JPH03285460A - 画像データ圧縮符号化方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像データを、記憶又は伝送に際し、圧縮符
号化してデータ量を大幅に削減するための、かかる画像
データ圧縮符号化方式に関するものである。

〔従来の技術〕

第６図は、従来の直交変換（例えばＤＣＴ：離散コサイ
ン変換）を用いた画像データ圧縮符号化方式を示すフロ
ーチャートである。同チャートはステンブＳ１〜Ｓ５か
ら成っている。

第６図を参照する。撮像された入力画像信号（Ｙ、Ｃｒ
、Ｃｂ）は、ステップ３１において、適当な大きさ（８
Ｘ８）画素のブロックに分割され、次いでステップＳ２
において２次元ＤＣＴにより直交変換される。変換の目
的は、ブロックの画像波形を互いに独立あるいは相関の
ない基本波形成分に分解することにある。

直交変換により求められた変換係数は、ステップＳ３に
おいて、しきい値処理によりしきい値以下のものがＯに
セットされ、ステップＳ４において、しきい値処理され
た変換係数を線形量子化する。量子化及びしきい値係数
は、変換係数の画像上の位置により異なり、具体的には
、画像上の２次元位置（ｉ、ｊ）の変換係数値をＸＦ（
ｆ、ｊ）、対応する量子化及びしきい値係数ｑｓ（ｉ、
ｊ）？！：すると量子化された変換係数Ｑ（ｉ、ｊ）は
、となる。

ここで　Ｌ　」　は端数の切捨てを意味する。

量子化された変換係数は、はとんどが０となり、次の手
順により符号化を行なう。

得られた変換係数のマトリックスは、第７図に示すよう
に、前述の基本波形成分の中のＤＣ成分とＡＣ成分に分
けられ、それぞれについて別々に符号化を行なう。ＤＣ
成分は予測符号化したものをハフマン符号化する。ＡＣ
成分は、しきい値。

量子化処理によりほとんどが０となる。

ＡＣ成分を第８図に示すように、低周波側から高周波側
へとジグザグにスキャンし、０以外のＡＣ成分は、変換
係数をハフマン符号化し、０の場合は、Ｏが並んだ数（
ラン長）をハフマン符号化し、第９図（ａ）、　　（ｂ
）に見られる如き、それぞれ別々のハフマン符号化テー
ブルにより符号化を行ない圧縮する。

つまり変換係数は、第９図（ａ）に見られるハフマンテ
ーブルにより符号化して圧縮し、数字０のラン長は、第
９図（ｂ）に見られるハフマンテーブルにより符号化し
て圧縮するわけである。

なお、画像データの変換符号化について記載した文献と
しては、「画像工学ハンドブック」編集者・樋渡洞二・
１９８６年５月２０日・朝食書店発行のｐＨ４〜ＰＩ　
１９を挙げることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の圧縮符号化方式において使用する、第９図に示し
た如きハフマンテーブルは、数枚の画像により、統計量
を調べてテーブルを作成する。しかし、このようにして
作成したテーブルは、同種類の画像を扱う場合には最適
であるかもしれないが、同一画像においても、ある領域
ごとに見た場合、また、まったく異なる性質の画像に対
しては、作成したテーブルが必ずしも最適ではない。

このようにＤＣＴを利用した従来の画像データ圧縮符号
化方式においては、作成し使用したハフマンテーブルに
より圧縮率は大きく左右される。

圧縮効率を上げるためには、変換係数として発生確率の
高い値（通常０に近い１桁の整数）をどれだけ低ビット
で表現できるかがキーポイントとなる。

本発明は、上記問題点を解決するために提案されたもの
で、その目的とするところは、圧縮効率を一段と向上す
ることのできる画像データ圧縮符号化方式を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的達成のため、本発明による画像データ圧縮符号
化方式では、変換係数の採り得る範囲が小さければそれ
に応じて該変換係数に対する符号化コードとして、必要
とするビット数の最大値を小さくした符号化テーブルと
、変換係数の採り得る範囲が大きければそれに応じて該
変換係数に対する符号化コードとして、必要とするビッ
ト数の最大値を大きくした符号化テーブルの如く、変換
係数の採り得る範囲に応して符号化テーブルを複数枚用
意しておき、変換係数を符号化する際、複数枚の符号化
テーブルを、所要のビット数が少なくて済むように切り
換えて用いることにした。

〔作用〕

その結果、量子化後の変換係数を可能な限り低ピント数
で表現することが可能となり、圧縮率を向上させること
ができる。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細な説明する。

求めた変換係数の量子化処理までは、従来方式と同様で
あるので説明を省略する。

第２図は、量子化後の変換係数のスキャニングの態様を
示す説明図であり、同図に示すように、本発明では、高
周波側から低周波側へとジグザグにスキャンするもので
ある。

第３図は、本発明で使用するための符号化テーブルの一
部を示す説明図である。同図（ａ）に示すコード１のテ
ーブルは、コード長が２　ｂｉｔで２種類の変換係数を
実現でき、（ｂ）に示すコード２は、コード長が３ｂｉ
ｔで４種類、（Ｃ）に示すコード３は、コード長が４　
ｂｉｔで８種類、　（ｄ）に示すコード４は、コード長
が５ｂｉｔで１６種類（ｅ）に示すコード５は、コード
長が６　ｂｉｔで３２種類、それぞれ変換係数を表現可
能である。

通常高周波側は、はとんどＯであり、また０に近い値を
とる。量子化後の変換係数を第２図に示したスキャニン
グにより高周波側からジグザグにスキャンし、０でない
値が出現したら、その僅に応じて第３図の符号化コード
を切り換えて用いる。

具体的に説明する。スキャン開始の後、変換係数の値と
して１．または−１が出現すると、第３図（ａ）のコー
ドｌを使用して２ビツトで符号化を行ない、２または、
−２が出現すると、（ｂ）のコード２に切り換えて３ビ
ツトで符号化を行い、３または、−３が出現すると、（
Ｃ）のコード３に切り換えて４ビツトで符号化を行い、
５または。

５が出現すると、（ｄ）のコード４に切り換えて５ビツ
トで符号化を行う。

つまり、現在使用中のコードにて符号化できない範囲の
変換係数が出現した場合に、レンジの広いコードに切り
換え、そうでない限り、所要ビット数の少なくてすむそ
れまでのコードを用いるようにし、コードが切り換わっ
た場合には、そのことが分かるように、第４図に見られ
るような、コートテーブルに対応した切換コードを挿入
する。

量子化後の変換係数が第５図に示されるようなものであ
る場合、これを第２図に示す如きジグザグスキャン方式
で、上述した如く本発明に従ってコートテーブルを切り
換えて符号化すると、第１図に示すように、符号化コー
ドが切り換わり、切換コード（ハンチを施した部分）が
挿入される。

対象画像が滑らかな画像の場合、第５図のような変換係
数の配列が得られるが、画像を分割して得られるブロツ
クが、急峻なエツジを含んだ画像ブロックである場合に
は、高周波領域に大きな値の変換係数が存在する場合も
あり、このような場合、従来技術で用いたハフマン符号
テーブルを別のコード番号のテーブルとして設けておい
て使用する方が、符号化効率のよい場合もあり、そのよ
うに選択することも勿論、可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、直交変換を用いて
画像データを圧縮する符号化方式において、ビット長の
異なる複数の符号化テーブルを用意しておき、直交変換
により変換されたデータとしての変換係数を、高周波側
から低周波側へとジグザグにスキャンし符号化する際、
量子化後の変換係数の値に応じて、上記複数の符号化テ
ーブルの中から適切なものを選択して用いるようにした
ため、発生確率の高い低周波領域部の変換係数値につい
て、低ビット数で符号化でき、−段と圧縮効率の向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した結果としての符号化コードの
切り換わり状況の一例を示す説明図、第２図は本発明に
よるジグザグスキャンのスキャン態様を示す説明図、第
３図は本発明において用いる複数の符号化テーブルを示
す説明図、第４図は本発明において用いる切換コードを
示す説明図、第８図は従来技術によるジグザグスキャン
のスキャン態様を示す説明図、第９図はハフマンチーフ
ルの例を示す説明図、である。 符号の説明 ５１〜Ｓ５・・・ステップ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）対象とする画像をブロックに分割し、各ブロックに
   含まれる画素に、直交変換を施して、互いに独立な基本
   波成分に分解し、変換の出力値である変換係数を個別に
   量子化した後、予め設定したその閾値より大きいものを
   選び出し、２次元平面上に高周波成分から低周波成分に
   かけて順にジグザグに配列し、これをその順に走査して
   得られる変換係数を符号化する画像データ圧縮符号化方
   式において、 変換係数の採り得る範囲が小さければそれに応じて該変
   換係数に対する符号化コードとして、必要とするビット
   数の最大値を小さくした符号化テーブルと、変換係数の
   採り得る範囲が大きければそれに応じて該変換係数に対
   する符号化コードとして、必要とするビット数の最大値
   を大きくした符号化テーブルの如く、変換係数の採り得
   る範囲に応じて該変換係数に対する符号化コードとして
   必要とするビット数の最大値を大きく、或いは小さく決
   めた符号化テーブルを複数枚用意しておき、２次元平面
   上に高周波成分から低周波成分にかけて順にジグザグに
   配列した前記変換係数を、その順に走査して符号化する
   際、前記複数枚の符号化テーブルを、所要のビット数が
   少なくて済む順に、順次切り換えて用いながら符号化す
   ることを特徴とする画像データ圧縮符号化方式。