JPH05227441A - ディジタル画像信号圧縮装置 - Google Patents

ディジタル画像信号圧縮装置

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JPH05227441A
JPH05227441A JP4025152A JP2515292A JPH05227441A JP H05227441 A JPH05227441 A JP H05227441A JP 4025152 A JP4025152 A JP 4025152A JP 2515292 A JP2515292 A JP 2515292A JP H05227441 A JPH05227441 A JP H05227441A
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JP
Japan
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circuit
hue
block
digital image
image signal
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Pending
Application number
JP4025152A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Hasegawa
弘 長谷川
Yoshiko Hatano
喜子 幡野
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH05227441A publication Critical patent/JPH05227441A/ja
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T9/00Image coding
    • G06T9/005Statistical coding, e.g. Huffman, run length coding

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Color Television Systems (AREA)
  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主観画質を劣化させることなく、ディジタル
画像信号のデータ量を圧縮する。 【構成】 入力ディジタル画像信号をブロック化するブ
ロック化回路101と、その出力からブロックの色相を
検知する色相検知回路103と、ブロック化した画像デ
ータに対して直交変換を行う直交変換回路102と、直
交変換された画像データに対して、上記色相検知回路1
03で検知された色相に基づいて量子化のステップを変
化させながら、量子化を行う量子化回路104で構成さ
れ、色相に対する人間の視知覚特性を考慮にいれた画像
データの圧縮を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル画像信号の
データ量を圧縮する高能率符号化方式に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図4は例えば、IEEE Transaction o
n Consumer Electoronics Vol.34. No.3(August,1988)
の“AN EXPERIMENTAL DIGITAL VCR WITH 40MM DRUM, SI
NGLE ACTUATOR AND DCT-BASED BIT-RATE REDUCTION ”
で示されている従来の高能率符号化装置である。この図
4において、1は入力ディジタル画像信号をブロック化
するブロック化回路、2は前記ブロック回路1から出力
される各ブロックに対して離散的コサイン変換(以下、
DCTと略す)を施すDCT回路、12は前記DCT回
路2で変換された各係数に対して重み付けを行うウェイ
ティング器、3は前記重み付け回路12によって重み付
けされた各係数を量子化する量子化器、4は前記量子化
器3の出力を可変長符号化する可変長符号化器、5は前
記可変長符号化器4の出力を固定の出力レートにするた
めのバッファ・メモリ、6は前記バッファ・メモリ5が
オーバーフローしないように前記量子化器3の量子化パ
ラメタを切り替え、また前記可変長符号化器4で符号化
を行う成分の選択を行うバッファ・コントロールであ
る。
【0003】次に動作について説明する。入力ディジタ
ル画像信号は、輝度信号及び2つの色差信号を含むもの
であり、これらの信号は、前記ブロック化回路1におい
て、輝度信号、2つの色差信号それぞれ別々に、例えば
8画素×8ラインのブロックにブロック化される。この
ブロック化回路1より出力される各ブロックは前記DC
T回路2において離散的コサイン変換が施される。すな
わち、ブロックの各画素データをx(i,j) (i=0,1,…,7;
j=0,1,…,7) と表わすと、DCT回路2はまず水平のD
CT演算を行い、次のような結果を得る。
【0004】
【数1】
【0005】次に、この変換されたデータf(m,j) に対
して、垂直方向の8点でのDCT演算を行い、次のよう
な結果を得る。
【0006】
【数2】
【0007】DCT回路2より出力された変換係数F
(m,n) (m=0,1,…,7;n=0,1,…,7) は、前記ウェイティン
グ器12によって重み付けが施される。いま、8画素×
8ラインのあるブロックに対するDCT演算の結果を、
図5に示されるような4つの領域に分割したものとする
と、人間の視覚特性が高い空間周波数に対して鈍いこと
を利用して、ウェイティング器12においては、図5に
示すように、高い空間周波数が含まれる領域F4には小
さな重み付けを行い、低い空間周波数が含まれる領域F
1には大きな重み付けを行うような重み付け操作w(n,
v)を施す。
【0008】ウェイティング器12の出力は、前記量子
化器3によって量子化される。この量子化器3は量子化
ステップの異なる量子化テーブルを保持しており、各ブ
ロックの変換係数とバッファ・コントロール6からの量
子化パラメタにより、量子化ステップを次のように切り
換える。すなわち、高いコントラストの立ち上がり部分
は粗く量子化し、一方、振幅の小さいディテール部は細
かく量子化する。
【0009】量子化回路3の出力は、前記可変長符号化
器4に入力され、ここで可変長符号化され、前記バッフ
ァ・メモリ5に入力される。前記バッファ・コントロー
ルは、バッファ・メモリ5に蓄えられているデータ量を
検知し、検知したデータ量に対応する量子化パラメタを
決定する。この量子化パラメタは前記量子化器3に送ら
れ、量子化器3を制御する。前記バッファ・メモリ5に
蓄えられているデータは固定レートで読みだされ、また
前記バッファ・コントロール6は、前記バッファ・メモ
リ5に蓄えられているデータ量に応じて可変長符号化器
で符号化される変換係数を選択する機能を有す。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来の高能率符号化装
置では、色に対する人間の視知覚特性は考慮されておら
ず、色彩情報に関する冗長性を除去することができない
という問題点があった。
【0011】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたものであり、色に対する人間の視知覚特性
を考慮することにより、主観画質を劣化させることな
く、効率よくディジタル画像信号圧縮装置を得ることを
目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明に係るディジタル
画像信号圧縮装置は、入力ディジタル画像信号をブロッ
ク化し、このブロック化されたディジタル画像信号を符
号化した後、その画像信号のブロックの色相を検知し、
色相に応じた量子化パラメタを量子化回路に出力する色
相検知回路を備えたものである。また、他の手段とし
て、検知した色相に応じたウェイティングを施すような
ウェイティング・パラメタを出力する色相検知回路を備
えたものである。
【0013】
【作用】本発明に係る色相検知回路は、ブロック化され
たディジタル画像信号の色相を検知し、その色相が人間
の視知覚特性に対して感度が低い色相であった場合、そ
のブロックに対してより粗い量子化を行い、また検知さ
れた色相が視知覚特性に対して感度が高い色相であった
場合は、そのブロックに対して細かい量子化を行う。
【0014】
【実施例】実施例1.図1は本発明の一実施例によるデ
ィジタル画像信号圧縮装置を示すブロック図である。図
において、101は入力ディジタル画像信号をブロック
化するブロック化回路、102は前記ブロック化回路1
01より出力されるブロックに対して直交変換を施す直
交変換回路、103は前記ブロック化回路101より出
力されるブロックの色相を調べる色相検知回路、104
は前記色相検知回路103からの出力をもとに、前記直
交変換回路102より出力される直交変換係数を量子化
する量子化回路である。
【0015】次に動作について説明する。入力ディジタ
ル画像信号は、例えば、輝度信号及び2つの色差信号を
含むものであり、これらの信号は、前記ブロック化回路
101において、輝度信号、2つの色差信号それぞれ別
々に、例えば8画素×8ラインのブロックにブロック化
される。このブロック化回路101より出力される各ブ
ロックは前記直交変換回路102において、例えば離散
的コサイン変換が施される。すなわち、ブロックの各画
素データをx(i,j) (i=0,1,…,7;j=0,1,…,7)と表わす
と、直交変換回路102はまず水平のDCT演算を行
い、次ぎのような結果を得る。
【0016】
【数3】
【0017】次に、この変換されたデータf(m,j) に対
して、垂直方向の8点でのDCT演算を行い、次のよう
な結果を得る。
【0018】
【数4】
【0019】色相検知回路103は、前記ブロック化回
路101においてブロック化された各ブロックの、輝度
及び2つの色差信号を入力とし、そのブロックの色相を
検知する。例えば、NTSC方式では、人間の視覚系の
感度が緑とマゼンダ方向に対して劣っていることを利用
して、Q軸はI軸より帯域幅を狭くしている。そこで、
色相がQ軸方向であるかどうかの判断を行うことが考え
られる。すなわち、R−Y信号およびB−Y信号とQ軸
の関係は図2のようになっているので、あるサンプリン
グ点において、(R−Y)/(B−Y)=(1.14/
3.03)×tan33°であれば、このサンプリング
点はQ軸上にあると判断できる。そこで、各ブロックに
おいて、各画素毎の(R−Y)/(B−Y)の値が所定
の範囲内、例えば、0.03〜1.10の範囲内にあれば、この
ブロックの色相はQ軸付近であると判断し、量子化回路
104に対して、量子化ステップを粗くするような指示
を行う量子化パラメタを出力する。
【0020】前記直交変換回路102の出力は、量子化
回路104によって量子化される。この量子化回路10
4は量子化ステップの異なる量子化テーブルを保持して
おり、各ブロックの変換係数と前記色相検知回路103
から出力される量子化パラメタにより、量子化ステップ
を次のように切り換える。すなわち、人間の視覚特性に
感度の低い色相のブロックは粗く量子化し、感度の高い
ブロックは細かく量子化する。
【0021】実施例2.図3は本発明の一実施例による
ディジタル画像信号圧縮装置を示すブロック図である。
図において、101は入力ディジタル画像信号をブロッ
ク化するブロック化回路、102は前記ブロック化回路
101より出力されるブロックに対して直交変換を施す
直交変換回路、203は前記ブロック化回路101より
出力されるブロックの色相を調べる色相検知回路、20
5は前記色相検知回路203からの出力をもとに、前記
直交変換回路102より出力される直交変換係数にウェ
イティングを施すウェイティング回路、204は前記ウ
ェイティング回路からの出力を量子化する量子化回路で
ある。
【0022】次に動作について説明する。ブロック化回
路101および直交変換回路102の動作は上記実施例
1と全く同様である。色相検知回路203は、色相がQ
軸付近にあるかどうかを判定する動作については、上記
実施例1における色相検知回路103と同様である。各
ブロックにおいて、各画素毎の(R−Y)/(B−Y)
の値が所定の範囲内、例えば、0.03〜1.10の範囲内にあ
れば、このブロックの色相はQ軸付近であると判断し、
ウェイティング回路205に対して、小さな重み付けを
行うような指示をするウェイティング・パラメタを出力
する。
【0023】ウェイティング回路205では、前記直交
変換回路102より入力される変換係数に対して、前記
色相検知回路203より入力されるウェイティング・パ
ラメタの値に応じて、ウェイティング・テーブルが選択
され、重み付けが行われた後、量子化回路204に入力
され、量子化される。
【0024】実施例3.なお、上記実施例1において
は、ブロック化した画素信号はDCTにより符号化した
が、符号化方式はDCTに限らず他の直交変換方式や予
測符号化を用いてもよい。
【0025】実施例4.また、上記実施例2において
は、ブロック化した画素信号はDCTにより符号化した
が、符号化方式はDCTに限らず他の直交変換方式を用
いてもよい。
【0026】実施例5.また、上記実施例1ないし4に
おいては、色相検知回路103により、Q軸付近の色相
を検知したが、例えば、人間の目に劣化が目立ちやすい
肌色を検出し量子化ステップを細かくするような構成に
してもよい。
【0027】実施例6.さらに、上記実施例1ないし5
においては、入力画像信号として輝度信号と2つの色差
信号としたが、入力信号はこれに限らず、RGB信号で
も同様の効果が得られることは言うまでもない。
【0028】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、符号化
装置に色相を判定するような回路を付加したことによ
り、色に対する人間の視知覚特性を考慮にいれた符号化
を行うので、従来より能率的にかつ主観画質を劣化させ
ることなく画像データを圧縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるディジタル画像信号圧
縮回路を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施例による色相検知回路の色相検
知方法の一例を示す図である。
【図3】本発明の一実施例によるディジタル画像信号圧
縮回路を示すブロック図である。
【図4】従来のディジタル画像圧縮回路を示すブロック
図である。
【図5】従来のディジタル画像圧縮回路のウェイティン
グ回路の動作を示す説明図である。
【符号の説明】
1 ブロック化回路 2 DCT回路 3 量子化器 4 可変長符号化器 5 バッファ・メモリ 6 バッファ・コントロール 12 ウェイティング器 101 ブロック化回路 102 直交変換回路 103、203 色相検知回路 104、204 量子化回路 205 ウェイティング回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年5月21日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】
【数2】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】
【数4】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力ディジタル画像信号を複数の画素ブ
    ロックに分割し、符号化を行うディジタル画像信号圧縮
    方式において、各ブロック毎にその色相を検知するよう
    な色相検知回路と、検知された色相に応じて、そのブロ
    ックの量子化のステップ幅を変化させるような量子化回
    路を備えたことを特徴とするディジタル画像信号圧縮装
    置。
  2. 【請求項2】 入力ディジタル画像信号を複数の画素ブ
    ロックに分割し、直交変換により符号化を行うディジタ
    ル画像信号圧縮方式において、各ブロック毎にその色相
    を検知するような色相検知回路と、検知された色相に応
    じて、そのブロックの量子化のステップ幅を変化させる
    ような量子化回路を備えたことを特徴とするディジタル
    画像信号圧縮装置。
  3. 【請求項3】 入力ディジタル画像信号を複数の画素ブ
    ロックに分割し、直交変換により符号化を行うディジタ
    ル画像信号圧縮方式において、各ブロック毎にその色相
    を検知するような色相検知回路と、検知された色相に応
    じて、そのブロックの変換係数にウェイティングを施す
    ための、ウェイティングの異なる複数のウェイティング
    ・テーブルを保持しているウェイティング回路を備えた
    ことを特徴とするディジタル画像信号圧縮装置。
JP4025152A 1992-02-12 1992-02-12 ディジタル画像信号圧縮装置 Pending JPH05227441A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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