JPH04123587A - 画像データ圧縮装置 - 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、２次元直交変換を用いた画像データ圧縮装置
に関する。

従来の技術 第５図に従来の画像データ圧縮装置のブロック図を示す
。デジタル画像データはブロック分割回路２１で２次元
のブロックに分割される。ここで、分割されるブロック
のサイズは、８×８画素または１６Ｘ１６画素などが用
いられる。分割されたデータは直交変換回路２２により
、２次元直交変換される。ここで用いられる直交変換に
は、離散余弦変換、Ｋ−Ｌ変換などがある。直交変換後
のデータは周波数領域に変換されているため、人間の空
間周波数の感度の視覚特性に基づき、２次元の量子化マ
トリクス回路２４の出力により乗算器１５で乗算され、
量子化器２３で量子化される。量子化されたデータは、
ジグザグスキャン回路２５により、第６図に示されるよ
うな順番でジグザグスキャン（ＴＶ画面上の各ポイント
のデータを矢印で示す方向にスキャンすること）され、
１次元のデータ系列に変換される。量子化されたデータ
は、可変長符号化器２６において零のラン長と非零の係
数の値を組み合わせて可変長符号化され、ブロック内の
最初のデータかろ最後の非零係数丈でが符号化され、か
つ、ブロックの最後を示す符号（Ｅｎｄ　　Ｏｆ　　Ｂ
ｌｏｃｋ）が付は加えられる。

次に、総符号量が、ある一定のデータ量になるように量
子化マ）　ＩＪクスが調整される。正規化係数演算回路
２７で正規化係数か計算され、量子化マ）　ＩＪクス回
路２４の値に乗算され、量子化か行われる。そこで、最
適な量子化マ）・リクスが求まるように、量子化及び可
変長符号化がニュートン法により、繰り返し反復計算さ
れる。いま、量子化係数をＦｌ　　総符号量をＢとする
と、量子化係数と紛符号量をそれぞれ対数をとると、第
７図のような関係になる。そこで、量子化係数と総符号
■の対数を、 ｌｏｇ　（Ｂ）＝ａＸ１ｏｇ　（Ｆ）＋ｂと線形近似す
る。ここでａ、　　ｂは定数である。したがって、まず
初期値としてＦｅ２　　ａｌｌが与えられ、第７図の矢
印に示す順番に計算することにより、最適な量子化係数
に収束させることができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような画像データ圧縮装置において
は総符号量を一定にする場合、ニュートン法により行う
と、総符号量の計算並びに量子化を繰り返し行う必要が
あるため多大なる演算時間を必要とする。

本発明は、単純な計算により総符号量を一定にできる画
像データ圧縮装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明の画像データ圧縮装
置は、粗くブロックを間引くためのブロックサンプリン
グ手段と、このサンプリングされたブロックに対してビ
ットシフトを行うビットシフト手段と、ビットシフトさ
れたデータに対して符号量を計算する符号量演算手段と
、目標とする符号量に対して最も近くて、かつ、データ
量の多いビットシフト量を選ぶための比較手段と、細か
くブロックをサンプリングするためのブロックサンプリ
ング手段と、この細か（サンプリングされたブロックに
対して、以前求められたビットシフトを行うビットソフ
ト手段と、ビットシフトされたデータに対して、さらに
細かい量子化を行う詳細な量子化手段と、細かく量子化
されたデータに対して符号量を計算する符号量演算手段
と、演算された符号量に対して最も近くて、かつ、少な
い符号量となる量子化を選択するための比較手段とを備
えて成る。

作用 上記の構成により、粗くブロックサンプリングしたデー
タに対してビットシフト量を求めた後、細かくブロック
サンプリングしたデータに対して詳細な量子化係数を求
めるようにしたため、単純な計算で総符号量を一定にす
ることができる。

実施例 以下、本発明における実施例を図面を用いて説明する。

第１図は、本発明の実施例を示す画像データ圧縮装置の
ブロック図である。

第１図において、デジタル画像データはプロツり分割回
路１により、８画素×８画素等の２次元のブロックに分
割される。分割された各ブロック毎に直交変換回路２に
より、離散余弦変換等の直交変換が行われる。直交変換
された各係数は低周波の感度は高く、高周波の感度は低
いといった人間の空間周波数に対する視覚特性に合わせ
て、量子化マトリクス回路４の出力により第１の量子化
器（視覚特性に基づく量子化）３で水平と垂直方向の２
次元の重み付けが行われ、バッファメモリ５に量子化係
数が蓄積される。

次に、正規化係数演算回路６により、符号量を一定にす
るための正規化係数が求められる。正規化係数演算回路
６の内部構成を第２図に示す。

マス、バッファメモリ５のデータを第３図（ａ）に示す
ように水平、垂直方向に第１のブロック間引き回路１１
により、粗くブロック間引きを行いブロックサンプリン
グされる。

ブロックサンプリングされたデータに対して、ビットシ
フト回路１２により、ビットソフト処理が行われ、ビッ
トシフトされたデータに対して、データ量計算回路１３
により符号量が求められる。

ここで、符号量計算はジグザグスキャン、及び可変長符
号化されて行われる。目標とするデータ量に対して最も
近く、かつ、データ量の多いビットソフト量が第１の比
較回路１４により選択される。

次に、詳細な量子化係数を求めるために、バッファメモ
リ５のデータを第３図（ｂ）に示すように水平、垂直方
向に第２のブロック間引き回路１５により、細かくブロ
ック間引きを行いブロックサンプリングされる。サンプ
リングされたデータは、求められたビットシフト量に基
づいてビットシフトされる。ビットシフトされたデータ
に対して詳細な量子化を行うために、第２図の１７．１
８に示すように２乗根、４乗根等により除算され、除算
されたデータに対して符号量が求められる。ここで符号
量計算は、データ計算回路１９によりジグザグスキャン
、及び、可変長符号化されて行われる。目標とするデー
タ量に対して最も近（、かつ、データ量の少ないビット
シフト量が第２の比較回路２０により選択され、最適な
量子化係数が求められる。

求められた正規化係数を使って、符号量制御用量子化器
（第２の量子化器）７によって量子化される。その後、
ブロック毎に係数はジグザグスキャン回路８により第６
図に示す順番でジグザグスキャンされて、１次元のデー
タ系列に並び替えられる。

そして、最後に可変長符号化器９によりエントロピー符
号化される。ここで、符号化される各ブロックは最初の
係数から最後の非零係数までが符号化され、その後に続
く連続する零係数は符号化されず、最後にデータの終了
を示す符号（Ｅｎｄｏｆ　　Ｂｌｏｃｋ）が付は加えら
れる。

以上のように本発明の圧縮装置によれば、量子化マトリ
クス回路の値を送信側と受信側で予め決めておけば、送
るデータは第４図のように１画面につき４ビット程度の
ビットソフト量のデータと、２乗根、４乗根、８乗根等
により除算した情報を送るだけで済む。

発明の効果 以上のように本発明によれば、直交変換された各係数を
、最適な量子化を行うために、粗くブロック間引きを行
い、サンプリングされた各ブロックに対してビットシフ
ト量を求め、次に、細かくブロック間引きを行い、サン
プリングされた各ブロックに対して、さらに詳細な量子
化係数を求めることにより、簡単にデータを圧縮するこ
とができ、かつ、最適な量子化を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像データ圧縮装置の構成を示すブロ
ック図、第２図は正規化係数演算回路の構成を示すブロ
ック図、第３図はブロック間引きを示した模式図、第４
図は正規化係数のデータを説明するための説明図、第５
図は従来の画像データ圧縮装置の構成を示すブロック図
、第６図はＴＶ画面上のジグザグスキャンを示す模式図
、第７図は量子化係数と符号量との関係を示す特性図で
ある。 １・・・ブロック分割回路、　　２・・・直交変換回路
、３・・・第１の量子化器、　　４・・・量子化マトリ
クス、５・・・バッファメモリ、　　６・・・正規化係
数演算回路、７・・・第２の量子化器、　　８・・・ジ
グザグスキャン回路、　　９・・・可変長符号化器、　
　１０・・・多重化装置（ＭＵＸ）、　　１１・・・第
１のブロック間引き回路、１２・・・ビットシフト回路
、　　１３．　１９−・・データ量計算回路、　　１４
・・・第１の比較回路、　　１５・・・第２のブロック
間引き回路、　　１６・・・ビットシフト回路、　　１
７・・・２乗根除算回路、　　１８・・・４乗根除算回
路、　　２０・・・第２の比較回路。 代理人の氏名　弁理士　小鍜治　明　ほか２８第 図 第 図 （Ｌ） 嘱ｌのフロック間５１８ （ｂ） 集Ｚのフロック間５１き 区 域 城

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）デジタル画像データを２次元のブロックに分割す
   るブロック分割手段と、 その分割された各ブロックを２次元直交変換する２次元
   直交変換手段と、 各変換係数を量子化マトリクスにより量子化を行う第１
   の量子化手段と、 その量子化されたデータを、一時蓄積しておくバッファ
   メモリと、 そのバッファメモリに蓄積されたデータをある一定のデ
   ータ量に制御するための正規化係数を計算する正規化係
   数演算回路と、 求められた正規化係数に基づいて前記バッファメモリの
   データを量子化する符号量制御量子化手段と、 その符号量制御量子化手段の出力の各係数をジグザグス
   キャンにより１次元のデータ系列に変換するジグザグス
   キャン変換手段と、 そのジグザグスキャンされたデータを発生確率に基づい
   て可変長にデータを符号化する可変長符号化手段と、 量子化マトリクスに前記正規化係数を乗算したパラメー
   タと、可変長符号化された画像データとを多重化する多
   重化手段とを具備してなる画像データ圧縮装置。
2. （２）正規化係数演算回路は、バッファメモリから粗く
   ブロック間引き処理を行ったデータに対してビットシフ
   トを行い、目標とするデータ量になる直前のビットシフ
   ト量を求め、その後細かくブロック間引きされたデータ
   に対して、２のｎ乗根（ｎは整数）により除算すること
   により、さらに詳細な量子化係数を求める請求項１記載
   の画像データ圧縮装置。