 1 (1) in the hierarchical data creation means 100 (1) for one screen. This original image becomes the 0th layer of the Gaussian pyramid. Images stored in memory (1) are REDUCE
The above-mentioned REDUCE operation is performed in the unit 2(1) and stored in the memory 1(2) in the hierarchical data creation means 100(2). Images stored in memory 1 (2) are stored in memory 1 (
The size is 1/4 of the image stored in 1), and becomes the first layer of the Gaussian pyramid.

次にメモリ1(2)の画像は、階層データ作成手段10
0 (1)内のEXPAND部3(1)で前述のEXP
AND操作が施され、減算回路4(1)に入力される。
Next, the image in the memory 1 (2) is stored in the hierarchical data creation means 10.
0 In the EXPAND section 3 (1) in (1), the above EXP
An AND operation is performed and the result is input to the subtraction circuit 4(1).

この減算回路4(1)には、メモリ1(1)の出力も入
力されており、メモリ1(1)出力からEXPAND部
3(1)出力を差し引くことにより、バンドパス画像が
求められ、メモリ5(1)に蓄積される。
The output of the memory 1 (1) is also input to this subtraction circuit 4 (1), and a bandpass image is obtained by subtracting the output of the EXPAND section 3 (1) from the output of the memory 1 (1). 5(1).

メモリ5(1)に蓄積された画像は、ラプラシアンピラ
ミッドの第0階層となる。このメモリ5(1)の画像は
、読出されて量子化器101 (1)で量子化され、符
号器102 (1)で符号化され圧縮符号として出力さ
れる。なお、第1階層以上の階層データ作成手段100
(2)〜100(n)も、第0階層データ作成手段10
0 (1)と略同−構成であり、同一処理を行う。この
場合、メモリ1(2)〜1(n)及びメモリ5(2)〜
5(n)のサイズが順次1/4になる。上述の方法で、
第1階層以上の階層データ作成手段100(2)〜10
0 (n)でも、各階層のピラミッドデータが作成され
、量子化、符号化が行われ、圧縮符号が出力される。
The image stored in the memory 5(1) becomes the 0th layer of the Laplacian pyramid. The image in the memory 5(1) is read out, quantized by a quantizer 101(1), encoded by an encoder 102(1), and output as a compressed code. Note that the layer data creation means 100 for the first layer or higher
(2) to 100(n) are also the 0th layer data creation means 10
0 (1) has approximately the same configuration and performs the same processing. In this case, memories 1(2) to 1(n) and memories 5(2) to
The size of 5(n) is sequentially reduced to 1/4. In the above method,
Hierarchical data creation means 100(2) to 10 for the first layer or higher
0 (n), pyramid data for each layer is created, quantized and encoded, and a compressed code is output.

次に、受信側(ロ)の動作について説明する。Next, the operation on the receiving side (b) will be explained.

第0階層の圧縮データは復号器110(1)に人力され
、階層データ復元手段111(1)内メモリ6(1)に
第0階層のピラミッドデータとして蓄積される。次にメ
モリ6(1)から読出されたデータは、加算回路8(1
)に送出される。加算回路8(1)には、復元された第
1階層のガウシャンピラミッドデータがメモリ9(2)
からEXPAND部7(1)を介してEXPAND操作
を施されて入力される。これにより、加算回路8(1)
の出力として第0階層のガウシャンピラミッドデータ(
復元画像)が得られ、メモリ9(1)に蓄積された後出
力端子2に出力される。
The compressed data of the 0th layer is input to the decoder 110(1) and stored in the memory 6(1) in the layered data restoring means 111(1) as pyramid data of the 0th layer. Next, the data read from the memory 6(1) is added to the adder circuit 8(1).
) is sent. The restored Gaussian pyramid data of the first layer is stored in the memory 9(2) in the adder circuit 8(1).
From there, an EXPAND operation is performed and input via the EXPAND section 7(1). As a result, the adder circuit 8(1)
Gaussian pyramid data of the 0th layer (
A restored image) is obtained, stored in the memory 9(1), and then output to the output terminal 2.

ここで、第1階層以上の階層データ復元手段111(2
)〜111(n)の構成も略同様に構成されており、復
号されたピラミッド階層データに上位階層で求められた
ガウシャンピラミッドデータ(復元画像)を加えること
で、その階層のガウシャンピラミッドデータ(復元画像
)を求めている。
Here, the hierarchical data restoration means 111 (2
) to 111(n) have almost the same configuration, and by adding the Gaussian pyramid data (restored image) obtained in the upper layer to the decoded pyramid layer data, the Gaussian pyramid data of that layer is (Restored image)

[発明が解決しようとする課題] 上述したようなピラミッド符号化では、量子化と可変長
符号化とによってデータ圧縮が行われるが、ラプラシア
ン・ピラミッドのデータ量は原画像の約1.5倍になる
ので、圧縮率が高くとれないという問題があった。この
ため、最近ではピラミッド符号化とベクトル量子化とを
組合わせることにより、圧縮率を向上させる方法も採ら
れている(例えば斎藤他、”Laplacian  P
yramld  Codingの性能改善”、1986
年度画像符号化シンポジウム3.6)。しかしながら、
ラプラシアン・ピラミッドの低位階層は画像の輪郭部分
を表わすものなので、複数画素毎にまとめてベクトル量
子化するとブロック間で輪郭の不整合が生じるという不
具合があった。
[Problems to be Solved by the Invention] In pyramid coding as described above, data compression is performed by quantization and variable length coding, but the amount of data in the Laplacian pyramid is approximately 1.5 times that of the original image. Therefore, there was a problem that a high compression ratio could not be obtained. For this reason, methods have recently been adopted to improve the compression rate by combining pyramid coding and vector quantization (for example, Saito et al., "Laplacian P
yramld Coding Performance Improvement”, 1986
Annual Image Coding Symposium 3.6). however,
Since the lower layer of the Laplacian pyramid represents the outline of an image, if vector quantization is performed on a plurality of pixels at once, there is a problem that the outlines will not match between blocks.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって
、多値中間調画像データを圧縮処理する場合に、圧縮処
理した画像データを復元する際に高圧縮率を得ると共に
、復元画像を高品位に保つことができる画像データ圧縮
・復元回路を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and when compressing multilevel halftone image data, it is possible to obtain a high compression rate when restoring the compressed image data, and also to obtain a high compression ratio when restoring the compressed image data, and to The purpose of this invention is to provide an image data compression/restoration circuit that can maintain high quality.

[課題を解決するための手段] 第1図は本発明の原理ブロック図である。第11図と同
一のものは、同一の符号を付して示す。
[Means for Solving the Problems] FIG. 1 is a block diagram of the principle of the present invention. Components that are the same as those in FIG. 11 are designated by the same reference numerals.

図において、図において、15は多値画像データを複数
の空間周波数の帯域に分割して、最も高い周波数の帯域
の画像を空間領域で符号化する時、階調レベルが0レベ
ルをクロスする点を検出し、その位置を2値画像として
表す2値化手段で、量子化器101 (1)出力を受け
て2値化を行なう。
In the figure, 15 is the point at which the gradation level crosses the 0 level when multilevel image data is divided into multiple spatial frequency bands and the image of the highest frequency band is encoded in the spatial domain. The output of the quantizer 101 (1) is received and binarized by the binarizing means which detects the position and expresses the position as a binary image.

16は該2値化手段15の出力を圧縮符号化する符号化
手段である。送信側の第1階層より上の階層の構成は第
11図と同じである。16は該2値化手段15の出力で
ある2値画像を符号化する符号化手段である。
Reference numeral 16 denotes an encoding means for compressing and encoding the output of the binarizing means 15. The structure of the layers above the first layer on the transmitting side is the same as in FIG. 16 is an encoding means for encoding the binary image output from the binarizing means 15;

27は21ii画像の復元時に最高周波数の次の帯域の
画像より階調レベルが変化する方向を検出する変化方向
検出手段、23は2値画像を復号する復号手段、26は
該復号手段23により復号した2値画像の階調レベルが
0レベルをクロスする点の周囲に検出した階調変化方向
に従って階調変化を配置する量子化レベル復元手段であ
る。受信側の第1階層より上の階層は第11図と同じで
ある。
27 is change direction detection means for detecting the direction in which the gradation level changes from the image of the next highest frequency band when restoring the 21ii image; 23 is a decoding means for decoding the binary image; 26 is decoding by the decoding means 23. This is a quantization level restoring means that arranges gradation changes around the point where the gradation level of the binary image crosses the 0 level according to the detected gradation change direction. The layers above the first layer on the receiving side are the same as in FIG.

[作用] ラプラシアン・ピラミッドでデータ量が最も大きいのが
第0階層であり、原画と同等のデータ量となる。第0階
層は最も高い周波数成分が含まれる階層であり、画像の
輪郭部が表わされる。第2図は本発明の作用説明図で、
輪郭部分の階調変化を示す図である。同図(a)は原画
G。の階調変化を、(b)は低周波成分(第1階層のガ
ウシャン画像G+)の階調変化を示す。ラプラシアンピ
ラミッドの第0階層の階調変化は、輪郭部分では第2図
(c)に示すように輪郭部のエツジを中心に階調が立ち
上がるにつれて、マイナス、プラスに振れる。これを、
−T、O,+Tの3レベルで量子化すると、第2図(d
)に示すようにエツジの部分のみに表われ、エツジが線
図形のようになるという特徴をもっている。ここで、決
定レベルがそれぞれ−T、  O,+Tの時の量子化レ
ベルを−A、0.+Aとする。
[Operation] The 0th layer has the largest amount of data in the Laplacian pyramid, and is equivalent to the amount of data in the original image. The 0th layer is the layer containing the highest frequency component, and represents the outline of the image. FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the present invention,
It is a figure which shows the gradation change of an outline part. Figure (a) is the original picture G. (b) shows the gradation change of the low frequency component (Gaussian image G+ of the first layer). The gradation change in the 0th layer of the Laplacian pyramid swings from negative to positive in the contour area as the gradation rises around the edge of the contour area, as shown in FIG. 2(c). this,
Figure 2 (d
), it appears only on the edges, and has the characteristic that the edges look like line figures. Here, the quantization levels when the decision levels are -T, O, +T are -A, 0, . +A.

本発明は、低位階層でエツジがほぼ線図形のようになる
という特徴を利用する。本発明では、第0階層のラプラ
シアン画像L0の量子化された3レベルのゼロクロスす
る点を検出し、その位置を2レベル画像(2値画像)と
して表わし、2値画像符号化方式を適用することにより
、第0階層で高圧縮率を得るものである。復号時には、
上位階層を参照して、階調変化方向を検出し、復号した
2値画像のゼロクロス点に沿って+A、−Aの量子化レ
ベルを与えて輪郭部を復元する。
The present invention utilizes the feature that edges at a lower level of hierarchy become almost line-like. In the present invention, zero-crossing points of three quantized levels of the 0th layer Laplacian image L0 are detected, the positions thereof are expressed as a two-level image (binary image), and a binary image encoding method is applied. Accordingly, a high compression rate can be obtained at the 0th layer. When decrypting,
The direction of tone change is detected with reference to the upper layer, and quantization levels of +A and -A are applied along the zero-crossing points of the decoded binary image to restore the contour.

第1図において、送信側では第0階層データL。を量子
化器101 (1)で量子化した後、2値化手段15で
線図形になおし、符号化手段16で圧縮符号化する。各
階層の圧縮符号は受信側に伝送される。なお、図示され
ていないが、マルチプレクサを切換えて順次(例えば第
n階層から第0階層に向かって)受信側に伝送し、受信
側では分配器で各階層に分配するのが一般的である。
In FIG. 1, 0th layer data L is transmitted on the transmitting side. After being quantized by the quantizer 101 (1), it is converted into a line figure by the binarization means 15, and compressed and encoded by the encoding means 16. The compression code of each layer is transmitted to the receiving side. Although not shown in the drawings, it is common to switch multiplexers and sequentially (for example, from the nth layer to the 0th layer) transmit the signal to the receiving side, and then use a distributor to distribute the signal to each layer on the receiving side.

受信側では、受信した圧縮符号は各階層の復号器110
で復号化される。第0階層では、圧縮符号(2値化され
たもの)を復号手段23で復号し、線図形を再生する。
On the receiving side, the received compressed code is sent to the decoder 110 of each layer.
decrypted with . At the 0th layer, the compressed code (binarized) is decoded by the decoding means 23 to reproduce the line figure.

次に、この線図形から変化方向検出手段27により上位
階層の階調の変化方向を検出した結果を基に量子化レベ
ル復元手段26により量子化レベルを復元する。以降は
、従来例と同様に復元された各階層のデータを順次加え
合わせて復元画像を作成する。
Next, the quantization level is restored by the quantization level restoring means 26 based on the result of detecting the direction of change in the gradation of the upper layer from this line figure by the change direction detecting means 27. Thereafter, similarly to the conventional example, the restored data of each layer is sequentially added to create a restored image.

[実施例] 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。ここでは、実施例として第1図の本発明が第11図の
従来技術と異なる21ii!化手段15゜量子化レベル
復元手段26.変化方向検出手段27の構成と動作につ
いて述べる。符号化手段16゜復号手段23は2値画像
のデータ圧縮、復元回路であり、予測符号化等の公知技
術で実現できるので、その説明は省略する。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, as an example, the present invention shown in FIG. 1 is different from the prior art shown in FIG. 11 in 21ii! quantization means 15. quantization level restoration means 26. The configuration and operation of the change direction detection means 27 will be described. The encoding means 16.degree. and the decoding means 23 are binary image data compression and restoration circuits, and can be realized by known techniques such as predictive encoding, so a description thereof will be omitted.

第3図は2値化手段15の具体的構成例を示すブロック
図である。端子15−0には量子化器101 (1)よ
り(第1図参照)3レベルに量子化された(−1,0,
+1で各レベルを示す)第0階層のラプラシアン画像が
入力される。15−1゜15−2.15−4.15−5
はレジスタでラインメモリ15−3と組合わせて2×2
画素分のウィンドが形成される。レジスタ15−1が注
目画素となる。
FIG. 3 is a block diagram showing a specific example of the configuration of the binarization means 15. The terminal 15-0 receives signals quantized into three levels (-1, 0,
The Laplacian image of the 0th layer (indicating each level with +1) is input. 15-1゜15-2.15-4.15-5
is a register and is combined with line memory 15-3 to create a 2×2
A window for pixels is formed. Register 15-1 becomes the pixel of interest.

これら2X2画素のウィンドの値は、輪郭検出器15−
6に人力される。該輪郭検出器15−6は、前述の第2
図で示した輪郭部での階調レベルがゼロをクロスする点
を検出するための回路であり、第4図に示すパターンの
いずれかを検出した時、端子15−7に“1”を出力し
、それ以外の場合には“0“を出力する。第4図の(a
)は横方向に、(b)は縦方向に、(c)は斜め方向に
それぞれゼロをクロスする例を示している。
The values of these 2×2 pixel windows are determined by the contour detector 15-
6 will be man-powered. The contour detector 15-6 is
This is a circuit for detecting the point where the gradation level crosses zero in the contour shown in the figure, and when it detects any of the patterns shown in Figure 4, it outputs "1" to terminal 15-7. However, in other cases, "0" is output. Figure 4 (a
) shows an example of crossing zero in the horizontal direction, (b) in the vertical direction, and (c) in the diagonal direction.

第5図は変化方向検出手段27の具体的構成例を示すブ
ロック図である。端子27−1からは、復元した第1階
層のガウシャン画像で原画と同一サイズに拡大した画像
が入力される。レジスタ27−2.27−3.27−4
.27−5及びラインメモリ27−6は2×2画素のウ
ィンドを構成し、レジスタ27−2が注目画素となる。
FIG. 5 is a block diagram showing a specific example of the configuration of the changing direction detecting means 27. As shown in FIG. A restored first layer Gaussian image enlarged to the same size as the original image is input from the terminal 27-1. Register 27-2.27-3.27-4
.. 27-5 and line memory 27-6 form a 2×2 pixel window, and register 27-2 is the pixel of interest.

各レジスタの出力は、2つずつ水平方向、斜め方向、垂
直方向の各検出器27−7.27−8.27−9に入力
される。各検出器27−7.27−8.27−9は、2
つのレジスタの差分を求め、求められた差分は方向判定
器27−10に入力される。
Two outputs from each register are input to each of horizontal, diagonal, and vertical detectors 27-7.27-8.27-9. Each detector 27-7.27-8.27-9 has two
The difference between the two registers is determined, and the determined difference is input to the direction determiner 27-10.

方向判定器27−10は、入力した差分を予め定めた閾
値と比較し、有意な変化かどうか検査する。若し、入力
した差分が閾値以上なら、最も大きい差分値より第6図
■〜■のうちから変化方向を選び、その番号を出力する
。また、入力した差分がいずれも閾値以下なら番号0を
出力する。これら出力は、端子27−11から外部に出
力される。
The direction determiner 27-10 compares the input difference with a predetermined threshold and checks whether the change is significant. If the input difference is greater than the threshold value, the direction of change is selected from among the largest difference values from ① to ② in Fig. 6, and its number is output. Further, if all the input differences are equal to or less than the threshold value, the number 0 is output. These outputs are output to the outside from the terminal 27-11.

第7図は量子化レベル復元手段26の具体的構成例を示
すブロック図である。端子26−1からは第1図の復号
手段23より輪郭線を表わす復元2値画像が入力される
。レジスタ26−3〜26−6及びラインメモリ26−
7は2×2のウィンドを構成する。このウィンドの値及
び端子26−2から変化方向検出手段27で検出した変
化方向を表わす番号が、量子化レベル書込み制御回路2
6−8に入力される。
FIG. 7 is a block diagram showing a specific example of the configuration of the quantization level restoring means 26. A restored binary image representing a contour line is input from the decoding means 23 of FIG. 1 through the terminal 26-1. Registers 26-3 to 26-6 and line memory 26-
7 constitutes a 2×2 window. The value of this window and the number representing the change direction detected by the change direction detection means 27 from the terminal 26-2 are determined by the quantization level write control circuit 2.
6-8.

同図の下半分の回路は、3レベルの量子化値(−1,0
,+1)を実際に割り付ける回路である。レジスタ26
−9〜26−12は3レベル(−1,O,+1)のいず
れかを選択してセットできる2ビツトのレジスタであり
、2ビツト/ワードのラインメモリ26−13と共に2
×2画素のウィンドを構成する。量子化レベル書込み制
御回路26−8は、入力した2値画像(輪郭線)と階調
の変化方向の情報より、レジスタ26−9〜26−12
に対して3値レベル(−1,0,+1)のセット命令を
出す。量子化レベル書込み回路26−8は、2値画像の
注目画素26−3が′1”つまり輪郭線上にある時、レ
ジスタ26−9〜26−12にセット命令を出し、輪郭
線の両側にそれぞれ−1,+1を選択して置(ようにす
る。そして、最終的に求められた結果は、端子26−1
4から順次出力される。
The circuit in the lower half of the figure has three levels of quantization values (-1, 0
, +1). register 26
-9 to 26-12 are 2-bit registers that can be set to one of three levels (-1, O, +1), and are used together with 2-bit/word line memory 26-13.
A window of ×2 pixels is constructed. The quantization level writing control circuit 26-8 writes registers 26-9 to 26-12 based on the input binary image (contour line) and information on the direction of change in gradation.
A 3-level (-1, 0, +1) set command is issued to . The quantization level writing circuit 26-8 issues a set command to the registers 26-9 to 26-12 when the target pixel 26-3 of the binary image is '1'', that is, on the contour line, and writes data on both sides of the contour line. -1 and +1 are selected and placed.Then, the final result is the terminal 26-1
They are output sequentially from 4 onwards.

上述の実施例においては、第0階層のラプラシアン画像
の2値化画像を予測符号化するものとして説明したが、
本発明はこれに限るものではなく、2値化画像を1ドツ
トラインとなるように細線化すれば、公知技術であるチ
エイン(Chain)符号を用いることもできる。
In the above embodiment, the binary image of the 0th layer Laplacian image is predictively encoded.
The present invention is not limited to this, and a chain code, which is a known technique, can also be used by thinning the binarized image into a one-dot line.

[発明の効果] 以上、詳細に説明したように、本発明によればピラミッ
ド符号化において、符号量が最も大きくなる第0階層の
輪郭線の位置を2値で表わして符号化するため、良好な
画質を保ったまま、画像データを高能率に圧縮すること
ができる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, in pyramid coding, the position of the contour line of the 0th layer where the amount of code is the largest is represented in binary and encoded, so that good performance is achieved. Image data can be compressed with high efficiency while maintaining high image quality.

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

第1図は本発明の原理ブロック図、 第2図は輪郭部分の階調変化を示す図、第3図は2値化
手段の具体的構成例を示すブロック図、 第4図は入カバターンの2値化の説明図、第5図は変化
方向検出回路の具体的構成例を示すブロック図、 第6図は変化方向のパターン分類を示す図、第7図は量
子化レベル復元手段の具体的構成例を示すブロック図、 第8図はピラミッド符号化による画像データの符号化状
況の説明図、 第9図はピラミッド符号化による画像データの復元状況
の説明図、 第10図はREDUCE操作の一次元模式を説明する図
、 第11図は従来例の回路構成例を示すブロック図である
。 第1図において、 15は2値化手段、 16は符号化手段、 23は復号手段、 26は量子化レベル復元手段、 27は変化方向検出手段、 0は階層データ作成手段、 1は量子化器、 2は符号化手段、 0は復号器、 1は階層データ復元手段である。。
Fig. 1 is a block diagram of the principle of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing gradation changes in the contour portion, Fig. 3 is a block diagram showing a specific configuration example of the binarization means, and Fig. 4 is a block diagram of the input pattern. An explanatory diagram of binarization, FIG. 5 is a block diagram showing a specific configuration example of a change direction detection circuit, FIG. 6 is a diagram showing pattern classification of change direction, and FIG. 7 is a concrete diagram of a quantization level restoring means. A block diagram showing a configuration example. Figure 8 is an explanatory diagram of the encoding status of image data by pyramid encoding. Figure 9 is an explanatory diagram of the restoration status of image data by pyramid encoding. Figure 10 is the first order of REDUCE operation. FIG. 11 is a block diagram showing an example of a conventional circuit configuration. In FIG. 1, 15 is a binarization means, 16 is an encoding means, 23 is a decoding means, 26 is a quantization level restoration means, 27 is a change direction detection means, 0 is a hierarchical data creation means, 1 is a quantizer , 2 is an encoding means, 0 is a decoder, and 1 is a hierarchical data restoring means. .

Claims (1)

【特許請求の範囲】 多値画像データを複数の空間周波数の帯域に分割して、
最も高い周波数の帯域の画像を空間領域で符号化する時
、階調レベルが0レベルをクロスする点を検出し、その
位置を2値画像として表す2値化手段(15)と、 該2値化手段(15)出力である2値画像を符号化する
符号化手段(16)とを送信側に、2値画像の復元時に
最高周波数の次の帯域の画像より階調レベルが変化する
方向を検出する変化方向検出手段(27)と、 2値画像を復号する復号手段(23)と、 該復号手段(23)により復号した2値画像の階調レベ
ルが0レベルをクロスする点の周囲に、検出した階調変
化方向に従って階調変化を配置する量子化レベル復元手
段(26)とを受信側にそれぞれ具備したことを特徴と
する画像データ圧縮・復元回路。
[Claims] Multilevel image data is divided into multiple spatial frequency bands,
Binarization means (15) for detecting a point where the gradation level crosses the 0 level when encoding an image of the highest frequency band in the spatial domain and representing the position as a binary image; The encoding means (16) for encoding the binary image outputted from the encoding means (15) is connected to the transmitting side, and the direction in which the gradation level changes from the image in the next band of the highest frequency is determined when the binary image is restored. A change direction detecting means (27) for detecting a change direction, a decoding means (23) for decoding a binary image, and a change direction detecting means (27) for decoding a binary image; and a change direction detecting means (27) for decoding a binary image; , and quantization level restoring means (26) for arranging gradation changes according to the detected gradation change direction, respectively, on the receiving side.
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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6507674B1 (en) 1998-12-14 2003-01-14 Ricoh Company, Ltd. Image data encoding apparatus
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