JPH0496474A

JPH0496474A - 画像データ圧縮方式

Info

Publication number: JPH0496474A
Application number: JP2210259A
Authority: JP
Inventors: Toshio Shirasawa; 寿夫白沢
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-08-10
Filing date: 1990-08-10
Publication date: 1992-03-27

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〕この発明は静止画データを直交変換と可変長符号化とを
組み合わせた方式で圧縮符号化する画像データ圧縮方式
に関し、特に画像伝送や画像ファイリングシステム等の
画像圧縮処理に適用して好適なものである。

〔従来の技術〕

自然画像（静止画）に対する高能率な圧縮符号化技術と
して、直交変換に可変長符号化を組み合わせた方式が有
効とされ、カラー自然画像符号化方式の国際標準にもこ
の方式が採用されることが決定している（画像電子学会
誌：　Ｖｏｊ２１Ｂ　、　Ｎｏ、６　。

Ｐ３９８〜Ｐ　４０７）。

第４図は国際標準化方式のうちの「ベースライン・シス
テム」の概略図で、符号化器側の概略を示している。こ
のシステムは入力画像データを１ブロックｐＸＰ画素、
例えば、８×８画素の複数ブ０７りに分割し、Ｄ　ＣＴ
　（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｃｏ５１ｎｅ　Ｔｒａｎｓｆｏ
ｒｍ）処理部１で各ブロック毎に２次元のＤＣＴを施す
。ＤＣＴ　（離散コザイン変換）は周波数領域における
直交変換の一種で、得られるＤＣＴ係数Ｆｘｙ（ｘ＋ｙ
＝ｏ＋１＋２＋−＋ｐ−１）は１ブロック分の画像デー
タを空間周波数に分解した成分を表している。ＤＣＴ係
数Ｆｘｙは、係数Ｆ。０が入力画像データのｐＸＩ）画
素の平均値に比例した値（ＤＣ成分）を表し、変数Ｘ、
’／が大きくなるにつれて空間周波数の高い成分（ＡＣ
成分）を表す。

こうして得られたＤＣＴ係数Ｆｘｙは量子化器２に供給
される。量子化器２は、１ブロック分のＤＣＴ係数Ｆｘ
ｙを記憶するバッファメモリ２１、バッファメモリ２１
に記憶したＤＣＴ係数Ｆｘｙを所定の順序で読み出す続
出制御部２２、バッファメモリ２１から読み出したＤＣ
Ｔ係数Ｆｘｙを、量子化テーブル２３から供給される量
子化パラメータで除算して量子化する除算器２４からな
る。バッファメモリ２１に記憶された１ブロック分のＤ
ＣＴ係数Ｆｘｙは、読出制御部２２の制御のもとに、第
５図に示す順序で各係数がＤＣ成分（係数Ｆ。０）から
高域成分に向かってジグ１ｙグ走査で読み出され、−次
元の数列に変換されて除算器２４に供給される。除算器
２４では、−次元の数列に変換されたｐ×ｐ個の係数Ｆ
ｘｙを、量子化テーブル２３から供給されるｐ×ｐ個の
闇値からなる量子化パラメータで除算する。量子化パラ
メータで割った結果は小数であるので、この値を四捨五
入して整数に変換して出力する。

一般にカラー画像の符号化では、色差成分間の相関を少
なくするために、スキャナなどから入力したＲＯＢ信号
を輝度成分Ｙと色差成分Ｃとに変換し、これら両成分に
対して符号化を行う。このため、量子化テーブル２３に
は、第６図および第７図に示すように、輝度成分用と色
差成分用の量子化パラメータがマトリクス状に格納され
ている。

量子化器２で量子化されたＤＣＴ係数は、ハフマン符号
化部３に供給される。量子化されたＤＣＴ係数のうち、
ＤＣ成分は前のブロックで量子化されたＤＣ成分と差分
を取り、その差分のビン］・数をハフマン符号化する。

ＡＣ成分は連続する零（無効係数）の個数と有効係数の
ビット数とで２次元のハフマン符号化を行う。ごうじて
圧縮符号化された画像データは、記録媒体または伝送路
に出力される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、一般に絵柄の細かな画像は高域成分が多いた
め符号量が多く、ヘタの多い平坦な画像は符号量が少な
い。このため、同じ量子化パラメータで圧縮符号化を行
っても、得られる符号量は対象画像毎に異なってくる。

従って、前述のシステムのように、あらゆる対象画像に
対して同じ量子化テーブルを用いて量子化を行うことは
必ずしも最適な圧縮符号化とはいえない。

そこで、従来のシステムでは、デフォルトテーブルを規
定せず、どのような量子化テーブルを用いてもよいとし
、その代わりに復号化器側に必ず使用した量子化テーブ
ルのパラメータを送信することとしている。

しかし、量子化テーブルを送信するには、何らかの形で
符号化器側でテーブルを生成する必要がある。しかし、
テーブルを各々の画像に対して最適化するには、各画像
の全体の周波数特性を分析する必要があり、符号化器側
のハードウェアの負担が大きくなってしまう。その上、
ある一定のサンプリング密度のカラー自然静止画像に対
してはデフォルトのテーブルで量子化しても殆ど不都合
がないため、各画像毎にテーブルを最適化するのは、負
担が増大する割りには余り効果がない。

この発明は、どのようなサンプリング密度のカラー自然
静止画像に対しても、適切な量子化パラメータを得るこ
との出来る画像データ圧縮方式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〕

この発明は、対象画面の画像データを、１ブロックｐ×
ｐ画素からなる複数ブロックに分割し、各ブロック毎に
２次元直交変換を行い、変換して得られるＰＸＰ個の変
換係数にｐ×ｐ個の量子化バラメークを除算して量子化
を行い、画像データを圧縮符号化する画像データ圧縮方
式において、予めデフォルトの量子化テーブルを仮定し
、この量子化テーブルの各パラメータを曲面方程式によ
って近似してこの近似した曲面方程式の係数パラメータ
を記憶し、符号化の際に近似方程式に対象画像のサンプ
リング密度に応じたデータを代入することにより、対象
画像に適した量子化パラメータを生成するように構成す
る。

〔作　用〕

この発明の構成において、対象画像に適した量子化パラ
メータを生成するには、ある特定のサンプリング密度の
量子化テーブルのブロックアドレスをｘｙアドレスとし
、量子化パラメータを第３の空間軸Ｚ軸上の値とみなし
てｘｙＺ空間にプロットして得られる３次元曲面を、ス
プライン関数やベジェ関数等を用いて近似して曲面方程
式を得る。こうして得た曲面方程式のパラメータを符号
化器内に記憶しておき、スキャナ等の画像入力装置から
得られるサンプリング密度データによって求めたい点の
ｘｙアドレスの値を求め、曲面方程式にアドレス値を代
入してＺの値を求め、その演算結果を量子化パラメータ
として量子化テーブルに格納すればよい。

このようにすれば、どのようなサンプリング密度データ
の対象画像に対しても適切な量子化パラメータを求める
ことができ、対象画像の空間周波数特性に適した圧縮符
号化が可能となる。

〔実施例〕

第１図はこの発明による画像データ圧縮方式の一実施例
を示す構成図で、第４図と対応する部分には同一符号を
付して説明する。

第１図において、ＤＣＴ処理部１は、■プロ・ツクｐ×
ｐ画素、例えば、８×８画素の複数プロ・ツクに分割し
た入力画像データに対し、プロ・ンク毎に２次元ＤＣＴ
を施し、複数ｐ×ｐ個のＤＣＴ係数Ｆｘｙを得る。こう
して得たＤＣＴ係数Ｆｘｙは、量子化器２でＲＡＭ構成
の量子化テーブル４から供給されるｐ×ｐ個の量子化パ
ラメータで除算され量子化される。量子化されたＤＣＴ
係数はハフマン符号化部３に供給され、ＤＣ成分は前の
ブロックで量子化されたＤＣ成分と差分が取られ、差分
のビット数がハフマン符号化され、ＡＣ成分は連続する
零（無効係数）の個数と有効係数のビット数とで２次元
ハフマン符号化され、それぞれ圧縮データとして出力さ
れる。

量子化テーブル４は前述した量子化テーブル２３に対応
するが、この発明では、対象画像に応じた量子化パラメ
ータを格納することが出来るようにＲＡ　Ｍ　（Ｒａｎ
ｄｏｍ　ＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）で構成されている
。

一般に画像ファイリングシステムは、対象画像をスキャ
ナで入力するため、入力時にサンプリング密度を指定す
ることが出来る。従って、そのときのスキャナのサンプ
リング密度データを利用すれば、対象画像に適した量子
化テーブルを生成することが出来る。現状のカラースキ
ャナはサンプリング密度が約６００ｄｐｉ　（ｄａｔ／
１ｎｃｈ）以下で、圧縮を必要とするようなカラー自然
画像の入力は１００〜６００ｄｐｉで入力することが多
い。そこで、１００ｄｐｉで入力した画像に対して最適
なテーブルを用意しておけば、２００ｄｐｉ、　３００
ｄｐｉ、　４００ｄｐｉ、・・・の画像に対しては１０
０ｄｐｉの量子化テーブルから個々に適した量子化テー
ブルを作成できる。例えば、第２図（ａ）に示す１００
ｄｐｉの量子化テーブルから２００ｄｐｉの量子化テー
ブルを得るには、図（ｂ）に示すように、１００ｄｐｉ
のテーブルの破線で囲んだ個所を２倍に拡大し、図中の
○を付していない値を補間すればよい。補間の方法とし
ては周辺の４点の値に、距離に応した重みを乗じて足し
合わせればよい。

しかし、この補間方法によると、例えば、１５０ｄｐｉ
　というようなサンプリング値の場合は対応できないこ
とになる。そこで、この発明では、近似方程式によって
量子化パラメータを演算で求めるようにしている。すな
わち、量子化テーブルのパラメータは、第３図に示すよ
うに、８×８のｘｙ子アドレス上定められている。従っ
て、量子化テーブルのパラメータを第３の空間軸Ｚ軸上
の値とみなし、ｘｙｚ空間にプロットすれば、ある３次
元曲面をなす。そこで、この曲面をスプライン関数やベ
ジェ関数を用いて近似すれば、曲面方程式を得ることが
出来る。この曲面方程式のパラメータ情報を、曲面方程
式のパラメータ記憶部５に記憶しておき、スキャナ等の
画像入力装置から供給されるサンプリング密度データに
よって、求めたい点のアドレス値をアドレス値演算部６
によって求め、記憶部５から出力される曲面方程式のパ
ラメータに求めたい点のアト・レスｘｙを代入してＺの
値を計算し、その計算結果を量子化テーブル４に格納す
ればよい。例えば、サンプリング密度が１００ｄｐｉの
量子化テーブルからサンプリング密度が２００ｄｐｉの
量子化テーブルを求めるには、アドレスｘｙとして、ｘ　、ｙ＝ｏ　、０．５，１．０，１．５，２．０，２
．５゜３．０，３．５を曲面方程式に代入すればよい。

このようにすれば、どのようなサンプリング密度の対象
画像に対しても適切な量子化パラメータを求めることが
出来る。

〔発明の効果〕

この発明によれば、量子化テーブルのパラメータを、予
めデフォルトのテーブルから求めた近似方程式を用いて
対象画像のサンプリング密度に適するように求めている
ため、−Ｃのカラー自然画像をスキャナ等から読み取っ
て圧縮を行う際に、空間周波数特性に適した圧縮が可能
になる。

また、画像の空間周波数特性の差を、量子化時に吸収し
ているので、唯一のハフマン符号化テーブルを用いても
、より高い符号化効率を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による画像データ圧縮方式の一実施例
を示すブロック図、第２図は量子化テーブル作成例、第３図は量子化パラメータの３次元プロット、第４図は
ヘースライン・システムの概略図、第５図はバッファメ
モリの読み出し順序を示す図、第６図および第７図は輝度信号用および色差信号用の量
子化マトリクスの例である。

Claims

【特許請求の範囲】対象画面の画像データを、１ブロックｐ×ｐ画素からな
る複数ブロックに分割し、各ブロック毎に２次元直交変
換を行い、変換して得られるｐ×ｐ個の変換係数にｐ×
ｐ個の量子化パラメータを除算して量子化を行い、上記
画像データを圧縮符号化する画像データ圧縮方式におい
て、予めデフォルトの量子化テーブルを仮定し、この量子化
テーブルの各パラメータを曲面方程式によって近似して
この近似した曲面方程式の係数パラメータを記憶し、符
号化の際に上記近似方程式に上記対象画像のサンプリン
グ密度に応じたデータを代入することにより、上記対象
画像に適した上記量子化パラメータを生成することを特
徴とする画像データ圧縮方式。