JPH02295278A - Method and device for converting, encoding, and decoding gradation image signal - Google Patents

Method and device for converting, encoding, and decoding gradation image signal

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JPH02295278A
JPH02295278A JP1116333A JP11633389A JPH02295278A JP H02295278 A JPH02295278 A JP H02295278A JP 1116333 A JP1116333 A JP 1116333A JP 11633389 A JP11633389 A JP 11633389A JP H02295278 A JPH02295278 A JP H02295278A
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JP
Japan
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coefficients
coefficient
encoding
image
image signal
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JP1116333A
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Japanese (ja)
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Shoji Mizuno
昇治 水野
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NEC Corp
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NEC Corp
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To encode a gradation image with high compressibility while holding its subjective picture quality sufficiently high by selecting a conversion coefficient in consideration of human visual characteristics. CONSTITUTION:The encoding and decoding device has a converter 1, a coefficient selector 2, a coefficient weighting parameter generator 5, a quantizer 3, an unequal-length encoder 4, a transmission line 6, an unequal-length decoder 7, a reverse quantizer 8, and a reverse converter 9. Then parameters which have larger values according to the importance to human sight are generated for respective conversion coefficients and when a coefficient is selected, a coefficient which has higher than certain importance to the human sight is selected. Thus, the conversion coefficient is selected in consideration of the human visual characteristics, so while the subjective picture quality is held sufficiently high, the gradation image can be decoded with the high compressibility.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、画像信号の符号化・復号化技術に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a technology for encoding and decoding image signals.

(従来の技術) 従来画像符号化方式として代表的なものの1つに、変換
符号化(Transform Coding)がある。
(Prior Art) One of the typical conventional image coding methods is transform coding.

変換符号化に関しては,(ウィリアムケープラット(W
illiamK.Pratt) rディジタルイメージ
プロセシングDigital Imageproces
sing, Wiley−Interscience 
 Jpp667〜699以下「文献1])に詳しく説し
く解説されている。以下文に文献1に基づき、変換符号
化について説明する。
Regarding transform encoding, see William Caperat (W
illiamK. Pratt) rDigital Image Processing
sing, Wiley-Interscience
It is explained in detail in Jpp 667-699 et seq. "Reference 1").Transform encoding will be explained below based on Reference 1.

第14図に変換符号化方式の基本的ブロック図を示す。FIG. 14 shows a basic block diagram of the transform encoding method.

なお以下においては、画像信号を構成する各画素の位置
座標をθ,k)で示す。jは垂直方向の位置を示す座標
、kは水平方向の位置を示す座標とする。そしてi番目
に送信する原画像信号をFi(i, k)とする。Fi
り,k)θ=1〜M,k = 1〜L)の各々は1枚の
画像([フレーム]と呼ばれる)に対応する。Mは垂直
方向の画素数、Lは水平方向の画素数である。以後iを
画像番号と呼ぶことにする。
Note that in the following, the position coordinates of each pixel constituting the image signal are indicated by θ, k). Let j be a coordinate indicating the position in the vertical direction, and k be a coordinate indicating the position in the horizontal direction. The i-th original image signal to be transmitted is Fi(i, k). Fi
, k) θ = 1 to M, k = 1 to L) each corresponds to one image (referred to as a [frame]). M is the number of pixels in the vertical direction, and L is the number of pixels in the horizontal direction. Hereinafter, i will be referred to as an image number.

原画像信号Fi(j,k)をNxN画素ごとのブロック
に分割し、変換器において j=lk−1 なる線形変換により、NXNの変換係数fH(u,v)
を各ブロックごとに得る。(1)においてAc(j,u
)は原画像信号の垂直方向に沿って変換を行なう列方向
の変換行列、AR(k,v)は原画像信号の水平方向に
沿って変換行なう行方向の変換行列である。係数選択器
61において変換係”Mf;(u,v)の一部のみを係
数の分赦ai(u,v)に基づき選択し、選択変換係数
fTi(u,v)を得、選択されなかった係数の値はゼ
ロとする。たとえばa4(u,v)>Tなる係数を選択
し、cyi(u,v)<Tな係数を切捨る。ここではT
はある定数である係数分敗測定器63は画像1枚当たり
の係散fi(u,v)の分敗OH(u,v)を求める量
子化器62は”TH(u,v)を求める。量子化器62
はfT1(u,v)量子化し、変換係数量子化レベル番
号fq・NH(u,v)を得、伝送路64に送出する。
The original image signal Fi (j, k) is divided into blocks of NxN pixels, and a transformer performs linear transformation such that j = lk-1 to convert the NxN transformation coefficient fH (u, v).
is obtained for each block. In (1), Ac(j, u
) is a column-direction transformation matrix that transforms the original image signal along the vertical direction, and AR(k,v) is a row-direction transformation matrix that transforms the original image signal along the horizontal direction. In the coefficient selector 61, only a part of the conversion coefficient "Mf; (u, v) is selected based on the coefficient allowance ai (u, v), and the selected conversion coefficient fTi (u, v) is obtained. The value of the coefficient is set to zero.For example, select the coefficient where a4(u,v)>T, and discard the coefficient where cyi(u,v)<T.Here, T
is a certain constant.The coefficient loss measuring device 63 calculates the loss OH(u,v) of the coefficient fi(u,v) per image.The quantizer 62 calculates TH(u,v). .Quantizer 62
quantizes fT1(u,v), obtains a transform coefficient quantization level number fq·NH(u,v), and sends it to the transmission line 64.

受信側では、逆量子化65によって、伝送路から得たf
TNi(u,■)を逆景子化し、逆量子化変換係数rT
i(u,v)を得る。逆変換器66において、f;(u
,v)に対し、1ブロックごとに 1=l  k=1 なる線形変換を行ない、NxN画素がらなる1ブロノク
に対する復号化信号を得る。(2)においてBe(j,
u)は行列[AC(j,u月の逆行列はのり,u)要素
、BR(k,V)は行列[AR(j,u月の逆行列の(
k,v)要素である7変換符号化では、全ての係数fi
(u,v)から一部の係数fTi(u,v)を選び出す
こと、さらに選び出された係数を量子化により原画像信
号より少ないレベル数の信号rTNi(u+■)に変換
することにより伝送情報量の削;威を行なっている。
On the receiving side, f obtained from the transmission path is processed by inverse quantization 65.
TNi (u, ■) is deconcentrated and dequantized transform coefficient rT
Obtain i(u,v). In the inverse transformer 66, f;(u
, v) is subjected to linear transformation of 1=l k=1 for each block to obtain a decoded signal for one block consisting of N×N pixels. In (2), Be(j,
u) is the matrix [AC(j, u month's inverse matrix is Nori, u) elements, BR(k, V) is the matrix [AR(j, u month's inverse matrix is (Nori, u) elements,
k, v) elements, all coefficients fi
Transmission by selecting some coefficients fTi (u, v) from (u, v), and converting the selected coefficients by quantization into a signal rTNi (u+■) with a smaller number of levels than the original image signal. They are reducing the amount of information.

(発明が解決しようとする課題) 変換符号化において情報圧縮率を上げるには、適切な係
数選択器を設計して、統計的にみて振幅の小さな変換係
数fi(u,v)を切り捨てればよい。このため従来、
fi(u,v)の振幅の分散を多数の画像に渡って統計
的に求め、分散の小さな変換係故fi(u,v)は切り
捨てる方法が提案されている(文献1,673頁)。ま
た、第14図のように分赦を画像1枚ごとに求めて、係
数選択の基準とする方法も提案されている。また発生情
報量を低くするため、以下に示すような方法も提案され
ている。すなわち、符号化効率を上げるため各ブロノク
を交流エネルギーの大きさによって4通りにクラス分け
した後、各クラスごとに変換係数Fi(u,v)の振幅
の分散を求め各クラス内で分散の小さな変換係数fi(
u,v)を切り捨てる方法も提案されている(ウエンシ
エンチェン(Wein−HsiungChen)他「ア
ダプテイブコーディングオブモノクロームアンド力ラー
イメージズ、Adaptive Codingof M
onochrome amd Color Image
s, IEEETransacitons on Co
mmunication誌J 1977年11月号、p
p1285〜1292、以下、[文献2])。文献1の
係数切り捨ての方法は、全ブロノクに対して全く同{,
孤に行なう。しかし、あるブロックに注目すれば変換係
数fi(u,v)の振幅は、画像全体に渡って求めた分
散が小さいから小さいとは限らず、逆に大きな場合もあ
る。分散は画像全体に渡って求めた統計量にすぎず、あ
るブロソクの変換係数Fi(u,v)の大きさはその分
散よりずっと大きい場合がままある。
(Problem to be solved by the invention) In order to increase the information compression rate in transform encoding, it is possible to design an appropriate coefficient selector and cut off transform coefficients fi (u, v) with statistically small amplitudes. good. For this reason, conventionally,
A method has been proposed in which the variance of the amplitude of fi (u, v) is statistically determined over a large number of images, and the transformation coefficient fi (u, v) with a small variance is discarded (Reference 1, p. 673). Furthermore, a method has been proposed in which the margin is determined for each image as shown in FIG. 14 and used as a criterion for coefficient selection. Furthermore, in order to reduce the amount of generated information, the following methods have also been proposed. In other words, in order to improve coding efficiency, each block is divided into four classes depending on the magnitude of AC energy, and then the variance of the amplitude of the transform coefficient Fi (u, v) is calculated for each class and the one with the smallest variance within each class is calculated. Conversion coefficient fi(
A method of truncating u, v) has also been proposed (Wein-Hsiung Chen et al., “Adaptive Coding of Monochrome and Color Images,” Adaptive Coding of M
onochrome amd Color Image
s, IEEE Transacitoons on Co.
mmunication magazine J November 1977 issue, p.
p1285-1292, hereinafter [Reference 2]). The coefficient truncation method in Reference 1 is exactly the same for all Bronok {,
Go alone. However, when focusing on a certain block, the amplitude of the transform coefficient fi(u,v) is not necessarily small just because the variance determined over the entire image is small; on the contrary, it may be large. The variance is just a statistic obtained over the entire image, and the magnitude of the transformation coefficient Fi(u,v) of a certain block is often much larger than its variance.

このように文献1による従来の変換符号化方式において
は、係数に切り捨てを全ブロックに対して全く同様に行
なうため、画像に局所的な性質に適合した係数の切り捨
てのできない欠点があった。この点を改善するために、
各ブロックごとにどの係数を切り捨てるかを決定しても
よい。しかしそうすると、どの係数を切り捨てたかを各
ブロノクごとに符号化して、送信側から受信側に送る必
要があり送信符号量の増大する欠点かはあった。文献2
では交流エネルギーによって各ブロノクを4クラスに分
け、各クラスの中では切り捨てる係数を同一としている
。従って、どの係数を切り捨てたかを各ブロックごとに
符号化することは必要でなく、各クラスごとに符号化す
ればよいので、送信符号量はそう多くはならない。しか
しながら、文献2における交流エネルギーによるブロッ
クのクラス分けおよび係数の切り捨ての基本的な考えは
、レイトディストーション理論(rate disto
rtion theory)に基づいている。レイトデ
イストーション理論を画像の符号化に適用するには、符
号化歪を定量的に定義しなければならない。理論的な取
扱いをしやすくするため多くの場合平均2乗誤差を符号
化歪と定義するが、文献2でもレイトデイストーション
理論関数(rate distortion func
tion)を求めるとき、平均2乗誤差を符号化歪とす
ることを前提としている。
As described above, in the conventional transform encoding method according to Document 1, coefficients are truncated in exactly the same way for all blocks, and therefore, there is a drawback that coefficients cannot be truncated in a way that matches the local characteristics of an image. To improve this point,
It may be determined which coefficients to truncate for each block. However, if this was done, it would be necessary to encode which coefficients were truncated for each block and send it from the transmitting side to the receiving side, which would increase the amount of transmitted code. Literature 2
In this case, each block is divided into four classes according to the AC energy, and the coefficient to be rounded down is the same in each class. Therefore, it is not necessary to encode which coefficients are truncated for each block, and it is sufficient to encode each class, so that the amount of transmitted codes does not become so large. However, the basic idea of block classification according to AC energy and truncation of coefficients in Reference 2 is based on the rate distortion theory (rate disto theory).
tion theory). To apply late distortion theory to image encoding, encoding distortion must be quantitatively defined. In order to facilitate theoretical handling, the mean square error is often defined as encoding distortion, but in literature 2, it is also defined as the rate distortion theoretical function (rate distortion function).
tion), it is assumed that the mean squared error is taken as the encoding distortion.

また別の方法では、アリハビビ(A1iHabibi)
 rサーベイオブアダブテイブイメージコーディングテ
クニノ   ク  、 Survey  of Ada
ptive  Image  CldingTechn
iques, IEEE Trans.on Comm
.誌J 1977年11月号、pp1275〜1284
以下F文献31)の1279頁に紹介されているように
、各ブロックにおいて、変換係数の領域を対角線と平行
な直線によって3角形の領域に分割し、適岩な大きさの
3角形を選びその内側の係数だけ送る。そしてこの3角
形を、対角線と平行な領域に1aうバンドに分割し、各
バンド内では係数の分散は等しいと見なし、誤差エネル
ギーを最小にするという観点に立って、各バンドごとに
係数に対するビット割り当てが行なわれていた。
In another method, A1iHabibi
rSurvey of Adaptive Image Coding Techniques, Survey of Ada
ptive Image Cladding Technique
iques, IEEE Trans. on Comm
.. Magazine J November 1977 issue, pp1275-1284
As introduced on page 1279 of Reference F31), in each block, the area of conversion coefficients is divided into triangular areas by straight lines parallel to the diagonals, and a triangle of an appropriate size is selected. Send only the inner coefficients. Then, this triangle is divided into 1a bands in the area parallel to the diagonal, and the variance of the coefficients within each band is assumed to be equal.From the viewpoint of minimizing error energy, the bits for the coefficients for each band are Assignments were being made.

以上説明したように、文献1および文献2、文献3にお
ける係数選択の方法は、画像を符号化したとき生じる誤
差を平均2乗誤差で評価し、それを一定の発生情報量の
下で最小にしようとするものである。しかし、平均2乗
誤差が符号化歪として適切かというと必ずしもそうでは
ない。画像の符号化において最も重要なことは、できる
だけすくない情報量で画像を符号化しかつ、人間が符号
化画像をみたときできるだけ歪みが見えないようにする
As explained above, the coefficient selection method in Reference 1, Reference 2, and Reference 3 evaluates the error that occurs when encoding an image using the mean square error, and minimizes it under a certain amount of generated information. This is what I am trying to do. However, the mean squared error is not necessarily appropriate as encoding distortion. The most important thing in image encoding is to encode the image with as little amount of information as possible, and to make sure that when humans view the encoded image, distortion is as invisible as possible.

すなわち主観的な画質向上させることである。このよう
に人間を中心に考え、人間の視覚特性を考慮に入れて主
観的な画質を向上させることを考えると、平均2乗誤差
は符号化歪を定義する尺度として適切でない場合が多い
。したがって文献1および文献2、文献3いずれの方法
においても、平均2乗誤差を小さくするという前提を用
いており、人間の視覚特性を十分考慮していると言い難
く、主観的画質が不十分であるという欠点があった。
In other words, it is to improve subjective image quality. In this way, when thinking about humans and taking human visual characteristics into account to improve subjective image quality, the mean squared error is often not appropriate as a measure for defining encoding distortion. Therefore, all of the methods in Reference 1, Reference 2, and Reference 3 use the assumption that the mean squared error is small, and it is difficult to say that they sufficiently take human visual characteristics into account, and the subjective image quality is insufficient. There was a drawback.

(課題を解決するための手段) 本発明においては、符号化側では、入力画像信号を複数
のブロックに分割し、ブロックごとに入力画像信号を線
型変換して変換係数を得、人間の視覚特性を考慮した係
数重み付けパラメータに基づき変換係数を選択し、選択
された変換係数を量子化し、量子化された変換係数を不
等長符号化し、復号化側では、不等長符号化された量子
化係数を不等長復号化し、不等復号化された量子化係数
を逆量子化して復号化変換係数を得、複合化変換係数を
線型逆変換して復号化画像信号を得る。
(Means for Solving the Problems) In the present invention, on the encoding side, an input image signal is divided into a plurality of blocks, and the input image signal is linearly transformed for each block to obtain transformation coefficients, and human visual characteristics The selected transform coefficients are selected based on coefficient weighting parameters that consider The coefficients are unequal length decoded, the unequal decoded quantized coefficients are dequantized to obtain decoded transform coefficients, and the composite transform coefficients are linearly inverse transformed to obtain a decoded image signal.

また本発明においては、符号化側では入力画像信号を複
数のブロックに分割し、ブロックごとに入力画像信号を
線型変換して、変換係数を得る手段と、人間の視覚特性
を考慮した係数重み付けパラメータに基づき変換係数を
選択する手段と、選択された変換係数を量子化する手段
と、量子化された変換係数を不等長符号化する手段と、
復号化{j’illでは不等長符号化された量子化係数
を不等長復号化する手段と、不等長復号化された量子化
係数を逆量子化して復号化変換係数を得る手段と、復号
化変換係数を線型逆変換して復号化画像信号を得る手段
により濃淡画像を符号化および復号化する。
In addition, in the present invention, on the encoding side, the input image signal is divided into a plurality of blocks, and the input image signal is linearly transformed for each block to obtain transformation coefficients, and coefficient weighting parameters that take into consideration human visual characteristics are provided. means for selecting transform coefficients based on; means for quantizing the selected transform coefficients; and means for unequal length encoding the quantized transform coefficients;
Decoding {j'ill includes means for decoding quantized coefficients encoded with unequal lengths, and means for dequantizing quantized coefficients encoded with unequal lengths to obtain decoded transform coefficients. , the grayscale image is encoded and decoded by means of performing linear inverse transform on the decoded transform coefficients to obtain a decoded image signal.

(作用) 本発明では、,人間の視覚特性を考慮に入れて、変換係
数の選択を行ない、主観的な画質を十分高く保ちつつ、
高い圧縮率で濃淡画像を複合化できる。その原理は、各
変換係数に対し、人間の視覚に取って重要なものほど大
きな値を有するパラメータ発生し、係数選択に当たって
は、人間の視覚に対しある一定の重要度以上にあるもの
を選ぶことにある。
(Function) In the present invention, conversion coefficients are selected taking into consideration human visual characteristics, and while maintaining sufficiently high subjective image quality,
It is possible to compose grayscale images with a high compression rate. The principle is that for each conversion coefficient, the more important it is to human vision, the larger the parameter is generated, and when selecting coefficients, the more important it is to human vision, the more important it is to human vision. It is in.

このようにすると、一定の情報量のもとて主観的な画質
を改善するという観点からみると優れた符号化特性を得
ることができる。
In this way, excellent encoding characteristics can be obtained from the viewpoint of improving subjective image quality with a constant amount of information.

(実施例) 以下、本発明の実施例を第1図から第13図までを参照
して詳細に説明する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 13.

第1図に本発明による符号化装置と復号化装置のブロッ
ク図の一例を示す。変換器1は端子100より原画像信
号Fiθ,k)を入力して、これをNXN画素を1ブロ
ックとし線型変換し、変換係数Fi(u,v)を得る。
FIG. 1 shows an example of a block diagram of an encoding device and a decoding device according to the present invention. The converter 1 inputs an original image signal Fiθ,k) from a terminal 100, linearly transforms it using NXN pixels as one block, and obtains transformation coefficients Fi(u,v).

係数重み付けパラメータ発生器5において、線型変換が
2次元離散コサイン変換のときその発生信号W(u,v
)は、スタファンエリクソン(Staffen Eri
cson)「フリクエンシーウエイテドインチーフレー
ムハイブリッドコーディング、(Frequency 
WeightedInterframe Hyvrid
 Coding)  J Report No.TRI
TA−TTT−8401,Telecommunica
tion Theory)ElectricalEng
ineering, Royal Institute
 of Technology, Stockholm
J 1984年1月、以下、[文献4])に提案された
方式を参考にして人間の視覚特性考慮した係数選択を行
なうよう決めることができ、W(U,V)は高周波成分
ほど大差な値で、低周波成分ほど大きな値となる第2図
にブロックサイズが32 X 32画素(N=32)の
ときのW(u,v)の一例を示す。第2図では、実際に
重要となる低周波成分に対する値のみを示している。係
数選択器3はある閾値WTを設定し、W(u,v)>W
Tなる係数のみを選択する。第2図の例では、WT=0
.79に設定した場合選択される係数は、点線の内側の
ものである。これは第3図■で示した領域である。文献
3に従った方式で係数選択をする場合■とほぼ同じ大き
さの領域のものは、第2図において、実線の内側のもの
である。これは第4図の■で示した領域である。■と■
を比較すると、第5図に示したようになる。すなわち■
は■と■のにおいて共通に選択される領域であり、■は
■で選択され■で選択されない領域、■と■は■で選択
され■で選択されない領域である。■と■を比較すると
、その相違する点は■がW(u,v)の値が0.79〜
0.82と比較的大きな値の係数を選択しているのに対
し、■はW(u,v)の値が0.61〜0.78と比較
的小さな値の係数を選択しているところにあるすなわち
■は視覚的により重要な係数を選択しているのに対し、
■は視覚的により重要でない係数を選択しているととも
により重要な係数を切りすてている。したがって、同一
の情報量で比較すれば、人間の視覚特性を考慮に入ると
■のほうが■より画質がよくなることが理解されよう。
In the coefficient weighting parameter generator 5, when the linear transformation is a two-dimensional discrete cosine transformation, the generated signal W(u, v
) is Staffen Eri
cson) ``Frequency Weighted Inch-Frame Hybrid Coding, (Frequency
Weighted Interframe Hybrid
Coding) J Report No. TRI
TA-TTT-8401, Telecommunica
tion Theory) Electrical Eng.
ineering, Royal Institute
of Technology, Stockholm
J (January 1984, hereinafter referred to as [Reference 4]), it can be decided to select coefficients that take human visual characteristics into account, and W (U, V) has a larger difference as the frequency component increases. Figure 2 shows an example of W(u,v) when the block size is 32 x 32 pixels (N=32). In FIG. 2, only values for low frequency components that are actually important are shown. The coefficient selector 3 sets a certain threshold value WT, and W(u,v)>W
Select only the coefficient T. In the example in Figure 2, WT=0
.. When set to 79, the coefficients selected are those inside the dotted line. This is the area shown in Figure 3 (■). When coefficients are selected using the method according to document 3, the area approximately the same size as ■ is inside the solid line in FIG. This is the area indicated by ■ in FIG. ■ and ■
A comparison is shown in Figure 5. In other words, ■
is an area that is commonly selected in ■ and ■, ■ is an area that is selected in ■ but not in ■, and ■ and ■ is an area that is selected in ■ but not in ■. Comparing ■ and ■, the difference is that ■ has a value of W (u, v) of 0.79 ~
A coefficient with a relatively large value of 0.82 is selected, whereas a coefficient with a relatively small value of W (u, v) of 0.61 to 0.78 is selected in ■. In other words, ■ selects visually more important coefficients, whereas
(2) visually selects less important coefficients and discards more important coefficients. Therefore, if you compare the same amount of information, it will be understood that the image quality of ■ is better than ■ when human visual characteristics are taken into account.

文献1と文献2は係数の分散値のより大きなものを選択
しようとするものであるけれども、分散値の大きな係数
が必ずしも視覚的に重要な係数でないことに注意する必
要がある。文献1と文献2では係数の分散を測定した結
果、その値が小さいがために、視覚的重要な係数を切り
捨てることになることがままある。そのような場合には
、本発明のようにW(u,v)の値に基づき、W(u,
v) < WTなる係数を選択したほうが良好な画質が
得られることになる。
Although Reference 1 and Reference 2 attempt to select coefficients with larger variance values, it is necessary to note that coefficients with large variance values are not necessarily visually important coefficients. In References 1 and 2, as a result of measuring the coefficient variance, the value is small, so visually important coefficients are often discarded. In such a case, W(u, v) is calculated based on the value of W(u, v) as in the present invention.
v) Better image quality can be obtained by selecting a coefficient such that <WT.

ここで本発明の文献4との相違について説明しよう。基
本的な違いは、本発明では係数の選択をした後量子化す
るのに対し、文献4では係数の選択処理は全く行なわず
、量子化のみを行なう点である。したがって文献4の方
法では、視覚的に重要でない係数でも不等長符号化して
送る場合が多く、より情報量発生するにもかかわらず画
質の改善度は小さい場合が多い。たとえば第6図におい
てX印は文献4の方法で符号化する場合の有意係数であ
るとしよう。ここで有意係数とは量子化してもゼロにな
らない係数のことである。文献4の方法では全ての有意
係数を囲む最小の矩形を求めその矩形の内側の係数を不
等長符号化する。そのとき矩形の内側にある係数は、有
意係数であろうとなかろうと不等長符号化の符号化対象
となる。第6図の場合、この矩形の太きさはU方向にk
c”=15,v方向にlc′=12である。したがって
第6図の場合、文献4の方法ではkc’lc’ = 1
5 X 12 = 180個の係数が符号化対象となる
。そのうち170個の量子化係数がゼロであり、有意係
数は10個である。もしゼロの量子化係数1個が1ビッ
トで符号化でき、有意係数1個が平均3ビットで符号化
できるとしよう。この場合には、第6図の量子化係数は
文献4の方法では約170 X 1 + 10 X 3
 = 200ビットで符号化できる。これに対し本発明
では、あらかじめ視覚的に重要な係数を選ぶ。たとえば
第3図において■で示した領域、すなわち第6図で実線
を示した領域の内側にある係数のみを選択し、符号化対
象とする。したがって第6図の場合、(u,v)=(1
5.12)に存在する有意係数は、視覚的に重要でない
ので、切捨てられる。その外の有意係数9個を囲む最小
の矩形を求める、その大きさはU方向のk。=12,1
c=9である。したがって第6図の場合、本発明では ko1。=12X9二108個の係数が符号化対象とす
る。そのうち99個の量子化係数がゼロであり、有意係
数は9個である。前述のようにゼロの量子化係数が1ビ
ットで符号化でき、有意係数1個が平均3ビットで符号
化できるとしよう。このとき第6図の量子化係数は本発
明では、約108 + 9 X 3 = 135ビット
で符号化できる。文献4の方法では約200ビット必要
であったので、本発明では約33%符号量が削減できた
ことになる。このように本発明では、文献4の方法と比
較して、ほとんど画質を低下させずに、大幅に情報量を
削減できる場合が多い。
Here, the differences between the present invention and Document 4 will be explained. The basic difference is that in the present invention, coefficients are selected and then quantized, whereas in Document 4, coefficient selection processing is not performed at all, and only quantization is performed. Therefore, in the method of Document 4, even visually unimportant coefficients are often encoded with unequal length and sent, and the degree of improvement in image quality is often small despite the generation of a larger amount of information. For example, assume that the X marks in FIG. 6 are significant coefficients when encoding using the method of Document 4. Here, a significant coefficient is a coefficient that does not become zero even after quantization. In the method of Reference 4, a minimum rectangle surrounding all significant coefficients is found and the coefficients inside the rectangle are encoded with unequal length. At that time, coefficients located inside the rectangle are subjected to unequal length encoding, regardless of whether they are significant coefficients or not. In the case of Figure 6, the thickness of this rectangle is k in the U direction.
c''=15, lc'=12 in the v direction. Therefore, in the case of FIG. 6, kc'lc' = 1 in the method of Document 4.
5×12=180 coefficients are to be encoded. Among them, 170 quantized coefficients are zero, and 10 are significant coefficients. Suppose that one quantized coefficient of zero can be encoded with one bit, and one significant coefficient can be encoded with an average of three bits. In this case, the quantization coefficient in FIG. 6 is approximately 170 X 1 + 10 X 3 using the method of Document 4.
= Can be encoded with 200 bits. In contrast, in the present invention, visually important coefficients are selected in advance. For example, only the coefficients located inside the area indicated by ■ in FIG. 3, that is, the area indicated by the solid line in FIG. 6, are selected and made to be encoding targets. Therefore, in the case of Figure 6, (u, v) = (1
The significant coefficients present in 5.12) are truncated as they are visually insignificant. Find the smallest rectangle that encloses the other nine significant coefficients, the size of which is k in the U direction. =12,1
c=9. Therefore, in the case of FIG. 6, ko1 in the present invention. =12×92108 coefficients are to be encoded. Of these, 99 quantized coefficients are zero, and 9 are significant coefficients. Assume that a quantized coefficient of zero can be encoded with one bit, and one significant coefficient can be encoded with an average of three bits, as described above. In this case, according to the present invention, the quantized coefficients shown in FIG. 6 can be encoded with approximately 108 + 9 x 3 = 135 bits. Since the method of Reference 4 required about 200 bits, the present invention was able to reduce the amount of code by about 33%. As described above, in the present invention, compared to the method of Document 4, the amount of information can be significantly reduced in many cases with almost no deterioration in image quality.

本発明の基本的な構成は、第1図で示したが、これに対
し種々の改良を加え、より符号化効率をアップすること
は可能である。その1例を第7図に示す。第1図と比較
すると、第7図では、符号化側おいては係数選択器11
と量子化器18との間に係数重み付け器12が挿入され
ており、復号化側におしては、逆変換器20と逆量子化
器工8のの間に係数逆重み付け器19が挿入されている
。第7図の考え方は、視覚的に重要な係数はより細く量
子化し、視覚的に重要でない係数はよりあらく量子化し
ようとするものであり、文献4にその方法は紹介されて
いる。すなわち係数重み付けパラメータ発生器により発
生される信号W(u,v)によって選択された変換係数
fgi(u,v)をW(u,v)によって重み付けた後
、量子化器13によって一様量子化するならば、W(u
,v)の大きなfTi(u,■)はあらく量子化され、
W(u,v)の対かなfTi(u,v)は細かく量子化
されたのと同等になる。
Although the basic configuration of the present invention is shown in FIG. 1, it is possible to make various improvements to it to further improve encoding efficiency. An example is shown in FIG. In comparison with FIG. 1, in FIG. 7, on the encoding side, the coefficient selector 11
A coefficient weighter 12 is inserted between the inverse transformer 20 and the inverse quantizer 18, and on the decoding side, a coefficient inverse weighter 19 is inserted between the inverse transformer 20 and the inverse quantizer 8. There is. The idea shown in FIG. 7 is to quantize visually important coefficients more finely and to quantize visually unimportant coefficients more roughly, and this method is introduced in Reference 4. That is, after weighting the transform coefficient fgi (u, v) selected by the signal W (u, v) generated by the coefficient weighting parameter generator by W (u, v), the quantizer 13 uniformly quantizes the selected transform coefficient fgi (u, v) by W (u, v). If so, then W(u
, v), the large fTi(u, ■) is roughly quantized,
The pair fTi(u,v) of W(u,v) is equivalent to being finely quantized.

W(u,v)の大きな係数は視覚的に重要な係数であり
、小さな係数はあまり重要でない係数である。復号化側
では、係数重み付け器19において逆量子化器18の出
力をW(u,v)で割ることにより、復号化変換係数f
TH(u,v)を得る。
Large coefficients of W(u,v) are visually important coefficients, and small coefficients are less important coefficients. On the decoding side, the coefficient weighter 19 divides the output of the inverse quantizer 18 by W(u,v) to obtain the decoded transform coefficient f
Obtain TH(u,v).

さらに第7図のブロック図から発展して、第8図に示す
符号化復号化装置を得ることもできる。第8図における
画像符号器22および画像複合器30のブロック図は第
11図に示す。第8図における複雑度検出器23のブロ
ック図は、第9図に示す。第8図はにおけるコントラス
ト検出器24のブロック図第10図示す。第8図におい
て、送信側では、端子100よりi番目の原画像信号F
4(j,k)を入力しコントラスト検出器24、複雑度
検出器23および画像符号器22に加える。コントラス
ト検出器24では、i番目に入力した画像信号Fi(j
,k)に対しはコントラストCi(j,k)を定め、画
像特徴パラメータ符号器26及び画像復号符号化パラメ
ータ設定器25に加える。Ciθ,k)の値は、たとえ
ば画像が高コントラストのとき0、中コントラストのと
き1、低コントラストのとき2である。
Furthermore, the encoding/decoding apparatus shown in FIG. 8 can be obtained by further developing from the block diagram of FIG. 7. A block diagram of the image encoder 22 and image composite unit 30 in FIG. 8 is shown in FIG. A block diagram of the complexity detector 23 in FIG. 8 is shown in FIG. 9. FIG. 8 shows a block diagram of the contrast detector 24 in FIG. In FIG. 8, on the transmitting side, the i-th original image signal F is sent from the terminal 100.
4(j,k) is input and added to the contrast detector 24, complexity detector 23 and image encoder 22. The contrast detector 24 receives the i-th input image signal Fi(j
, k), the contrast Ci (j, k) is determined and added to the image feature parameter encoder 26 and the image decoding encoding parameter setter 25. The value of Ciθ,k) is, for example, 0 when the image is high contrast, 1 when the image is medium contrast, and 2 when the image is low contrast.

複雑度検出器23では、i番目に入力した画像信号Fi
θ,k)に対し複雑度Gi(j,k)を定め、画像特徴
パラメータ符号器26に加える。Gi(i,k)の値は
、たとえば、画像信号”i(J,k)の複雑度が高いブ
ロックで0、画像信号Fi(j,k)の複雑度が低いブ
ロックで1である。画像特徴パラメータ符号器26はC
i(j,k),Giθ,k)および領域信号BiQ,k
)をハフマン符号化あるいはランレングス符号化などで
不等長符号化しマルチプレクサ27に加える領域信号B
i(i.k)については後に詳しく説明する。Ci(j
,k),Giθ,k),Biθ,k)は各ブロック内で
一定の値をとる。画像符号化パラメータ設定器25は、
Ci(],k),Giθ,k)およびBiθ,k)の値
に応じて量子化ステップサイズ、係数切り捨ての基準を
示すパラメータを定め画像符号化22に加える。画像符
号器22は、定められた符号化パラメータに従ってi番
目の画像信号Fiθ,k)を符号化しマルチプレクサ1
8に加える。マルチプレクサ18は、まず画像特徴パラ
メータ符号器は26の出力を選択し、次に画像符号器2
2の出力を選択し、伝送路28へ出力する。
In the complexity detector 23, the i-th input image signal Fi
A complexity Gi(j, k) is determined for θ, k) and added to the image feature parameter encoder 26. The value of Gi (i, k) is, for example, 0 for a block in which the image signal "i (J, k) has a high degree of complexity, and 1 for a block in which the image signal Fi (j, k) has a low degree of complexity." The feature parameter encoder 26 is C
i(j,k), Giθ,k) and area signal BiQ,k
) is unequal-length encoded using Huffman encoding or run-length encoding, and is added to the multiplexer 27.
i(i.k) will be explained in detail later. Ci(j
, k), Giθ,k), and Biθ,k) take constant values within each block. The image encoding parameter setter 25 is
Parameters indicating the quantization step size and coefficient truncation criteria are determined according to the values of Ci(], k), Giθ, k), and Biθ, k) and are added to the image encoding 22. The image encoder 22 encodes the i-th image signal Fiθ,k) according to predetermined encoding parameters and sends it to the multiplexer 1.
Add to 8. The multiplexer 18 first selects the output of the image feature parameter encoder 26 and then selects the output of the image feature parameter encoder 2.
2 is selected and output to the transmission line 28.

受信側では、伝送路28人力より、符号化された画像コ
ントラスト信号、画像複雑度信号および領域信号と、符
号化された画像信号を受け取り、デイマルチプレクサ2
9によって、符号化された画像コントラスト信号、画像
複雑度信号および領域信号と、符号化された画像信号は
分離され、符号化された画像コントラスト信号、符号化
された加増複雑度および符号化された領域信号は画像特
徴パラメータ復号器32、符号化された画像信号は画像
復号器30に加える。画像特徴パラメータ復号器32は
、画像特徴パラメータ符号器26に対応したものであり
、復号化によりi番目の画像の各ブロックに対する画像
コントラスト信号C:(j,k)、画像複雑度信号Gi
(j,k)および領域信号Bi(j,k)を得、画像復
号化パラメータ設定器21に加える。画像復号化パラメ
ータ設定器31は、画像復号器20に対し、Ciθ,k
),Gi(j,k)およびBi(i,k)の値に応じて
量子化ステップサイズ、係数切り捨ての基準を示すバラ
メータなどの符号化パラメータを定め、画像復号器30
に加える。画像復号器30は、定められた符号化パラメ
ータに従って画像符号器16に対応した動作を行ない、
符号化された画像信号を復号化し、i番目の復号化画像
I’i(j,k)を得、出力端子101に出力する。
On the receiving side, the encoded image contrast signal, image complexity signal, area signal, and encoded image signal are received from the transmission line 28, and the encoded image signal is sent to the day multiplexer 2.
9, the coded image contrast signal, the coded additive complexity signal, and the coded image signal are separated from the coded image contrast signal, the coded additive complexity signal, and the coded image signal. The region signal is applied to an image feature parameter decoder 32, and the encoded image signal is applied to an image decoder 30. The image feature parameter decoder 32 corresponds to the image feature parameter encoder 26, and decodes the image contrast signal C: (j, k) and image complexity signal Gi for each block of the i-th image.
(j, k) and area signal Bi(j, k) are obtained and added to the image decoding parameter setter 21. The image decoding parameter setter 31 sets Ciθ,k for the image decoder 20.
), Gi (j, k), and Bi (i, k), the image decoder 30
Add to. The image decoder 30 performs an operation corresponding to the image encoder 16 according to the determined encoding parameters,
The encoded image signal is decoded to obtain the i-th decoded image I'i (j, k), which is output to the output terminal 101.

次に複雑度検出器23の一例を、第9に示す。i番目の
原画像信号Fi(i,k)は端子100より入力し、平
均値検出器36でNXN画素を1ブロックとし、ブロッ
ク内でのFi(j,k)の平均値AVEを検出する。2
値化回路33で、AVEを閾値としてFi(j,k)を
2値化し2値信号LiO,k)を得、変化点係数器34
へ加える。変化点係数器34は2値信号Li(j,k)
の各ブロックにおける水平方向変化点数NHiθ,k)
および垂直方向変化点数NyH(i,k)を計数する。
Next, an example of the complexity detector 23 is shown in the ninth example. The i-th original image signal Fi (i, k) is input from the terminal 100, and the average value detector 36 makes one block of N×N pixels and detects the average value AVE of Fi (j, k) within the block. 2
The digitization circuit 33 binarizes Fi(j,k) using AVE as a threshold value to obtain a binary signal LiO,k), and the change point coefficient unit 34
Add to. The change point coefficient unit 34 receives a binary signal Li(j,k)
The number of horizontal change points NHiθ,k) in each block of
and the number of vertical change points NyH(i,k).

NHi(j,k)および各ブロックで一定の値をとる。NHi(j,k) takes a constant value for each block.

複雑度測定器35は、たとえば、Nni(j,k)とN
vi(i,k)のいずれか大きい方の値が、ある閾値よ
り大のとき複雑度が高いとしGi(3,k) = oを
端子107へ出力し、逆にある閾値より小のとき複雑度
が低いとしGt(j,k)= 1を端子107へ出力す
る。複雑度の検出は、NxN画素のブロックごとに行な
うので、Gi(i,k)は各ブロックごとに一定の値を
とる。
For example, the complexity measuring device 35 calculates Nni (j, k) and N
When the larger value of vi (i, k) is greater than a certain threshold, it is assumed that the degree of complexity is high, and Gi (3, k) = o is output to the terminal 107, and conversely, when it is smaller than a certain threshold, the degree of complexity is high. If the temperature is low, Gt(j,k)=1 is output to the terminal 107. Since complexity detection is performed for each block of N×N pixels, Gi(i,k) takes a constant value for each block.

次にコントラスト検出器24の一例を、第10図に示す
。i番目の原画像信号Fiθ,k)を端子100より入
力し、最高レベル検出器38でNXN画素を1ブロック
とし、ブロック内での最高レベルMAXを検出する。一
方最低レベル検出器39でブロック内での最低レベルM
INを検出する。減算器40で、MAX 一MINを各
ブロックで計算し差分ヒストグラム測定器は43へ加え
る。差分ヒストグラム測定器43では、MAX−MIN
の頻度分布を1枚の画像当たりに求め、例えば第12図
のような結果を得る。印鑑あるいは、指紋の押捺像のよ
うな画像を考えればわかるように、画像の背景部分では
レベル変動は少なく、従ってMAX−MINは小さいと
考えられる。非背景部分ではその逆で、レベル変動は大
きく、従ってMAX−MINは大きいと考えられる。そ
れゆえ第12図のようなMAX−MINの頻度分布が得
られた時は、頻度分布の谷を与える点dBを境界として
、それよりがMAX − MIN小さい領域は非背景領
域、それよりMAX−MINが小さい領域は背景領域と
する。第10図では、谷検出器44が、差分ヒストグラ
ム測定器43より差分類度分布を受け取り、差分類度分
布の谷を与えるMAX − MINの値dBを求め、背
景検出器45へ加える。背景検出器45は、各ブロック
のレベル差MAX−MINがaBより小さいか否かを判
定し、小さいときBi(j,k)=1すなわち背景とし
、大きいときBiθ,k)= 0すなわち非背景とする
。以後Biθ,k)を領域信号と呼ぶことにする。第1
0図の背景分離ではNXN画素のブロックごとに背景と
非背景の分離を行なうので、Bi(j,k)は各ブロッ
クごとに一定の値をとる。しかし特に背景領域検出ブロ
ックサイズがNXNでなくともよい。他のサイズたとえ
ばN/2 X N/2でもよい制御回路46ば各部はに
同期信号、クロック信号を提供し制御する。
Next, an example of the contrast detector 24 is shown in FIG. The i-th original image signal Fiθ,k) is inputted from the terminal 100, and the highest level detector 38 makes one block of N×N pixels and detects the highest level MAX within the block. On the other hand, the lowest level detector 39 detects the lowest level M in the block.
Detect IN. A subtracter 40 calculates MAX - MIN for each block and a difference histogram measuring device adds it to 43. In the differential histogram measuring device 43, MAX-MIN
The frequency distribution of is calculated for each image, and a result as shown in FIG. 12, for example, is obtained. As can be seen from an image such as a seal stamp or a fingerprint imprint, there is little level variation in the background portion of the image, and therefore MAX-MIN is considered to be small. In the non-background part, the opposite is true, the level fluctuation is large, and therefore MAX-MIN is considered to be large. Therefore, when a frequency distribution of MAX-MIN as shown in Fig. 12 is obtained, the area where MAX-MIN is smaller than the point dB that gives the valley of the frequency distribution is the non-background area, and the area where MAX-MIN is smaller than that is the non-background area. A region with a small MIN is defined as a background region. In FIG. 10, the valley detector 44 receives the difference classification distribution from the difference histogram measuring device 43, calculates the value dB of MAX-MIN that gives the valley of the difference classification distribution, and adds it to the background detector 45. The background detector 45 determines whether the level difference MAX-MIN of each block is smaller than aB, and when it is small, Bi (j, k) = 1, that is, background, and when it is large, Bi θ, k) = 0, that is, non-background. shall be. Hereinafter, Biθ,k) will be referred to as a region signal. 1st
In the background separation shown in FIG. 0, the background and non-background are separated for each block of N×N pixels, so Bi(j,k) takes a constant value for each block. However, the background area detection block size does not necessarily have to be NXN. A control circuit 46, which may be of other sizes, such as N/2 x N/2, provides synchronization and clock signals to and controls each section.

コントラスト測定器42は、例えばヒストグラム測定器
4lよりNXN画素ごとの原画像信号の輝度頻度分布を
受け取り、輝度頻度分布の頻度値が予め定められた値n
1より犬なる最低輝度dB1、頻度値が予め定められた
値n1より小になる最高輝度がdB2のとき、W”dB
2−dB1が予め定められた値W1より大なるときCi
(j,k)=0コントラスト大、Wが予め定められた値
W2より小なるときCiθ,k) :2コントラスト小
、その他のときCiO,k)=xコントラスト中とする
。但しW1 > W2とする。第13図に輝度頻度分布
とnl,W,dB1,dB2の一例を図示する。W=d
B2−dB1とし.たが、Wにはこの他にもいろいろな
定義の方法がある。たとえばW=(dB2−dB1)/
dB2+dB1でもよい。
The contrast measuring device 42 receives the brightness frequency distribution of the original image signal for each NXN pixel from the histogram measuring device 4l, for example, and sets the frequency value of the brightness frequency distribution to a predetermined value n.
When the lowest luminance dB1 is greater than 1, and the highest luminance at which the frequency value is smaller than a predetermined value n1 is dB2, W" dB
When 2-dB1 is greater than a predetermined value W1, Ci
(j, k) = 0 high contrast; when W is smaller than a predetermined value W2, Ci θ, k): 2 contrast is low; otherwise, CiO, k) = x medium contrast. However, W1 > W2. FIG. 13 illustrates an example of the luminance frequency distribution and nl, W, dB1, and dB2. W=d
Let B2-dB1. However, there are many other ways to define W. For example, W=(dB2-dB1)/
It may be dB2+dB1.

Ciθ,k)は1ブロック(NXN画素)で一定の値を
とる。
Ciθ,k) takes a constant value for one block (NXN pixels).

第11図に、第8図の画像符号器22、画像符号化パラ
メータ設定器25、画像復号器30、画像復号化パラメ
ータ設定器31の一例を示す。第11図において送信側
では、変換器47は、端子100よりi番目画像信号F
j(j,k)を入力し、NxN画素のブロックごとに分
割して、(1)式にしたがって線形変換を行ない、変換
係数fi(u,v)を得、係数を選択器48へ加える。
FIG. 11 shows an example of the image encoder 22, image encoding parameter setter 25, image decoder 30, and image decoding parameter setter 31 in FIG. 8. In FIG. 11, on the transmitting side, the converter 47 receives the i-th image signal F from the terminal 100.
j (j, k) is input, divided into blocks of N×N pixels, linear transformation is performed according to equation (1), transformation coefficients fi (u, v) are obtained, and the coefficients are added to the selector 48.

係数選択器48は、係数重み付けパラメータ発生器52
より係数選択の基準を示すパラメータW(u,v)を受
け取り、W(u,v)に基づき係数を選択し、選択した
係数FTi(u,v)を係数重み付け器49に加える。
The coefficient selector 48 includes a coefficient weighting parameter generator 52
A parameter W(u,v) indicating a criterion for coefficient selection is received, a coefficient is selected based on W(u,v), and the selected coefficient FTi(u,v) is added to the coefficient weighter 49.

係数重み付け器49は文献4に提案された方式に従い人
間の視覚特性を考慮した係数量子化を行なうため、あら
かじめ変換係数を高周波成分になるにしたがい低めに重
み付けしW(u,v)FTH(u,v)を得、その結果
を量子化器50へ加える。量子化器50は、画像符号化
パラメータ設定器53より量子化ステップサイズΔ:(
j,k)を受け取り、量子化ステップサイズΔi(j,
k)で係数重み付け器49から受け取った係数W(u+
v)FTH(u,v)を量子化し、量子化レベル番号(
W(u,v)FTi(u.V))Nを得、不等長符号化
器51へ加える。量子化器50は、有効係数の存在を示
すパラメータkc,1oも求めこれを不等長符号化器3
2に加える。不等長符号化器32は、ハフマン符号化な
どを用いて量子化された係数W(u,v)FTH(u,
v)Nをおよびkc,lcを圧縮符号化し、圧縮符号,
を得、端子104へ加える。端子104は第8図のマル
チプレクサ27に接続されているる第11図において受
信側では不等長復号化器58は、不等長符号化器51に
対応した動作を行ない、圧縮符号を復号化し量子化され
た係数(W(u,v)FTi(u,v))Nおよびk。
The coefficient weighter 49 performs coefficient quantization in consideration of human visual characteristics according to the method proposed in Reference 4, so that the transform coefficients are weighted lower in advance as they become higher frequency components, and W(u,v)FTH(u , v) and add the result to the quantizer 50. The quantizer 50 sets the quantization step size Δ:(
j, k) and quantization step size Δi(j,
The coefficient W(u+
v) Quantize FTH (u, v) and set the quantization level number (
W(u,v)FTi(u.V))N is obtained and added to the unequal length encoder 51. The quantizer 50 also obtains a parameter kc, 1o indicating the existence of an effective coefficient, and passes this to the unequal length encoder 3.
Add to 2. The unequal length encoder 32 encodes coefficients W(u,v)FTH(u,v) quantized using Huffman encoding or the like.
v) compression encode N and kc, lc, compressing code,
is obtained and applied to terminal 104. The terminal 104 is connected to the multiplexer 27 in FIG. 8. On the receiving side in FIG. 11, the unequal length decoder 58 performs an operation corresponding to the unequal length encoder 51 and decodes the compressed code. Quantized coefficients (W(u,v)FTi(u,v))N and k.

,1cを得、逆量子化器57に加える。逆量子化器57
は、画像復号化パラメータ測定器59より量子化ステッ
プサイズΔi(j,k)を受け取り、量子化された係数
を逆量子化しW(u,v)fi(u,v)を得、係数逆
重み付け器56に加える。係数逆重み付け器56は、係
数重み付け器49と逆の動作をし、W(u,v)f’i
(u,v)をW(u,v)で割ってri(u,v)を得
、逆変換器55ヘ加える。W(u,v)は、係数重み付
けパラメータ発生器55へ加える。
, 1c is obtained and added to the inverse quantizer 57. Inverse quantizer 57
receives the quantization step size Δi(j,k) from the image decoding parameter measuring device 59, dequantizes the quantized coefficients to obtain W(u,v)fi(u,v), and performs coefficient inverse weighting. Add to container 56. The coefficient inverse weighter 56 operates inversely to the coefficient weighter 49, and W(u,v)f'i
(u,v) is divided by W(u,v) to obtain ri(u,v), which is added to the inverse transformer 55. W(u,v) is applied to the coefficient weighting parameter generator 55.

W(u,v)は、係数重み付けパラメータ発生器54か
ら得られる。
W(u,v) is obtained from the coefficient weighting parameter generator 54.

次にΔiθ,k)およびBi(i,k)を定める方法に
ついて説明する。第11図において、Δi(i,k)を
定める方法についてまず説明する。
Next, a method for determining Δiθ,k) and Bi(i,k) will be explained. In FIG. 11, a method for determining Δi(i,k) will first be described.

第11図においてΔiθ,k)は、Bi(i,k)=0
すなわち非背景領域では、例えば表1のごとく定めるこ
とができる。
In FIG. 11, Δiθ,k) is Bi(i,k)=0
That is, in the non-background area, it can be determined as shown in Table 1, for example.

表1 表において、例えば、 Δ3くΔ2くΔ1(6) Δ3I<Δ2I<ΔII(7) Δ1くΔr                  (8
)Δ2くΔ2I(9) Δ3くΔ3′(10) である。この考え方は、コントラストが低く複雑度の高
いときほど量子化ステップサイズΔi(j,k)を小さ
くし、コントラストが高く複雑度の低いときほど量子化
ステップサイズΔiθ,k)を大きくしようというもの
である。この考え方は、コントラストの低いほどあるい
は複雑度の高いほどブロック歪みなどの符号化歪みが人
間の目につきやすいことに着目している。但し、Ci(
],k),Bi(j,k)の値いかんにかかわらず背景
領域すなわちBi(j,k)= 1なるときはコントラ
ストが極端に低いのでΔi(j,k)を表1の全てのΔ
iθ,k)よりも小なるΔ0に設定する。このようにす
れば、ブロック歪みなどの符号化歪みが目につきにくく
なり、良好な画質で画像を符号化できる。さらにこのと
きBi(i.k)= 1なる背景領域全てに渡ってその
輝度を平均して背景平均レベルを得、このレベルに符号
化してもよい。
Table 1 In the table, for example, Δ3 × Δ2 × Δ1 (6) Δ3I<Δ2I<ΔII (7) Δ1 × Δr (8
) Δ2 × Δ2I (9) Δ3 × Δ3' (10). The idea is to make the quantization step size Δi(j,k) smaller when the contrast is low and the complexity is high, and to increase the quantization step size Δiθ,k) when the contrast is high and the complexity is low. be. This idea focuses on the fact that the lower the contrast or the higher the complexity, the more noticeable coding distortions such as block distortion are to the human eye. However, Ci(
], k), Bi (j, k), the contrast is extremely low in the background region, that is, when Bi (j, k) = 1, so Δi (j, k) is calculated by all Δ in Table 1.
iθ,k) is set to be smaller than Δ0. In this way, encoding distortion such as block distortion becomes less noticeable, and images can be encoded with good image quality. Furthermore, at this time, the luminance may be averaged over all the background regions where Bi(i.k)=1 to obtain a background average level, and this level may be encoded.

以上コントラストに関しては3分類、複雑度に関して2
分類する場合を取上げ説明してきたが、分類数について
はいろいろ考えられる。たとえば分類数を増やしてコン
トラストに関しては4分類、複雑度に関して4分類する
などである。あるいは分類数を減らしてコントラストに
関して2分類、複雑度に関して2分類するなどである。
There are 3 classifications regarding contrast and 2 classifications regarding complexity.
Although we have explained the case of classification, there are many ways to think about the number of classifications. For example, the number of classifications may be increased, such as 4 classifications for contrast and 4 classifications for complexity. Alternatively, the number of classifications may be reduced, such as two classifications for contrast and two classifications for complexity.

(発明の効果) 本発明では、人間の視覚特性を考慮に入れて、変換係数
の選択を行ない、主観的な画質を十分高く保ちつつ、高
い圧縮率で濃淡画像を符号化できる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, conversion coefficients are selected taking human visual characteristics into consideration, and a grayscale image can be encoded at a high compression rate while maintaining sufficiently high subjective image quality.

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

第1図は、本発明の符号化復号化装置のブロック図の一
例を示す図、第2図は係数重み付けパラメータの一例を
示す図、第3図は本発明による係数選択領域の一例を示
す図、第4図は従来の方式による係数選択領域の一例を
示す図、第5図は本発明による係数選択領域と従来の方
式による係数選択領域の比較を示す図、第6図は本発明
により符号化対象となる係数の比較を示す図、第7図は
本発明の符号化装置のブロック図の一例を示す図、第8
図は本発明の符号化復号化装置の一例を示す図、第9図
は複雑度検出器の一例を示す図、第10図はコントラス
ト検出器の一例を示す図、第11図は画像符号器、画像
符号化パラメータ設定器、画像復号器、画像復号化パラ
メータ設定器用いた実施例を示す図、第12図は背景分
離手法を説明するための図、第13図はコントラスト検
出手法を説明するための図、第14図は変換を用いた従
来の符号化復号化装置のブロック図である。 図において 1,10,47,60・・・変換器、2,11,48,
61・・・係数選択器、5,15,21,52.54・
・・係数重み付けパラメータ発生器、3,13,50,
62・・・量子化器、4,14.51・・・不等長符号
化器、6,16,28.64・・・伝送路、7,17.
58・・・不等長復号化器、8,18,57,65・・
・逆量子化器、9,20,55.60−・・逆変換器、
12.49・・・係数重み付け器、19.56・・・係
数逆重み付け器、22・・・画像符号器、23・・・複
雑度検出器、24・・・コントラスト検出器、25・・
・画像符号化パラメータ設定器、26・・・画像特徴パ
ラメータ復号器、27・・・マルチブレクサ、29・・
!デイマルチブレクサ、30・・・画像復号器、31・
・・画像復号化パラメータ設定器、33.・・2値化回
路、34・・・変化点計数器、36・・・平均値検出器
、38・・・最高レベル検出器、39・・・最低レベル
検出器、40・・・減算器、42・・・コントラスト測
定器、43・・・差分コントラスト測定器、44・・・
谷検出器、45・・・背景検出器、466・・制御回路
、63・・・係数分敗測定器。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a block diagram of an encoding/decoding apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of coefficient weighting parameters, and FIG. 3 is a diagram showing an example of a coefficient selection area according to the present invention. , FIG. 4 is a diagram showing an example of the coefficient selection area according to the conventional method, FIG. 5 is a diagram showing a comparison between the coefficient selection area according to the present invention and the coefficient selection area according to the conventional method, and FIG. FIG. 7 is a diagram showing an example of a block diagram of the encoding device of the present invention, and FIG. 8 is a diagram showing a comparison of coefficients to be encoded.
The figure shows an example of the encoding/decoding device of the present invention, FIG. 9 shows an example of a complexity detector, FIG. 10 shows an example of a contrast detector, and FIG. 11 shows an image encoder. , an image encoding parameter setting device, an image decoder, and a diagram showing an example using the image decoding parameter setting device, FIG. 12 is a diagram for explaining the background separation method, and FIG. 13 is a diagram for explaining the contrast detection method. and FIG. 14 are block diagrams of a conventional encoding/decoding device using transformation. In the figure, 1, 10, 47, 60... converter, 2, 11, 48,
61... Coefficient selector, 5, 15, 21, 52.54.
... Coefficient weighting parameter generator, 3, 13, 50,
62... Quantizer, 4, 14. 51... Unequal length encoder, 6, 16, 28. 64... Transmission line, 7, 17.
58... Unequal length decoder, 8, 18, 57, 65...
・Inverse quantizer, 9, 20, 55.60--inverse transformer,
12.49... Coefficient weighter, 19.56... Coefficient inverse weighter, 22... Image encoder, 23... Complexity detector, 24... Contrast detector, 25...
- Image encoding parameter setter, 26... Image feature parameter decoder, 27... Multiplexer, 29...
! Day multiplexer, 30... Image decoder, 31...
...Image decoding parameter setting device, 33. ... Binarization circuit, 34... Change point counter, 36... Average value detector, 38... Maximum level detector, 39... Minimum level detector, 40... Subtractor, 42... Contrast measuring device, 43... Differential contrast measuring device, 44...
Valley detector, 45... Background detector, 466... Control circuit, 63... Coefficient breakdown measuring device.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)符号化側では、入力画像信号を複数のブロックに
分割し、ブロックごとに入力画像信号を線型変換して変
換係数を得、人間の視覚特性を考慮した係数重み付けパ
ラメータに基づき変換係数を選択し、選択された係数を
量子化し、量子化された係数を不等長符号化し、復号化
側では、不等長符号化された量子化係数を不等長復号化
、不等長復号化された量子化係数を逆量子化して復号化
変換係数を得、復号化変換係数を線型逆変換して復号化
画像信号を得る濃淡画像信号の符号化復号化方法。
(1) On the encoding side, the input image signal is divided into multiple blocks, the input image signal is linearly transformed for each block to obtain transformation coefficients, and the transformation coefficients are calculated based on coefficient weighting parameters that take into account human visual characteristics. Select, quantize the selected coefficients, perform unequal length encoding on the quantized coefficients, and on the decoding side perform unequal length decoding and unequal length decoding on the unequal length encoded quantized coefficients. A method for encoding and decoding grayscale image signals, in which dequantized quantized coefficients are dequantized to obtain decoded transform coefficients, and the decoded transform coefficients are linearly inversely transformed to obtain a decoded image signal.
(2)符号化側では、入力画像信号を複数のブロックに
分割し、ブロックごとに入力画像信号を線型変換して変
換係数を得る手段と、人間の視覚特性を考慮した係数重
み付けパラメータに基づき変換係数を選択する手段と、
選択された変換係数を量子化する手段と、量子化された
係数を不等長符号化する手段と、復号化側では不等長符
号化された量子化係数を不等長復号化する手段と、不等
長復号化された量子化係数を逆量子化して復号化変換係
数を得る手段と、復号化変換係数を線型逆変換して復号
化画像信号を得る手段を有することを特徴とする濃淡画
像信号の符号化復号化装置。
(2) On the encoding side, the input image signal is divided into multiple blocks, and the input image signal is linearly transformed for each block to obtain transformation coefficients, and the transformation is performed based on coefficient weighting parameters that take into account human visual characteristics. means for selecting coefficients;
means for quantizing the selected transform coefficients; means for unequal-length encoding the quantized coefficients; and means for unequal-length decoding the quantized coefficients encoded on the decoding side. , a gradation system characterized by having means for dequantizing quantized coefficients that have been decoded with unequal length to obtain decoded transform coefficients, and means for linearly inversely transforming the decoded transform coefficients to obtain a decoded image signal. Image signal encoding/decoding device.
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