JPH04180356A - 画像符号化方法 - Google Patents
画像符号化方法Info
- Publication number
- JPH04180356A JPH04180356A JP2309914A JP30991490A JPH04180356A JP H04180356 A JPH04180356 A JP H04180356A JP 2309914 A JP2309914 A JP 2309914A JP 30991490 A JP30991490 A JP 30991490A JP H04180356 A JPH04180356 A JP H04180356A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- quantization
- maximum value
- edge
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- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000013144 data compression Methods 0.000 description 1
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
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。
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、画像ファイリング装置や画像伝送装置等に適
用される画像データ圧縮のための画像符号化方法に関す
る。
用される画像データ圧縮のための画像符号化方法に関す
る。
従来の技術
従来、階調性のあるデジタル画像データのデータ圧縮技
術として、コサイン変換、アダマール変換等の直交変換
を用いた変換符号化が広く知られている。この変換符号
化は、画像をｎ×ｎ画素の小さなブロックに分割し、ブ
ロック毎に直交変換を施して変換係数行列を求め、行列
の各成分毎に量子化レベルを決定する方法である。これ
は、例えば特開昭６３−１０９６６２号公報において示
されている。
術として、コサイン変換、アダマール変換等の直交変換
を用いた変換符号化が広く知られている。この変換符号
化は、画像をｎ×ｎ画素の小さなブロックに分割し、ブ
ロック毎に直交変換を施して変換係数行列を求め、行列
の各成分毎に量子化レベルを決定する方法である。これ
は、例えば特開昭６３−１０９６６２号公報において示
されている。
発明が解決しようとする課題
例えば、２次元離散コサイン変換（ＤＣＴ）を用いて符
号化を行うとき、対象となる画像の性質に合わせて、係
数を量子化するときのパラメータを変える必要がある。
号化を行うとき、対象となる画像の性質に合わせて、係
数を量子化するときのパラメータを変える必要がある。
通常、ＤＣＴ係数の交流成分（ＡＣ成分）のパワー（二
乗和）が大きい画像は濃度変化が激しく、小さい画像は
滑らかな画像になる。よって、符号化する画像全体から
ＡＣ成分のパワーを求め、そのパワーに合わせてパラメ
ータを変える方法が考えられる。しかし、この方法によ
ると、第４図に示すように比較的濃度変化の少ないイメ
ージ画像が対象となる画像の大半を占める場合、画像全
体のＡＣ成分のパワーは小さくなり、この結果に合わせ
てパラメータ値を決定すると、符号化したとき、濃度変
化の大きいエツジ部のみで構成される文字画像部（重要
な情報である）の再現性が悪くなってしまう。
乗和）が大きい画像は濃度変化が激しく、小さい画像は
滑らかな画像になる。よって、符号化する画像全体から
ＡＣ成分のパワーを求め、そのパワーに合わせてパラメ
ータを変える方法が考えられる。しかし、この方法によ
ると、第４図に示すように比較的濃度変化の少ないイメ
ージ画像が対象となる画像の大半を占める場合、画像全
体のＡＣ成分のパワーは小さくなり、この結果に合わせ
てパラメータ値を決定すると、符号化したとき、濃度変
化の大きいエツジ部のみで構成される文字画像部（重要
な情報である）の再現性が悪くなってしまう。
この点を、詳細に説明する。ＤＣＴを用いた符号化方式
のブロック図を第５図に示す。まず、入力される画像に
対してＤＣＴ変換部Ｉで８×８画素のブロック単位でＤ
ＣＴを行ってＤＣＴ係数を求める。ここに、８×８の２
次元ＤＣＴ変換は、原画素をＸｌｊ、変換係数をｙ。９
とすると、次式で定義される。
のブロック図を第５図に示す。まず、入力される画像に
対してＤＣＴ変換部Ｉで８×８画素のブロック単位でＤ
ＣＴを行ってＤＣＴ係数を求める。ここに、８×８の２
次元ＤＣＴ変換は、原画素をＸｌｊ、変換係数をｙ。９
とすると、次式で定義される。
ただし、ｕ、ｖは０，１．〜，７なる整数であり、Ｃ（
ｗ）はｗ−０の時はＣ（ｗ）＝ ２−”” 、 ｗ＝１
．２．〜，７の時はＣ（ｗ）＝１である。
ｗ）はｗ−０の時はＣ（ｗ）＝ ２−”” 、 ｗ＝１
．２．〜，７の時はＣ（ｗ）＝１である。
ついで、各係数毎に大きさの異なった量子化のステップ
サイズを設定した量子化マトリクス記憶部２中の量子化
マトリクスを用いて、量子化部３でＯＣＴ係数を線形量
子化し、量子化係数を求める。このとき、量子化マトリ
クスは、例えば第６図に示すように、人間の視覚特性に
合わせ低次の係数を細かく量子化するようになっている
。符号量或いは復号画像品質を制御できるようにするた
め、外部から指定するスケーリングファクタ記憶部４中
のスケーリングファクタを乗算器５で量子化マトリクス
に乗じた値をステップサイズとじて量子化を行う。量子
化係数は、出現頻度の高い係数は短いコードが割当てら
れ、出現頻度の低い係数には長いコードが割当てられる
ことにより、全体的に符号量を少なくする方式のハフマ
ン符号化がハフマン符号化部６で行われ、符号データが
送出される。
サイズを設定した量子化マトリクス記憶部２中の量子化
マトリクスを用いて、量子化部３でＯＣＴ係数を線形量
子化し、量子化係数を求める。このとき、量子化マトリ
クスは、例えば第６図に示すように、人間の視覚特性に
合わせ低次の係数を細かく量子化するようになっている
。符号量或いは復号画像品質を制御できるようにするた
め、外部から指定するスケーリングファクタ記憶部４中
のスケーリングファクタを乗算器５で量子化マトリクス
に乗じた値をステップサイズとじて量子化を行う。量子
化係数は、出現頻度の高い係数は短いコードが割当てら
れ、出現頻度の低い係数には長いコードが割当てられる
ことにより、全体的に符号量を少なくする方式のハフマ
ン符号化がハフマン符号化部６で行われ、符号データが
送出される。
ここに、様々な画像を符号化するとき、スケーリングフ
ァクタの制御が復号画像の品質に関わり、重要である。
ァクタの制御が復号画像の品質に関わり、重要である。
自然画像等のように濃度変化の少ない画像は、スケーリ
ングファクタを大きくして量子化のステップサイズを大
きくすることにより少ない符号量で良好なる画質を得る
ことができる。
ングファクタを大きくして量子化のステップサイズを大
きくすることにより少ない符号量で良好なる画質を得る
ことができる。
また、文字画像等のように濃度変化の激しい画像は、ス
ケーリングファクタを小さくし、量子化のステップサイ
ズを小さくすることにより、自然画像等に比べて多めの
符号量で良好な画質を得ることができる。このように、
画像の濃度変化の様子によってスケーリングファクタを
変える制御方法が必要となる。
ケーリングファクタを小さくし、量子化のステップサイ
ズを小さくすることにより、自然画像等に比べて多めの
符号量で良好な画質を得ることができる。このように、
画像の濃度変化の様子によってスケーリングファクタを
変える制御方法が必要となる。
そこで、−例として、ＤＣＴ係数のＡＣ成分のパワーの
大きさで画像全体の濃度変化を調べ、スケーリングファ
クタを制御する方法が考えられる。
大きさで画像全体の濃度変化を調べ、スケーリングファ
クタを制御する方法が考えられる。
ここに、ＤＣＴ係数のＡＣ成分とは、第７図に示すよう
に、（０，Ｏ）以外の係数をいう。まず、（０，Ｏ）な
る係数はＤＣ成分と呼ばれ、この係数はＤＣＴを行うブ
ロック内の濃度の平均値の大きさを表す係数である。一
方、これ以外のＡＣ成分は、ブロック内の濃度の変化の
大きさを表し、高次の係数になるほど高い周波数で濃度
が変化する割合を示す。つまり、この性質を利用して画
像全体にＤＣＴを施し、全ブロック内のＡＣ成分のパワ
ーの平均値を求めることにより、符号化する画像の性質
を予測し、スケーリングファクタを決定することができ
る。このようにしてスケーリングファクタを決める場合
、画像全体が濃度変化の少ないイメージ画像か、それと
も、濃度変化の多い文字画像等のように、画像全体で一
定の性質を持つ画像に対しては、符号化に適したスケー
リングファクタが得られるものとなる。しかし、この方
法によると、第４図に示したような画像のように、画像
の大半がイメージ画像で一部にのみ文字画像があるよう
な場合、ＡＣ成分のパワーの平均値が小さくなり、それ
に合わせてスケーリングファクタを決めるとイメージ画
像にあったステップサイズで量子化を行うことになり、
復号画像で文字部分の劣化が目立つことが予想される。
に、（０，Ｏ）以外の係数をいう。まず、（０，Ｏ）な
る係数はＤＣ成分と呼ばれ、この係数はＤＣＴを行うブ
ロック内の濃度の平均値の大きさを表す係数である。一
方、これ以外のＡＣ成分は、ブロック内の濃度の変化の
大きさを表し、高次の係数になるほど高い周波数で濃度
が変化する割合を示す。つまり、この性質を利用して画
像全体にＤＣＴを施し、全ブロック内のＡＣ成分のパワ
ーの平均値を求めることにより、符号化する画像の性質
を予測し、スケーリングファクタを決定することができ
る。このようにしてスケーリングファクタを決める場合
、画像全体が濃度変化の少ないイメージ画像か、それと
も、濃度変化の多い文字画像等のように、画像全体で一
定の性質を持つ画像に対しては、符号化に適したスケー
リングファクタが得られるものとなる。しかし、この方
法によると、第４図に示したような画像のように、画像
の大半がイメージ画像で一部にのみ文字画像があるよう
な場合、ＡＣ成分のパワーの平均値が小さくなり、それ
に合わせてスケーリングファクタを決めるとイメージ画
像にあったステップサイズで量子化を行うことになり、
復号画像で文字部分の劣化が目立つことが予想される。
ちなみに、前述した公報では、イメージ画像のみを対象
とし、文字画像のことは一切考慮されていない。
とし、文字画像のことは一切考慮されていない。
課題を解決するための手段
画像をｎ×ｎ画素のブロックに分割し、各々のブロック
に対して２次元離散コサイン変換を行い、求めた係数に
対して量子化をして符号化する画像符号化方法において
、画像全体についてエツジ抽出フィルタによりエツジ抽
出を行い、Ｍ×Ｍ個の画素内でのエツジ画素数の最大値
を用いて前記係数の量子化のステップサイズを切換え制
御するようにした。
に対して２次元離散コサイン変換を行い、求めた係数に
対して量子化をして符号化する画像符号化方法において
、画像全体についてエツジ抽出フィルタによりエツジ抽
出を行い、Ｍ×Ｍ個の画素内でのエツジ画素数の最大値
を用いて前記係数の量子化のステップサイズを切換え制
御するようにした。
作用
画像全体について２次元離散コサイン変換をしたブロッ
ク内の交流成分の二乗和の平均値から、量子化のステッ
プサイズを決めるのでなく、エツジ検出を利用して、イ
メージ画像と文字画像とを区別し、画像中に文字が存在
すればそれに合わせて、スケーリングファクタ、即ち量
子化のステップサイズを決定することにより、一部の領
域でも文字画像等が存在するような場合には、それに合
わせたステップサイズの選択となり、文字画像等の劣化
のない符号化が可能となる。
ク内の交流成分の二乗和の平均値から、量子化のステッ
プサイズを決めるのでなく、エツジ検出を利用して、イ
メージ画像と文字画像とを区別し、画像中に文字が存在
すればそれに合わせて、スケーリングファクタ、即ち量
子化のステップサイズを決定することにより、一部の領
域でも文字画像等が存在するような場合には、それに合
わせたステップサイズの選択となり、文字画像等の劣化
のない符号化が可能となる。
実施例
本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づいて説明
する。第４図ないし第う図で示した部分と同一部分は同
一符号を用いて示す。
する。第４図ないし第う図で示した部分と同一部分は同
一符号を用いて示す。
まず、ＤＣＴ変換部ｌによる変換処理の前段階として、
対象となる画像全体についてスキャナ７によりスケーリ
ングファクタを決めるためのプリスキャンを行う。即ち
、スキャナ７で画像データを読込み、２４ラインメモリ
８で２４ライン分の画像を蓄える。ここに、第２図に示
すように２４×２４画素毎にアドレス制御部９によりア
ドレス制御して、３×３バツフア１０に画像を読取り、
エツジ抽出部１１によりエツジ抽出を行う。この時、エ
ツジ抽出部１１は第３図に示すようなエツジ抽出フィル
タ１２を有する。即ち、 Ｅ＝８ ・ｘ（ｉ、ｊ）−ΣＳｎ （ただし、ｎ−０〜８） なる演算を行い、Ｅがある一定の閾値より大きい時に注
目画素ｘ（ｉ、ｊ）をエツジ画素と判定する。
対象となる画像全体についてスキャナ７によりスケーリ
ングファクタを決めるためのプリスキャンを行う。即ち
、スキャナ７で画像データを読込み、２４ラインメモリ
８で２４ライン分の画像を蓄える。ここに、第２図に示
すように２４×２４画素毎にアドレス制御部９によりア
ドレス制御して、３×３バツフア１０に画像を読取り、
エツジ抽出部１１によりエツジ抽出を行う。この時、エ
ツジ抽出部１１は第３図に示すようなエツジ抽出フィル
タ１２を有する。即ち、 Ｅ＝８ ・ｘ（ｉ、ｊ）−ΣＳｎ （ただし、ｎ−０〜８） なる演算を行い、Ｅがある一定の閾値より大きい時に注
目画素ｘ（ｉ、ｊ）をエツジ画素と判定する。
このようにエツジ抽出部１１でエツジ画素が抽出され、
その時のエツジ画素数がエツジ画素数カウント部１３で
カウントされ、カウント数を最大値記憶部１４に記憶す
る。この一連の処理を全画像について行い、最終的に最
大値記憶部１４には全画素内の２４Ｘ２４画素領域での
エツジ画素数の最大値が記憶される。
その時のエツジ画素数がエツジ画素数カウント部１３で
カウントされ、カウント数を最大値記憶部１４に記憶す
る。この一連の処理を全画像について行い、最終的に最
大値記憶部１４には全画素内の２４Ｘ２４画素領域での
エツジ画素数の最大値が記憶される。
つぎに、実際の符号化時には、まず、スキャナ７で画像
データを読込み、２４ラインメモリ８で２４ライン分の
画像を蓄え、アドレス制御部９により主走査方向に１ブ
ロツクずっ８×８バツフア１５に読込み、ＤＣＴ変換部
１でＤＣＴ係数を求め、量子化部３で量子化を行う。こ
のとき、量子化は、量子化マトリクス記憶部２がらの出
力にスケーリングファクタ記憶部４の出力を乗じたもの
を量子化のステップサイズとして用いる。出力されるス
ケーリングファクタは、最大値記憶部１４に記憶されて
いる値によって制御される。即ち、量子化マトリクスが
数種類用意されており、最大値に応じたものが選択され
る。よって、同一画像中に一部であっても文字画像部が
存在すれば、それに合わせたスケーリングファクタが選
択されることになる。量子化された係数は、ハフマン符
号化部６によって符号化され出力される。
データを読込み、２４ラインメモリ８で２４ライン分の
画像を蓄え、アドレス制御部９により主走査方向に１ブ
ロツクずっ８×８バツフア１５に読込み、ＤＣＴ変換部
１でＤＣＴ係数を求め、量子化部３で量子化を行う。こ
のとき、量子化は、量子化マトリクス記憶部２がらの出
力にスケーリングファクタ記憶部４の出力を乗じたもの
を量子化のステップサイズとして用いる。出力されるス
ケーリングファクタは、最大値記憶部１４に記憶されて
いる値によって制御される。即ち、量子化マトリクスが
数種類用意されており、最大値に応じたものが選択され
る。よって、同一画像中に一部であっても文字画像部が
存在すれば、それに合わせたスケーリングファクタが選
択されることになる。量子化された係数は、ハフマン符
号化部６によって符号化され出力される。
発明の効果
本発明は、上述したように画像全体についてエツジ抽出
を行い、一定領域内でエツジ画素数を求め、その最大値
から量子化のステップサイズを選択決定するようにした
ので、対象画像の一部の領域にでも文字画像等が存在す
るような場合には、それに合わせたステップサイズの選
択となり、文字画像を損なうことなく符号化を行うこと
ができる。
を行い、一定領域内でエツジ画素数を求め、その最大値
から量子化のステップサイズを選択決定するようにした
ので、対象画像の一部の領域にでも文字画像等が存在す
るような場合には、それに合わせたステップサイズの選
択となり、文字画像を損なうことなく符号化を行うこと
ができる。
第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図はブロック図、第２図は処理単位を示すブロック
の説明図、第３図はエツジ抽出フィルタの説明図、第４
図は処理対象画像例を示す説明図、第５図は従来のＤＣ
Ｔ符号化方式を示すブロック図、第６図は量子化マトリ
クスの説明図、第７図はＤＣＴ係数の説明図である。 一つも 冒 ［４ Ｊ ５図 」３６ 住乙 １６図 １７図
第１図はブロック図、第２図は処理単位を示すブロック
の説明図、第３図はエツジ抽出フィルタの説明図、第４
図は処理対象画像例を示す説明図、第５図は従来のＤＣ
Ｔ符号化方式を示すブロック図、第６図は量子化マトリ
クスの説明図、第７図はＤＣＴ係数の説明図である。 一つも 冒 ［４ Ｊ ５図 」３６ 住乙 １６図 １７図
Claims (1)
- 画像をｎ×ｎ画素のブロックに分割し、各々のブロック
に対して２次元離散コサイン変換を行い、求めた係数に
対して量子化をして符号化する画像符号化方法において
、画像全体についてエッジ抽出フィルタによりエッジ抽
出を行い、Ｍ×Ｍ個の画素内でのエッジ画素数の最大値
を用いて前記係数の量子化のステップサイズを切換え制
御するようにしたことを特徴とする画像符号化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2309914A JPH04180356A (ja) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | 画像符号化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2309914A JPH04180356A (ja) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | 画像符号化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04180356A true JPH04180356A (ja) | 1992-06-26 |
Family
ID=17998864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2309914A Pending JPH04180356A (ja) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | 画像符号化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04180356A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5786856A (en) * | 1996-03-19 | 1998-07-28 | International Business Machines | Method for adaptive quantization by multiplication of luminance pixel blocks by a modified, frequency ordered hadamard matrix |
| JP2007034676A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Sony Corp | エッジ検出回路、エッジ検出方法、ノイズ除去回路及びノイズ除去方法 |
-
1990
- 1990-11-14 JP JP2309914A patent/JPH04180356A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5786856A (en) * | 1996-03-19 | 1998-07-28 | International Business Machines | Method for adaptive quantization by multiplication of luminance pixel blocks by a modified, frequency ordered hadamard matrix |
| JP2007034676A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Sony Corp | エッジ検出回路、エッジ検出方法、ノイズ除去回路及びノイズ除去方法 |
| JP4736598B2 (ja) * | 2005-07-27 | 2011-07-27 | ソニー株式会社 | ノイズ除去回路及びノイズ除去方法 |
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