JPH02305271A - 画像データ圧縮方法 - Google Patents
画像データ圧縮方法Info
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- JPH02305271A JPH02305271A JP1126334A JP12633489A JPH02305271A JP H02305271 A JPH02305271 A JP H02305271A JP 1126334 A JP1126334 A JP 1126334A JP 12633489 A JP12633489 A JP 12633489A JP H02305271 A JPH02305271 A JP H02305271A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000013144 data compression Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T9/00—Image coding
- G06T9/004—Predictors, e.g. intraframe, interframe coding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
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。
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〕
本発明は多階調画像データの圧縮・符号化方法に係り、
特に予測符号化法の改良に関する。
特に予測符号化法の改良に関する。
多階調画像データの高能率符号化方式として広く利用さ
九ているものに予測符号化法がある（吹抜敬彦著「画像
のディジタル信号処理」（増補版）、ｐｐ１４６〜Ｊ−
６４、日刊工業新聞社、１９８７年８月２５日発行）。
九ているものに予測符号化法がある（吹抜敬彦著「画像
のディジタル信号処理」（増補版）、ｐｐ１４６〜Ｊ−
６４、日刊工業新聞社、１９８７年８月２５日発行）。
一般に予測符号化法では、現在の画素の階調値をその周
辺の符号化済み画素の階調値に基づく予測関数を用いて
予測する。さらに、この予測値と実際の階調値との差分
値を予め定められた非線形特性に従って変換しく非線形
量子化）、その変換差分値に対応した符号（コード）を
割り当てる。
辺の符号化済み画素の階調値に基づく予測関数を用いて
予測する。さらに、この予測値と実際の階調値との差分
値を予め定められた非線形特性に従って変換しく非線形
量子化）、その変換差分値に対応した符号（コード）を
割り当てる。
しかし、この手法により、画像入力装置から入力された
画像データを圧縮して符号化する場合、次のような問題
がある。
画像データを圧縮して符号化する場合、次のような問題
がある。
上記差分値の非線形量子化に適用する非線形特性は、主
として差分値の出現頻度に拠っている。
として差分値の出現頻度に拠っている。
即ち、出現頻度が高い部分は、差分値を細かいきざみ幅
で場合分けし、出現頻度が低い部分は逆に大まかなきざ
み幅で場合分けして、それぞれの場合に対応する代表値
を変換差分値とするのである。
で場合分けし、出現頻度が低い部分は逆に大まかなきざ
み幅で場合分けして、それぞれの場合に対応する代表値
を変換差分値とするのである。
差分値の出現頻度は、一般にその絶対値が小さなものほ
ど高く、大きなものほど低くなる傾向がある。従って、
差分値と変換差分値の関係は例えば第９図のようになる
。第９図によれば、差分値の絶対値が大きくなるほど、
１つの変換差分値に対応する差分値の変域が大きくなる
ことがわかる。
ど高く、大きなものほど低くなる傾向がある。従って、
差分値と変換差分値の関係は例えば第９図のようになる
。第９図によれば、差分値の絶対値が大きくなるほど、
１つの変換差分値に対応する差分値の変域が大きくなる
ことがわかる。
このことは、差分値の絶対値が大きくなるほど、実際の
差分値と変換差分値との誤差が大きくなる可能性が高く
なることを示している。この誤差が、符号化した画像デ
ータを復号化した際の原画像の階調値と復原画像の階調
値との誤差になるのである。特に、例えば差分値を第９
図のように変換した場合、差分値の絶対値が２３を越え
る場合は全て２７と変換されてしまう。その結果は次の
ようなことが起こる。一般に、差分値が大きくなるのは
、原画像の階調数が激しく変化する部分、例えばエツジ
部分で起こる。そこで、上記のように差分値の絶対値が
実際よりも小さな値に変換されると、復元画像での階調
数の変化が、原画像の階調数の変化よりもなだらかにな
り、例えばエッチ部がぼけるということになる。さらに
、予測符号化では、既に符号化した画素の階調値をもと
に新たな画素を予測するので、いったん大きな誤差が生
じると、それが後の画素にまで悪影響をおよぼすことに
なる。ところが、画像においてエツジ部というのは極め
て重要な情報を含んでいる部分であり、ここがぼけると
いうことは、画像品質を著しく劣化させることになる。
差分値と変換差分値との誤差が大きくなる可能性が高く
なることを示している。この誤差が、符号化した画像デ
ータを復号化した際の原画像の階調値と復原画像の階調
値との誤差になるのである。特に、例えば差分値を第９
図のように変換した場合、差分値の絶対値が２３を越え
る場合は全て２７と変換されてしまう。その結果は次の
ようなことが起こる。一般に、差分値が大きくなるのは
、原画像の階調数が激しく変化する部分、例えばエツジ
部分で起こる。そこで、上記のように差分値の絶対値が
実際よりも小さな値に変換されると、復元画像での階調
数の変化が、原画像の階調数の変化よりもなだらかにな
り、例えばエッチ部がぼけるということになる。さらに
、予測符号化では、既に符号化した画素の階調値をもと
に新たな画素を予測するので、いったん大きな誤差が生
じると、それが後の画素にまで悪影響をおよぼすことに
なる。ところが、画像においてエツジ部というのは極め
て重要な情報を含んでいる部分であり、ここがぼけると
いうことは、画像品質を著しく劣化させることになる。
従来、これを改善する方法としては１例えは特開昭５６
−１２９４８２号公報に示されているように、差分値の
絶対値が一定値以上になった場合は、差分値の代りに階
調値を符号化して誤差の伝播を防ぐ方法が知られている
。ところが、この方式では、差分値が所定値以下の場合
は差分値を変換せずにそのまま符号化している。原画像
の階調数が１６階階調度の場合はこの方式でも圧縮効果
が上がるが、２５６階調（８ピツ１へ）程度になると、
絶対値が所定値以下の差分値を全てそのまま符号化する
ことは、あまり圧縮効果が上がらない。
−１２９４８２号公報に示されているように、差分値の
絶対値が一定値以上になった場合は、差分値の代りに階
調値を符号化して誤差の伝播を防ぐ方法が知られている
。ところが、この方式では、差分値が所定値以下の場合
は差分値を変換せずにそのまま符号化している。原画像
の階調数が１６階階調度の場合はこの方式でも圧縮効果
が上がるが、２５６階調（８ピツ１へ）程度になると、
絶対値が所定値以下の差分値を全てそのまま符号化する
ことは、あまり圧縮効果が上がらない。
例えば第９図において、絶対値が３５以下の差分値を全
てそのまま符号化すると、それだけで６ビツ１〜のデー
タが必要になり、原画像の８ビツトデータに比べて圧縮
効果が上がっていない。
てそのまま符号化すると、それだけで６ビツ１〜のデー
タが必要になり、原画像の８ビツトデータに比べて圧縮
効果が上がっていない。
」二記従来方式の問題点を解決するため、本出願人は先
に特願平１−６７６７７号として、差分値が所定値以下
の場合、当該差分値を予め定められた非線形特性に従っ
て数少ない差分値に変換し、その変換差分値を符号化す
る方法を提案した。しかし、そこでは、差分値が所定値
を超えた場合は、従来と同様に階調値をそのまま符号化
している。
に特願平１−６７６７７号として、差分値が所定値以下
の場合、当該差分値を予め定められた非線形特性に従っ
て数少ない差分値に変換し、その変換差分値を符号化す
る方法を提案した。しかし、そこでは、差分値が所定値
を超えた場合は、従来と同様に階調値をそのまま符号化
している。
従って、もし、原画像の階調像が８ビツトの情報で表現
されていれば、これをそのまま８ビツトで符号化するこ
とになり、この点においてやはりデータ圧縮の効果が上
がらない欠点がある。
されていれば、これをそのまま８ビツトで符号化するこ
とになり、この点においてやはりデータ圧縮の効果が上
がらない欠点がある。
本発明の目的は、」二記欠点を解決し、データ圧縮が更
に向上する画像データ圧縮方法を提供することにある。
に向上する画像データ圧縮方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明では、差分値の絶対
値が所定値を超えないときは、当該差分値を予め定めた
非線形量子化特性に従って変換して、その変換差分値に
対応した符号を割当てる共に、差分値の絶対値が所定値
を超えたときは、当該階調値を予め定めた線形電子化特
性に従って変換し、その変換階調値に対応した符号を割
当てるようにしたものである。
値が所定値を超えないときは、当該差分値を予め定めた
非線形量子化特性に従って変換して、その変換差分値に
対応した符号を割当てる共に、差分値の絶対値が所定値
を超えたときは、当該階調値を予め定めた線形電子化特
性に従って変換し、その変換階調値に対応した符号を割
当てるようにしたものである。
画像データを予測値と実際の階調値との差分値を用いて
符号化する場合、差分値が所定値を超えないときは、当
該差分値を予め定めた非線形量子化特性に従って変換し
て、その変換差分値を符号化し、差分値が所定値を超え
たときは、当該階調値を予め定めた線形電子化特性に従
って変換して、その変換階調値を符号化することで、符
号ピッ１〜数が非常に減少し、データ圧縮率が非常に向
」ニする。
符号化する場合、差分値が所定値を超えないときは、当
該差分値を予め定めた非線形量子化特性に従って変換し
て、その変換差分値を符号化し、差分値が所定値を超え
たときは、当該階調値を予め定めた線形電子化特性に従
って変換して、その変換階調値を符号化することで、符
号ピッ１〜数が非常に減少し、データ圧縮率が非常に向
」ニする。
以上、本発明の一実施例について図面により説明する。
第１図は本発明の一実施例のブロック図で、画像読取部
１、予測値計算部２、予測誤差計算部３゜量子化部４、
符号化部５よりなる。第２図は量子化部４の処理フロー
である。
１、予測値計算部２、予測誤差計算部３゜量子化部４、
符号化部５よりなる。第２図は量子化部４の処理フロー
である。
画像読取部Ｊ−は例えばスキャナで構成され、原稿を読
み取って多階調画像データを予測誤差計算部３に与える
。一方、予測値計算部２では、画像読取部上で読み取ら
れる現在の画素（注目画素）の階調値を、その周辺の符
号化済み画素の階調値に基づく予測関数を用いて予測し
、予測値を予測誤差計算部３に与える。
み取って多階調画像データを予測誤差計算部３に与える
。一方、予測値計算部２では、画像読取部上で読み取ら
れる現在の画素（注目画素）の階調値を、その周辺の符
号化済み画素の階調値に基づく予測関数を用いて予測し
、予測値を予測誤差計算部３に与える。
第３図は注目画素とその周辺の符号化済み画素の関係を
示したもので、Ｘが注目画素、Ａ、Ｂ。
示したもので、Ｘが注目画素、Ａ、Ｂ。
Ｃ，Ｄが符号化済み画素である。予測関数は、例えば、
Ｘ＝ （５Ａ＋２Ｂ＋２Ｃ−Ｄ）／８
で表わされ、ＸはＸの予」り値であることを示す。
ここて、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの値は実際の階調値そのままで
はなく、復号した際に得られる値である。
はなく、復号した際に得られる値である。
そのため、後述の量子化部４において量子化時にローカ
ル復号を行い、予測値計算部２では、その値を用いて予
測する。
ル復号を行い、予測値計算部２では、その値を用いて予
測する。
予測誤差計算部３では、画像読取部１から与えられる実
際の階調値Ｘと予測値計算部２で計算された予測値Ｘと
の差分値、 ｅ ＝ Ｘ −Ｘ を計算する。
際の階調値Ｘと予測値計算部２で計算された予測値Ｘと
の差分値、 ｅ ＝ Ｘ −Ｘ を計算する。
量子化部４では、差分値ｅの絶対値が所定値を超えるか
否か判定しくステップ４１）、超えないときは、該差分
値ｅを予め定めた非線形量子化特性に従って変換量子化
しくステップ４２）、超えたときは、階調値Ｘを予め定
めた線形量子化特性に従って変換量子化する（ステップ
４３）。
否か判定しくステップ４１）、超えないときは、該差分
値ｅを予め定めた非線形量子化特性に従って変換量子化
しくステップ４２）、超えたときは、階調値Ｘを予め定
めた線形量子化特性に従って変換量子化する（ステップ
４３）。
第４図は差分値非線形量子化特性の一例であり、差分値
ｅの絶対値が５０未満の場合、当該差分値ｅを３１ノベ
ルに分けて変換するものである。
ｅの絶対値が５０未満の場合、当該差分値ｅを３１ノベ
ルに分けて変換するものである。
第５図は階調値線形量子化特性の一例であり、例えば差
分値ｅの絶対値が５０以上の場合は、階調値Ｘを該線形
量子化特性に従って変換する。第５図では連続する３２
階調をまとめて１つの代表値に変換することを示してお
り、もし原画像が２５６階調（８ビツト）で表現されて
いれば、変換階調値は２５６／３２＝８レベル、即ち３
ピッ１−で表現できることになり、■画素当り５ビツト
の削減ができる。この場合、後述するように原階調デー
タ８ビットのうちの上位３ビツトをそのま用いることで
符号化ができる。
分値ｅの絶対値が５０以上の場合は、階調値Ｘを該線形
量子化特性に従って変換する。第５図では連続する３２
階調をまとめて１つの代表値に変換することを示してお
り、もし原画像が２５６階調（８ビツト）で表現されて
いれば、変換階調値は２５６／３２＝８レベル、即ち３
ピッ１−で表現できることになり、■画素当り５ビツト
の削減ができる。この場合、後述するように原階調デー
タ８ビットのうちの上位３ビツトをそのま用いることで
符号化ができる。
符号化部５では、量子化部４で変換の施こされた差分値
（変換差分値）あるいは階調値（変換階調値）について
符号化を行う。第６図は符号の具体例を示したもので、
（ａ）は第４図の変換差分値に対応し、（ｂ）は第５図
の変換階調値に対見、している。なお、第６図（ａ）お
よび（ｂ）とも、１ピツＩ〜目はフラグピッ１−（差分
／階調識別フラグ）である。例えば原画像データが２５
６階調（８ビツト）で表現され、もし、その階調値が８
５−０１０１０１０１なら、第５図より変換階値値は８
０となり、これを第６図（ｂ）に従って符号化すると、
フラグビットを除けば” ＯＬ Ｏ”となる。
（変換差分値）あるいは階調値（変換階調値）について
符号化を行う。第６図は符号の具体例を示したもので、
（ａ）は第４図の変換差分値に対応し、（ｂ）は第５図
の変換階調値に対見、している。なお、第６図（ａ）お
よび（ｂ）とも、１ピツＩ〜目はフラグピッ１−（差分
／階調識別フラグ）である。例えば原画像データが２５
６階調（８ビツト）で表現され、もし、その階調値が８
５−０１０１０１０１なら、第５図より変換階値値は８
０となり、これを第６図（ｂ）に従って符号化すると、
フラグビットを除けば” ＯＬ Ｏ”となる。
なお、差分値ｅの絶対値が５０未満でかつ変換差分値が
等しい画像が連続して現れる場合は、連続した個数をも
とにランレングス符号化すると、更にデータ圧縮効果が
上がる。このときは、変換差分値を表す符号列の後に、
ランレングスを表す符号列を連ねればよい。この−例を
第７図に示す。
等しい画像が連続して現れる場合は、連続した個数をも
とにランレングス符号化すると、更にデータ圧縮効果が
上がる。このときは、変換差分値を表す符号列の後に、
ランレングスを表す符号列を連ねればよい。この−例を
第７図に示す。
第７図において、※″にはランレングスの２進数コード
、例えば３はＯｌｌ、１１はＯＯＯ１，０１１が入る。
、例えば３はＯｌｌ、１１はＯＯＯ１，０１１が入る。
第４図乃至第７図を用いた具体的符号化の例を第８図に
示す。ここで、（ａ）は量子化部４の出力データで、正
方形の一つが１画素に対１志し、中の数字は、カッコを
付したものが変換差分値、付さないものが変換階調値で
ある。この第８図（、）のデータについて、第６図（ａ
）、（ｂ）を用いて符号化すると第８図（ｂ）のように
なり、第７図のランレングス符号を用いて符号化すると
第８図（ｃ）のようになる。
示す。ここで、（ａ）は量子化部４の出力データで、正
方形の一つが１画素に対１志し、中の数字は、カッコを
付したものが変換差分値、付さないものが変換階調値で
ある。この第８図（、）のデータについて、第６図（ａ
）、（ｂ）を用いて符号化すると第８図（ｂ）のように
なり、第７図のランレングス符号を用いて符号化すると
第８図（ｃ）のようになる。
以上の説明から明らかな如く、本発明によれば、予測符
号化法において、予測値と実際の階調値との差分値の擲
対値が所定値を超えないとき、当該差分値を非線形量子
化特性に従って変換して符号化することに加えて、差分
値の絶対値が所定値を超えたときは、当該階調値をその
まま符号化するのではなく、予め定められた線形量子化
特性に従って変換し、その変換階調値を符号化するので
、データ圧縮の効果を更に」二げることができる。
号化法において、予測値と実際の階調値との差分値の擲
対値が所定値を超えないとき、当該差分値を非線形量子
化特性に従って変換して符号化することに加えて、差分
値の絶対値が所定値を超えたときは、当該階調値をその
まま符号化するのではなく、予め定められた線形量子化
特性に従って変換し、その変換階調値を符号化するので
、データ圧縮の効果を更に」二げることができる。
第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は第１
図における量子化部の処理フロー図、第３図は注目画素
とその周辺の符号化済み画素の関係を示す図、第４図は
差分値非線形量子化特性の一例を示す図、第５図は階調
値線形量子化特性の一例を示す図、第６図及び第７図は
符号の一例を示す図、第８図は本発明によるね帰化処理
の具体例を示す図、第９図は従来の予測符号化法を説明
するだめの差分値非線形特性を示す図である。 １・・画像読取部、 ２ 予測値計算部、３・・・予測
誤差計算部、 ４・・量子化部、５・・・符号化部。 （λ） （り 第７図 （α） 一−−−−−−□−−−う 忙七号イｒ不ｒハ〔シ） ｏｏｏｏｏｏ○０１１０１０１００１００１０ Ｉｌ
ｌ １（−一一一一）
Ｕ−ノ（Ｃ） ９望朋写四ひとμ男几コ
図における量子化部の処理フロー図、第３図は注目画素
とその周辺の符号化済み画素の関係を示す図、第４図は
差分値非線形量子化特性の一例を示す図、第５図は階調
値線形量子化特性の一例を示す図、第６図及び第７図は
符号の一例を示す図、第８図は本発明によるね帰化処理
の具体例を示す図、第９図は従来の予測符号化法を説明
するだめの差分値非線形特性を示す図である。 １・・画像読取部、 ２ 予測値計算部、３・・・予測
誤差計算部、 ４・・量子化部、５・・・符号化部。 （λ） （り 第７図 （α） 一−−−−−−□−−−う 忙七号イｒ不ｒハ〔シ） ｏｏｏｏｏｏ○０１１０１０１００１００１０ Ｉｌ
ｌ １（−一一一一）
Ｕ−ノ（Ｃ） ９望朋写四ひとμ男几コ
Claims (1)
- （１）多階調画像データを圧縮して符号化する方法であ
って、注目画素の階調値をその周辺の符号化済み画素の
階調値に基づく予測関数を用いて予測し、予測値と実際
の階調値との差分値を利用して符号化する方法において
、 前記差分値の絶対値が所定値を超えないときは、当該差
分値を予め定めた非線形量子化特性に従って変換し、そ
の変換差分値に対応した符号を割当て、 前記差分値の絶対値が所定値を超えたときは、当該階調
値を予め定めた線形量子化特性に従って変換し、その変
換階調値に対応した符号を割当てる、 ことを特徴とする画像データ圧縮方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1126334A JPH02305271A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 画像データ圧縮方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1126334A JPH02305271A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 画像データ圧縮方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02305271A true JPH02305271A (ja) | 1990-12-18 |
Family
ID=14932609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1126334A Pending JPH02305271A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 画像データ圧縮方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02305271A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008228329A (ja) * | 2003-01-13 | 2008-09-25 | Nokia Corp | 限定されたビット数を用いる画像処理 |
| JP2016059053A (ja) * | 2015-11-12 | 2016-04-21 | インテル・コーポレーション | 非圧縮ビデオ相互接続で伝送される画像データの知覚的な損失のない圧縮 |
-
1989
- 1989-05-19 JP JP1126334A patent/JPH02305271A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008228329A (ja) * | 2003-01-13 | 2008-09-25 | Nokia Corp | 限定されたビット数を用いる画像処理 |
| US7715638B2 (en) | 2003-01-13 | 2010-05-11 | Nokia Corporation | Processing of images using a limited number of bits |
| USRE43256E1 (en) | 2003-01-13 | 2012-03-20 | Nokia Corporation | Processing of images using a limited number of bits |
| JP2016059053A (ja) * | 2015-11-12 | 2016-04-21 | インテル・コーポレーション | 非圧縮ビデオ相互接続で伝送される画像データの知覚的な損失のない圧縮 |
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