JPH04134972A - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は、例えばデジタル化された画像信号等のデー
タを、蓄積メディア系に記録したり伝送したりするため
に、直交変換系を用いてデータ圧縮するデータ圧縮装置
の改良に関する。

（従来の技術） 周知のように、画像機器の分野では、画像信号をデジタ
ル化データに変換して、半導体メモリ等を用いた蓄積メ
ディア系に記録したり、伝送したりするために、データ
を直交変換系を用いてデータ圧縮することが行なわれて
いる。

第２図は、このような直交変換系を用いた、従来のデー
タ圧縮装置を示している。すなわち、図中１１は入力端
子で、アナログ系の画像信号が供給されている。この入
力端子１１に供給された画像信号は、Ａ／Ｄ　（アナロ
グ／デジタル）変換回路１２に供給されてデジタル画像
データに変換され、画像メモリ１３に記録された後、例
えば８Ｘ８ブロック単位で読み出される。そして、この
画像メモリ１３からブロック単位で読み出されたデジタ
ル画像データは、直交変換回路１４に供給されて直交変
換された後、正規化回路１５に供給される。

また、画像メモリ１３からブロック単位で読み出された
デジタル画像データは、ＤＣ（直流）成分抽出回路１６
に供給されて、そのブロック内平均値からＤＣ成分が抽
出されるとともに、ＢＰＦ（帯域通過フィルタ）１７に
供給されて、後述する正規化因子αとビット配分とを決
定するためのパラメータデータが抽出される。なお、こ
のＢＰＦ　１７は、２画素前のデータとの差成分に基づ
いてパラメータデータを抽出するもので、人間の視覚特
性を考慮したものとなっている。ただし、パラメータデ
ータの抽出手段としては、ＢＰＦ１７を用いる外に、標
準偏差やビーク−ピーク等を使用することもできる。

そして、ＢＰＦ１７から出力されるパラメータデータは
、絶対値回路１８により上記差成分の絶対値が求められ
、積分回路１９により１ブロック分の絶対値の積分が行
なわれる。この積分回路１９から出力された１ブロック
分の積分値は、そのブロックのアクティビティとしてメ
モリ２０に記録される。また、この積分回路１９から出
力された１ブロック分の積分値は、積分回路２１に供給
されて１画面分のアクティビティの和Ｓが求められて、
ビット配分回路２２に供給される。このビット配分回路
２２は、入力された１画面分のアクティビティの和Ｓと
、メモリ２０から読み出した各ブロックのアクティビテ
ィとに基づいて、各ブロックに与えるビット数を比例配
分する。なお、このビット配分は、直交変換後のＡＣ（
交流）成分に対してなされるものである。

次に、量子化ステップサイズの決定が行なわれる。すな
わち、一般に、直交変換後のデータは、その情報量を減
らすために量子化が施されることになるが、この場合の
量子化レベルは画像内容に応じて適応的にしたほうが情
報量を調整しやすいとともに、再生された表示画像の絵
柄もよくなることが知られている。このため、予め実験
的に求めた正規化係数テーブル２３を設けておき、この
正規化係数テーブル２３の出力と、上記積分回路２１か
ら出力される１画面分のアクティビティの和Ｓ５つまり
、ＢＰＦ１７の出力の全画面積分値に基づいて、正規化
因子発生回路２４で発生される正規化因子ａとを、乗算
回路２５で乗算することにより、量子化ステップを求め
る。

この場合、上記正規化係数テーブル２３は、例えば第３
図に示すように設定される。なお、第３図において、図
中左上が低周波成分に対応する正規化係数であり、図中
右下が高周波成分に対応する正規化係数である。すなわ
ち、視覚特性が高域において低いことを利用し、高周波
成分の量子化ステップを大きくすることにより、データ
圧縮効率を向上させるようにしている。また、上記積分
回路２１から出力される１画面分のアクティビティの和
Ｓ１つまり、ＢＰＦ１７の出力の全画面積分値と、正規
化因子αとの間には、第４図に示すように一定の関係が
存在する。

このようにして乗算回路２５から得られた量子化ステッ
プは、上記正規化回路１５に供給されて直交変換回路１
４の出力に対する各係数の正規化に供される。そして、
この正規化回路１５の出力は、量子化回路２６に供給さ
れてブロック毎に量子化された後、符号化回路２７に供
給される。この符号化回路２７には、上記正規化因子発
生回路２４で発生される正規化因子αと、上記ＤＣ成分
抽出回路１６の出力を量子化回路２８で量子化した出力
とが供給されるとともに、上記ビット配分回路２２の出
力が加算回路２９を介して供給されている。そして、符
号化回路２７は、量子化回路２６の出力データが、ビッ
ト配分回路２２で求められた割り当てビット以内になる
ようにハフマンコード化が行なわれ、出力端子３０から
取り出される。

ここで、上記符号化回路２７による符号化においては、
可変長符合であることも原因して、大部分のブロックで
割り当てビット数よりも、実際に符号化に使用したビッ
ト数が少なくなることが知られている。このため、上記
加算回路２９から出力される割り当てビット数と、符号
化回路２７で符号化に使用したビット数とを、加算回路
３１に供給して両ビット数の差分を求め、該差分を余剰
ビットとして加算回路２９に供給し、ビット配分回路２
２から出力される次のブロックの割り当てビット数に加
算するようにしている。以下、このように、符号化時に
発生する余剰ビットが、次のブロックの割り当てビット
に順次繰り越されるようになる。

ところで、各ブロックの符号化時に発生する余剰ビット
を、次ブロックの割り当てビットに繰り越すようにした
場合、次ブロックが変化量の大きいブロックであれば、
符号化すべき変換係数も多いため、余剰ビットがあるこ
とは有効であって、表示画面の視覚的向上も図ることが
できる。しかしながら、次ブロックが変化量の少ない平
坦なブロックである場合には、必要以上の高域成分まで
符号化されることになり、却って悪影響を及ぼすという
問題が発生する。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように、従来のデータ圧縮装置では、符号化時に
発生する余剰ビットを次ブロックに繰り越すようにして
いるので、次ブロックの変化量か少ない場合に、余剰ビ
ットが有効に利用されなくなるという問題を有している
。

そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもので
、各ブロックの変化量に応じて、符号化時に発生する余
剰ビットを次ブロックに繰り越すか否かを決定すること
により、余剰ビットを有効に利用して符号化に供させる
ことができる極めて良好なデータ圧縮装置を提供するこ
とを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明に係るデータ圧縮装置は、デジタル化データを
所定のブロック単位に分割し、各ブロック毎に直交変換
及び量子化処理を行ない、各ブロックのアクティビティ
の全ブロック分の和に基づいて決定された各ブロックの
配分ビット数にしたがって符号化処理を行なうものを対
象としている。そして、符号化処理時に使用したビット
数が配分ビット数よりも少ないことによって生じる、配
分ビット数の余剰ビットを蓄積する蓄積手段と、各ブロ
ックのアクティビティの全ブロック分の和とデジタル化
データのＡＣ成分の総ビット数とに基づいて、所定のス
レッショルドを決定するスレッショルド決定手段と、こ
のスレッショルド決定手段で決定されたスレッショルド
を配分ビット数が越えた状態で、蓄積手段に蓄積された
余剰ビットを配分ビット数に加算する加算手段とを備え
るようにしたものである。

（作用） 上記のような構成によれば、符号化時に発生する余剰ビ
ットを蓄積しておき、各ブロックの変化量が所定のスレ
ッショルドを越えた場合にのみ、蓄積された余剰ビット
を次ブロックに繰り越すようにしたので、ブロック内変
化量の少ない平坦なブロックに対しては余剰ビットが使
用されなくなり、余剰ビットを有効に利用して符号化に
供させることができるようになる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。第１図において、第２図と同一部分には同
一符号を付して示している。すなわち、前記加算回路３
１から出力される余剰ビットは、蓄積回路３２に供給さ
れて蓄積される。

この蓄積回路３２は、比較回路３３の比較出力に基づい
て、蓄積された余剰ビットを加算回路２９に供給及び非
供給するように制御される。そして、この比較回路３３
は、ビット配分口・路２２から出力されるビット配分値
と、スレッショルド決定回路３４から出力されるスレッ
ショルドとを比較し、その比較結果に基づいて蓄積回路
３２に対して蓄積された余剰ビットを加算回路２９に供
給及び非供給させる信号を発生するものである。

ここで、上記スレッショルド決定回路３４は、各ブロッ
クで余剰ビットを使用するかどうかを判定するためのス
レッショルドを決定するために、前記積分回路２１から
出力された１画面分のアクティビティの和Ｓから、画像
全体の細かさを判定するとともに、ビット配分回路２２
からＡＣ成分に用いる総ビツト数情報を受は取り、ブロ
ック当りの平均ビット配分値を求める。そして、この平
均ビット配分値と画像の細かさを示す情報とに基づいて
スレッショルドが決定される。この場合、例えば平均ビ
ット配分値にアクティビティの全画面和Ｓから求めた定
数を乗算したものを、スレッショルドとしている。この
スレッショルドは、輝度データや色差データ等に応じて
変化させると、より効果的となる。

そして、上記比較回路３３は、各ブロックの符号化時に
、ビット配分回路２２から出力されるビット配分値と、
スレッショルド決定回路３４から出力されるスレッショ
ルドとを比較し、ビット配分値がスレッショルドを越え
た場合にのみ、蓄積回路３２に対して蓄積された余剰ビ
ットを加算回路２９に出力させる信号を発生している。

すなわち、配分ビット数とアクティビティとが比例関係
にあることから、配分ビット数がスレッショルドを越え
た場合には、ブロック内の変化量が大きいとみなして、
蓄積回路３２に蓄積された余剰ビットを、ビット配分回
路２２から出力される配分ビット数に加算させ、そのビ
ット数以内で符号化を行なわせる。そして、スレッショ
ルド以下の配分ビット数をもつブロックについては、余
剰ビットを使用しないようになされている。

したがって、上記実施例のような構成によれば、符号化
時に発生する余剰ビットを蓄積回路３２に蓄積しておき
、各ブロックの変化量が所定のスレッショルドを越えた
場合にのみ、蓄積回路３２の余剰ビットを次ブロックに
繰り越すようにしたので、ブロック内変化量の少ない平
坦なブロックに対しては余剰ビットが使用されなくなり
、余剰ビットを有効に利用して符号化に供させることが
できるものである。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施
することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、各ブロックの変
化量に応じて、符号化時に発生する余剰ビットを次ブロ
ックに繰り越すか否がを決定することにより、余剰ビッ
トを有効に利用して符号化に供させることができる極め
て良好なデータ圧縮装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るデータ圧縮装置の一実施例を示
すブロック構成図、第２図は従来のデータ圧縮装置を示
すブロック構成図、第３図は正規化係数テーブルの一例
を示す図、第４図は全画面積分値と正規化因子αとの関
係を示す特性図である。 １１・・・入力端子、１２・・・Ａ／Ｄ変換回路、１３
・・・画像メモリ、１４・・・直交変換回路、１５・・
・正規化回路、１６・・・ＤＣ成分抽出回路、１７・・
・ＢＰＦ、１８・・・絶対値回路、１９・・・積分回路
、２０・・・メモリ、２１・・・積分回路、２２・・・
ビット配分回路、２３・・・正規化係数テーブル、２４
・・・正規化因子発生回路、２５・・・乗算回路、２６
・・・量子化回路、２７・・・符号化回路、２８・・・
量子化回路、２９・・・加算回路、３０・・・出力端子
、３１・・・加算回路、３２・・・蓄積回路、３３・・
・比較回路、３４・・・スレッショルド決定回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. デジタル化データを所定のブロック単位に分割し、各ブ
   ロック毎に直交変換及び量子化処理を行ない、各ブロッ
   クのアクティビティの全ブロック分の和に基づいて決定
   された各ブロックの配分ビット数にしたがって符号化処
   理を行なうデータ圧縮装置において、前記符号化処理時
   に使用したビット数が前記配分ビット数よりも少ないこ
   とによって生じる、前記配分ビット数の余剰ビットを蓄
   積する蓄積手段と、前記各ブロックのアクティビティの
   全ブロック分の和と前記デジタル化データのＡＣ成分の
   総ビット数とに基づいて、所定のスレッショルドを決定
   するスレッショルド決定手段と、このスレッショルド決
   定手段で決定されたスレッショルドを前記配分ビット数
   が越えた状態で、前記蓄積手段に蓄積された余剰ビット
   を前記配分ビット数に加算する加算手段とを具備してな
   ることを特徴とするデータ圧縮装置。