JPH0595484A - 画像圧縮装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】人工的に作成した文字、フオント、線画等のエ
ツジが良好に出力することが可能であつて、いかなる入
力源の画像も適正な量子化が容易な構成で実現できる。 【構成】多値画像情報を直交変換により変換した後、量
子化して圧縮する画像圧縮装置において、ＤＣＴ回路１
０１の直交変換座標上で人工的に作成されたエツジ部か
否かを識別し、量子化条件を量子化テーブル１０９，１
１０によつて変更する。識別方法は、高域内のＡＣ電力
値、もしくはＡＣ絶対値がある閾値以上になる成分があ
るか否かで行なう。また、量子化条件変更は、低域の量
子化ステツプをＳ1 、高域の量子化ステツプをＳ2 ′と
した場合、Ｓ1 ／Ｓ2 ＜Ｓ1 ′／Ｓ2 ′≦１となる変更
を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像圧縮装置に関し、例
えば直交変換機能を有する画像圧縮装置及びその方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】写真等の中間調画像（以下、「イメー
ジ」という）をメモリに記憶するのに必要なメモリ容量
は、（画素数）×（階調ビツト数）で算出されるため、
高品位なカラー画像を記憶するためには膨大なメモリ容
量が必要であつた。このため、各種の情報量圧縮方式が
提案されている。例えば、情報量を圧縮した後、メモリ
に記憶することにより、メモリ容量の削減が図られてい
る。

【０００３】図１９は、カラー静止画符号化の国際標準
化方式として、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts
Group）において提案されているベースラインシステム
（基本方式）の符号化方式（安田：「カラー静止画符号
化国際標準化」、画像電子学会誌、第１８巻、第６号p
p.398-409,1989 ）の構成を示すブロツク図である。

【０００４】同図において、入力端子１より入力された
イメージ画素データは、ブロツク化回路２において、８
×８画素のブロツク状に切出され、離散コサイン変換
（以下、「ＤＣＴ」という）回路１７によってコサイン
変換され、この変換で得た変換係数が量子化器（以下、
「Ｑ」という）４０に供給される。Ｑ４０では、量子化
テーブル４１により印加される量子化ステツプ情報に従
つて、変換係数の線形量子化が行われる。量子化された
変換係数のうち、ＤＣ係数は予測符号化回路（以下、
「ＤＰＣＭ」という）４２によって、前ブロツクのＤＣ
成分との差分（予測誤差）をとられ、この差分が１次元
ハフマン符号化回路４３に供給される。図２０はＤＰＣ
Ｍ４２の構成を詳細に示すブロツク図である。Ｑ４０に
より量子化されたＤＣ係数は遅延回路５３及び減算器５
４に印加される。遅延回路５３は離散コサイン変換回路
が１ブロツク、即ち８×８画素分の演算に必要な時間分
だけ遅延させる回路である。従つて遅延回路５３からは
前ブロツクのＤＣ係数が減算器５４に供給される。よつ
て、減算器５４から現ブロツクと前ブロツクとのＤＣ係
数の差分（予測誤差）が出力される。本予測符号化では
予測値として前ブロツク値を用いているため、予測器は
前述のごとく遅延回路によって構成される。

【０００５】１次元ハフマン符号化回路４３は、ＤＰＣ
Ｍ４２より供給された予測誤差信号をＤＣハフマンコー
ドテーブル４４に従つて可変長符号化し、この可変長符
号化したデータ、即ち、ＤＣハフマンコードを多重化回
路５１に供給する。

【０００６】一方、Ｑ４０によって量子化されたＡＣ係
数（ＤＣ係数以外の係数）は、スキヤン変換回路４５に
て図２１に示すように低次の係数より順にジグザグスキ
ヤンされ、有意係数検出回路４６に供給される。有意係
数検出回路４６では、量子化されたＡＣ係数が“０”か
どうかを判定し、“０”の係数の場合はラン長カウンタ
４７にカウントアツプ信号を供給し、カウンタの値を＋
１増加させる。一方、“１”の係数の場合は、リセツト
信号をラン長カウンタに供給し、カウンタの値をリセツ
トすると共に、係数をグループ化回路４８によって図２
２に示されるようにグループ番号ＳＳＳＳと付加ビツト
とに分割し、グループ番号ＳＳＳＳを２次元ハフマン符
号化回路４９に、付加ビツトを多重化回路５１に各々供
給する。ラン長カウンタ４７は、“０”のラン長をカウ
ントする回路で“０”以外の有意係数間に連続する
“０”の数ＮＮＮＮを２次元ハフマン符号化回路４９に
供給する。ハフマン符号化回路４９は、供給された
“０”のラン長ＮＮＮＮと有意係数のグループ番号ＳＳ
ＳＳをＡＣハフマンコードテーブル５０に従つて可変長
符号化し、この可変長符号化したデータ、即ち、ＡＣハ
フマンコードを多重化回路５１に供給する。

【０００７】多重化回路５１では、１ブロツク（８×８
の入力画素）分のＤＣハフマンコード、ＡＣハフマンコ
ード及び付加ビツトを多重化し、出力端子５２から、こ
の多重化したデータ、即ち、圧縮された画像データが出
力される。従つて、出力端子５２より出力される圧縮デ
ータをメモリに記憶し、読出し時に逆操作によつて伸長
することにより、メモリ容量を削減することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例には、以下に示す欠点がある。上記従来例を例
えば画像出力装置に応用したと考える。一般的に画像出
力装置はホストコンピユータ、イメージスキヤナ等の画
像入力装置に接続されて、システムの一部として動作さ
せることが多い。この場合、画像出力装置にはホストコ
ンピユータ上で作成したＣＧ（コンピユータグラフイツ
ク）画像や、イメージスキヤナにより入力した画像な
ど、様々な画像が送信される。

【０００９】上記従来例は、写真等のイメージをイメー
ジスキヤナによりデイジタル化した画像の様に、直交変
換上の低域に変換係数が集中する様な画像においては、
画像劣化を抑えるが、ＣＧ画像、フオント画像、ＣＡＤ
（Computer Aided Design ）画像などの人工的な線画に
おいては、圧縮、伸長した画像が非常に劣化してしまう
という欠点があつた。

【００１０】また、従来より変換係数の値に応じて適応
的に量子化条件を切換える技術がＵ．Ｓ．Ｓ．Ｎ（米国
特許出願番号）第７３８，５６２号において、本出願人
により提案されているが、それには以下の欠点がある。
即ち、入力源として標本化されたイメージが対象となつ
ていた為、変換係数で検知した部分が、そのイメージ内
のエツジ部か平坦部かを見分ける様な構成になつてい
た。イメージスキヤナ等の機器で入力された入力源、即
ち、標本化された画像は元のオリジナルがいくらエツジ
部だとしても、イメージスキヤナのＭＴＦ（変調伝達関
数）特性により、エツジ部が劣化した出力画像となる。
その為、ブロツク内の高周波成分を少しくらいは粗い量
子化を施しても画質にはさほど影響しなかつた。しか
し、前述の人工的に作成した画像は、イメージスキヤナ
等の機器で入力した画像、即ち、普通の中低解像度の画
像のエツジ部には発生しない様な高周波の成分に強いＡ
Ｃ電力を含むことが多い。これらの画像を従来の様な粗
い量子化をしてしまうと、人工的に造つた細線が途切れ
たり、細線近傍の平坦部にリンギング等のノイズが発生
する様に、悪影響が大きくなる。また、変換係数により
量子化条件の切換の条件においても、簡便かつ、タイム
ロスの少ない方式は提案されていなかつた。

【００１１】また前記従来例には、以下のような欠点が
ある。

【００１２】通常、写真等の原稿をイメージスキヤナ等
の機器で入力したハーフトーンイメージは、直交変換し
たブロツク内の低域に係数が集中しやすく、したがつて
割と低次のうちに有意係数の発生が集中してしまい、そ
こから高次は全て“０”が連続するということが多い。

【００１３】この場合、“０”ランが１６以上続いた場
合には図２２で示した様に“Ｒ１６”という符号が割り
当てられ、この符号を送信した後“、０”ランのカウン
タをリセツトして、再び“０”のラン長をカウントす
る。その後、０”以外の有意係数が発生した時に、この
有意係数とその係数の直前まで連続した“０”のラン長
とで、２次元のハフマン符号化を施す。

【００１４】その為、図２１に示した様な低次の係数か
ら順に走査していくジクザクスキヤンでは、途中で有意
係数の発生が終了しても、その後の高次の係数におい
て、有意係数が発生しているか否かは未知の為、１係数
ごとに“０”の数をカウントして、“Ｒ１６”の符号化
の準備をしなくてはならない。すなわち、低次の係数か
ら順のジグザグスキヤンでは、どこ迄“０”以外の有意
係数が発生しているのか、つまり言い換えると、どこ迄
符号化して良いのかは、一度最高次の係数迄スキヤンし
てみないと判明できない。最高次の係数がもし、“０”
以外の有意係数だとした場合、それまでに蓄積した
“０”のラン長に基づき、“０”ランが１６以上であれ
ばＲ１６の符号化、及びそれ以降の“０”ランの符号化
をしなおさなくてはならない。もし、最高次係数も
“０”であつた場合には、それ迄蓄積した“０”ランを
リセツトして“ＥＯＢ（Ｅｎｄ Ｏｆ Ｂｌｏｃｋ）”
の符号（図２２に示す）を発生させなくてはならない。
すなわち、最後になつてブロツク内の符号化にかかる時
間が変わつてくる場合もある。言い換えると、毎回、一
定時間で符号化できないという欠点があつた。

【００１５】本発明は、上述した従来例の欠点に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、人工的
に作成した文字、フオント、線画等のエツジが良好に出
力することができ、且つ、いかなる入力源から受け取っ
た画像でも適正な量子化を簡単な構成で実現できる画像
圧縮装置を提供する点にある。

【００１６】また本発明の他の目的は、ブロツク内がど
の様な情報であっても、所定時間内に符号化を行うこと
ができると共に、回路構成を安価、且つ、簡単にできる
画像圧縮装置を提供する点にある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するため、本発明に係る画像圧縮装置は、所
定のブロツク中の空間周波数成分データを入力する入力
手段と、複数の異なる量子化方法のひとつの量子化方法
に従って前記空間周波数成分データを量子化する量子化
手段と、所定の値を持つ各々の空間周波数成分データを
比較することによって画像の種類を判別する判別手段
と、前記判別手段の判別結果に従って、前記複数の異な
る量子化方法からひとつの量子化方法を選択する選択手
段とを備える。本発明にかかる画像圧縮方法は、所定の
ブロツク中の空間周波数成分データを入力する工程と、
所定の値を持つ各々の空間周波数成分データを比較する
ことによって画像の種類を判別する工程と、前記判別工
程の判別結果に従って、複数の異なる量子化方法からひ
とつの量子化方法を選択する工程と、前記複数の異なる
量子化方法の中から選択した一量子化方法に従って前記
空間周波数成分データを量子化する工程とを備える。

【００１８】

【作用】かかる構成及び方法によれば、所定のブロツク
中の空間周波数成分データを入力し、複数の異なる量子
化方法のひとつの量子化方法に従って空間周波数成分デ
ータを量子化し、所定の値を持つ各々の空間周波数成分
データを比較することによって画像の種類を判別し、判
別結果に従って、複数の異なる量子化方法からひとつの
量子化方法を選択する。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。 ＜第１の実施例＞図１は本発明に係る画像圧縮装置の第
１の実施例の要部を示すブロツク図、図２は第１の実施
例による主要な動作手順を説明するフローチヤート、図
３はＤＣＴ係数の逆スキヤン順序を示す図、図４はＤＣ
Ｔ係数の順スキヤン順序を示す図、図５はイメージスキ
ヤナ入力の入力データとＤＣＴ係数との関係を例示する
図、そして、図６はコンピュータにより人工的に作成し
た入力データとＤＣＴ係数と関係を例示する図である。

【００２０】図１において、１００はイメージスキヤナ
入力の多値画像データやコンピュータにより人工的に作
成された多値画像データを入力する入力端子、１０１は
ＤＣＴ回路、１０２，１０３，１１１はスイツチ、１０
４は逆スキヤンアドレス発生器、１０５は順スキヤンア
ドレス発生器、１０６は絶対値回路、１０７は比較器、
１０８はカウンタ判定回路、１０９，１１０は互いに異
なる量子化特性の量子化テーブル、１１２はＤＣ成分用
の出力端子、１１３はＡＣ成分用の出力端子、１１４は
Ｑを示している。

【００２１】１１５は閾値（Ｔｈ）を格納するためのレ
ジスタを示し、１１７Ｔｈをマニュアルで選択するため
に用いられる操作部を示し、１１６は操作部１１７によ
って選択されたＴｈをレジスタ１１５にセツトするため
のＣＰＵを示している。

【００２２】上記構成による動作を図２を用いて説明す
る。

【００２３】入力端子１００より入力されたイメージ対
応の多値画像信号は、既に、不図示のブロツク化回路に
よって、８×８画素のブロツク状に切出され、ＤＣＴ回
路１０１に送られ、ＤＣＴが施される（Ｓ１）。本実施
例では、直交変換に８×８のＤＣＴを用いて説明してい
るが、例えば、アダマール変換等の他の直交変換方式で
あつても８×８以外のブロツクサイズであつても良いこ
とは勿論である。

【００２４】ＤＣＴ変換された係数は、図４に示した様
に、低次の係数から高次の係数に向けて、ジグザグ状に
１次元に並び直される。１次元に配列されたＤＣＴ係数
を今後“ＤＣＴ［ｎ］（ｎ＝０〜６３）”という配列の
形で定義する。ＤＣＴ［０］は、ＤＣ成分の係数、ＤＣ
Ｔ［１］〜ＤＣＴ［６３］はＡＣ成分の係数を示し、ｎ
の小さいものほど低次の係数となる。

【００２５】ここで、図１中のスイツチ１０２、スイツ
チ１０３は、８×８画素ブロツクごとの初期化により、
それぞれａ，ｃの端子に接続される。逆スキヤンアドレ
ス発生器１０４は、図３の矢印に示されている様に、最
も高次の変換係数から低次の変換係数へスキヤンするア
ドレスを与える回路である。一方、順スキヤンアドレス
発生器１０５は図４の矢印に示されている様に最も低次
の変換係数から高次の変換係数へとスキヤンするアドレ
スを与える回路である。さらに詳述すれば、ＤＣ成分を
ＤＣＴ［０］、ＡＣ成分の低次からＤＣＴ［１］，
［２］，…，ＤＣＴ［６３］となる様に配列する。すな
わち、ＤＣＴ［ｎ］はアドレスｎの変換係数を示す。

【００２６】逆スキヤンアドレス発生器１０４により、
まずＤＣＴ［６３−ｉ］がロードされ、絶対値回路１０
６により絶対値化され（ＡＢＳ（ＤＣＴ［６３−ｉ］）
とする）、比較器１０７へ送られる。比較器１０７で
は、入力したＡＢＳ（ＤＣＴ［６３−ｉ］）と予め用意
された閾値（Ｔｈ）とを比較し、ＡＣ電力が閾値以上存
在するか否か判断される（Ｓ２）。もし、“ＡＢＳ（Ｄ
ＣＴ［６３−ｉ］）≧Ｔｈ”が否ならば、Ｓ３におい
て、カウンタ判定回路１０８によってｉが予め設定した
アドレスまで達したか否かを判断する。このアドレスは
高域成分のみを取りうる様な値で予め設定される。例え
ばＤＣＴ［４５］〜ＤＣＴ［６３］迄とするならば、ア
ドレス＝１９とする。

【００２７】Ｓ３において、ｉ＜アドレスであれば、Ｓ
４でｉ＝ｉ＋１の処理を行ない（カウンタ判定回路１０
８）、次のＤＣＴ変換係数を走査して同様の操作を繰り
返す。Ｔｈ，アドレスの値の設定の方法については後述
する。

【００２８】カウンタ１０８では、スイツチ１０２、ス
イツチ１０３の端子の切換えも行つていて、Ｓ２の条
件、すなわち“ＡＢＳ（ＤＣＴ［６３−ｉ］）≧Ｔｈ”
の時、及び“ｉ≧アドレス”の時に、スイツチ１０２、
スイツチ１０３の端子がそれぞれｂ，ｄに切換わる。Ｓ
２の条件が正ならコンピュータ画像用の量子化テーブル
１１０が選択され（Ｓ５）、Ｓ３の条件が否なら自然画
像用の量子化テーブル１０９が選択される（Ｓ６）。実
際には、量子化テーブル１０９は初期化（デフオルト）
のときに選択される。つまりスイツチ１１１は常にｅの
端子に接続される。また設計上、比較器１０７からの出
力（Ｓ２が正という信号）に応じて切換えてロードする
ようにしても良い。

【００２９】さて、量子化テーブルがひとつ選択される
と、今度は順スキヤンアドレス発生器１０５及びＱ１１
４により図４に示した順スキヤンの矢印に従つて、まず
ＤＣＴ［０］であるＤＣ成分の量子化、続いてＤＣＴ
［１］，ＤＣＴ［２］，…，ＤＣＴ［６３］であるＡＣ
成分の量子化が行なわれる（図２のＳ７）。図１におい
て、ＤＣ成分は出力端子１１２へ、ＡＣ成分は出力端子
１１３へ出力される。尚、量子化後は関連技術で述べた
方式を採用しても良い。

【００３０】さて、Ｓ８において、ｊ＜６３か否かの判
断により、１ブロツクの符号化が終了したか否かを判定
し、まだ１ブロツクの符号化が未終了ならばＳ９におい
てｊ＝ｊ＋１の処理を施し、量子化を繰り返す。一ブロ
ツク内において、スイツチ１０２，１０３によって、
ｂ，ｄの端子が一旦選択されたら、その選択状態をブロ
ツクの符号化が終了する迄、保持する。

【００３１】本実施例の構成、制御は、以上に述べた様
な簡単、単純であるが、前述したＴｈ，アドレス，量子
化テーブル１０９，１１０の設定が予め必要である。

【００３２】図５（ａ）には自然画（中間調画像のイメ
ージ）をイメージスキヤナにより標本化した画像データ
が示されている。この画像データは８ビツトで、エツジ
部を８×８のブロツク状にしたものである。急峻なエツ
ジ部でも、イメージスキヤナのＭＴＦによりなまつてし
まつている点と、自然画においては原稿の写真等のＭＴ
Ｆにより急峻なエツジにはなりにくい点がある。

【００３３】図５（ａ）の画像をＤＣＴ変換した変換係
数を図５（ｂ）に示す。これは１１ビツトで−１０２４
〜＋１０２３迄の値をとりうる（ＤＣ成分はＡＣ成分と
ダイナミツクレンジを同一にする為に、図５（ａ）の各
画素から１２７だけ減算してからＤＣＴ変換してい
る）。この様に、自然画中のエツジ部であつても、ＤＣ
Ｔ変換係数は低域に大きな値が発生し、高域では大きな
値が発生してもＡＣ電力は少なくなる。

【００３４】図６（ａ）のコンピユータ上で人工的に作
成した信号を示す。この信号は図５（ａ）と同様に８ビ
ツトである。この信号をＤＣＴ変換した変換係数を図６
（ｂ）に示す。図５（ａ）と全体のＡＣ電力が異なつて
いるので、一概な比較は出来ないが、低域だけではなく
高域にもかなり大きな値が発生している。図６に示した
例はほんの一例であるが、人工的に作成したエツジ部で
は低域よりも高域の方がＡＣ電力が大きくなるパターン
も作成できる。すなわち、イメージスキヤナ等で画像入
力した情報では、得られないＡＣ電力が高域成分に発生
する。そこで、システムで考えた場合、通常接続してい
る画像入力装置等の機器によるＭＴＦ特性によるなまり
を予め実験的、経験的に求めておいて、前述のアドレ
ス，Ｔｈを定めておく。例えば、今回アドレスをＤＣＴ
［２８］〜ＤＣＴ［６３］迄の３６（アドレス＝３６）
とし、Ｔｈを５０（Ｔｈ＝５０）に設定する。人工的に
作成したエツジ部は、ところどころの成分にＤＣＴ係数
の絶対値が５０を越えるところがあるが、イメージスキ
ヤナで読み込んだものはエツジ部が発生していないとす
る。すなわち、設定した高域成分に、ある閾値以上の成
分が１成分でもあると、それは人工的に作成したエツジ
部、線画等と見なす。人工的に作成した画像でもエツジ
部ではない平坦部は抽出されない様にする。

【００３５】図７（ａ），（ｂ）は、それぞれ前述の量
子化テーブル１０９，１１０の一例を示す図である。図
７（ａ）は従来例で説明したＪＰＥＧの標準化テーブル
とされている輝度成分Ｙのテーブルを示す図である。こ
れはステツプ幅を示し、これに基づき、線形量子化され
る。当然、値の大きい方が粗い量子化となる。

【００３６】図７（ｂ）は、量子化テーブル１１０の例
を示す。量子化テーブル１１０によれば、低域も高域も
ほぼ同じ値にしている。ＤＣ成分は異なる値にしてある
が、これも同値であつても良い。すなわち、人工的に作
成したエツジ部が抽出されなかつたブロツク内の低域で
のある成分のステツプ幅をＳ low、高域でのある成分の
ステツプ幅をＳ high 、人工的に作成したエツジ部であ
ると判断されたブロツクでの低域及び高域でのある成分
のステツプ幅をそれぞれＳ’low ，Ｓ’highとすると、
Ｓlow ／Ｓhigh＜Ｓ’low ／Ｓ’high≧１となる様に設
定する。言い換えると、低域から高域までを示すｆ特性
の傾きを量子化テーブル１０９から量子化テーブル１１
０にすることにより、より滑らかにするものである。

【００３７】以上の様にして、入力した画像をブロツク
ごと、人工的に作成されたエツジ部か否かを容易な手法
で判断し、量子化条件を切換える。

【００３８】以上説明したように、第１の実施例によれ
ば、単純、容易な構成で、人工的に作成した線画、例え
ばコンピユータ上で作成した線画、フオント等の画像の
エツジ部を検出し、適切な量子化を行なうことにより、
いかなる入力源でも良好に出力画像を形成できる。

【００３９】また、第１の実施例によれば、汎用性があ
って、高速かつ、画質劣化の少ない画像圧縮を行うこと
ができる。 ＜第２の実施例＞図８は本発明に係る画像圧縮装置の第
２の実施例の要部を示すブロツク図、そして、図９は第
２の実施例による量子化テーブル１１０〜１１３の一例
を示す図である。

【００４０】本実施例は図１に示される第１の実施例に
比べ、より多くの量子化テーブルの切換えを実現するも
のであり、図１と同一部分には同一番号を付して説明す
る。異なる構成として、８０１，８１４はスイツチ、８
０２は２乗回路、８０３は低域電力加算器、８０４はカ
ウンタ判定回路、８０５は高域電力加算器、８１０，８
１１，８１２，８１３は量子化テーブルをそれぞれ示し
ている。

【００４１】図８において、ＤＣＴの終了した変換係数
を順スキヤン方向（図４の矢印方向：但し、ＤＣ成分は
用いない）に従つて走査していく。まず、最も低次のＡ
Ｃ変換係数ＤＣＴ［１］を読み出す。スイツチ１０３及
びスイツチ８０１はそれぞれ初期化によりｃ，ｈに接続
されている。ＤＣＴ［１］は、２乗回路８０２により２
乗され、低域電力加算器８０３に送られる。低域電力加
算器８０３は低域の変換係数の２乗を累積加算する手段
を示す。例えば低域をＤＣＴ［１］〜ＤＣＴ［２７］ま
での２７成分、高域をＤＣＴ［２８］〜ＤＣＴ［６３］
までの３６成分とした場合、カウンタ判定回路８０４は
２７成分までをカウントしてスイツチ８０１をｈからｇ
の端子に切換える。高域電力加算器８０５は、

【００４２】

【数１】 の値を求め、保持する。高域成分においては、前述した
第１の実施例と同様、比較器１０７によって予め設定し
た閾値（Ｔｈ）を用意する。本実施例では、変換係数を
絶対値ではなく、２乗している為、閾値も２乗した値が
必要となる。カウンタ判定回路８０４は、ＤＣＴ［１］
〜ＤＣＴ［６３］迄の走査が終了した時点で、比較器１
０７、高域電力加算器８０５、低域電力加算器８０３か
ら信号を受けて、スイツチ８０６に信号を送り、量子化
テーブル８１０，８１１，８１２，８１３の切換えを行
なう。

【００４３】カウンタ判定回路８０４では、１成分あた
りの変位器高域電力Ｐhigh と１成分あたりの平均低域
電力Ｐ lowを求める。例えば、前述した様に低域をＤＣ
Ｔ［１］〜ＤＣＴ［２７］、高域をＤＣＴ［２８］〜Ｄ
ＣＴ［６３］とした場合、

【００４４】

【数２】

【００４５】

【数３】 となる。そして、カウンタ判定回路８０４は、電力比
（Ｐ high ／Ｐ low）を求め、この電力比と比較器１０
７の比較結果とに従い、量子化テーブルが例えば以下の
ように切換わる。すなわち、Ｔｈ以上あり、かつ、Ｐhi
gh ／Ｐ low≧０．８の時には、量子化テーブル１１
０、Ｔｈ以上あり、かつ、Ｐ high ／Ｐ low＜０．８の
時には、量子化テーブル１１１、Ｔｈ以上無く、かつ、
Ｐ high ／Ｐ low≧０．８の時には、量子化テーブル１
１２、Ｔｈ以上無く、かつ、Ｐ high ／Ｐ low＜０．８
の時には、量子化テーブル１１３となる。一例として、
図９に示す。

【００４６】すなわち、電力比Ｐhigh／Ｐlow の値が大
きければ、前述の実施例の量子化テーブルのステツプ幅
の比、Ｓlow ／Ｓhighを“１”に近づける様な量子化テ
ーブルを選択する。以上の選択は、スイツチ８１４が行
い、その指示は、カウンタ判定回路８０４から受け取
る。

【００４７】量子化テーブルの切換えが終了すると、順
スキヤンアドレス発生器１０５は再び先頭のアドレスに
戻つて今度はＤＣ成分からＤＣＴ［０］〜ＤＣＴ［６
３］の読み出しを行なう。また、スイツチ１０３はｃか
らｄに接続され、Ｑ（Ｑ）１１４により量子化され、Ｄ
Ｃ成分は１１２端子へ、ＡＣ成分は１１３端子へ出力さ
れる。

【００４８】以上、図８を基に説明したが、ＤＣ成分の
量子化ステツプがどの量子化テーブルにおいても同一の
場合は、時間短縮の為、量子化テーブルの選択動作の最
中に、パイプライン処理で符号化を行つても良い。即
ち、テーブル選択動作と符号化動作とを異なるブロツク
に対して同時に行わせても良い。

【００４９】また、本実施例は量子化テーブルを４種に
より説明したが、これ以上でも以下でも構わない。 ＜第３の実施例＞また、上述の第２の実施例では、高域
と低域で２乗和をとる電力の総和として比較したが、本
発明は、簡略化の為に高域と低域のそれぞれ絶対値和に
しても良い。

【００５０】図１０は本発明に係る画像圧縮装置の第３
の実施例の要部を示すブロツク図である。本実施例は第
１の実施例と一部異なる為、同一部分には同一番号を付
して異なる点のみ説明する。

【００５１】図１０において、１００１は絶対値和加算
器を示し、入力した高域の変換係数の絶対値和をとる。
絶対値和加算器１００１は、高域成分の絶対値を第１の
実施例で述べた閾値と比較をするばかりでなく、高域の
絶対値和がどの程度なのかを調べる。つまり、高域にひ
とつの成分だけ飛び出している場合と、全体的に大きな
値となつている場合とで量子化条件を切換える。

【００５２】量子化テーブル（１０９，１１０）の切換
えは、第１の実施例で述べた様に、高域の変換係数の絶
対値にＴｈよりも大きいものがあるか否かで、人工的な
エツジ部か否かを判断して、スイツチ１１１で行う。

【００５３】図１１は第３の実施例による量子化テーブ
ルの一例を示す図である。

【００５４】イメージスキヤナ等で入力された画像と判
断されたブロツクの場合には、図１１（ａ）のテーブ
ル、人工的なエツジ部と判断されたブロツクは図１１
（ｂ）のテーブルを選択する。図１１において、量子化
テーブル１０９の例ではＡＣ成分のみが示され、量子化
テーブル１１０の例であるＤＣ成分は別に固定で保持し
た方が良い。量子化テーブル１１０を選択した場合に限
り、絶対値和加算１００１の出力を基に、乗算器１００
２に量子化テーブルの各係数に乗ずるいわゆるスケーリ
ングフアクター（Ｓフアクター）を設定する。すなわ
ち、高域での絶対値和が大きい場合には、Ｓフアクター
を大きめに設定し、小さい場合にはある成分だけ突出し
て閾値を越えたと判断して、小さめに設定する。人工的
なエツジ部では、人工画のエツジ部とは異なって、高域
の成分の重要度が大きいので、なるべく高域の全ての成
分を生かすしかし、毎回小さめのＳフアクターを設定す
ると画像は良好になるが、符号量が増えてしまう為、上
述の処理が有効となる。 ＜第４の実施例＞図１２は本発明に係る画像圧縮装置の
第４の実施例の構成を示すブロツク図であり、図１３及
び図１４は第４の実施例による主要な動作手順を説明す
るフローチヤートである。

【００５５】図１２において、１１００は図１の入力端
子１００同様の多値画像信号を入力する入力端子、１１
０１はＤＣＴ回路、１１０２はスキヤン変換回路、１１
０３はバツフア、１１０４はＱテーブル、１１０５は
Ｑ、１１０６はＤＰＣＭ、１１０７は１次元ハフマン符
号化回路、１１０８は逆スキヤンアドレス発生回路、１
１０９は順スキヤンアドレス発生回路、１１１０はスイ
ツチ、１１１１は有意係数検出回路、１１１２，１１１
３はカウンタ、１１１４はラン長カウンタ、１１１５は
グループ化回路、１１１６は２次元ハフマン符号化回
路、１１１７はＤＣハフマンテーブル、１１１８は多重
化回路、１１１９は出力端子をそれぞれ示している。

【００５６】続いて、上記構成による動作を図１３及び
図１４を参照して説明する。

【００５７】入力端子１１００より入力された多値画像
信号は、前段で不図示のブロツク化回路において、８×
８画素のブロツク状に切出されており、ＤＣＴ回路１１
０１に送られ、ＤＣＴが施される（Ｓ１０１）。本実施
例では、直交変換に８×８のＤＣＴを用いて説明してい
るが、他の直交変換方式であつても、８×８以外のブロ
ツクサイズであつても良いことは勿論である。

【００５８】配列化したＤＣＴ係数は、一時、バツフア
１１０３に格納される。そして、ＤＣ成分（ＤＣＴ
［０］）は従来例と同様、Ｑテーブル１１０４により印
加される量子化ステツプ情報に従つて、Ｑ１１０５にお
いて線形量子化されて、量子化後の変換係数はＤＰＣＭ
１１０６にて前ブロツクのＤＣ成分との差分をとつて、
１次元ハフマン符号化回路１１０７にて符号が生成され
る。本実施例では、ＡＣ成分の符号化の動作手順に特徴
を有している。逆スキヤンアドレス発生器１１０８，順
スキヤンアドレス発生器１１０９は共にバツフア１１０
３からの読出しのアドレスを送信し、それぞれバツフア
１１０３内の逆方向からの読出し（ＤＣＴ［ｎ］におい
て、ｎの数値の大きな方からの読出しのことで逆スキヤ
ンと定義する）と、バツフア１１０３内の順方向の読出
し（ＤＣＴ［ｎ］において、ｎの数値の小さい方からの
読出しのことで順スキヤンと定義する）とを行う。

【００５９】ブロツク内のＡＣ成分の読出しは、まず予
め逆スキヤンがスイツチ１１１０で選択されている。

【００６０】続いて、Ｓ１０２において、読出されたＤ
ＣＴ係数（ＤＣＴ［６３−ｉ］：ｉは初期化で“０”が
代入されている）は、Ｑ１１０５においてＤＣ成分と同
様に線形量子化される。量子化後のＤＣＴ係数を一般的
にＤＣＴ’［ｎ］”と定義する。Ｓ１０２において、生
成されたＤＣＴ’［６３−ｉ］をＳ１０３において、
“０”であるか否かを判断する（有意係数検出回路１１
１１）。もし、ＤＣＴ’［６３−ｉ］＝０であつた場合
には、１１１２に示したカウンタｉを“＋１”だけカウ
ントアツプする（Ｓ１０４）と同時に、スイツチ１１１
０に再び逆スキヤンを選択する信号を送信する。そし
て、新たに、また逆スキヤンによりバツフア内の配列の
１つ若い番号（１つ低次の）ＤＣＴ係数１成分だけをみ
出し、ＤＣＴ’［６３−ｉ］≠０になる迄同様の操作を
繰り返す。つまり、ブロツク内の最高次の量子化された
ＤＣＴ係数（ＤＣＴ’［６３］）からカウントして有意
係数が発生したアドレスまでの“０”の続いた数をカウ
ンタ１１１２が数えることになる。

【００６１】さて、Ｓ１０３において、ＤＣＴ’［６３
−ｉ］≠０となつた場合、有意係数検出回路１１１１は
スイツチ１１１０に対して今度は順スキヤン読出しを選
択する信号を送信する。

【００６２】順スキヤン読出しでは、バツフア１１０３
内の配列の１番若い番号のＤＣＴ係数を読出して、量子
化を行う（Ｓ１０５）。Ｓ１０５において、ｊの初期化
は“１”となつている為、ＤＣＴ［０］はＤＣ成分であ
り、ＡＣ成分の最も低次はＤＣＴ［１］になる）まず、
初めにＤＣＴ［１］を量子化してＤＣＴ’［１］を生成
する。

【００６３】続いて、Ｓ１０６において、有意検出回路
１１１１によって、量子化されたＤＣＴ’［ｊ］が
“０”か否かを判断する。もし、Ｓ１０６において、Ｄ
ＣＴ’［ｊ］＝０となつた場合には、カウンタ１１１３
を“＋１”だけカウントアツプすると同時に、従来例と
同様のラン長カウンタ１１１４のカウンタ値ＮＮＮＮを
“＋１”だけカウントアツプする（Ｓ１０７）。Ｓ１０
６において、ＤＣＴ’［ｊ］≠０となつた場合には、そ
れ迄に蓄積したＮＮＮＮの数が１５を越えてあるかどう
かを判断して（Ｓ１０８）、もし１５を越えていたなら
ば従来例で説明した“Ｒ１６”を送信し、ＮＮＮＮの値
から１６を減じる（Ｓ１０９）。もし、ＮＮＮＮの数が
１５以下の場合、グループ化回路１１１５では、関連技
術と同様、“０”以外の発生した係数ＤＣＴ’［ｊ］を
グルーピングしてＳＳＳＳとして発生し（Ｓ１１０）、
グループ番号ＳＳＳＳと“０”のラン長ＮＮＮＮとの２
次元ハフマン符号化（２次元ハフマン符号化回路１１１
６）により符号を発生させ、付加ビツトを多重化する
（Ｓ１１１）。続いて、Ｓ１１２において、カウンタ１
１１２とカウンタ１１１３の各値を加算して“６３”に
なついてるか否かを判断し、ｉ＋ｊ＝６３になつていれ
ば、ＥＯＢ（End Of Block）を出力して（Ｓ１１３）、
１ブロツクの符号化が終了する。また、ｉ＋ｊ＜６３の
場合には、カウンタ１１１３を“＋１”だけカウントア
ツプすると同時に、ラン長カウンタＮＮＮＮの値をリセ
ツト（“０”を代入）して繰り返し操作する（Ｓ１１
４）。

【００６４】以上述べた様な構成にすることにより、い
かなる符号が発生した場合においても、毎ブロツク所定
時間内でスムーズに符号化することができる。また回路
の構成が安価、単純で実現が容易である。 ＜第５の実施例＞図１５は本発明に係る画像圧縮装置の
第５の実施例の構成を示すブロツク図である。尚、逆ス
キヤンにおけるＤＣＴ係数のスキヤン順序の説明は図３
を用いて、順スキヤンにおけるＤＣＴ係数のスキヤン順
序の説明は図４を用いて説明する。図１５に示される画
像圧縮装置は、図１２に示した構成と若干異なり、図１
２と同一ブロツクには同一番号を付して説明する。

【００６５】本実施例では、ＤＣＴが施された後、図１
２に示した第４の実施例の様にジグザグスキヤンにして
１次元に並び換え、この後にバツフアに格納するという
構成を設けずに、ＤＣＴ回路１１０１でＤＣＴを行つた
後のＤＣＴ係数の読み出し方向を切り換える構成をと
る。

【００６６】図１５中、１３０１，１３０２はＤＣＴ係
数の読み出しを行なうジグザグ逆スキヤン回路，ジグザ
グ順スキヤン回路で、それぞれジグザグスキヤンを逆方
向から（図３に示す）読み出すジグザグ逆スキヤンと、
ジグザグスキヤンを順方向から（図４に示す）読み出す
ジグザグ順スキヤンを行う。１３０３は１３０１，１３
０２を切換えるスイツチを示し、初期設定ではジグザグ
逆スキヤンが選択されている。前述の第４の実施例と同
様、量子化してから“０”以外の有意係数か否かを検出
し、有意係数が発生するまでは、ジグザグ逆スキヤンが
選択されている。有意係数が発生した時にはじめてスイ
ツチ１３０３によってジグザグ順スキヤンが選択され
る。そこで、まず図４に示した最も先頭にあたるＤＣ成
分（前述の第４の実施例ではＤＣＴ［０］）を読み込
み、量子化した後にＤＰＣＭ、１次元ハフマン符号化が
施される。次に、ＡＣ成分の低次の成分から最後に有意
係数が発生する成分迄を順次量子化、符号化を繰り返し
ていく。

【００６７】本実施例においても、カウンタ１１１２と
カウンタ１１１３の構成は、前述の第４の実施例と同様
である。ＤＣ成分もＡＣ成分と同様な読み出しの為、カ
ウンタ１１１３の初期化はｊ＝０としておく必要がある
が、ｉ＋ｊ＝６３に達した時点で１ブロツクの符号化が
終了するとができる。

【００６８】さらに具体的な例を挙げて説明する。

【００６９】図１６はＤＣＴを施した後のあるブロツク
内の係数の発生状況を説明する図、図１７は図１６を逆
スキヤンした状態を示す図、そして、図１８は図１６を
順スキヤンした状態を示す図である。

【００７０】図１６において、斜線をひいた部分はなん
らかの有意係数が発生した成分を示し、空白の部分の周
波数成分が“０”であつたとする。今回、説明を容易に
する為に、量子化によつて有意係数の成分が“０”に変
換されるものは無いとする。まず、逆スキヤンにより、
ＤＣＴ［６３］から矢印で示した方向にジグザグ状にＱ
を施しながら有意係数が発生しているアドレスを探す。
図１６に示した様に、有意係数の発生は低域（ブロツク
左上）に集中している為、初めて有意係数がＤＣＴ’
［８］で発生する（図１７）。（ＤＣＴ’［ｎ］は図１
２の実施例で示した様にＤＣＴ［ｎ］を量子化したもの
をＤＣＴ’［ｎ］とおく。）この時、カウンタ１１１２
は、ｉ＝５５となる。そして今度は、ＤＣＴ［０］と順
方向にスキヤンをはじめ、ｊ＝８に達した時、すなわち
ＤＣＴ’［８］迄符号化が達した時に１ブロツクの符号
化を終了する（図１８）。

【００７１】こうすることによつて、所定時間（例えば
ｎ×ｍのブロツクにおいては、カウンタ１１１２、カウ
ンタ１１１３が、ｉ＋ｊ＝ｎ×ｍ−１になる時間、つま
り１成分の読み出し、符号化を１クロツクとすると、ｉ
＝０，ｊ＝０の時間も含め、（ｎ×ｍ＋１）クロツクの
時間）で１ブロツクの符号化が可能である。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
単純、容易な構成で、人工的に例えばコンピユータ上で
作成した線画、フオント等のエツジ部を検出し、適切な
量子化を行なうことにより、いかなる入力源からでも良
好に出力することができる。

【００７３】また本発明によれば、ブロツク内がどの様
な情報であっても、所定時間内に符号化を行うことがで
きると共に、回路構成を安価、且つ、簡単にすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像圧縮装置の第１の実施例の要
部を示すブロツク図である。

【図２】第１の実施例による主要な動作手順を説明する
フローチヤートである。

【図３】ＤＣＴ係数の逆スキヤン順序を示す図である。

【図４】ＤＣＴ係数の順スキヤン順序を示す図である。

【図５】イメージスキヤナ入力の入力データとＤＣＴ係
数との関係を例示する図である。

【図６】人工的に作成した入力データとＤＣＴ係数と関
係を例示する図である。

【図７】量子化テーブル１０９，１１０の一例を示す図
である。

【図８】本発明に係る画像圧縮装置の第２の実施例の要
部を示すブロツク図である。

【図９】第２の実施例による量子化テーブル１１０〜１
１３の一例を示す図である。

【図１０】本発明に係る画像圧縮装置の第３の実施例の
要部を示すブロツク図である。

【図１１】第３の実施例による量子化テーブルの一例を
示す図である。

【図１２】本発明に係る画像圧縮装置の第４の実施例の
構成を示すブロツク図である。

【図１３】第４の実施例による主要な動作手順を説明す
るフローチヤートである。

【図１４】第４の実施例による主要な動作手順を説明す
るフローチヤートである。

【図１５】本発明に係る画像圧縮装置の第５の実施例の
構成を示すブロツク図である。

【図１６】ＤＣＴを施した後のあるブロツク内の係数の
発生状況を説明する図である。

【図１７】図１６を逆スキヤンした状態を示す図であ
る。

【図１８】図１６を順スキヤンした状態を示す図であ
る。

【図１９】従来例による画像圧縮装置の構成を示すブロ
ツク図である。

【図２０】従来例による予測符号化回路の詳細な構成を
示すブロツク図である。

【図２１】ＤＣＴ係数のスキヤン順序を示す図である。

【図２２】ＡＣ係数とグループ番号ＳＳＳＳとの関係を
説明する図である。

【符号の説明】

１，１００ 入力端子 ２ ブロツク化回路 １７，１０１ ＤＣＴ回路 ４０，１１４ Ｑ ４１，１０９，１１０，８１０，８１１，８１２，８１
３ 量子化テーブル ４２ ＤＰＣＭ ４３ １次元ハフマン符号化回路 ４４ ＤＣハフマンコードテーブル ４５ スキヤン変換回路 ４６ 有意係数検出回路 ４７ ラン長カウンタ ４８ グループ化回路 ４９ ２次元ハフマン符号化回路 ５０ ＡＣハフマン符号化回路 ５１ 多重化回路 ５２，１１２，１１３ 出力端子 ５３ 遅延回路 ５４ 減算器 １０２，１０３，１１１，８０１ スイツチ １０４ 逆スキヤンアドレス発生器 １０５ 順スキヤンアドレス発生器 １０６ 絶対値回路 １０７ 比較器 １０８，８０４ カウンタ判定回路 ８０２ ２乗回路 ８０３ 低域電力加算器 ８０５ 高域電力加算器 １００１ 絶対値和加算器 １００２ 乗算器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定のブロツク中の空間周波数成分データ
   を入力する入力手段と、 複数の異なる量子化方法のひとつの量子化方法に従って
   前記空間周波数成分データを量子化する量子化手段と、 所定の値を持つ各々の空間周波数成分データを比較する
   ことによって画像の種類を判別する判別手段と、 前記判別手段の判別結果に従って、前記複数の異なる量
   子化方法からひとつの量子化方法を選択する選択手段と
   を備えることを特徴とする画像圧縮装置。
2. 【請求項２】所定のブロツク中の空間周波数成分データ
   を入力する工程と、 所定の値を持つ各々の空間周波数成分データを比較する
   ことによって画像の種類を判別する工程と、 前記判別工程の判別結果に従って、複数の異なる量子化
   方法からひとつの量子化方法を選択する工程と、 前記複数の異なる量子化方法の中から選択した一量子化
   方法に従って前記空間周波数成分データを量子化する工
   程とを備えることを特徴とする画像圧縮方法。
3. 【請求項３】多値画像信号を直交変換して得た情報を、
   ブロツク単位に、高域成分から低域成分に向って読み出
   す第１の読み出し手段と、 前記直交変換して得た情報を、ブロツク単位に、低域成
   分から高域成分に向って読み出す第２の読み出し手段
   と、 ブロツク単位に、前記第１の読み出し手段または前記第
   ２の読み出し手段を選択する選択手段とを備えることを
   特徴とする画像圧縮装置。
4. 【請求項４】多値画像信号を直交変換して得た情報を、
   ブロツク単位に、高域成分から低域成分に向って読み出
   す第１の読み出し工程と、 前記直交変換して得た情報を、ブロツク単位に、低域成
   分から高域成分に向って読み出す第２の読み出し工程
   と、 前記第１の読み出し工程と前記第２の読み出し工程とを
   繰り返す繰り返し工程とを備えることを特徴とする画像
   圧縮方法。