JPH04175067A - Image compression/restoration device - Google Patents

Image compression/restoration device

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JPH04175067A
JPH04175067A JP2301008A JP30100890A JPH04175067A JP H04175067 A JPH04175067 A JP H04175067A JP 2301008 A JP2301008 A JP 2301008A JP 30100890 A JP30100890 A JP 30100890A JP H04175067 A JPH04175067 A JP H04175067A
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JP
Japan
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image
compression
image quality
quantization
restoration
Prior art date
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Pending
Application number
JP2301008A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Tsubura
伸一 螺良
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH04175067A publication Critical patent/JPH04175067A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To make image quality constant by means of a compression rate within a restricted range by discriminating whether or not the deterioration of an image indicated by image information transmitted by a quantization part to an encoding part is proper and controlling the compression in a re-quantization part based on the discriminated result. CONSTITUTION:An image compression/restoration device 1 consists of a compression part 2 and a restoration part 3, original image obtained by a photographing device 4 is compressed in the compression part 2 and stored in a file device 40 and will later be restored in the restoration part 3 and supplied to a display device 5. The compression part 2, which consists of a space processing part 6, re-quantization part 7, an image quality evaluation part 8 and an encoding part 9, divides the original image into blocks and executes orthogonal transformation for concentrating energy on a particular frequency and obtains a multilevel gradation. A buffer is provided at the poststage immediately after the orthogonal transformation, the re-quantization which serves to compress the image information is executed and restoration evaluation is executed at the poststage immediately after the re-quantization. This operation is continued to execute until whether or not the deterioration of the image is proper can be obtained, and thus finally the image quality at a certain level can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、例えば医用画像を圧縮・復元する画像圧縮復
元装置に関し、特に画質改善技術に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an image compression and decompression device that compresses and decompresses, for example, medical images, and particularly relates to an image quality improvement technique.

(従来の技術) 従来、画像圧縮復元装置として、ブロック・アダプティ
ブDCT圧縮方式と称されているものが存在する。この
ブロック・アダプティブDCT圧縮方式は圧縮率を一定
に保つことを目的としていた。これは従来の画像圧縮技
術が通信に使用することを主として開発されてきたため
である。すなわち、通信路にあっては、通常、通信路の
容量速度が決められており、それもかなり低容量速度で
あったため一定時間に送ることができる容量が限られて
いるからである。この場合、常に最大限に通信路を使用
するために、一定時間に生しるデータの量を一定に保つ
必要がある。
(Prior Art) Conventionally, there is an image compression/decompression device called a block adaptive DCT compression method. This block adaptive DCT compression method was aimed at keeping the compression ratio constant. This is because conventional image compression techniques have been developed primarily for use in communications. In other words, the capacity speed of a communication channel is usually determined, and since the capacity speed of the communication channel is quite low, the capacity that can be sent in a certain period of time is limited. In this case, in order to always use the communication channel to the maximum extent possible, it is necessary to keep the amount of data generated in a certain period of time constant.

例えば、従来のブロック・アダプティブDCT圧縮方式
の一例では、第13図に示すように、原画像をブロック
化後(ステップ5T1)、エネルギーを特定周波数に集
中させる直交変換(代表的なものとしてDCT)を行っ
て画像情報の濃淡階調を得る(ステップ5T2)。そし
て、画像情報の濃淡階調に対して量子化幅、閾値の各処
理をかけて画像情報を圧縮化する再量子化を図り(ステ
ップ5T3) 、この再量子化後に圧縮化された画像情
報を符号化する(ステップ5T4)。この符号化直後の
後段にバッファ(Rate−buffer)を設け(ス
テップ5T5)、再量子化のステップまで閾値、量子化
幅等の再量子化パラメータをフィードバックするフィー
ドバック機構を持たせることにより、一定時間に生じる
データの量を一定に保った状態で、符号化された画像情
報を基に圧縮画像を再構成していた。なお、そのフィー
ドバック機構では、ステップSTIのブロック化により
、例えば第14図のように原画像をブロック化した際、
同図のaのブロックの圧縮容量がプリセット値より多い
場合、bのブロックの圧縮には圧縮容量が少なくなる様
に、量子化幅等の再量子化パラメータをステップST5
のバッファで設定し、逆にaのブロックの圧縮容量が少
ない場合、bのブロックの圧縮には圧縮容量が多くなる
様に、量子化幅等の再量子化パラメータをステップST
5のバッファで設定することによって、圧縮率を第15
図のように一定化することができる。
For example, in an example of the conventional block adaptive DCT compression method, as shown in FIG. 13, after the original image is divided into blocks (step 5T1), orthogonal transformation (typically DCT) that concentrates energy at a specific frequency is performed. is performed to obtain the gray scale of the image information (step 5T2). Then, requantization is performed to compress the image information by applying quantization width and threshold processing to the gray scale of the image information (step 5T3), and after this requantization, the compressed image information is Encode (step 5T4). A buffer (Rate-buffer) is provided immediately after this encoding (step 5T5), and by providing a feedback mechanism that feeds back re-quantization parameters such as threshold and quantization width until the re-quantization step, it is possible to The compressed image was reconstructed based on the encoded image information while keeping the amount of data generated constant. In addition, in this feedback mechanism, when the original image is divided into blocks in step STI as shown in FIG. 14, for example,
If the compression capacity of the block a in the figure is larger than the preset value, the requantization parameters such as the quantization width are changed in step ST5 so that the compression capacity of the block b is reduced.
If the compression capacity of the block a is small, the requantization parameters such as the quantization width are changed in step ST so that the compression capacity of the block b is increased.
By setting a buffer of 5, the compression ratio is set to 15.
It can be made constant as shown in the figure.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記した従来の如くのブロック・アダプ
ティブDCT圧縮方式を適用した画像圧縮復元装置の場
合においては、以下述べるようなフィードバックの非最
適化や画質の非均−化が生じてしまうという不具合があ
った。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in the case of an image compression/decompression device applying the conventional block adaptive DCT compression method described above, non-optimization of feedback and non-uniformity of image quality as described below occur. There was a problem that this caused a problem.

〈フィードバックの非最適化〉 原画像をブロック化したことにより、ブロック毎に画像
の特性が多少異なる。この場合、従来技術では、ブロッ
ク毎の画像特性に従った圧縮ではなく、あくまで前ブロ
ックの圧縮容量により再量子化が決定されてしまう。え
てして画像情報が多い部分は数ブロックにまたがること
が多い。当然、圧縮容量はそれら数ブロツク全体に均一
に割り振られるべきだが、ある1ブロツク容量が増える
と、次のブロックは低く制御をかけられてしまう。その
結果、ブロック間の保°存情報量が異なり、復元画像に
ブロック間の相違、ブロックアーティファクトが大きく
生じてしまう。なお、この現象は、原理的にブロック化
を行う限り無くすことはできない。
<Non-optimization of feedback> By dividing the original image into blocks, the characteristics of the image differ somewhat from block to block. In this case, in the conventional technique, requantization is determined based on the compression capacity of the previous block, rather than compression according to the image characteristics of each block. Parts with a lot of image information often span several blocks. Naturally, the compression capacity should be distributed evenly across these blocks, but if the capacity of one block increases, the next block will be controlled to a lower level. As a result, the amount of stored information differs between blocks, resulting in large differences between blocks and block artifacts in the restored image. Note that this phenomenon cannot be eliminated as long as blocking is performed in principle.

〈画質の非均−化〉 画質と圧縮率は相返的である。圧縮率を上げようとする
と画質は悪くなり、画質を上げようとすると圧縮率が悪
くなる。また、圧縮率を一定にしようとすると、画質は
ブロック画像毎にばらつくことになる。逆に、画質を一
定にしようとすると、圧縮率は変動することになる。
<Non-uniformity of image quality> Image quality and compression rate are mutually exclusive. If you try to increase the compression rate, the image quality will deteriorate, and if you try to increase the image quality, the compression rate will deteriorate. Furthermore, if an attempt is made to keep the compression rate constant, the image quality will vary from block to block image. Conversely, if you try to keep the image quality constant, the compression ratio will fluctuate.

従って、従来は圧縮率一定では画質一定にはならず、医
用画像において必要とされるあるレベル以上の画質の保
持が困難であった。  。
Therefore, conventionally, a constant compression rate does not provide constant image quality, and it has been difficult to maintain image quality above a certain level required for medical images. .

本発明は、係る事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、ある限られた範囲の圧縮率で画質一
定を得ることができる画像圧縮復元装置を提供すること
にある。
The present invention has been made with attention to such circumstances, and its purpose is to provide an image compression and decompression device that can obtain constant image quality within a limited range of compression ratios.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明は、画像情報の濃度階
調に対して量子化幅、閾値の各処理をかけて画像情報を
圧縮化する再量子化部と、圧縮化された画像情報を符号
化する符号化部とを備えた画像圧縮復元装置において、
前記再量子化部から前記符号化部へ送出される前記圧縮
された画像情報が示す画質の劣化度の適否を判定する指
標を求める評価部を具備し、この評価部が否判定を下す
毎に、該評価部で適判定を下すまで前記再量子化部にお
ける圧縮化をコントロールするフィードバック機構を形
成したことを特徴とする。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, the present invention compresses the image information by applying quantization width and threshold processing to the density gradation of the image information. An image compression/decompression device comprising a requantization unit for encoding compressed image information and an encoding unit for encoding compressed image information,
an evaluation unit that obtains an index for determining whether the degree of image quality deterioration indicated by the compressed image information sent from the requantization unit to the encoding unit is appropriate; each time the evaluation unit makes a negative determination, The present invention is characterized in that a feedback mechanism is formed to control compression in the requantization unit until the evaluation unit makes an appropriate determination.

また、前記符号化された画像情報を復元する復元装置と
、この復元装置により復元された画像情報および前記指
標を表示する表示装置とを具備することを特徴とする特 (作用) 本発明による画像圧縮復元装置の構成であれば、フィー
ドバック機構により評価部の適否判定に従って再量子化
部の圧縮化かコントロールされるため、画質一定となる
関係が得られる。従って、医用画像において必要とされ
るあるレベル以上の画質の保持が可能となる。
Further, the image according to the present invention is characterized in that it includes a restoring device that restores the encoded image information, and a display device that displays the image information restored by the restoring device and the index. With the configuration of the compression/decompression device, the feedback mechanism controls whether or not the requantization unit performs compression according to the suitability determination of the evaluation unit, so that a relationship in which the image quality is constant can be obtained. Therefore, it is possible to maintain image quality above a certain level required for medical images.

(実施例) 第2図は、本発明の画像圧縮復元装置が適用された画像
表示システムの概略を示すブロック図である。
(Embodiment) FIG. 2 is a block diagram schematically showing an image display system to which the image compression and decompression apparatus of the present invention is applied.

この画像表示システムにおいて、画像圧縮復元装置1は
、圧縮部2及び復元部3からなり、撮影装置4て得られ
た原画像を圧縮部2て圧縮しファイル装置40に記憶さ
れ、それを後に復元部3て復元して表示装置5へ渡すよ
うになされている。
In this image display system, an image compression and restoration device 1 includes a compression section 2 and a restoration section 3, and the compression section 2 compresses an original image obtained by a photographing device 4, stores it in a file device 40, and restores it later. The data is restored by the copy 3 and delivered to the display device 5.

そして、圧縮部2は、空間処理部6.再量子化部71画
画像値部8.符号化部9を備えており、第1図に示すよ
うに原画像をブロック化後(ステップ101)、エネル
ギーを特定周波数に集中させる直交変換(D CT)を
行って画像情報の濃淡階調を得る(ステップ102)。
The compression unit 2 includes a spatial processing unit 6. Re-quantization section 71 image image value section 8. The encoder 9 is equipped with an encoding unit 9, and after converting the original image into blocks (step 101), as shown in FIG. (step 102).

そして、その直交変換の直後の後段にバッファを設け(
ステップ103)、このバッファを経て画像情報の濃淡
階調に対して量子化幅、閾値の各処理をかけて、画像情
報を圧縮化する再量子化を図る(ステップ104)。こ
の再量子化直後の後段では復元評価が実行される(ステ
ップ105)。即ち、このステップ105ては、プリセ
ットされた画質レベルに合セ、ステップ104て行なわ
れた画像圧縮の復元の劣化度の適否を判定する。適判定
であれば次のステップ106に進み、圧縮化された画像
を符号化する。否判定であれば、再度圧縮の条件を示す
パラメータを変えて、ステップ104の再量子化の処理
を再度実行し、次くステップ105て再度その画質を判
断する。これを適判定が得られるまで繰り返す。このこ
とにより、一定水準以上の画質を保持てきる。
Then, a buffer is provided immediately after the orthogonal transformation (
Step 103), the gradation of the image information is subjected to quantization width and threshold processing through this buffer, and requantization is performed to compress the image information (step 104). Immediately after this requantization, restoration evaluation is performed (step 105). That is, in step 105, it is determined whether or not the degree of deterioration of the image compression restoration performed in step 104 is appropriate based on the preset image quality level. If it is determined to be appropriate, the process proceeds to the next step 106, and the compressed image is encoded. If the determination is negative, the parameters indicating the compression conditions are changed again, and the requantization process in step 104 is executed again, and then in step 105, the image quality is determined again. Repeat this until a suitable judgment is obtained. This makes it possible to maintain image quality above a certain level.

次に、本発明の中心をなす画質評価部8についテ述べる
。今、その画質判定に使う指標の例として、 1)原画像と圧縮復元画像のSN比 2)圧縮復元画像のブロックアーティファクト指数(後
述する) 3)圧縮復元画像の画質要素毎の指標及びそれらの総合
評価 4)再量子化前後のスペクトル分析 等がある。
Next, the image quality evaluation section 8, which is the center of the present invention, will be described. Now, examples of indicators used to judge the image quality include: 1) SN ratio between the original image and the compressed and decompressed image 2) Block artifact index of the compressed and decompressed image (described later) 3) Indices for each image quality element of the compressed and decompressed image and their values Comprehensive evaluation 4) Includes spectrum analysis before and after requantization.

まず、上記指標の1)に対応する第1実施例の画質評価
部について述べる。この第1実施例の画質評価部は、第
3図に示すように画質指標算出部としてSN比算出部1
0を持つ。このSN比算出部10は、原画像データ及び
再量子化データを一時貯える内部バッファ11からの再
量子化データ11aを受けて逆量子化機能12a及び逆
DCT機能12bによる各処理を行う画像復元回路12
と、この画像復元回路12の出力データと内部バッファ
11からの原画像データllbとを受けて差分画像を作
成する差分画像作成回路13と、この差分画像作成回路
13の出力データと内部バッファ11からの原画像デー
タllaとを受けてSN比を算出するSN比算出回路1
4とを備えている。
First, the image quality evaluation section of the first embodiment corresponding to the above index 1) will be described. The image quality evaluation section of this first embodiment includes an SN ratio calculation section 1 as an image quality index calculation section as shown in FIG.
Has 0. This SN ratio calculation unit 10 is an image restoration circuit that receives requantized data 11a from an internal buffer 11 that temporarily stores original image data and requantized data, and performs various processes using an inverse quantization function 12a and an inverse DCT function 12b. 12
, a difference image creation circuit 13 that receives the output data of the image restoration circuit 12 and the original image data llb from the internal buffer 11 and creates a difference image; SN ratio calculation circuit 1 that calculates the SN ratio by receiving the original image data lla of
4.

このようなSN比算出部10の値を記憶部15にプリセ
ットされた画質基準値15aと比較判断することを画質
レベル判定回路16で行う。この判断結果が適判定のと
き符号化部9への転送命令が内部バッファ11へ送出さ
れ、符号化部9ての符号化(第1図のステップ106)
を行わせる。
The image quality level determination circuit 16 compares and determines the value of the SN ratio calculation section 10 with the image quality reference value 15a preset in the storage section 15. When the judgment result is appropriate, a transfer command to the encoding unit 9 is sent to the internal buffer 11, and the encoding unit 9 encodes it (step 106 in FIG. 1).
Have them do it.

否判定のとき、再量子化パラメータ設定回路17の再起
動により今回行った再量子化パラメータ15bを記憶部
15よりパラメータ設定回路17に取り込み、その再量
子化パラメータ15bを基に、より最適化した再量子化
パラメータ17aを算出し、再量子化部7へ設定し、同
時に再量子化パラメータ値設定回路17から前処理部6
のバッファへ再処理命令を送出することにより、再度、
再量子化部7で再処理が行なえるようになされている。
When a negative determination is made, the requantization parameter 15b performed this time is imported from the storage unit 15 into the parameter setting circuit 17 by restarting the requantization parameter setting circuit 17, and further optimization is performed based on the requantization parameter 15b. A requantization parameter 17a is calculated and set to the requantization unit 7, and at the same time, the requantization parameter value setting circuit 17 is set to the preprocessing unit 6.
By sending a reprocessing instruction to the buffer of
A requantization unit 7 is configured to perform reprocessing.

なお、本実施例の画質評価部における画像復元回路12
の出力データを基に、第2図の表示袋[5とは別の表示
装置18に復元画像を表示することができる。また、画
質レベル判定回路16には入力装置20が付設されてお
り、必要に応してこの入力装置20から画質レベル判定
回路16へ判定結果の入力が行える。
Note that the image restoration circuit 12 in the image quality evaluation section of this embodiment
Based on the output data, the restored image can be displayed on a display device 18 different from the display bag [5 in FIG. 2]. Further, an input device 20 is attached to the image quality level determination circuit 16, and a determination result can be inputted from this input device 20 to the image quality level determination circuit 16 as required.

本実施例における圧縮方式(Chenの5AC)にあっ
ては、再量子化パラメータは、ステップ幅と閾値(th
reshold値)である。これらとSN比には第4図
のような相関性があり、更に両者間ではステップ幅より
閾値の方がSN比をより大きく変化させる。つまり、閾
値は太きくSN比を変える時に変化させ、ステップ幅は
主に微調整時に変化させる。勿論同時に変えても良い。
In the compression method (Chen's 5AC) in this embodiment, the requantization parameters are the step width and the threshold value (th
(reshold value). There is a correlation between these and the SN ratio as shown in FIG. 4, and between the two, the threshold value changes the SN ratio more than the step width. That is, the threshold value is changed when changing the SN ratio sharply, and the step width is changed mainly when making fine adjustments. Of course, you can change them at the same time.

更に、圧縮率からの制御を加えても良い。画質(本実施
例ではSN比)が良いにこしたことはないが、画質と圧
縮率は第5図に示すような相反的関係にあり、しかも同
一圧縮率を達成するパラメータは種々あることから、最
適制御の範囲は限られてしまう。そのため、ある設定し
たパラメータでは、とびきり画質が良くとも、圧縮率が
悪いことがあり得る。なお、当然、最初に設定したパラ
メータは、はぼ望み通りの圧縮率を得られそうな値であ
ることはいうまでもない。
Furthermore, control based on the compression ratio may be added. Although the image quality (in this example, SN ratio) is better, there is a reciprocal relationship between image quality and compression rate as shown in Figure 5, and there are various parameters to achieve the same compression rate. , the range of optimal control is limited. Therefore, with certain set parameters, even if the image quality is exceptionally good, the compression ratio may be poor. It goes without saying that the initially set parameters are values that are likely to yield the desired compression ratio.

そこで、第2実施例では、画質評価部に第6図に示す如
く、圧縮データ量算出部21と圧縮率レベル判定回路2
2を設け、許容できる画質レベルの中で満足できるレベ
ルの圧縮率を、画質指標算出部23及び画質レベル判定
回路24の組合せて行われる画質レベルの判定と同様に
して得る。そして、これらの判定結果を最適圧縮判定回
路25へ渡し、この最適圧縮判定回路25による最適判
定を基に再量子化パラメータ値設定回路17の再起動と
なる。なお、図中、11は内部ノくツファ、15は記憶
部であり、第3図で説明した機能を有する。これにより
、画像圧縮装置における最適制御を達成できる。
Therefore, in the second embodiment, the image quality evaluation section includes a compressed data amount calculation section 21 and a compression ratio level determination circuit 2, as shown in FIG.
2 is provided, and a compression ratio of a satisfactory level within the allowable image quality level can be obtained in the same manner as the image quality level determination performed by the combination of the image quality index calculation unit 23 and the image quality level determination circuit 24. These determination results are then passed to the optimal compression determination circuit 25, and the requantization parameter value setting circuit 17 is restarted based on the optimal compression determination circuit 25. In the figure, 11 is an internal buffer, and 15 is a storage unit, which has the functions described in FIG. 3. This makes it possible to achieve optimal control in the image compression device.

ここで、圧縮データ量算出部21は、符号化を行わない
段階で圧縮率を求めるため、正確な圧縮率ではないが、
データのエントロピー計算てほぼ正確な値を算出てきる
。また、圧縮データ量算出部21及び圧縮率レベル判定
回路22を第1図のステップ104の再量子化の後では
なく、同図のステップ106符号化の後に置いて正確な
圧縮率を用いてもよい。これは従来例(Chenの5A
C)と同様な構成に他ならない。
Here, since the compressed data amount calculation unit 21 calculates the compression rate before encoding is performed, the compression rate is not accurate, but
Calculate the entropy of the data and get an almost accurate value. Alternatively, the compressed data amount calculation unit 21 and the compression rate level determination circuit 22 may be placed after the encoding in step 106 in FIG. 1 instead of after the requantization in step 104 in FIG. 1, and an accurate compression rate can be used. good. This is a conventional example (Chen's 5A
This is nothing but the same configuration as C).

更に、一般にSN比と画質(本来の画質)はかなり強い
相関があるが、正確には同等でない。本実施例を完成す
るに際して行った実験によると、3dBまでの粗さでは
相関性を認められるが、1dBの差は画質上では有意義
はない。むしろ、逆を示すことがある。SN比が1dB
悪い方が画質が良いという場合があった。そこで、この
時、直接ユーザに復元画像を視認させ、判定をユーザに
委ねることもできる。具体的には、第3図において、画
像復元回路12の出力データつまり復元された画像を表
示装置19に表示し、必要ならば差分画像作成回路13
の出力データも表示し、ユーザに適・否の判断をキーボ
ード等の入力装置20により入力してもらう方法を採る
ことができる。
Furthermore, although there is generally a fairly strong correlation between the SN ratio and image quality (original image quality), they are not exactly equivalent. According to an experiment conducted when completing this embodiment, a correlation is recognized for roughness up to 3 dB, but a difference of 1 dB is not significant in terms of image quality. In fact, the opposite may be true. SN ratio is 1dB
In some cases, the worse the image quality, the better the image quality. Therefore, at this time, it is also possible to have the user directly view the restored image and leave the decision to the user. Specifically, in FIG. 3, the output data of the image restoration circuit 12, that is, the restored image, is displayed on the display device 19, and if necessary, the differential image creation circuit 13 is displayed.
It is also possible to display the output data and have the user input the judgment of suitability or disapproval using the input device 20 such as a keyboard.

勿論、この時には、SN非算出部10の値の判断より、
ユーザの判断が優先するのはいうまでもない。更に、こ
のSN非算出部10の値を参考として表示装置19上に
併せて表示することも可能である。
Of course, at this time, from the judgment of the value of the SN non-calculation unit 10,
Needless to say, the user's judgment takes precedence. Furthermore, it is also possible to display the value of this SN non-calculation unit 10 on the display device 19 as a reference.

前述した各実施例では画質指標算出のためSN比を使っ
たが、SN比の代りにブロックアーティファクト指標を
使うことができる。第7図は上記2)のブロックアーテ
ィファクト指標を使う一実施例の機能ブロック構成を示
すもので、前述した各実施例で用いたSN比算出部の代
りに、ブロックアーティファクト算出部26を設けてい
る。
In each of the embodiments described above, the SN ratio was used to calculate the image quality index, but a block artifact index can be used instead of the SN ratio. FIG. 7 shows the functional block configuration of an embodiment using the block artifact index in 2) above, in which a block artifact calculation section 26 is provided in place of the SN ratio calculation section used in each of the embodiments described above. .

ブロックアーティファクト算出部26は、内部バッファ
11よりの原画像データllaに対し画像復元回路12
により画像復元処理を行い、次いて微分処理回路27の
微分処理により復元画像のX方向のアーティファクトを
求め、次いで絶対値累計処理回路28の累計処理により
復元画像のy方向の、アーティファクトを求め、ピーク
値平均算出回路29により平均化されたピーク値を求め
てブロックアーティファクト算出回路31へ渡す−方、
画像復元回路12て得られた復元画像を基に背景平均算
出回路30により背景平均値を求めてブロックアーティ
ファクト算出回路31へ渡すことにより、ブロックアー
ティファクト算出回路31から画質レベル判定回路16
ヘプロツクアーテイフアクト指標値を送出し、画質レベ
ル判定回路16て画質レベル判断を行えるようにする(
第8図参照)。なお、X方向、X方向は逆になってもよ
く、普通、両方向のブロック・アーティファクトを計測
する。
The block artifact calculation unit 26 uses the image restoration circuit 12 to calculate the original image data lla from the internal buffer 11.
Performs image restoration processing, then calculates artifacts in the X direction of the restored image by differential processing in the differential processing circuit 27, calculates artifacts in the y direction of the restored image by cumulative processing in the absolute value cumulative processing circuit 28, and calculates peaks. Calculating the averaged peak value by the value average calculation circuit 29 and passing it to the block artifact calculation circuit 31;
The background average calculation circuit 30 calculates a background average value based on the restored image obtained by the image restoration circuit 12 and passes it to the block artifact calculation circuit 31.
The image quality level judgment circuit 16 sends out the heplock artifact index value so that the image quality level judgment can be made.
(See Figure 8). Note that the X direction and the X direction may be reversed, and block artifacts in both directions are usually measured.

更に、上記3)の圧縮復元画像の画質要素毎の指標及び
それらの総合評価に対応する一実施例の機能構成を示し
たのが第9図である。
Furthermore, FIG. 9 shows the functional configuration of an embodiment corresponding to the index for each image quality element of the compressed and decompressed image and the comprehensive evaluation of them in 3) above.

この一実施例では、内部バッファ11よりの原画像デー
タl1gに対し画像復元回路12により画像復元処理に
行い、次いで鮮鋭度算出部32、粒状性算出部33、階
調性算出部34、色再現性算出部34の各処理を並列に
行い、これら各処理結果を総合画質算出部36に渡し、
総合画質データを求めて、この総合画質データを画質レ
ベル判定回路16へ送出し、画質レベル判定回路16て
画質レベル判断を行えるようになる。なお、ここで、総
合画質を求めず、各画素の中のどれか1つの主要因とな
るものを代表させてもかまわない。
In this embodiment, the original image data l1g from the internal buffer 11 is subjected to image restoration processing by the image restoration circuit 12, and then the sharpness calculation section 32, graininess calculation section 33, gradation calculation section 34, color reproduction Each process of the quality calculation unit 34 is performed in parallel, and the results of each of these processes are passed to the overall image quality calculation unit 36.
The overall image quality data is obtained and sent to the image quality level determination circuit 16, so that the image quality level determination circuit 16 can determine the image quality level. Note that, instead of determining the overall image quality, one of the main factors among each pixel may be used as a representative.

尚、これら画質要素毎の指標として、例えば本出願人に
よる特願昭61−26766に具体的に示されている。
Incidentally, indicators for each of these image quality elements are specifically shown, for example, in Japanese Patent Application No. 61-26766 filed by the present applicant.

見方をかえると、SN比は階調性算出のもっとも簡単な
指標に他ならない。
From another perspective, the SN ratio is nothing but the simplest index for calculating gradation.

上述した各実施例では、画像評価部の中に画像復元回路
を設けて復元画質を算出したが、これらによると復元画
質を算出するための処理時間の短縮化の観点て不利であ
る。そこで、係数空間での処理が画質を決定することに
鑑み、圧縮処理の前後の係数空間を比較することて画質
評価し、復元画質を算出するための処理時間の短縮化を
図るようにしてもよい。例として、 (i)ある低周波領域に含まれる係数(電力)の総和又
はその全体化 (11)再量子化前後のcutした例えば高周波成分の
総和比及びその波形(特徴的な形であるか否かについて
) (iii)再量子化前後の(utした例えば高周波成分
の総和又はその全体化(再量子化した係数の総和又はそ
の全体比)等がある。
In each of the embodiments described above, an image restoration circuit is provided in the image evaluation unit to calculate the restored image quality, but these are disadvantageous in terms of shortening the processing time for calculating the restored image quality. Therefore, considering that the processing in the coefficient space determines the image quality, it is possible to evaluate the image quality by comparing the coefficient space before and after compression processing, and to shorten the processing time for calculating the restored image quality. good. For example, (i) the sum of the coefficients (power) included in a certain low frequency region or its totalization (11) the sum ratio of cut high frequency components before and after requantization, and its waveform (is it a characteristic shape? (iii) For example, the sum of high frequency components or their totalization (the sum of requantized coefficients or their overall ratio) before and after requantization.

その中で、上記(11)に対応する一実施例の機能構成
を第10図に示し、これを第11図を参照して説明する
。前処理部6のバッファからの第11図(a)の如くの
特性のデータと、内部バッファ11からの第11図(b
)の如くの特性データとを差分係数乗算回路37て受け
て、差分係数乗算回路37において第11図(C)の如
くの特性データを求め、そのピーク値をブローフィル解
析回路38の解析により認識し、この認識結果を画質レ
ベル判別回路16に送出し、画質レベル判定回路16で
画質レベル判断を行えるようにする。
Among them, the functional configuration of one embodiment corresponding to the above (11) is shown in FIG. 10, and will be explained with reference to FIG. 11. 11(a) from the buffer of the preprocessing section 6 and FIG. 11(b) from the internal buffer 11.
) is received by the difference coefficient multiplication circuit 37, the difference coefficient multiplication circuit 37 obtains the characteristic data as shown in FIG. Then, this recognition result is sent to the image quality level determining circuit 16, so that the image quality level determining circuit 16 can judge the image quality level.

ここで、上記(i) 、 (ii)、 (iii)とす
る根拠について述べると、上記い)では、たとえ係数の
値は小さくとも低周波成分は画質上重要であり、ボケ、
モザイク状パターン化等につながるので、それらを保存
している度合を意味し、これにより画質を表わそうとい
うことである。
Here, to explain the basis for (i), (ii), and (iii) above, in (i) above, even if the coefficient value is small, low frequency components are important for image quality, and blurring and
Since this leads to the creation of mosaic patterns, etc., it means the degree to which they are preserved, and is intended to represent the image quality.

上記(ii)では、高周波成分のカットは、プロ・ツク
アーティファクトとして表われるため、それらの度合で
ある。
In (ii) above, the cut of the high frequency component appears as a professional artifact, so the degree of cutting is the degree of the cut.

上記(iii)では、全体的な係数の保存の度合である
The above (iii) is the degree of conservation of the overall coefficients.

これらは、再量子化の方式(圧縮方式)に併せて、その
判定に有効なものを使う。例えば第10図の実施例では
、thresholdをかけているが、ステップ幅によ
るまるめの影響により画質に及ぼす影響が強いため、t
hresholdの性能とステ・ツブ幅とを分けて、重
みづけして判定してもよい。thresholdては、
更に、全くカットしてしまった成分が問題であり、その
周波数とも関係があり、例えば、w412図(図a)の
如くの特性データと同図(b)の如くの特性データとに
より同図(C)の如く適当な周波数の重みづけを総和(
総電力)を求め、この値を画質指標とするようにしても
よい。
These are used in conjunction with the requantization method (compression method) and those that are effective for the determination. For example, in the embodiment shown in FIG. 10, threshold is applied, but since the effect of rounding due to the step width has a strong influence on image quality,
The threshold performance and the step width may be separately weighted and determined. The threshold is
Furthermore, the completely cut component is a problem, and it is also related to its frequency. For example, by using the characteristic data as shown in the w412 diagram (figure a) and the characteristic data as shown in the same figure (b), the same figure ( C), the appropriate frequency weighting is summed (
The total power) may be calculated and this value may be used as an image quality index.

前述したように、本発明の各実施例について圧縮時の処
理を述べたが、復元時においても第1図に示すような処
理過程で復元を行えばよい。また、本発明によるいずれ
の実施例でも画像圧縮又は復元する際の処理時間を従来
よりも要するが、それは次の理由で実施上不都合か生じ
ない。
As mentioned above, the processing at the time of compression has been described for each embodiment of the present invention, but at the time of decompression, the decompression may be performed using the processing steps shown in FIG. In addition, in any of the embodiments of the present invention, processing time is required for image compression or restoration than in the past, but this does not cause any inconvenience in practice for the following reasons.

医師又は技師であるユーザは、24時間に渡り、X線撮
影装置、CT装置、MHI装置、内視鏡装置、超音波診
断装置等により患者を撮影しているわけてはなく、かな
り間をおいて撮影を間欠的に行っている。同一患者でも
、体位1部位、線量。
Users who are doctors or technicians do not photograph patients using X-ray imaging equipment, CT equipment, MHI equipment, endoscope equipment, ultrasound diagnostic equipment, etc. over a 24-hour period; I am currently filming intermittently. Even for the same patient, one body position and dose.

方法等を変えて行っているし、またDFのような動画で
も患者毎相互の休止時間は比較的長時間である。また、
撮影時間帯が夜間であることは少なく、通常昼間である
。そのため、夜間の非撮影時間帯に本発明による圧縮を
行えばよい。当然これはパックグランド処理として行わ
れ、ユーザとは無関係である。勿論、ユーザの関知下に
おくこともてきる。
Different methods are used, and even in videos like DF, the pause time between patients is relatively long. Also,
The shooting time is rarely night, but usually during the day. Therefore, the compression according to the present invention may be performed during non-photographing hours at night. Naturally, this is done as a pack-ground process and has nothing to do with the user. Of course, it can also be placed under the user's knowledge.

なお、前述した本発明の各実施例はSACを例として挙
げたものであるが、本発明はそれに限定されず、例えば
その他の再量子化方式をとる場合てあっても、パラメー
タ制御で画質を操作する方式であれば、本発明に包含さ
れる。また、前述した本発明の各実施例ではブロック直
交変換を対象として述べたが、これが全面直交変換は勿
論のことと、直交変換部を予測部に変えた線形予測符号
化、同様なブロック符号化にも適用できる。更に、ブロ
ック化部・変換部をもたず再量子化部においてベクトル
量子化(VQ)を行うベクトル量子化符号化、およびD
CT−VQ等のハイブリッド圧縮方式にも本発明を適用
できる。また更に、画質評価部がAI技術、画像認識、
認知科学技術の発達により、知識データベースをもちイ
ンテリジェント化した働きをもつ様にした技術に本発明
を適用できるは勿論のことである。
Note that although each of the embodiments of the present invention described above takes SAC as an example, the present invention is not limited thereto; for example, even if other requantization methods are used, image quality can be improved by parameter control. Any method of operation is included in the present invention. In addition, although the above-described embodiments of the present invention have been described with reference to block orthogonal transform, this includes not only full orthogonal transform, but also linear predictive coding in which the orthogonal transform section is replaced with a prediction section, and similar block coding. It can also be applied to Furthermore, vector quantization coding in which vector quantization (VQ) is performed in a requantization unit without a blocking unit/conversion unit, and D
The present invention can also be applied to hybrid compression methods such as CT-VQ. Furthermore, the image quality evaluation department uses AI technology, image recognition,
With the development of cognitive science and technology, it goes without saying that the present invention can be applied to technologies that have knowledge databases and have intelligent functions.

[発明の効果] 以上説明したように本発明は、再量子化部から符号化部
へ送出される画像情報が示す画質の劣化度の適否判定を
行う評価部の判定結果に応して再量子化部における圧縮
化をコントロールするフィードバック機構を形成してい
るから、ある限られた範囲の圧縮率で画質一定にするこ
とができた。
[Effects of the Invention] As explained above, the present invention provides requantization in accordance with the determination result of the evaluation unit that determines whether or not the degree of image quality deterioration indicated by the image information sent from the requantization unit to the encoding unit is appropriate. Since it forms a feedback mechanism that controls compression in the converter, it is possible to maintain constant image quality within a limited range of compression ratios.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明が適用された画像圧縮復元装置の要部に
おけるプロセスを示すフローチャート、第2図は本発明
の画像圧縮復元装置が適用された画像表示システムの概
略を示すブロック図、第3図は画質評価部の第1実施例
の機能構成を示すブロック図、第4図は閾値又はステッ
プ幅とSN比との相関性を示す図、第5図は画質−圧縮
特性を示す図、第6図は画質評価部の第2実施例の機能
構成を示すブロック図、第7図は画質評価部の第3実施
例の機能構成を示すブロック図、第8図は画質レベル判
断状況を波形を示す図、第9図及び第10図は画質評価
部の他実施例の機能構成のそれぞれブロック図、第11
図は画質レベル判断の過程を示す図、第12図は画質指
標を求める過程を示す図、第13図は従来の画像圧縮復
元装置の要部におけるプロセスを示すフローチャート、
第14図は原画像をブロック化した様子を模式的に示す
図、第15図は圧縮率を均一化した様子を波形で示す図
である。 1・・・画像圧縮復元装置 2・・・圧縮部3・・・復
原部 4・・・撮影装置 5・・・表示装置 6・・・前処理部 7・・・再量子化部 8・・画質評価部9・・・符号化
部 代理人 弁理士 則 近  憲 佑 代理人 弁理士 近 藤   猛 第1図 aR2図 へ°ラメータ設定 @4図 纂5因 @6図 第7図 @8図 蘂10図 第13図         第15図 i          − $壜       9 トゞ
FIG. 1 is a flowchart showing a process in a main part of an image compression and decompression device to which the present invention is applied, FIG. 2 is a block diagram showing an outline of an image display system to which the image compression and decompression device of the present invention is applied, and FIG. The figure is a block diagram showing the functional configuration of the first embodiment of the image quality evaluation section, FIG. 4 is a diagram showing the correlation between the threshold value or step width and the SN ratio, FIG. 6 is a block diagram showing the functional configuration of the second embodiment of the image quality evaluation section, FIG. 7 is a block diagram showing the functional configuration of the third embodiment of the image quality evaluation section, and FIG. 8 is a waveform diagram showing the image quality level judgment situation. Figures 9 and 10 are block diagrams of the functional configuration of other embodiments of the image quality evaluation section, respectively.
12 is a diagram showing the process of determining the image quality level, FIG. 12 is a diagram showing the process of determining the image quality index, and FIG. 13 is a flowchart showing the process in the main part of a conventional image compression and decompression device.
FIG. 14 is a diagram schematically showing how the original image is divided into blocks, and FIG. 15 is a diagram showing waveforms how the compression ratio is made uniform. 1... Image compression/decompression device 2... Compression unit 3... Restoration unit 4... Photographing device 5... Display device 6... Preprocessing unit 7... Requantization unit 8... Image quality evaluation section 9... Encoding department agent Patent attorney Nori Ken Tasuku Kondo Agent Patent attorney Takeshi Kondo Go to Figure 1 aR 2 Degree setting @ 4 Figure 5 Cause @ 6 Figure 7 @ Figure 8 Figure 10 Figure 13 Figure 15 i - $ bottle 9

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)画像情報の濃度階調に対して量子化幅、閾値の各
処理をかけて画像情報を圧縮化する再量子化部と、圧縮
化された画像情報を符号化する符号化部とを備えた画像
圧縮復元装置において、前記再量子化部から前記符号化
部へ送出される前記圧縮された画像情報が示す画質の劣
化度の適否を判定する指標を求める評価部を具備し、こ
の評価部が否判定を下す毎に、該評価部で適判定を下す
まで前記再量子化部における圧縮化をコントロールする
フィードバック機構を形成したことを特徴とする画像圧
縮復元装置。
(1) A requantization unit that compresses the image information by applying quantization width and threshold processing to the density gradation of the image information, and an encoding unit that encodes the compressed image information. The image compression and decompression device includes an evaluation unit that obtains an index for determining whether or not the degree of image quality deterioration indicated by the compressed image information sent from the requantization unit to the encoding unit is appropriate, and the evaluation unit An image compression and decompression device comprising: a feedback mechanism that controls compression in the requantization unit every time the evaluation unit makes a negative judgment until the evaluation unit makes an appropriate judgment.
(2)前記符号化された画像情報を復元する復元装置と
、 この復元装置により復元された画像情報および前記指標
を表示する表示装置とを具備することを特徴とする請求
項1記載の画像圧縮復元装置。
(2) Image compression according to claim 1, further comprising a restoring device that restores the encoded image information, and a display device that displays the image information restored by the restoring device and the index. Restoration device.
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