JPH06350991A - データ圧縮回路 - Google Patents

データ圧縮回路

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JPH06350991A
JPH06350991A JP13753693A JP13753693A JPH06350991A JP H06350991 A JPH06350991 A JP H06350991A JP 13753693 A JP13753693 A JP 13753693A JP 13753693 A JP13753693 A JP 13753693A JP H06350991 A JPH06350991 A JP H06350991A
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JP
Japan
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circuit
dct
weighting
activity
data compression
Prior art date
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Pending
Application number
JP13753693A
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English (en)
Inventor
Tsukasa Hashino
司 橋野
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】空間的な濃度変化が大きい滑らかな絵柄の画像
の画質劣化を改善する。 【構成】単位ブロックごとに入力信号をDCT変換する
DCT変換回路2と、視覚特性に応じてDCT係数に重
み付けする第1の重み付け回路3と、走査変換されたこ
のDCT係数の量子化回路5と、量子化後のDCT係数
を一定レートで出力するバッファメモリ7と、DCT変
換回路2より出力されたDCT係数に対し視覚の周波数
特性に応じた重み付けをする第2の重み付け回路20
と、これより出力されたDCT係数よりDCT係数変換
ブロックのアクティビティ指標を抽出し、量子化回路5
に対する量子化ステップ幅制御信号を出力するアクティ
ビティ判定回路9とで構成される。第2の重み付け回路
20で低域部分のアクティビティを弱くするように重み
付けすることで、空間的な濃度変化が大きい滑らかな絵
柄の画像に対する画質劣化が改善される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、DCT変換を利用し
て画像データなどを圧縮する場合に適用して好適なデー
タ圧縮回路、特に人間の視覚的周波数特性を考慮してデ
ータ圧縮を行なうようにしたデータ圧縮回路に関する。
【0002】
【従来の技術】画像データのデータ圧縮技術としてDC
T変換(離散的コサイン変換)技術を用いたデータ圧縮
回路が知られている。このデータ圧縮回路ではDCT変
換されたDCT係数に対して量子化を施して一定レート
の伝送データ(圧縮データ)を形成するものであるが、
このとき圧縮データを一定レートに変換するためのバッ
ファメモリのデータ占有量などを考慮しながら量子化ス
テップ幅を適応的に変更している。
【0003】図4はその従来例を示す系統図であって、
このデータ圧縮回路10では端子1に供給された画像デ
ータがDCT変換回路2で単位ブロック(通常8画素×
8ラインのブロック)内でのDCT変換が行なわれる。
DCT変換されたDCT係数は重み付け回路3で人間の
視覚特性(特に明るさ)に応じた重み付けをするため特
定の重み係数がかけられる。
【0004】重み係数の一例を図5に示す。この例では
入力画像の周波数特性が高域になる程重み係数が小さく
なるような特性が付与される。重み係数の領域はDCT
変換ブロックと同じ大きさ(8×8)である。
【0005】人間の視覚特性に応じた重み係数が付与さ
れたDCT係数は走査変換回路4で二次元のDCT係数
が一次元のDCT係数に変換される。一次化されたDC
T係数は量子化回路5で量子化されるが、このときの量
子化ステップ幅は後述するようにバッファメモリ7のデ
ータ占有量やDCT変換ブロック内のアクティビティ指
標に応じて適応的に制御される。これは最終的には最良
の状態で入力画像をデータ圧縮するためとバッファメモ
リが溢れないようにするためである。量子化した後で走
査変換を行なってもよい。
【0006】量子化されたDCT係数はランレングス・
可変長符号化回路6においてランレングスを基準にして
可変長の符号化が施される。符号化されたDCT係数
(圧縮データ)はバッファメモリ7で一次的に蓄えら
れ、一定レートとなされてから出力される。
【0007】多重化回路8では符号化されたDCT係数
にステータス情報やエラー訂正符号などが付加されて最
終的な伝送データとなされ、この伝送データは別のメモ
リ(図示はしない)に蓄えられたり、あるいはそのまま
データ伝送処理系(図示はしない)に送られる。
【0008】量子化回路5はバッファメモリ7のデータ
占有量に応じてその量子化ステップ幅が制御される他、
アクティビティ指標に応じても制御される。そのため、
DCT変換回路2より出力されたDCT係数はアクティ
ビティ指標抽出処理を伴うアクティビティ判定回路9に
供給されてまずDCT変換ブロック内のアクティビティ
指標が抽出される。アクティビティ指標としてはDCT
変換ブロック内の最大AC係数やAC係数の総和などが
用いられる。以下説明する例では最大AC係数を用いて
アクティビティを算出する場合を示す。
【0009】図6のようにバッファメモリ7から得られ
るバッファステータス情報に基づいてデータ占有量が大
きいほど曲線LA→LB→LCのように量子化曲線が選
択されて、量子化回路5の量子化ステップ幅を大きくし
て量子化されるデータ量が少なくなるようにしている。
図6ではバッファステータス情報によって量子化ステッ
プ幅が3段階に選択できるようになっている。
【0010】量子化ステップ幅はさらにアクティビティ
指標の大きさに応じて制御される。アクティビティはD
CT係数のパワーが大きいほど大きくなる。これは、D
CT係数のパワーが大きいときは人間の視覚特性が鈍い
ので量子化するステップ幅を大きくしても画質への影響
が余りないことを考慮したためである。そのため、この
ようなときは同じバッファステータス情報であっても量
子化ステップ幅を大きくしてDCT係数が量子化され
る。図6はアクティビティ指標に応じて4段階に量子化
ステップ幅が制御される例を示す。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のデー
タ圧縮回路では、特にアクティビティ指標に応じて量子
化ステップ幅を制御するに当たっては人間の視覚のパワ
ー特性に応じたアクティビティを算出して量子化制御を
行なっている。そのため、例えば濃度変化が大きい滑ら
かな絵柄の画像のように低域部分にパワーの大きなDC
T係数があったときにはアクティビティが大きいものと
判断される結果、その画像は粗く量子化されてしまう。
【0012】しかし、人間の視覚的周波数特性は低域部
分、つまり絵柄の変化が少ない平坦部では僅かな変化で
も認識できるような視覚特性を持っているので、そのよ
うな画像領域で粗く量子化すると画質の劣化が目立って
しまう。これに対して、絵柄の変化が細かい高域部分で
は粗く量子化してもその変化が目立ちにくくなり、劣化
した画質とは感じにくい。
【0013】そこで、この発明ではこのような従来の課
題を解決したものであって、高域の周波数程画質の劣化
が目立ちにくいという人間の視覚特性(特に視覚的周波
数特性)を考慮してアクティビティ指標を算出するよう
にしたデータ圧縮回路を提案するものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、請求項1に記載した発明においては、DCT変換を
使用したデータ圧縮回路において、DCT係数を量子化
するにあたり、視覚の周波数特性に応じて重み付けされ
たDCT係数からDCT変換ブロックのアクティビティ
指標を抽出してその量子化ステップ幅を制御するように
したことを特徴とするものである。
【0015】請求項2に記載した発明においては、DC
T変換を使用したデータ圧縮回路において、単位ブロッ
クごとに入力信号をDCT変換するDCT変換回路と、
視覚特性に応じて上記DCT係数に重み付けする第1の
重み付け回路と、重み付けされたこのDCT係数を量子
化する量子化回路と、量子化されたDCT係数を一時的
に蓄積して一定レートで出力するバッファメモリと、上
記DCT変換回路より出力されたDCT係数に対し視覚
の周波数特性に応じた重み付けをする第2の重み付け回
路と、これより出力されたDCT係数よりDCT係数変
換ブロックのアクティビティ指標を抽出し、上記量子化
回路に対する量子化ステップ幅制御信号を出力するアク
ティビティ判定回路とで構成されたことを特徴とするも
のである。
【0016】
【作用】請求項1に係る発明について図1および図3を
参照して説明すると、DCT変換回路2より出力された
DCT係数は第2の重み付け回路20に供給された人間
の周波数特性(視覚的周波数特性)に応じた重み係数が
付与されたのちアクティビティ指標抽出処理を伴うアク
ティビティ判定回路9に供給される。
【0017】第2の重み付け回路20の重み係数は図3
のように水平、垂直とも低域部分のところではアクティ
ビティが小さくなり、高域部分になる程アクティビティ
が大きくなるようにして、低域部分にパワーの大きなD
CT係数が存在するようなときでも低域部分でのアクテ
ィビティを弱めるようにする。
【0018】こうすることによって、低域部分にパワー
の大きなDCT係数があったようなときでもアクティビ
ティが余り大きくならないので、量子化ステップ幅は従
来よりも狭くなり、空間的な濃度変化が大きい滑らかな
絵柄の画像に対する画質劣化が大幅に改善される。
【0019】
【実施例】続いて、この発明に係るデータ圧縮回路の一
例を画像データ圧縮に適用した場合につき、図面を参照
して詳細に説明する。図4と対応する部分には同一の符
号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0020】図1にこの発明の一例を示すように、この
発明に係るデータ圧縮回路10においても端子1に入力
した画像信号(画像データ)がDCT変換回路2で単位
ブロックごとにDCT変換され、変換されたDCT係数
が第1の重み付け回路3と走査変換回路4を経て量子化
回路5に導かれて量子化され、その量子化ステップ幅は
バッファメモリ7のバッファステータス情報やアクティ
ビティ指標の判定回路9からのアクティビティに応じて
適応的に制御される構成は従来と同様である。
【0021】この発明ではDCT変換回路2より出力さ
れたDCT係数が第1の重み付け回路3に供給されて人
間の視覚特性(特に明るさ)に合わせたDCT係数パワ
ーに応じた重み付けがなされると共に、第2の重み付け
回路20に供給されて人間の視覚的周波数特性に合致し
た重み係数が付与されたのちアクティビティ判定回路9
に供給されてアクティビティ指標が算出される。アクテ
ィビティ指標は最大AC係数を使用する場合を説明する
が、AC係数の総和を使用したりすることもできるので
この例に限定されるものではない。
【0022】第2の重み付け回路20では入力信号の周
波数成分が水平および垂直方向ともその低域部分ではD
CT係数パワーの大きさに拘らずアクティビティが弱く
なるようにDCT係数の重み付けがなされる。
【0023】図2は第2の重み付け回路20の具体例で
あって、入力端子21に供給されたDCT係数はカウン
タ22でDCT係数値がカウントされ、このDCT係数
値がDCT係数のアドレステーブル23に対する入力ア
ドレスとなされる。アドレステーブル23ではDCT係
数値に対応したDCT係数のアドレス(図3の水平と垂
直位置によって決まるアドレス)がテーブル化され、D
CT係数値でDCT係数のアドレスが参照できるように
なっている。
【0024】参照されたDCT係数のアドレスより人間
の視覚的周波数特性を考慮した重み係数が重み係数テー
ブル24より参照される。図3に人間の視覚的周波数特
性を考慮した重み係数の一例を示す。
【0025】第2の重み係数は図3より明らかなように
低域ではその係数値が小さく、高域側になるにしたがっ
てその係数値が大きくなるように選定され、低域部分で
はたとえそのDCT係数パワーが大きいときでもアクテ
ィビティが小さくなるように選ばれている。
【0026】第2の重み係数は人間の視覚的周波数特性
に則って定められたもので、空間的に濃度変化が大きい
滑らかな絵柄の画像(平坦な画像)のところでは僅かな
濃度変化でもその変化を認識でき、これとは逆に細かな
絵柄の画像(周波数的には高域成分の領域)ではあまり
その変化を認識できないという人間の視覚的周波数特性
を考慮したものである。
【0027】そのため図3のように、低域側では重み係
数を小さくしてこの領域から得られるアクティビティを
小さくすることによって量子化回路5ではその量子化ス
テップ幅が狭くなるように設定される。これで入力画像
が細かく量子化されることになる。
【0028】これに対して、高域側では重み係数を大き
くしてこの領域から得られるアクティビティを大きくす
ることによって量子化ステップ幅が広くなるようにして
いる。このような量子化処理を施しても高域の周波数領
域ほど画質の劣化は目立ちにくいので、画質への影響は
僅少である。
【0029】この例では第2の重み係数は第1の重み係
数(図5参照)と逆特性になっているが、これは一例で
あってその数値例も特に図示の例にこだわらない。この
発明で取り扱うことのできる入力信号は、画像情報であ
ってそのデータ量を圧縮して伝送したり、蓄積したりす
るものであればよいので、この発明はあらゆるデータ圧
縮系に適用できる。
【0030】
【発明の効果】以上のように、この発明に係るデータ圧
縮回路では人間の視覚的周波数特性をも考慮してアクテ
ィビティ指標を算出するようにしたものである。
【0031】これによれば、低域部分でのアクティビテ
ィが弱められるように作用するので低域部分にパワーの
大きなDCT係数があったような場合でも量子化ステッ
プ幅は余り広くならないから、特に空間的な濃度変化が
大きい滑らかな絵柄の画像に対しても適切な量子化を行
なうことができる。その結果、量子化ステップ幅を広く
取ることによる画質劣化が大幅に改善される特徴を有す
る。
【0032】したがって、この発明は各種映像機器で作
成された画像信号を圧縮して伝送するような場合に適用
して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るデータ圧縮回路の一例を示す系
統図である。
【図2】第2の重み付け回路の具体例を示す系統図であ
る。
【図3】第2の重み付け回路において使用される重み係
数の一例を示す図である。
【図4】従来のデータ圧縮回路の系統図である。
【図5】第1の重み付け回路において使用される重み係
数の図である。
【図6】量子化ステップ幅の制御例を示す特性図であ
る。
【符号の説明】
10 データ圧縮回路 2 DCT変換回路 3,20 重み付け回路 4 走査変換回路 5 量子化回路 6 ランレングス・可変長符号化回路 7 バッファメモリ 8 多重化回路 9 アクティビティ判定回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 DCT変換を使用したデータ圧縮回路に
    おいて、 DCT係数を量子化するにあたり、視覚の周波数特性に
    応じて重み付けされたDCT係数からDCT変換ブロッ
    クのアクティビティ指標を抽出してその量子化ステップ
    幅を制御するようにしたことを特徴とするデータ圧縮回
    路。
  2. 【請求項2】 DCT変換を使用したデータ圧縮回路に
    おいて、 単位ブロックごとに入力信号をDCT変換するDCT変
    換回路と、 視覚特性に応じて上記DCT係数に重み付けする第1の
    重み付け回路と、 重み付けされたDCT係数を量子化する量子化回路と、 量子化されたDCT係数を一時的に蓄積して一定レート
    で出力するバッファメモリと、 上記DCT変換回路より出力されたDCT係数に対し視
    覚の周波数特性に応じた重み付けをする第2の重み付け
    回路と、 これより出力されたDCT係数よりDCT係数変換ブロ
    ックのアクティビティ指標を抽出し、上記量子化回路に
    対する量子化ステップ幅制御信号を出力するアクティビ
    ティ判定回路とで構成されたことを特徴とするデータ圧
    縮回路。
  3. 【請求項3】 上記第2の重み付け回路の重み係数は周
    波数が高域になる程小さくなるようにしたことを特徴と
    する請求項2記載のデータ圧縮回路。
  4. 【請求項4】 上記第2の重み付け回路と第1の重み付
    け回路の重み係数は逆特性に選定されたことを特徴とす
    る請求項2記載のデータ圧縮回路。
JP13753693A 1993-06-08 1993-06-08 データ圧縮回路 Pending JPH06350991A (ja)

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JP13753693A JPH06350991A (ja) 1993-06-08 1993-06-08 データ圧縮回路

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JP (1) JPH06350991A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6404933B1 (en) 1997-06-02 2002-06-11 Nec Corporation Image encoding method and apparatus thereof
US7184596B2 (en) 2002-06-04 2007-02-27 Fuji Xerox Co., Ltd. Image processing apparatus for reducing coding load
KR100712401B1 (ko) * 2006-08-02 2007-04-27 주식회사 뉴보텍 배관연결구 밀봉수단

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6404933B1 (en) 1997-06-02 2002-06-11 Nec Corporation Image encoding method and apparatus thereof
US7184596B2 (en) 2002-06-04 2007-02-27 Fuji Xerox Co., Ltd. Image processing apparatus for reducing coding load
KR100712401B1 (ko) * 2006-08-02 2007-04-27 주식회사 뉴보텍 배관연결구 밀봉수단

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