JPH05276391A - 画像圧縮装置及び画像圧縮方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像に合わせた量子化テーブルを作成するこ
とができ、精度の高い符号量制御を行なう。 【構成】 画像圧縮装置３０は、画像データをＤＣＴ演
算するＤＣＴ演算部３２と、ＤＣＴ演算出力を量子化テ
ーブルＲＡＭ３４の値に従って量子化演算する量子化部
３３と、ＤＣＴ演算出力の各周波数成分のヒストグラム
を取るヒストグラム装置３５と、ハフマンテーブルＲＯ
Ｍ３６の値に従って量子化部３３の出力に対してハフマ
ン符号化を施し、各ブロックの発生符号量を符号量ＲＡ
Ｍ３８に書込むハフマン符号化部３７と、ヒストグラム
装置３５からの各周波数成分のヒストグラムを基に基本
テーブルを書換えるとともに、符号量ＲＡＭ３８の各ブ
ロックの発生符号量から総発生符号量を算出し最適な量
子化テーブルを作成し、作成した量子化テーブルに従っ
て量子化を行なった各ブロックの発生符号量を予測する
ように制御する符号量制御部３９とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像データの圧縮処理
等に用いられる画像圧縮装置及び画像圧縮方法に係り、
詳細には、発生符号量を制御する発生符号量制御機能を
有する画像圧縮装置及び画像圧縮方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像圧縮の国際標準としてＪＰＥＧ（Jo
int Photographic Expert Group）やＭＰＥＧ（Moving
Picture Expert Group）がある。ＪＰＥＧは、静止画像
を圧縮することを目的としており、すでにカラー静止画
像の符号化手法が決定し、国際標準規格として承認され
る予定である。ＪＰＥＧについては、チップも製品化さ
れており、このチップを用いたボードも市場に出始めて
いる。ＪＰＥＧアルゴリズムは、大きく２つの圧縮方式
に分けられる。第１の方式はＤＣＴ（Discrete Cosine
Transform：離散コサイン変換）を基本とした方式であ
り、第２の方式は２次元空間でＤＰＣＭ（Differntial
PCM）を行なうSpatial（空間関数）方式である。ＤＣＴ
方式は量子化を含むため一般には完全に元の画像は再現
されない非可逆符号化であるが、少ないビット数におい
ても十分な復号画像品質を得ることができ、本アルゴリ
ズムの基本となる方式である。一方、Spatial方式は、
圧縮率は小さいが元の画像を完全に再現する可逆符号化
であり、この特性を実現するために標準方式として付加
された方式である。

【０００３】ＤＣＴ方式はさらに必須機能であるベース
ライン・プロセス（Baseline System）とオプション機
能である拡張ＤＣＴプロセス（Extended System）の２
つに分類される。これらの方式と別に、上記の方式を組
み合わせてプログレッシブ・ビルドアップを実現するハ
イアラーキカル・プロセスがある。ベースライン・プロ
セスは、ＤＣＴ方式を実現するすべての符号器／復号器
がもたなければならない最小限の機能で、ＡＤＣＴ方式
（Adaptive Descrete Cosine Transform Coding：適応
型離散コサイン変換）を基礎としたアルゴリズムであ
る。上記ベースライン・プロセスにおける画像圧縮では
画像データを８×８ピクセル単位のブロックで処理をす
る。処理プロセスは、以下の通りである。 （１）２次元ＤＣＴ変換処理 （２）ＤＣＴ係数の量子化処理 （３）エントロピー符号化処理 ２次元ＤＣＴ変換処理では、空間データを周波数データ
に変換し、６４個のＤＣＴ係数を出力する。このとき、
色成分は、（Ｙ，ＣB，ＣR)としている。この係数のう
ち行列の中の左上の係数はＤＣ成分と呼ばれ、ブロック
・データの平均値である。また、残りの６３個の係数
は、ＡＣ成分と呼ばれる。

【０００４】ＤＣ成分の量子化処理では、量子化器で各
係数ごとに大きさの異なった量子化ステップ・サイズを
設定した量子化マトリクスを用いて、ＤＣＴ係数を線形
量子化する。但し、符号量あるいは復号画品質を制御可
能とするために、外部から指定する係数（スケーリング
・ファクタ）を量子化マトリクスに乗じた値を実際のマ
トリクス値として使用し、量子化を行なう。このよう
に、テーブルを参照しながら６４個のＤＣＴ係数を整数
値に量子化する。この量子化処理によって非可逆圧縮と
なる。また、使用される参照テーブルの内容については
ＪＰＥＧでは規定していない。量子化のテーブルは、人
間の視覚特性を考慮して作成する。人間は、高周波数成
分の視覚情報には鈍いので、この高周波成分は粗く量子
化する。

【０００５】エントロピー符号化処理では、まずＤＣ成
分と左隣ブロックにおける量子化されたＤＣ成分との差
分を計算し、符号化する。この方法は、ＤＰＣＭと呼ば
れる。また、ＡＣ成分は図６に示すようなジクザグ・ス
キャンにより１次元配列に変換される。ベースラインプ
ロセスのエントロピー符号化では、ハフマン符号化方式
を用いる。ハフマン符号化処理では各係数がゼロである
かどうかを判定し、連続するゼロの係数は、その長さが
ランレングスとして勘定される。ゼロでない係数が来る
と、その量子化結果とそれまでのゼロ係数のランレング
スを組み合わせて、２次元ハフマン符号化される。ＤＣ
／ＡＣ係数のハフマン符号化は、与えられたハフマン符
号テーブルに基づくが、量子化マトリクスおよびハフマ
ン符号テーブルは、使用する状況において最適なものに
なるようにするためデフォルト値はなく、必要に応じて
符号器から復号器へ転送して使用する。

【０００６】図７は上記ＪＰＥＧアルゴリズムに基づく
従来の画像圧縮装置１０のブロック図である。図７にお
いて、１１はフレームメモリであり、原画像のデータを
保持してある。フレームメモリ１１に蓄えられている画
像データは、ＤＣＴ演算部１２に出力され、ＤＣＴ演算
部１２はデータを読み込んでブロック単位のＤＣＴ演算
を行ない量子化部１３に出力する。ＤＣＴ演算の出力デ
ータは、量子化部１３に読込まれ、量子化部１３は量子
化テーブルＲＡＭ１４の値に従って量子化演算を行な
う。ハフマン符号化部１５は、ハフマンテーブルＲＯＭ
１６の値に従って量子化部１３の出力に対してハフマン
符号化を施し、その時の各ブロックの発生符号量を符号
量ＲＡＭ１７に書込む。また、１８は符号量制御部であ
り、符号量制御部１８は符号量ＲＡＭ１７の総データ量
から最適な量子化テーブルを作成する動作を行なうとと
もに、その作成した量子化テーブルに従って量子化・符
号化を行った場合の各ブロックにおける発生符号量を予
測する動作を行なう。符号量制御部１８は、それらの値
を量子化テーブルＲＡＭ１４及び符号量ＲＡＭ１７に書
込む。

【０００７】以上の動作の後に再度、ＤＣＴ演算部１２
はフレームメモリ１１より画像データを読込みＤＣＴ演
算を行なう。量子化部１３は、ＤＣＴ演算部１２により
ＤＣＴ演算された量子化テーブルＲＡＭ１４の値に従っ
て量子化を行ないハフマン符号化部１５に出力する。ハ
フマン符号化部１５では一度目と同様にハフマンテーブ
ルＲＯＭ１６に従ってそのデータをハフマン符号化する
が、今回は各ブロックにおける発生符号量が符号量ＲＡ
Ｍ１７の値を超えないようにし、オーバーフローするよ
うであれば高周波成分を捨てるという動作を行って符号
化を行ない、その出力をデータバッファ１９に書込む。
これら全体の動作の制御はＣＰＵ等からなる制御部２０
によって制御される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の画像
圧縮装置にあっては、画質及び発生符号量の精度を決定
するのは、符号量制御部１８によって決定される最適と
思われる量子化テーブルと各ブロックの発生符号量の予
測である。従来の方法では、これらを決定する要因は、
一度目の符号化時の各ブロックの発生符号量だけであっ
た。そのため、最適な量子化テーブルを決定する場合に
は、例えば図８及び図９に示すように基本となる量子化
テーブル（図８はＹ用基本量子化テーブル、図９はＲ−
Ｙ，Ｂ−Ｙ用基本量子化テーブル）の全ての成分を何倍
かして新しい量子化テーブルを作成していた。しかし、
このような方法を用いた場合、その画像特有の周波数成
分を必ずしも忠実に再現することができず、画質の劣化
を惹き起すという欠点があった。特に、圧縮するデータ
量を一定に抑える必要がある場合（例えば、フロッピデ
ィスクの中に所定のメモリサイズの画像を所定枚数圧縮
して記憶したい場合）に、発生符号量が予測からずれた
とき、あるビットに達したらそれ以降の高周波成分は０
とみなしてしまうような処理を行なうと、データ量は一
定に収まるものの画質の劣化は非常に大きなものとなっ
てしまう。また、上記不具合を避けるため発生変動量に
十分な余裕を持たせた設計をすると画像圧縮の効率が低
下してしまい性能の悪化を招く。そこで本発明は、画像
に合わせた量子化テーブルを作成することができ、精度
の高い符号量制御を行うことが可能な画像圧縮装置及び
画像圧縮方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記目的達成のため、画像データに対し直交変換手段に
より直交変換を行なった後、量子化テーブルに基づいて
量子化を行なうとともに、エントロピー符号化手段によ
り符号化を行なう画像圧縮装置において、前記直交変換
したデータのヒストグラムを算出するヒストグラム算出
手段と、前記ヒストグラム算出手段により算出したヒス
トグラムに応じた量子化テーブルを作成する量子化テー
ブル作成手段とを備えている。前記ヒストグラム算出手
段は、例えば請求項２に記載されているように、直交変
換されたデータの各周波数成分の統計を取るものであっ
てもよく、また、前記直交変換手段は、例えば、請求項
３に記載されているように、離散コサイン変換を行なう
離散コサイン変換手段であってもよく、さらに、前記エ
ントロピー符号化手段は、例えば請求項４に記載されて
いるように、ハフマン符号化を行なうハフマン符号化で
あってもよい。請求項５記載の発明は、画像データを直
交変換する第１の工程と、前記第１の工程により変換さ
れたデータのヒストグラムを算出する第２の工程と、前
記第１の工程により変換されたデータを所定の量子化テ
ーブルにより量子化する第３の工程と、前記第３の工程
により量子化されたデータをエントロピー符号化する第
４の工程と、前記第２の工程で得られたヒストグラムと
前記第４の工程で得られた符号化データのデータ量に応
じて前記量子化テーブルを変更する第５の工程と、前記
第５の工程により変更された量子化テーブルに基づいて
量子化を行なう第６の工程とを備えている。前記第１の
工程は、例えば請求項６に記載されているように、離散
コサイン変換を行なう工程であってもよく、また、前記
第２の工程は、例えば請求項７に記載されているよう
に、離散コサイン変換されたデータの各周波数成分の統
計を取る工程であってもよい。また、前記第５の工程
は、例えば請求項８に記載されているように、ハフマン
符号化を行なう工程であってもよく、前記第６の工程
は、例えば請求項９に記載されているように、画像デー
タに対し直交変換を行なう工程含むものであってもよ
い。

【００１０】

【作用】本発明の手段の作用は次の通りである。請求項
１、２、３、４、５、６、７、８及び９記載の発明で
は、画像データ記憶手段から読出された画像データは直
交変換手段で直交変換（例えば、離散コサイン変換）さ
れた後、量子化テーブル手段及びヒストグラム算出手段
に送られる。ヒストグラム算出手段は、例えば各周波数
成分の記憶部を持っており、各周波数成分毎にその値を
加算していく。量子化時には、直交変換出力に対して量
子化テーブルを参照して量子化演算が行われ、その演算
結果がエントロピー符号化手段に出力される。エントロ
ピー符号化手段では量子化データが符号化テーブルを参
照して符号化され、同時に各ブロックの発生符号量が記
憶される。また、この場合、ヒストグラム算出手段によ
り算出されたヒストグラムが解析されて量子化テーブル
手段により最適な量子化テーブルが作成されるととも
に、作成された量子化テーブルにより量子化を行なった
各ブロックの発生符号量が予測される。そして、上記動
作が終わると、直交変換手段により再度画像データ記憶
手段から画像データが読込まれて直交変換が行なわれ、
結果が量子化部に出力される。量子化部では、ヒストグ
ラムの解析結果に基づく新たな量子化テーブルに従って
量子化が施され、その演算結果がエントロピー符号化手
段に出力される。エントロピー符号化手段では、その量
子化データが符号化テーブルを参照して符号化され、出
力される。従って、画像に合わせた量子化テーブルを作
成することができ、精度の高い符号量制御を行なうこと
が可能になる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１〜図５は本発明に係る画像圧縮装置及び画像圧縮方法
の一実施例を示す図であり、ＪＰＥＧアルゴリズムに基
づく画像圧縮装置に適用した例である。先ず、構成を説
明する。図１は画像圧縮装置３０のブロック図であり、
この図において、画像圧縮装置３０は、データ圧縮すべ
き原画像データを記憶するフレームメモリ３１と、フレ
ームメモリ３１から読出した画像データに対し２次元Ｄ
ＣＴを施してＤＣＴ係数を求めるＤＣＴ演算を行なうＤ
ＣＴ演算部３２と、ＤＣＴ演算の出力データを量子化テ
ーブルＲＡＭ３４（後述）の値に従って量子化演算する
量子化部３３と、各ＤＣＴ係数ごとに大きさの異なった
量子化マトリクス値を有する量子化テーブル（前記図８
及び図９参照）を格納する量子化テーブルＲＡＭ３４
と、ＤＣＴ演算の出力の各周波数成分のヒストグラム
（統計）を取るヒストグラム装置３５（図２）と、ハフ
マン符号化のためのハフマン符号化テーブルを格納する
ハフマンテーブルＲＯＭ３６と、ハフマンテーブルＲＯ
Ｍ３６の値に従って量子化部３３の出力に対してハフマ
ン符号化を施し、各ブロックの発生符号量を符号量ＲＡ
Ｍ３８（後述）に書込むハフマン符号化部３７と、ハフ
マン符号化された各ブロックの発生符号量を記憶する符
号量ＲＡＭ３８と、ヒストグラム装置３５からの各周波
数成分のヒストグラムを基に基本テーブルを書換えると
ともに、符号量ＲＡＭ３８の各ブロックの発生符号量か
ら総発生符号量を算出して最適な量子化テーブルを作成
し、作成した量子化テーブルに従って量子化を行った各
ブロックの発生符号量を予測するように制御する符号量
制御部３９と、符号化されたデータを記憶するデータバ
ッファ４０と、上記各部の動作を制御する制御部４１と
により構成されている。

【００１２】すなわち、本画像圧縮装置３０は、フレー
ムメモリ３１、ＤＣＴ演算部３２、量子化部３３、量子
化テーブル３４、ハフマンテーブルＲＯＭ３６、ハフマ
ン符号化部３７、符号量ＲＡＭ３８、データバッファ４
０、符号量制御部３９及び制御部４１に、新たにＤＣＴ
出力時の各周波数成分の統計を取るヒストグラム装置３
５を設け、符号量制御部３９及び制御部４１により上記
各部を制御して量子化テーブルを作成し直して発生符号
量を予測するようにしている。ここで、ＤＣＴ演算部３
２のＤＣＴ演算出力は量子化部３３に送られると同時に
ヒストグラム装置３５にも送られ、この時点でＤＣＴ出
力のヒストグラムが算出されることになる。

【００１３】図２はヒストグラム装置３５のブロック構
成図である。図２において、ヒストグラム装置３５は、
入力されるＤＣＴ演算結果データの絶対値をとる絶対値
算出部５１と、絶対値算出部５１を通して入力されたデ
ータとヒストグラムバッファ５３（後述）に記憶されて
いるデータとを加算する加算器５２と、加算器５２によ
り加算されたデータを、色成分（Ｙ，ＣB，ＣR）毎に各
周波数成分のヒストグラムとして記憶するヒストグラム
バッファ５３とにより構成されている。上記ヒストグラ
ムバッファ５３に格納されるＤＣＴ演算出力の一画面の
総和は後述する図４で示される。

【００１４】次に、本実施例の動作を説明する。全体動作 先ず、フレームメモリ３１には、原画像のデータが保持
されているものとする。ＤＣＴ演算部３２はフレームメ
モリ３１から画像データを読込んでＤＣＴ演算を行な
い、そのＤＣＴ演算出力は、量子化部３３及びヒストグ
ラム装置３５に送られる。ヒストグラム装置３５は各色
成分、各周波数成分のヒストグラムバッファ５３を持っ
ており、各周波数成分毎に入力されたＤＣＴ演算出力の
絶対値を加算していく。また、量子化部３３では、ＤＣ
Ｔ演算部３２からの入力に対して量子化テーブルＲＡＭ
３４の値に従って量子化演算を行ない、演算結果をハフ
マン符号化部３７に出力する。ハフマン符号化部３７
は、量子化されたデータをハフマンテーブルＲＯＭ３６
に従ってハフマン符号化し、同時に各ブロックの発生符
号量を符号量ＲＡＭ３８に書込む。ここで、符号量制御
部３９では以下の〜のような動作が行われる。 先ず、ヒストグラム装置３５から各周波数成分の総和
を読込む。 符号量ＲＡＭ３８から各ブロックでの発生符号量を読
込み、同時に総周波数成分の総和を算出する。 ヒストグラム装置３５から各周波数成分の総和を読込
んだ内容（上記の内容）を解析し、基本テーブルを書
換える。 上記で求めた総符号量から最適な量子化テーブルと
なるような係数を求め、書換えられた基本テーブルに求
めた係数を乗じてその結果を量子化テーブルＲＡＭ３４
に書込む。 上記で求めた総符号量と各ブロックの発生符号量に
基づいて上記で求めた量子化テーブルにおいて量子化
を行った各ブロックの発生符号量を予測し、符号量ＲＡ
Ｍ３８に書込む。

【００１５】上記符号量制御部３９において、以上のよ
うな動作が終わると、ＤＣＴ演算部３２は再度フレーム
メモリ３１から画像データを読込んで、ＤＣＴ演算を行
ない、ＤＣＴ演算結果を量子化部３３に出力する。量子
化部３３は、入力された演算結果に対して新たな量子化
テーブルＲＡＭ３４の内容に従って量子化を施しその結
果をハフマン符号化部３７に出力する。ハフマン符号化
部３７では、量子化された値を、ハフマンテーブルＲＯ
Ｍ３６の内容に従ってハフマン符号化を行ない、その結
果をデータバッファ４０に書込む。この場合、符号量制
御部３９は、ハフマン符号化時に各ブロックの発生符号
量が符号量ＲＡＭ３８の値を超えないように制御し、も
しデータがオーバーフローするようであれば、高周波成
分を捨てるという動作を行なう。以上のような動作全て
を制御するのが、制御部４１である。

【００１６】量子化テーブルの作成方法 以下、上記量子化テーブルの作成方法について説明す
る。図３は、ハフマン符号化時のジクザク・スキャンの
順番であり、図３に示す数字の順番にＡＣ成分がジクザ
グにスキャンされ１次元に並べ直される（前記図６参
照）。また、図４は一度目のＤＣＴ演算出力の値を各周
波数成分毎に総和した値を示す図である。すなわち、図
４は横軸にジクザグスキャン順の周波数成分を、また、
縦軸に一画面のＤＣＴ出力の絶対値の総和（単位は、×
１０００ビット）を夫々とり、ヒストグラム装置３５の
ヒストグラムバッファ５３（図２）に蓄えられた値の総
和をプロットしたヒストグラムであり、同図中実線（ｐ
ｉｃｔ１）、破線（ｐｉｃｔ２）、鎖線（ｐｉｃｔ３）
は夫々３種類の画像のヒストグラムを示している。な
お、０番目の値はＤＣ成分であり、ＤＣ成分については
符号化の方法が異なるので図４からは除いてある。

【００１７】ここで、図４の実線（ｐｉｃｔ１）の５番
目の値に着目すると、５番目の値はその前後と比べて値
が大きいことがわかる。これを前記図８のＹ用基本量子
化テーブルで見てみるとこの５番目の量子化時の値が
“１０”であることがわかる。この場合、この成分にお
ける発生符号量が多くなることが予想されるので、量子
化の値を、例えば１つ大きくして、“１１”としたテー
ブルを新たな基本テーブルとする。そして、この新たな
基本テーブルから最適な量子化テーブルを求めるように
する（最適な量子化テーブルの求め方の一例は後述す
る）。

【００１８】ここでは、図４の実線（ｐｉｃｔ１）の５
番目の値に着目したが、他の周波数成分の値についても
同様にして最適な量子化テーブルを作成（あるいは変
更）することができる。また、図４に示すように画像の
ヒストグラム全体を比べた場合、画像によってヒストグ
ラムの形（例えば、高周波成分の落込み傾向）が異なる
ので、予め画像とヒストグラムの傾向をシミュレーショ
ン等により把握しておくようにすれば画像に合わせた量
子化テーブルを作成することが可能になる。例えば、画
像に、垂直縦縞の模様が多いときには図３の破線部分の
成分の値が大きくなる。また、画像が文字のときにもヒ
ストグラムに所定の傾向が現れる。さらに、周波数成分
が比較的急峻に落ち込むか緩らかに落ちるかによっても
量子化テーブルの作成方法を変えることができる。例え
ば、急峻に落ち込むものでは量子化テーブルの値を大き
くすると高周波成分がなくなり易くスケーリングに対す
る発生符号量の変化も急峻になる。これに対し、周波数
成分が緩らかなものは量子化テーブルの値を大きくして
も発生符号量の変化は少ない。このように、周波数成分
のヒストグラムを調べれば画像に合わせた量子化テーブ
ルを作成することができるようになる。例えば、画像が
文字だとみなされるときは予め用意した文字用の量子化
テーブルに切換えて用いることができる。

【００１９】新たな基本テーブルから最適な量子化テー
ブルを求める例 図５は、総発生符号量と、スケーリング係数ｎの関係を
表した図であり、発生符号量の単位は（×１０００ビッ
ト）である。画像によって符号量の大小はあるが、概ね
この図に示すような傾向が現れるように基本テーブルを
決めておけば最初の総発生符号量から以下のような方法
で決定することができる。 ｎ＝１６ とし、基本テーブルの総発生符号量をＣ1、目標とする
総発生符号量をＣ2とする。ｎ＝１６の時にその値がＣ1
となるような曲線の関数をｆ（ｘ）とする（ｆ(16)＝Ｃ
1）。求める係数ｎ'は、以下の式１で表される。 ｎ'＝ｆ'（Ｃ2） ……（式１） このｎ'を用いて最適な量子化テーブルを作成する。例
えば、基本テーブルに対して１６／ｎを乗じて最適な量
子化テーブルを作成することができる。上述の例では基
本テーブルに係数を乗算して量子化テーブルを作成する
例であるが、基本テーブルから所定の関数を基に量子化
テーブルを作成してもよく、さらには予めＲＯＭ等量子
化テーブルのデータを格納しておき全くランダムに作成
するようにしてもよい。

【００２０】また、各ブロックの発生符号量の予測は例
えば以下のような方法によって行うことができる。各ブ
ロックの発生符号量の総発生符号量における割合は不変
であると仮定し、Ｘ方向ｊ番目、Ｙ方向ｉ番目のブロッ
クの発生符号量をＣｉｊ、総発生符号量及び目標とする
発生符号量をＣ1,Ｃ2とすると、目標とする発生符号量
Ｃ2の時のブロックの発生符号量Ｃ'ｉｊは、式２によっ
て算出することができる。 Ｃ'ｉｊ＝（Ｃｉｊ＊Ｃ2）／Ｃ1 ……（式２）

【００２１】符号量制御部３９は、例えば上記演算によ
って、量子化テーブルの決定及び、各ブロックの発生符
号量の予測を行なう。

【００２２】以上説明したように、本実施例の画像圧縮
装置３０は、画像データをＤＣＴ演算するＤＣＴ演算部
３２と、ＤＣＴ演算出力を量子化テーブルＲＡＭ３４の
値に従って量子化演算する量子化部３３と、量子化テー
ブルを格納する量子化テーブルＲＡＭ３４と、ＤＣＴ演
算出力の各周波数成分のヒストグラムを取るヒストグラ
ム装置３５と、ハフマン符号化テーブルを格納するハフ
マンテーブルＲＯＭ３６と、ハフマンテーブルＲＯＭ３
６の値に従って量子化部３３の出力に対してハフマン符
号化を施し、各ブロックの発生符号量を符号量ＲＡＭ３
８に書込むハフマン符号化部３７と、ハフマン符号化さ
れた各ブロックの発生符号量を記憶する符号量ＲＡＭ３
８と、ヒストグラム装置３５からの各周波数成分のヒス
トグラムを基に基本テーブルを書換えるとともに、符号
量ＲＡＭ３８の各ブロックの発生符号量から総発生符号
量を算出し最適な量子化テーブルを作成し、作成した量
子化テーブルに従って量子化を行なった各ブロックの発
生符号量を予測するように制御する符号量制御部３９と
を設け、符号量制御部３９及び制御部４１により上記各
部を制御して量子化テーブルを作成し直して発生符号量
を予測するようにしているので、画像に合わせた量子化
テーブルを作成することができ、制度の高い符号量制御
を行うことができる。

【００２３】すなわち、画像固有の周波数を求めること
ができるので画像に合わせた量子化テーブルをより詳細
に作成することができ、周波数成分を忠実に再現するこ
とによって画質の向上を図ることができる。また、各ブ
ロックの発生符号量及び全体の発生符号量が予測と大幅
にずれることもなくなるため、結果として画像圧縮の効
率を低下させることなく画像の向上を図ることができ、
画像圧縮の符号量制御に利用して好適である。

【００２４】なお、本実施例では画像圧縮装置をＪＰＥ
Ｇアルゴリズムに基づく画像圧縮装置に適用した例であ
るが、勿論これには限定されず、ＤＣＴ演算結果のヒス
トグラムを取るものであれば全ての装置に適用可能であ
ることは言うまでもない。また、ヒストグラムを取るも
のであれば何でもよく、その取り方も本実施例のように
ジグザグスキャン順でなくてもよい。

【００２５】また、本実施例は符号化部にハフマン符号
化方法を用いているが、これに限らず、例えばハフマン
符号のようなブロック符号に代えてエントロピー符号化
として算術符号を用いるようにしてもよく、算術符号の
一種であるQ-Coderを用いてもよい。

【００２６】また、本各実施例では、直交変換方式にＤ
ＣＴを適用しているが、このＤＣＴ方式には限定され
ず、例えば、アダマール変換、ハール（Harr）変換、傾
斜変換（スラント変換）、対称性サイン変換などを用い
た画像圧縮装置あるいは画像圧縮方法に適用することが
できる。また、符号化テーブルの作成方法やその個数、
テーブルの値等は前述した実施例に限られるものではな
く任意のものが使用可能である。

【００２７】さらに、上記画像圧縮装置３０やヒストグ
ラム装置３５等を構成する回路や部材の数、種類などは
前述した実施例に限られないことは言うまでもない。

【００２８】

【発明の効果】請求項１、２、３、４、５、６、７、８
及び９記載の発明によれば、離散コサイン変換手段を含
む直交変換手段の出力のヒストグラムを算出し、算出さ
れたヒストグラムを解析して最適な量子化テーブルを作
成するようにしているので、画像に合わせた量子化テー
ブルを作成することができ、精度の高い符号量制御を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像圧縮装置のブロック構成図である。

【図２】画像圧縮装置のヒストグラム装置のブロック構
成図である。

【図３】画像圧縮装置のジグザグスキャン順番を示す図
である。

【図４】画像圧縮装置の各周波数成分毎に総和した値を
示す図である。

【図５】画像圧縮装置の総発生符号量と係数との関係を
示す図である。

【図６】画像圧縮装置のジグザグスキャンの順番を示す
図である。

【図７】従来の画像圧縮装置のブロック構成図である。

【図８】画像圧縮装置のＹ用基本量子化テーブルを示す
図である。

【図９】画像圧縮装置のＲ−Ｙ，Ｂ−Ｙ用基本量子化テ
ーブルを示す図である。

【符号の説明】

３０ 画像圧縮装置 ３１ フレームメモリ ３２ ＤＣＴ演算部 ３３ 量子化部 ３４ 量子化テーブル ３５ ヒストグラム装置 ３６ ハフマンテーブルＲＯＭ ３７ ハフマン符号化部 ３８ 符号量ＲＡＭ ３９ 符号量制御部 ４０ データバッファ ４１ 制御部 ５１ 絶対値算出部 ５２ 加算器 ５３ ヒストグラムバッファ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データに対し直交変換手段により直
   交変換を行なった後、量子化テーブルに基づいて量子化
   を行なうとともに、エントロピー符号化手段により符号
   化を行なう画像圧縮装置において、 前記直交変換したデータのヒストグラムを算出するヒス
   トグラム算出手段と、 前記ヒストグラム算出手段により算出したヒストグラム
   に応じた量子化テーブルを作成する量子化テーブル作成
   手段と、 を具備したことを特徴とする画像圧縮装置。
2. 【請求項２】 前記ヒストグラム算出手段は、直交変換
   されたデータの各周波数成分の統計を取ることを特徴と
   する請求項１記載の画像圧縮装置。
3. 【請求項３】 前記直交変換手段は、離散コサイン変換
   を行なう離散コサイン変換手段であることを特徴とする
   請求項１に記載の画像圧縮装置。
4. 【請求項４】 前記エントロピー符号化手段は、ハフマ
   ン符号化を行なうハフマン符号化手段であることを特徴
   とする請求項１記載の画像圧縮装置。
5. 【請求項５】 画像データを直交変換する第１の工程
   と、 前記第１の工程により変換されたデータのヒストグラム
   を算出する第２の工程と、 前記第１の工程により変換されたデータを所定の量子化
   テーブルにより量子化する第３の工程と、 前記第３の工程により量子化されたデータをエントロピ
   ー符号化する第４の工程と、 前記第２の工程で得られたヒストグラムと前記第４の工
   程で得られた符号化データのデータ量に応じて前記量子
   化テーブルを変更する第５の工程と、 前記第５の工程により変更された量子化テーブルに基づ
   いて量子化を行なう第６の工程と、 を具備したことを特徴とする画像圧縮方法。
6. 【請求項６】 前記第１の工程は、離散コサイン変換を
   行なうことを特徴とする請求項５記載の画像圧縮方法。
7. 【請求項７】 前記第２の工程は、離散コサイン変換さ
   れたデータの各周波数成分の統計を取ることを特徴とす
   る請求項５記載の画像圧縮方法。
8. 【請求項８】 前記第５の工程は、ハフマン符号化を行
   なうことを特徴とする請求項５記載の画像圧縮方法。
9. 【請求項９】 前記第６の工程は、画像データに対し直
   交変換を行なう工程含むことを特徴とする請求項５記載
   の画像圧縮方法。