JPH0346484A - 画像処理装置 - 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、画像データの圧縮装置に関し、特に符号化時
に圧縮率を向上し、かつ復号化時に画像劣化を小さくし
た画像処理装置に関する。

〔従来の技術〕

近年５通信やデータ処理の発達に伴い画像を圧縮して、
これを伝送するといった要求が高まっている。

そこで、予測符号化や直交変換符号化を用いた各種の画
像圧縮方式が考案されている。

その例としては、特開昭６２−１５０４７５号公報に記
載のものが知られている。この画像処理装置では直交変
換を行なった後の変換係数に重み付けを行なうことによ
り、画像データの周波数処理または量子化レベルの操作
を行なっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記の従来装置は画像処理に際し、重み付け処理を行な
っており、符号化時と復号化時で同じ重み係数テーブル
を用いて量子化レベルの操作を行なっている。このため
圧縮率を向上させると画質の劣化を避けられない。

本発明の目的は、簡単な処理により圧縮率を向上させる
とともに、画質劣化の少ない方式を提案することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、請求項１の発明は、ディジ
タルデータに変換された入力画像データを直交変換する
直交変換器と、この直交変換器から出力された変換係数
に重み付けをする第１の重み付け器と、その重み付けさ
れた変換係数を符号化する符号化器とを少くとも備えた
符号化部と、圧縮されたデータを読出し又は受信して、
符号化された変換係数を復号化する復号化器と、復号化
された変換係数に重み付けをする第２の重み付け器、直
交変換器とを少くとも備えた復号化部とならなる画像処
理装置において。

第１の重み付け器のための第１の重み係数テーブルを圧
縮率を向上させるように形成し、第２の重み付け器のた
めの第２の重み係数テーブルを画質劣化を低減するよう
に形成した点に特徴がある。

請求項２の発明は、直交変換器から出力された変換係数
の分布を調べて１重み係数テーブルを変更するためのパ
ラメータを作る変更パラメータ発生器と、復号化器によ
って復号化された変更パラメータの値に従って、第２の
重み係数テーブルの内容を書き換えるテーブル書き換え
器とを、さらに設けた点に特徴がある。

請求項３の発明は、第２の重み付け器と直交逆変換器と
の間に、隣接するブロックの変換係数との相関により、
その変換係数を修正する修飾器を設けた点に特徴がある
。

〔作用〕

請求項１の第↓の重み付け器は第工の重み係数テーブル
を用いて圧縮処理を行うので、符号化時における変換係
数の圧縮率を高めることができる。

一方、第２の重み付け器は第２の重み係数テーブルを用
いて圧縮処理を行うので、圧縮率を高くしたことによっ
て失われた情報による画質劣化を小さくするように、そ
の変換係数を処理することができる。

請求項２の変更パラメータ発生器は、直交変換した後の
変換係数から係数の分布状態を調べ、これをもとにして
復号化部の重み係数テーブルを変更するための変更パラ
メータを作成する。一方。

テーブル書き換え器は、その変更パラメータの値に従っ
て第２の重み係数テーブルの内容を書き換える。

このため、変換係数を、再生画像の劣化が最も小さくな
るように復元することができる。

請求項３の修飾器は、第２の重み付け器から出力された
変換係数を、互に隣り合ったブロック中の同じ次数の係
数との相関により修正を加える。

この発明によれば、復号した変換係数を修正することか
できるばかりでなく、重み付けによって欠落した変換係
数を１周囲の係数から補間することも可能となり、画質
劣化を小さくすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実ｔ！例を図面を用いて説明する。

第■図に本発明の第１の実施例のブロック図を示す。な
お、本実施例では直交変換をＮ　Ｘ　Ｎ画素単位で行な
う。

第１図において、１は送信画像データ、２はアナログ信
号をディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器、３は画
像を記憶する画像メモリ、４は直交変換器、５は重み付
けと係数の整数化を行なう重み付け器、６は符号化用の
第１の重みの係数テーブル、７は符号化器、８は通信回
線とデータの送受信をする通信Ｉ／Ｆ　（インタフェー
ス）である。

９は復号化器、１０は復号化用の第２の重み係数テーブ
ル、１１は直交変換器４と逆の変換をすログ信号に変換
するＤ／Ａ変換器、１３は受信画像データである。

なお、直交変換器４としてはディスクリートコサイン変
換、アダマール変換、フーリエ変換等を用いることがで
きる。

本実施例の動作は、まず符号化部では送信画像データ１
がＡ／Ｄ変換器２と直交変換器４を通って変換係数に変
換された後５重み付け器５に入力される。

つぎに、その変換係数は、重み付け器５により第１の重
み係数テーブル６の値（１より小さい値）が掛は算され
て、重み付けをされる。ここで、変換係数が低次の領域
に大きく偏っているような場合は、高次の係数の重みを
小さくして係数を大幅に削減することにより圧縮率を向
上できる。

このように重み付けをされた変換係数は符号化器７と通
信Ｉ／Ｆ８を通して伝送路へ送出される。

一方、復号化時には、その伝送路、通信Ｉ／Ｆ８を通し
て受信した信号は、復号化器９に入る。

復号化器９は符号データを復号した後、重み付けｊａ５
によって第２の重み係数テーブル１０の値（１より小さ
い値）で各変換係数を除算することにより、直交逆変換
できる変換係数に復元する。

ここで、高次の変換係数は圧縮率を向上するために符号
化時の重み付けにより大幅に削減されているので、第２
の重み係数テーブル１０は高次の変換係数を大きくして
、削減による画質劣化を小さくするように設定されてい
る。このようにすると、高次の変換係数の量子化誤差は
大きくなるが、視覚的には高次の係数の影響は小さいの
で、結果的には画質劣化を小さくできる。

このように復元された変換係数は直交逆変換器１１によ
って画像データに変換され、Ｄ／Ａ変換器１２によって
アナログ信号に変換されて、受信画像データ１３になる
。

したがって本実施例により、圧縮率を向上させて、かつ
再生画像の劣化を小さくすることが出来る。

ここで、これらの重み係数テーブルの例を、第２図に示
す。

まず同図（ａｌ）、（ａ２）はＮＸＮ個の変換係数にお
いて、変換係数ごとに重み付けの係数を変えた場合、ま
た同図（ｂｌ）、（ｂ２）は変換係数を周波数または視
覚特性を基にいくつかの領域に分け、領域ごとに重み係
数を変えた場合を示す、また、前記（ａｌ）と（ｂｌ）
は符号化用の第１の重み係数、（ａ２）と（ｂ２）は復
号化用の第２の重み係数を示す。前記（ａｌ）と（ａ２
）。

（ｂｌ）と（ｂ２）をそれぞれ比べれば明かなように、
符号化用と復号化用の重み係数は変えられている。

なお、ここでは復号化部の第２の重み係数の方を復号化
部の第１の重み係数より大きくした例を示したが、この
ような対応に限定されるものではなく、逆にすることも
可能である。また、重み係数テーブルの値はこの例に限
られるものではない。

本実施例は、上記のように、符号化時と復号化時で変換
係数の値が異なるような処理をさせたので、圧縮率や画
質の操作を容易に行うことができる。

次に本発明の第２の実施例を第３図に示す。

第１の実施例と異なる点は、直交変換をした後の変換係
数から係数の分布状態を調べ、これを基に復号化部の重
み係数テーブルを変更するためのパラメータを画像デー
タと一緒に伝送し、適応的な処理を取り入れたことであ
る。

１４は変換係数の分布を調べてパラメータを作る変更パ
ラメータ発生器、１５は第２の重み係数テーブル１０を
変更するテーブル書き換え器である。なお、第工図と同
−又は同等の回路ブロックに対しては同一の符号を付け
ている。

本実施例の動作は次のようになる。

まず符号化部では、送信画像データ１が直交変換器４に
より変換係数に変換された後、その変換係数は重み付け
器５と変更パラメータ発生器１４に入力される。

ここで１重み付け器５に入力された変換係数は。

第一の実施例と同様にして第１の重み係数テーブル６で
重み付けをされて圧縮された後、符号化器７と通信Ｉ／
Ｆ８を通して伝送路に伝送される。

一方、変更パラメータ発生器１４は入力された変換係数
より係数の分布を調べ、これを基に復号化部側の第２の
重み係数テーブル１０を変更するためのパラメータ（例
えば、高次の係数に対する重み付けを大きくする）を計
算する。そして、このパラメータも符号化器７と通信１
／Ｆ８を通して伝送路に伝送される。

一方、伝送路を介して送られてきた信号は、通信Ｉ／Ｆ
８を通して復号化器９に入る。復号化器９は受信した符
号データから変換係数と変更パラメータを復号する。そ
の復号された変換係数は重み付け器５に入力され、一方
、その変更パラメータはテーブル書き換え器１５に入力
される。

つぎに、テーブル書き換え器上５は変更パラメータの値
に従って第２の重み係数テーブル１０の内容を書き換え
て、再生画像の劣化をもっとも小さくするように変換係
数を復元する重み係数テーブルを作る。

プル１０によって再生画像の劣化がもっとも小さくなる
変換係数に復元される。

復元された変換係数は直交逆変換器１１によって画像デ
ータに変換され、Ｄ／Ａ変換器１２によってアナログ信
号に変換されて、受信画像データＬ３になる。

なお１本実施例は符号化部と復号化部で別々の重み係数
テーブルを使用して説明されたが、一つの重み係数テー
ブルを用い、復号化時のみテーブル書き換え器１５でテ
ーブルの値を書き換えてもよい。また、このようにテー
ブルを書き換えられることから、復号側で可変の周波数
処理が可能となる。

次に本発明の第３の実施例を第４図に示す。本実施例は
復号化部の中に、重み付け器５から出力された変換係数
を隣り合わせたブロック中の同じ次数の係数との相関に
より修正を加える手段を設けた実施例である。

１６は重み係数テーブル、１７は隣り合わせたブロック
の変換係数を用いて、復号化された変換係数を修正する
修飾器である。なお、第１図と同−又は同等の回路ブロ
ックに対しては同一の符号が付けられている６ 本実施例の動作は次のようになる。

まず、符号化部では、変換係数が重み付け器５と重み係
数テーブル１６により重み付けをされた後、符号化器７
で符号データにされて、伝送路に伝送される。

伝送路を介して受信した信号は１通信Ｉ／Ｆ８をへて復
号化器９に送られる。復号化器９は、受信した符号デー
タから変換係数を復号する。その変換係数は、重み付け
器５により符号化部と逆の重み付けをされた後、修飾器
１７に入力される。

修飾器１７に入力された変換係数は隣接するブロックの
変換係数との相関により修正された後、直交逆変換器１
１に入力され、Ｄ／Ａ変換器１２を通して受信画像デー
タエ３が再生される。

修飾器１７で修正された変換係数の例を２重２画素の場
合で第５図に示す、同図（、）は修正前の変換係数、同
図（ｂ）は修正後の変換係数を示す。

この例は、変換係数ＡＯを修正する場合で、修正をされ
た係ａＡｏ’　は次式で表される。

ＡＯ’　＝　（αＡＯ＋βＡ１＋γＡ２＋δＡ３＋εＡ
４）／（α＋β＋γ＋δ＋ε） ここで、α、β、γ、δ、εは加算をするときの係数で
あり、次数ごとまたは変換係数の分布によって変えるこ
とが可能である。

このように本実施例によれば、復号した変換係数を修正
するばかりでなく１重み付けによって欠落した変換係数
を肩囲の係数から補間することも可能となるので画質劣
化を小さくできる。

なお１本実施例は第１および第２の実施例と組合せるこ
とも可能である。

次に本発明の第４の実施例を第６図に示す。

本実施例は先の三つの実施例をシステムに組み込んだ場
合の例である。

第６図で工８はプログラムによってデータの演算や符号
／復号化およびシステムの制御をする演算処理装置（Ｃ
Ｐ　Ｕ）、１９は変更をした変換係数や変更パラメータ
、または各種の演算をするときに必要なデータを記憶す
るためのメモリ（ＲＡＭ）、２０はシステムを動作させ
るためのプログラムや重み係数テーブルを記憶しておく
ためのメモリ（ＲＯＭ）、２１はプログラムによって直
交変換やその他の演算を高速に実行するディジタルシグ
ナルプロセッサ（ＤＳＰ）である。なお、第↓図と同−
又は同等の回路ブロックに対しては同一の符号を付され
ている。

また、第７図は、第６図の処理の流れを示した説明図で
あり、（ａ）は符号化、（ｂ）は復８・化の説明図であ
る。

本実施例の動作は次のようになる。

符号化においては、まず送信画像データ１が入力され（
ステップＳｌ）、次いでＡ／Ｄ変換’？＋”ｆｔ　２に
よりディジタルデータに変換されて、画像メモリ３に記
憶される（ステップＳ２）。つぎに１画像メモリ３に記
憶された画像データは、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）
２０に記憶されたプログ（ディジタルシグナルプロセッ
サ）２１とＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１９によ
り直交変換されて変換係数に変換される。

そして、その変換係数はＲＯＭ２０に記憶された重み係
数テーブルとＣＰＵ１８により重み付けがされて圧縮が
行なわれた後（ステップＳ３）、ＣＰＵ１８により符弼
化されて、通信Ｉ／Ｆ８により伝送路に伝送される（ス
テップＳ４）。

一方、復号化時は、まず通信Ｉ／Ｆ８により受信した符
号データがＣＰＵ１８により、重み付けのされた変換係
数に復号される。（ステップ５１１）。

つぎに、復号された変換係数は、ＣＰＵ１８とＲＯＭ２
０、および変更パラメータ等によって修正された重み係
数テーブルを記憶したＲＡＭ１９によって画質劣化のも
っとも小さくなる変換係数に復元された後（ステップ５
１２）、ＲＯＭ２０に記憶されたプログラムとＣＰＵ１
８、およびＤＳＰ２１よる直交逆変換によって画像デー
タに変換されて画像メモリ３に記憶される（ステップ５
１３）。

そして、画像メモリ３に記憶された画像データは、Ｄ／
Ａ変換器１２によって受信画像データ１３に再生される
（ステップ５１４）。

なお、ここでは詳しく述べなかったが、重み係数テーブ
ルの修正や変換はＣＰＵやＤＳＰのプログラムによって
行なわれるので、対象となる画像によって前記実施例を
切り換え、その画像に合った構成にすることも出来る。

また、前記の各実施例は、竹号化部で符号化された圧縮
データは通信Ｉ／Ｆを介して伝送路に伝送される例で説
明されたが、本発明はこれに限定されず、圧縮データを
図示されていない蓄積装置に記憶させるようにしてもよ
い。

また、以上に述べた説明は、画像の伝送、光ディスク等
の記憶媒体への画像の記録、画像の周波数領域における
データの処理などに利用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、請求項１の発明によれば、４゜ 符ψ化時と復号化時で変換係数の値を変えることが出来
るので、符号化部では圧縮率の向上が可能となり、かつ
復号化部では重み付け等によって生じる再生画像の画質
劣化を低減することが可能となる。

請求項２の発明によれば、直交変換した後の変換係数か
ら係数の分布状態を調べ、これをもとにして、復号化部
の重み係数テーブルを変更するための変更パラメータを
作威し、復号化部ではその変更パラメータの値に従って
第２の重み係数テーブルの内容を書き換えるようにして
いるので、圧縮率を向上でき、かつ再生画像の劣化を大
きく低減することが可能である。

請求項３の発明によれば、重み付けによって欠落した変
換係数を周囲の係数から補間することも可能になるので
、画質劣化を大きく低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像処理装置の第↓の実施例を示すブ
ロック図、第２図は重み係数テーブルの例を示す図、第
３図は第２の実施例を示すブロック図、第４図は第３の
実施例を示すブロック図、第５図は第４図の修飾器で修
正された変換係数の例を示す図、第６図は本発明の第４
の実施例を示すブロック図、第７図は第６図の動作を示
すフローチャートである。 ５・・第１．第２の重み付け器、 ６・・・第■の重み係数テーブル。 １０・・・第２の重み係数テーブル、 １４・・・変更パラメータ発生器、 １５・・・テーブル書き換え器。 １６・・・重み係数テーブル、 １７・・・修飾器。 島 の （α１） （ａ２） （１）１ノ ＜ｂ２） （ａ） ヌう の 第 ≦ 区 （６） 晃 目 （Ｕ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ディジタルデータに変換された入力画像データを直
   交変換する直交変換器と、該直交変換器から出力された
   変換係数に重み付けをする第１の重み付け器と、該重み
   付けされた変換係数を符号化する符号化器とを少くとも
   備えた符号化部と、圧縮されたデータを読出し又は受信
   して、符号化された変換係数を復号化する復号化器と、
   復号化された変換係数に重み付けをする第２の重み付け
   器と、該変換係数を変換係数に直交逆変換する直交逆変
   換器とを少くとも備えた復号化部とならなる画像処理装
   置において、 前記第１の重み付け器のための第１の重み係数テーブル
   と、前記第２の重み付け器のための第２の重み係数テー
   ブルとを具備し、 前記第１の重み係数テーブルを圧縮率を向上させるよう
   に形成し、該第２の重み係数テーブルを画質劣化を低減
   するように形成したことを特徴とする画像処理装置。 ２、前記直交変換器から出力された変換係数の分布を調
   べて、重み係数テーブルを変更するためのパラメータを
   作る変更パラメータ発生器と、前記復号化器によって復
   号化された変更パラメータの値に従って前記第２の重み
   係数テーブルの内容を書き換えるテーブル書き換え器と
   を具備したことを特徴とする請求項１記載の画像処理装
   置。 ３、ディジタルデータに変換された入力画像データを直
   交変換する直交変換器と、該直交変換器から出力された
   変換係数に重み付けをする第１の重み付け器と、該重み
   付けされた変換係数を符号化する符号化器とを少くとも
   備えた符号化部と、圧縮されたデータを読み出し又は受
   信して、符号化された変換係数を復号化する復号化器と
   、復号化された変換係数に重み付けをする第２の重み付
   け器と、該変換係数を変換係数に直交逆変換する直交逆
   変換器とを少くとも備えた復号化部とからなる画像処理
   装置において、 前記第２の重み付け器と直交逆変換器との間に、隣接す
   るブロックの変換係数との相関により、該変換係数を修
   正する修飾器を設けたことを特徴とする画像処理装置。