JPH05260308A - 静止画像符号化装置 - Google Patents

静止画像符号化装置

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JPH05260308A
JPH05260308A JP5041692A JP5041692A JPH05260308A JP H05260308 A JPH05260308 A JP H05260308A JP 5041692 A JP5041692 A JP 5041692A JP 5041692 A JP5041692 A JP 5041692A JP H05260308 A JPH05260308 A JP H05260308A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
quantization
coefficient
dct
quantization table
unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP5041692A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaru Ando
大 安藤
Hisashi Ibaraki
久 茨木
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPH05260308A publication Critical patent/JPH05260308A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、出力画像の解像度に合わせた量子
化テーブルを設定し符号化することで、出力画像の解像
度が変化しても画品質を保ち効率良く符号化することを
目的としている。 【構成】 入力原画像信号をブロック化しDCT係数を
得た上で、量子化テーブル(104)を用いて量子化
し、エントロピー符号化する静止画像符号化装置におい
て、入力原画像信号の解像度情報と主観評価特性とを基
に上記量子化テーブル(104)を設定するようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル静止画像信
号を符号化し、圧縮する静止画像符号化装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】CCITTとISOとの共同作業体であ
るJPEG(Joint Photographic Experts Group)におい
て階調性のあるディジタル静止画像符号化方式の国際標
準化が進められている。
【0003】図13は従来の静止画像符号化装置の構成
を示す。図中の符号101は入力原画像信号、102は
DCT部、103は量子化部、104は量子化テーブ
ル、105はエントロピー符号化部、106は圧縮画像
データを表している。
【0004】入力原画像信号101はn×n画素のブロ
ックにされた後、DCT部102でDCT係数を受るよ
うにされる。量子化テーブル104が固定的に設定され
ており、DCT係数は量子化部103において量子化テ
ーブル104を用いて量子化され、エントロピー符号化
部105においてエントロピー符号化され、圧縮画像デ
ータ106となる。
【0005】上記JPEGで規定している符号化アルゴ
リズムでは、基本方式としてDCT符号化を採用してい
る。非可逆符号化であるDCT符号化ではDCT後の量
子化によって画像の圧縮を実現している。一般にDCT
符号化方式では、DCT係数位置毎に異なった量子化幅
で量子化を行うため量子化テーブルが参照されるが、設
定する量子化テーブルの違いによって、同じ圧縮率でも
復号後の画品質に差が生じることが知られている。また
最適な量子化テーブルは入力画像の解像度や画像内容に
より異なる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】これまでの静止画像符
号化装置では、試行錯誤によって求めた一定の解像度の
画像に適した量子化テーブルを用いているため、異なる
解像度の画像を符号化する場合には復号画像の画品質に
差が生じてしまい、符号化効率が低下してしまうという
問題点があった。
【0007】本発明は、上記の問題点を解決するため
に、出力画像の解像度に合わせた量子化テーブルを設定
し符号化することで、出力画像の解像度が変化しても画
品質を保ち効率良く符号化することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理構成
図を示す。図中の符号101は入力原画像信号、102
はDCT部、103は量子化部、104は量子化テーブ
ル、105はエントロピー符号化部、106は圧縮画像
データ、107はDCT係数、108は量子化特性記憶
部、109は量子化テーブル設定部を表す。本発明の場
合には量子化特性記憶部108と量子化テーブル設定部
109によって量子化テーブル104の値を設定する。
【0009】
【作用】入力原画像信号101はn×n画素のブロック
にされた後、DCT部102でn×nのDCT係数10
7となる。また入力原画像信号101の解像度情報が量
子化特性記憶部108に送られる。ここに記憶された情
報と入力された解像度情報とを基に量子化テーブル設定
部109で量子化テーブル104が設定される。すなわ
ちDC係数を量子化する部分は変化させず、AC係数を
量子化する部分を解像度が低い場合には細かくかつ解像
度が高い場合には粗く量子化する様に設定する。DCT
係数107は量子化部103において量子化テーブル1
04を用いて量子化され、エントロピー符号化部105
においてエントロピー符号化され、圧縮画像データ10
6となる。
【0010】
【実施例】図2は、入力画像の解像度と量子化時の条件
とを変えて、復号画像の画品質について主観評価実験を
行った時の方法を示す。図中の符号1は写真、2はドラ
ムスキャナ、3ないし5は夫々入力原画像、6は符号化
器、7は量子化テーブル、8は復号化器、9はプリン
タ、10ないし12は出力復号画像、13ないし15は
出力原画像を表している。
【0011】図2においては、同一の写真1(縦128
mm×横128mm)をドラムスキャナ2で3段階の解
像度(5dot/mm,10dot/mm,20dot
/mm)で読み取った画像(640×640画素3,1
280×1280画素4,2560×2560画素5)
を入力原画像とした。輝度階調は1画素8ビットで、0
〜255の整数値をとる。この3種類の入力原画像と
し、8×8のDCT符号化器6に入力し符号化した。こ
の時量子化テーブル7はDC係数のみを変えたものを5
種類、AC係数のみを変えたものを5種類使用した。そ
の後復号化器8に入力し復号化した。次に各々の復号画
像をプリンタ9にて出力し、3種類の出力復号画像1
0,11,12を得る。また同一のプリンタにより3種
類の入力原画像3,4,5を出力し、3種類の出力原画
像13,14,15を得る。これらについて同じ解像度
の画像毎(10と13,11と14,12と15)に比
較し評価した。評価カテゴリーは、「5…画質劣化が全
く認められない」、「4…画質劣化が認められるが妨害
とならない」、「3…画質劣化がはっきり認められ僅か
に妨害となる」、「2…妨害となる」、「1…非常に妨
害となる」の5段階で行った。また評価者は専門家10
名、視距離300mmで行った。
【0012】図3はDCT係数の内DC係数のみ量子化
する量子化テーブル、図4はDCT係数の内DC係数を
除く全てのAC係数を量子化する量子化テーブルを示
す。量子化幅Xは16,32,64,128,255と
各々5段階設定した。
【0013】図5と図6とに量子化後の量子化レベル数
と復号画像の主観評価値特性との関係を示す。図5は図
3に示す量子化テーブルを用いて量子化した場合であ
り、図6は図4に示す量子化テーブルを用いて量子化し
た場合である(この時、原画像信号は1画素8ビットで
あるが、DCTによりDCT係数となった場合には11
ビットとなるため、量子化後の量子化レベル数は量子化
幅Xが16(4ビット)の時には128(7ビット)、
量子化幅Xが32(5ビット)の時には64(6ビッ
ト)となる)。
【0014】図5、図6より、DC係数のみを量子化し
た場合には、入力画像の解像度が異なっても量子化レベ
ル数と主観評価値の関係はほとんど変わらないが、AC
係数を量子化すると同じ量子化レベル数であれば解像度
が高いものほど主観評価値が良いことがわかる。すなわ
ち入力画像の解像度に合わせて量子化テーブルを設定す
る時には、DC係数は変化させず、AC係数を解像度が
低い場合は細かくかつ解像度が高い場合は粗く量子化す
る様に設定すれば、主観評価値の良い復号画像が得られ
ることになる。この特性を量子化特性記憶部にて記憶さ
せ、量子化テーブル設定時に参照すれば画像の解像度に
合った量子化テーブルの設定が可能となる。
【0015】図7は、本発明の第1の実施例を示す。図
中の符号101ないし109は図1に対応し、110は
復号化部、111−1と111−2とは復号画像を表し
ている。
【0016】縦128mm×横128mmの写真をドラ
ムスキャナで10dot/mmの解像度、1画素8ビッ
トの輝度階調で読み取り、1280×1280画素の入
力原画像信号101−1を得た。この入力原画像信号1
01−1を8×8画素のブロックに分割し、DCT部1
02にてDCTを行い8×8のDCT係数107−1を
得る。また入力原画像信号101−1の解像度は量子化
特性記憶部108に送られる。入力原画像信号101−
1の解像度と量子化特性記憶部108の量子化特性情報
を基に、量子化テーブル設定部109でDC係数の位置
の量子化幅が「1」、それ以外のAC係数の量子化幅が
「16」の量子化テーブル104−1を設定する。図8
に「量子化テーブル1」を示す。DCT係数107−1
は量子化部103で量子化テーブル104−1を用いて
量子化される。その後エントロピー符号化部105に
て、エントロピー符号化としてハフマン符号化を用いて
符号化され圧縮画像データ106−1となる。この圧縮
画像データ106−1を復号化部110に入力し、復号
画像111−1を得る。この復号画像111−1をプリ
ンタ出力し主観評価すると主観評価値「4」を得た。
【0017】また同様に、同じ写真を20dot/mm
の解像度で読み取った、2560×2560画素の入力
原画像信号101−2を8×8画素のブロックに分割
し、DCT部102にてDCTを行い8×8のDCT係
数107−2を得る。また入力原画像信号101−2の
解像度は量子化特性記憶部108に送られる。入力原画
像信号101−2の解像度と量子化特性記憶部108の
量子化特性情報を基に、量子化テーブル設定部109
で、DC係数の位置の量子化幅が「1」、それ以外のA
C係数の量子化幅が「32」の量子化テーブル104−
2を設定する。図9に「量子化テーブル2」を示す。D
CT係数107−2は量子化部103で量子化テーブル
104−2を用いて量子化される。その後エントロピー
符号化部105にて、エントロピー符号化としてハフマ
ン符号化を用いて符号化され圧縮画像データ106−2
となる。この圧縮画像データ106−2を復号化部11
0に入力し、復号画像111−2を得る。この復号画像
111−2をプリンタ出力し主観評価すると主観評価値
「4」を得た。
【0018】すなわち本発明において、解像度の異なる
2つの入力原画像信号101−1,101−2をAC係
数を一様に量子化する量子化テーブル104−1,10
4−2を用いて符号化し復号化した復号画像111−
1,111−2として同じ主観評価値のものを得た。
【0019】図10は、本発明の第2の実施例を示す。
第1の実施例では、AC係数を一様に量子化する量子化
テーブル104−1,104−2を用いたが、本実施例
ではAC係数に重み付けをした量子化テーブル104−
3,104−4を用いる。第1の実施例で用いた128
0×1280画素の入力原画像信号101−1を8×8
画素のブロックに分割し、DCT部102にてDCTを
行い8×8のDCT係数107−1を得る。また入力原
画像信号101−1の解像度は量子化特性記憶部108
に送られる。入力原画像信号101−1の解像度と量子
化特性記憶部108の量子化特性情報を基に、量子化テ
ーブル設定部109で図11に示す様なAC係数の量子
化幅に重み付けした量子化テーブル104−3を設定す
る。DCT係数107−1は量子化部103で量子化テ
ーブル104−3を用いて量子化される。その後エント
ロピー符号化部105にて、エントロピー符号化として
ハフマン符号化を用いて符号化され圧縮画像データ10
6−3となる。この圧縮画像データ106−3を復号化
部110に入力し、復号画像111−3を得る。この復
号画像111−3をプリンタ出力し主観評価すると主観
評価値「4」を得た。
【0020】また同様に、第1の実施例で用いた256
0×2560画素の入力原画像信号101−2を8×8
画素のブロックに分割し、DCT部102にてDCTを
行い8×8のDCT係数107−2を得る。また入力原
画像信号101−2の解像度は量子化特性記憶部108
に送られる。入力原画像信号101−2の解像度と量子
化特性記憶部108の量子化特性情報を基に、量子化テ
ーブル設定部109で図12に示す様なAC係数の量子
化幅に重み付けした量子化テーブル104−4を設定す
る。DCT係数107−2は量子化部103で量子化テ
ーブル104−4を用いて量子化される。その後エント
ロピー符号化部105にて、エントロピー符号化として
ハフマン符号化を用いて符号化され圧縮画像データ10
6−4となる。この圧縮画像データ106−4を復号化
部110に入力し、復号画像111−4を得る。この復
号画像111−4をプリンタ出力し主観評価すると主観
評価値「4」を得た。
【0021】すなわち本発明において、解像度の異なる
2つの入力原画像信号101−1,101−2をAC係
数に重み付けをした量子化テーブル104−3,104
−4を用いて符号化し復号化した復号画像111−3,
111−4として同じ主観評価値のものを得た。
【0022】本実施例により、画像の解像度に合わせて
AC係数の量子化幅を変える量子化テーブル制御を行う
ことで、画像の解像度が異なる場合でも同一の符号化器
から同じ主観的画品質の復号画像を得ることができるこ
とが分かる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像の解像度が異なる場合でも、その解像度に合った量
子化テーブルを設定することで、解像度によらず同じ画
品質の復号画像を得ることができる。
【0024】なお、図7、図10で説明した実施例で
は、DC係数用の量子化幅を「1」としたが、必要とさ
れる復号画像の画品質に応じてこの値を変え得ることは
言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理構成図である。
【図2】主観評価実験を行った時の方法を示す。
【図3】DC係数のみ量子化する量子化テーブルであ
る。
【図4】AC係数のみ一様に量子化する量子化テーブル
である。
【図5】主観評価値特性(I)を示す。
【図6】主観評価値特性(II)を示す。
【図7】本発明の第1の実施例を示す。
【図8】量子化テーブルを示す。
【図9】量子化テーブルを示す。
【図10】本発明の第2の実施例を示す。
【図11】量子化テーブルを示す。
【図12】量子化テーブルを示す。
【図13】従来の静止画像符号化装置の構成を示す。
【符号の説明】
101 入力原画像信号 102 DCT部 103 量子化部 104 量子化テーブル 105 エントロピー符号化部 106 圧縮画像データ 107 DCT係数 108 量子化特性記憶部 109 量子化テーブル設定部 110 復号化部 111 復号画像

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力画像をn×n画素のブロックに分割
    しDCT(離散コサイン変換)を行うDCT部と、 当該得られたDCT係数を量子化する量子化部と、 該量子化後のDCT係数をエントロピー符号化するエン
    トロピー符号化部とを持ち、 ディジタル静止画像信号を符号化し圧縮する静止画像符
    号化装置において、 入力時に入力画像とともに入力される解像度毎に各DC
    T係数の量子化レベル数と主観評価の特性とを記憶する
    量子化特性記憶部と、 前記解像度に従って該量子化特性記憶部のデータを用い
    て量子化テーブルを設定する量子化テーブル設定部とを
    持つ、 ことを特徴とする静止画像符号化装置。
JP5041692A 1992-03-09 1992-03-09 静止画像符号化装置 Pending JPH05260308A (ja)

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JP5041692A JPH05260308A (ja) 1992-03-09 1992-03-09 静止画像符号化装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6968090B2 (en) 2000-12-22 2005-11-22 Fuji Xerox Co., Ltd. Image coding apparatus and method
WO2006098226A1 (ja) * 2005-03-14 2006-09-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 符号化装置および符号化装置を備えた動画像記録システム
JP2010512674A (ja) * 2006-12-11 2010-04-22 トムソン ライセンシング 画像符号化方法及び係る方法を実現する装置

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