JPH03195179A - Picture data compressing system - Google Patents
Picture data compressing systemInfo
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- JPH03195179A JPH03195179A JP1332656A JP33265689A JPH03195179A JP H03195179 A JPH03195179 A JP H03195179A JP 1332656 A JP1332656 A JP 1332656A JP 33265689 A JP33265689 A JP 33265689A JP H03195179 A JPH03195179 A JP H03195179A
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Landscapes
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野〕
この発明は画像データを圧縮して伝送または記録するた
めの画像データ圧縮方式に関し、特に圧縮後の符号化デ
ータ量が固定の固定長符号化方式%式%
〔従来の技術〕
画像の高能率符号化方式として、離散コサイン変換(D
CT : Discrete Co51ne Tra
nsform)を用いる方式が知られている。離散コサ
イン変換は画像データをブロック化して2次元行列とし
て変換するもので、得られる変換係数の各成分は画像デ
ータのそのブロック内での空間周波数成分と見なすこと
ができる。例えば、1ブロックN×N画素の画像データ
に対してDCTを施すと、得られるN×Nマトリクスの
変換係数の一番左上の数値が画像の直流成分を表し、そ
れから下の数値はど縦波の高周波成分を、それから右の
数値はど横波の高周波成分を表す。従って、DCT係数
を見るとそのブロックに含まれる周波数成分が観測でき
る。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an image data compression method for compressing and transmitting or recording image data, and particularly relates to fixed length encoding in which the amount of encoded data after compression is fixed. Method % Formula % [Prior art] Discrete cosine transform (D
CT: Discrete Co51ne Tra
nsform) is known. Discrete cosine transformation transforms image data into blocks and transforms them into a two-dimensional matrix, and each component of the resulting transform coefficients can be regarded as a spatial frequency component within that block of image data. For example, when DCT is applied to image data of one block of N×N pixels, the upper leftmost value of the transform coefficients of the resulting N×N matrix represents the DC component of the image, and the lower value represents the longitudinal waveform. The number on the right represents the high frequency component of the transverse wave. Therefore, by looking at the DCT coefficients, the frequency components included in that block can be observed.
種々の周波数領域への直交変換のうちでDCTが用いら
れる理由は、高速演算アルゴリズムが確率していること
、画像の実時間変換を可能とする1チツプLSIの実現
が見込めること、さらに符号化効率に直接影響する低周
波成分への電力集中度の点で最適直交変換であるKL変
換と殆ど同等の特性を示すことにある。Among the orthogonal transforms to various frequency domains, DCT is used because it has a reliable high-speed calculation algorithm, the possibility of realizing a 1-chip LSI that enables real-time image transformation, and the fact that it has high coding efficiency. The purpose of this method is to exhibit almost the same characteristics as the KL transform, which is an optimal orthogonal transform, in terms of the degree of power concentration in low frequency components that directly affect the .
画素間相関の強い画像では、その信号電力の大部分が低
周波側に集中することが知られている。It is known that in images with strong inter-pixel correlation, most of the signal power is concentrated on the low frequency side.
低周波成分への電力集中度に優れた直交変換であるDC
Tを用いて周波数領域に変換し、DCT係数の高域をカ
ットして信号電力が集中して分布する成分の係数のみを
符号化すれば、全体としての情報量を削減することがで
き、高能率の符号化が実現できる。DC is an orthogonal transform with excellent power concentration in low frequency components.
By converting the DCT coefficients into the frequency domain using T, cutting the high frequency range of the DCT coefficients, and encoding only the coefficients of the components where the signal power is concentrated, the overall amount of information can be reduced. Efficiency encoding can be realized.
〔発明が解決しようとする課題]
ところが、画像の周波数成分の分布は予測できないため
、従来はDCT係数の高域カット周波数を経験的に定め
ている。このため、固定長符号化の場合、全ブロックに
ついてDCTによる圧縮を行い、その結果の符号量が所
定のデータ量をオーバした場合は、高域カット周波数を
より低域に落とし最初からDCTによる圧縮をやり直す
か、あるいは画像データの間引き等によって解像度を下
げ所定のデータ量に近づけるかしている。他方、圧縮後
の符号量が所定のデータ量よりはるかに少ない場合は、
高域カット周波数をより高域側に上げて最初から圧縮し
直すか、あるいは余ったデータ領域にFILLコードを
埋めるなどして対応している。[Problem to be Solved by the Invention] However, since the distribution of frequency components of an image cannot be predicted, conventionally, the high cut frequency of the DCT coefficient is determined empirically. For this reason, in the case of fixed-length encoding, all blocks are compressed using DCT, and if the resulting code amount exceeds the predetermined amount of data, the high-frequency cut frequency is lowered to a lower frequency and compression is performed using DCT from the beginning. Either the process is redone, or the resolution is lowered by thinning out the image data to bring it closer to the predetermined amount of data. On the other hand, if the amount of code after compression is much less than the predetermined amount of data,
This can be done by increasing the high-frequency cut frequency to a higher level and recompressing from the beginning, or by filling in the extra data area with a FILL code.
また、DCTによる圧縮は高域カット周波数が同じでも
、画像によって圧縮率・符号量が違ってくる。あるメデ
ィアに数種類の画像を圧縮符号化した形で記憶させたく
ても、−画面当たりの符号量がまちまちであるため、途
中でメディアの容量が足りなくなったり、あるいは余り
すぎて利用効率の非常に悪いものになってしまう。また
、従来の方法で符号量を一定にしても通信に使う場合は
通信前処理に掛かる時間が長くなりすぎて実用的ではな
い。Furthermore, in compression using DCT, even if the high cut frequency is the same, the compression rate and code amount differ depending on the image. Even if you want to store several types of images in compressed and encoded form on a certain medium, the amount of code per screen varies, so the capacity of the medium may run out midway through, or there may be too much left over, resulting in very poor usage efficiency. It ends up being bad. Further, even if the amount of code is kept constant using the conventional method, when used for communication, the time required for communication pre-processing is too long to be practical.
さらに、顔写真のように人の注目が中央に集中する場合
、風景画などと同じような方法で高域カット周波数を求
めるのは適当ではない。もし周囲と中央部分との周波数
成分のバラツキが大きい場合は注目すべき中央部分に適
した高域カット周波数が得られない場合もある。5従っ
て、できるだけ注目部分を忠実に再現できるような高域
カット周波数を選ばなければならない。Furthermore, when people's attention is concentrated in the center, such as in a photograph of a face, it is not appropriate to determine the high cut frequency using the same method as in a landscape painting. If there is a large variation in frequency components between the periphery and the center, it may not be possible to obtain a high cut frequency suitable for the center of interest. 5. Therefore, it is necessary to select a high cut frequency that can reproduce the part of interest as faithfully as possible.
この発明は、このような課題についての解決のためにな
されたもので、画像データを効率よく、かつ高速に圧縮
・伝送でき、しかも固定長符号化において無駄のない高
画質の伝送ができ、またメディアを効率よく使った記憶
装置を実現することのできる画像データ圧縮方式を提供
することを目的とする。This invention was made to solve these problems, and it is possible to compress and transmit image data efficiently and at high speed, and also to transmit high-quality images with no waste in fixed-length encoding. An object of the present invention is to provide an image data compression method that can realize a storage device that uses media efficiently.
この発明による画像データ圧縮方式は、一枚の入力画像
を、1ブロックN×N画素からなる複数のブロックに分
割し、さらに上記一枚の入力画像を、各々複数のブロッ
クからなる複数のエリアに分割し、各エリア内の特定の
位置に位置するブロックを、当該ブロックの代表ブロッ
クとして選択し、この選択した各ブロックについて離散
コサイン変換によるデータ圧縮を行い、これらのブロッ
クの平均圧縮率が必要とする入力画像全体の固定圧縮率
と近似するように離散コサイン変換係数の高域カット周
波数パラメータを定めることにより、入力画像を所定の
圧縮率に圧縮するようにする。The image data compression method according to the present invention divides one input image into a plurality of blocks each consisting of N×N pixels, and further divides the one input image into a plurality of areas each consisting of a plurality of blocks. Divide the area, select a block located at a specific position within each area as the representative block, perform data compression using discrete cosine transform for each selected block, and calculate the average compression rate of these blocks as required. The input image is compressed to a predetermined compression rate by determining the high-frequency cut frequency parameter of the discrete cosine transform coefficient so as to approximate the fixed compression rate of the entire input image.
この発明によれば、各エリアの代表ブロックから画像全
体の周波数成分を予測し、その平均圧縮率が所定の圧縮
率となるように高域カット周波数パラメータを求め、こ
のパラメータで代表ブロックをDCT圧縮した場合の圧
縮率をもって画像全体をDCT圧縮するので、固定長符
号化方式における画像データの圧縮が高速・高品質で可
能となる。According to this invention, the frequency components of the entire image are predicted from the representative block of each area, the high-frequency cut frequency parameter is determined so that the average compression rate becomes a predetermined compression rate, and the representative block is subjected to DCT compression using this parameter. Since the entire image is subjected to DCT compression using the compression ratio obtained when
第1図はこの発明による画像データ圧縮方式の処理手順
を示すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing the processing procedure of the image data compression method according to the present invention.
まず、対象となる一枚のカラー画像を、1ブロックN×
N画素からなる複数のブロックに分割する(ステップ3
1)。First, one target color image is divided into 1 block N×
Divide into multiple blocks consisting of N pixels (Step 3
1).
次に、この対象となる一枚のカラー画像を、複数のエリ
アに分け、各エリアの中央のブロックを、そのエリアの
代表ブロックとして特定する。この例では、第2図に示
すように、画像を9つのエリアE1〜E9に分け、中央
のブロック81〜B9を代表ブロックとする(ステップ
S2)。Next, this single target color image is divided into a plurality of areas, and the block in the center of each area is identified as the representative block of that area. In this example, as shown in FIG. 2, the image is divided into nine areas E1 to E9, and the central blocks 81 to B9 are designated as representative blocks (step S2).
次いで、仮パラメータF′をDCT係数に対する高域カ
ット周波数パラメータとして設定する(ステップ33)
。Next, the temporary parameter F' is set as a high cut frequency parameter for the DCT coefficient (step 33).
.
そして、ブロック81〜B9にそれぞれDCTを施し、
得られるDCT係数に対して仮パラメータF′で高域成
分をカットしたのち符号化し、ブロックB1〜Bsの圧
縮率Y1〜Y9を求める(ステップ34)。Then, DCT is applied to each of blocks 81 to B9,
The obtained DCT coefficients are encoded after cutting high-frequency components using a temporary parameter F', and compression ratios Y1 to Y9 of blocks B1 to Bs are determined (step 34).
続いて、求めた圧縮率Y1〜Y9から次式で求められる
平均値Yを求め、平均圧縮率Yとする(ステップS5)
。Next, from the obtained compression ratios Y1 to Y9, an average value Y is calculated using the following formula, and is set as the average compression ratio Y (step S5).
.
次いで、この平均圧縮率Yが予め求めた所定の圧縮率X
に近似しているか否か判定する(ステップS6)。画像
の固定長符号化では、符号化(圧縮)された結果のデー
タ量が画像の性質にかかわらず一定であるので、所定の
圧縮率Xは次式で定義される。Next, this average compression ratio Y is determined as a predetermined compression ratio X.
It is determined whether or not it is approximated to (step S6). In fixed-length encoding of an image, the amount of data as a result of encoding (compression) is constant regardless of the nature of the image, so the predetermined compression rate X is defined by the following equation.
したがって、圧縮率Xは原画像のデータ量によって決ま
る。Therefore, the compression ratio X is determined by the amount of data of the original image.
ステップS6において、圧縮率Yが圧縮率Xに近似して
おらず、圧縮率Yの方が大きければ(ステップS7)、
仮パラメータF′を高域化しくステップS8)、逆に小
さければ(ステップS7)、低域化しくステップS9)
、ステップS4に戻って変更した仮パラメータF′によ
って新たな圧縮率Y1〜Y9を求める。In step S6, if the compression ratio Y is not close to the compression ratio X and the compression ratio Y is larger (step S7),
The temporary parameter F' is set to a higher range (step S8), and if it is smaller (step S7), the temporary parameter F' is set to a lower range (step S9).
, the process returns to step S4 and new compression ratios Y1 to Y9 are determined using the changed temporary parameters F'.
こうしてステップ34〜S9の処理を繰り返し、ステッ
プS6で平均圧縮率Yが所定の圧縮率Xに近似している
と判定されると、この圧縮率Yがこの画像の求める高域
カット周波数パラメータFとして規定される(ステップ
510)。In this way, the processes of steps 34 to S9 are repeated, and when it is determined in step S6 that the average compression ratio Y is close to the predetermined compression ratio X, this compression ratio Y is used as the high-frequency cut frequency parameter F for this image. (step 510).
このようにして求めたパラメータFによって、対象とな
る画像の全ブロックに対してDCT圧縮を行う(ステッ
プ511)。DCT compression is performed on all blocks of the target image using the parameter F determined in this way (step 511).
なお、前述の実施例では、各エリアE1〜E9の中央の
ブロック81〜B9の圧縮率Y1〜Y9の平均値を平均
圧縮率Yとするようにしたが、中央のブロックBSを重
くみて、次式のような加重平均を取り、平均圧縮率Yと
するようにしてもよい。In the above embodiment, the average value of the compression ratios Y1 to Y9 of the central blocks 81 to B9 of each area E1 to E9 is set as the average compression ratio Y, but the central block BS is considered to be more important and the following It is also possible to take a weighted average as shown in the equation and set it as the average compression ratio Y.
8
また、前述の実施例では、各エリアE1〜E9の中央の
ブロックを、そのエリアの代表ブロックとするようにし
たが、第3図に示すように、各エリア毎に画像の中央に
最も近い位置のブロックを、そのエリアの代表ブロック
とするようにしてもよい。8 In addition, in the above embodiment, the center block of each area E1 to E9 was set as the representative block of that area, but as shown in FIG. A block at a position may be a representative block of that area.
この発明によれば、符号量固定の画像圧縮が容易となり
、符号量に応じて最も高速かつ高品質の画像圧縮が可能
となり、画像データ蓄積が効率よく行われる。また、画
像伝送においても、通信時間が画像の性質にかかわらず
一定となり、伝送前処理が大幅に短縮されるので、高速
かつ高品質な画像伝送が可能となる。According to the present invention, image compression with a fixed code amount is facilitated, the highest speed and highest quality image compression is possible according to the code amount, and image data is efficiently stored. Furthermore, in image transmission, the communication time is constant regardless of the nature of the image, and pre-transmission processing is significantly shortened, making it possible to transmit images at high speed and with high quality.
第1図はこの発明による画像データ処理方式の処理手順
を示すフローチャート、
第2図は各エリアの代表ブロックの位置を示す画像図、
第3図は他の実施例による各エリアの代表ブロックの位
置を示す画像図である。
PS −73720(2/3)Fig. 1 is a flowchart showing the processing procedure of the image data processing method according to the present invention, Fig. 2 is an image diagram showing the position of the representative block of each area, and Fig. 3 is the position of the representative block of each area according to another embodiment. FIG. PS-73720 (2/3)
Claims (2)
る複数のブロックに分割し、さらに上記一枚の入力画像
を、各々複数のブロックからなる複数のエリアに分割し
、上記各エリア内の特定の位置に位置するブロックを、
当該ブロックの代表ブロックとして選択し、この選択し
た各ブロックについて離散コサイン変換によるデータ圧
縮を行い、これらのブロックの平均圧縮率が必要とする
上記入力画像全体の固定圧縮率と近似するように上記離
散コサイン変換係数の高域カット周波数パラメータを定
めることにより、上記入力画像を所定の圧縮率に圧縮す
ることを特徴とする画像データ圧縮方式。(1) Divide one input image into a plurality of blocks each consisting of N×N pixels, further divide the one input image into a plurality of areas each consisting of a plurality of blocks, and divide each of the above areas into The block located at a specific position within
Each selected block is selected as a representative block, data is compressed by discrete cosine transform, and the discrete cosine transform is applied so that the average compression rate of these blocks approximates the required fixed compression rate of the entire input image. An image data compression method characterized in that the input image is compressed to a predetermined compression rate by determining a high-frequency cut frequency parameter of a cosine transform coefficient.
力画像の中央に位置するブロックの圧縮率を重くみて加
重平均した値であることを特徴とする請求項1記載の画
像データ圧縮方式。(2) The image data compression method according to claim 1, wherein the average compression rate of each selected block is a weighted average of the compression rate of a block located at the center of the input image.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1332656A JPH03195179A (en) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | Picture data compressing system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1332656A JPH03195179A (en) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | Picture data compressing system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03195179A true JPH03195179A (en) | 1991-08-26 |
Family
ID=18257403
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1332656A Pending JPH03195179A (en) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | Picture data compressing system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03195179A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5956430A (en) * | 1996-02-19 | 1999-09-21 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Image information coding apparatus and method using code amount of a selected pixel block for changing coding parameter |
-
1989
- 1989-12-25 JP JP1332656A patent/JPH03195179A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5956430A (en) * | 1996-02-19 | 1999-09-21 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Image information coding apparatus and method using code amount of a selected pixel block for changing coding parameter |
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