JPH066829A - Method and apparatus for compressing image data - Google Patents

Method and apparatus for compressing image data

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JPH066829A
JPH066829A JP5033410A JP3341093A JPH066829A JP H066829 A JPH066829 A JP H066829A JP 5033410 A JP5033410 A JP 5033410A JP 3341093 A JP3341093 A JP 3341093A JP H066829 A JPH066829 A JP H066829A
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JP
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compression
image data
data
color component
luminance component
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JP5033410A
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Japanese (ja)
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Clive H Gillard
ヘンリー ギラード クライブ
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Sony Broadcast and Communications Ltd
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Sony Broadcast and Communications Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To reduce the effect of image data compression on an image reconstructed while achieving the degree of desired compression by changing a luminance component compression factor, a color component compression factor and the ratio of both of them. CONSTITUTION: A luminance component data input 60 is supplied to a decorrelator 12' and a color component data input 62 is supplied to a decorrelator 12", and compression is individually performed to the input data of the luminance component and the color component. A combined-bit counter 72 detects the quantities of the compressed data in a luminance component compressed data output-terminal 68 and a color component compressed data output-terminal 70. Then, a feedback signal 74 showing the sum value of these two quantities is generated, and this signal 74 is transmitted to a quantization controller 76. The controller 76 individually changes the degree of a luminance component quantization performed by a luminance component quantizer 64 and the degree of a color component quantization performed by a color component quantizer 66. Thus, the combined data rate of the compressed data output of the luminance component and the color component becomes equal to or approximate to a desired value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、画像データの圧縮方法
及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for compressing image data.

【0002】[0002]

【従来の技術】既知の圧縮装置の中には量子化器が用い
られていて、圧縮過程の一部として入力画像データの輝
度成分及び色成分から情報を選択的に除去している。量
子化の程度が高くなればなるほど圧縮の程度も高くな
る。一般的にいって入力データの部分が異なるごとに情
報の内容と圧縮の適合性が変化しているので、量子化を
どの程度に定めればどの程度に圧縮が行われるかを前も
って決定することは不可能である。
Quantizers are used in known compression devices to selectively remove information from the luminance and color components of input image data as part of the compression process. The higher the degree of quantization, the higher the degree of compression. Generally speaking, the compatibility of information content and compression changes depending on the part of the input data, so it is necessary to decide in advance how much quantization should be set and how much compression should be performed. Is impossible.

【0003】ある種のシステムではこのことは問題にな
らない。例えば国際基準委員会によって現在検討中の合
同写真専門家会議によって提案された画像データ圧縮装
置において、入力された画像データは、量子化器とエン
トロピ符号化器を用いて特定の画像及び用いられている
パラメータに応じて変化するある限界まで圧縮される。
圧縮された画像データは非実時間に処理され、表示さ
れ、ゆえに圧縮の程度の変化が特に問題を引き起こすこ
とはなかった。
For some systems this is not a problem. For example, in the image data compression device proposed by the Joint Photographic Experts Conference currently under consideration by the International Standards Committee, the input image data is used for a specific image and using a quantizer and an entropy encoder. It is compressed to a certain limit, which changes depending on the parameter being set.
The compressed image data was processed and displayed in a non-real time manner, so that varying degrees of compression did not pose a particular problem.

【0004】上述の場合とは対照的に、達成される圧縮
の程度を変化させる問題は、入力画像データを圧縮して
固定サイズのデータブロックを満たすとき、あるいは圧
縮データを同様なサイズ上の制約に従わせるときに重大
となる。圧縮された画像データの各ブロックを最大容量
が決まっている磁気トラックに記憶させる必要から、あ
るいは、データの各ブロックの処理を決まった最大回数
行いながら圧縮されたデータブロックを実時間伝送シス
テムに用いることの必要から、圧縮されたデータの最大
サイズをあらかじめ決めておくことになる。このような
システムでは、圧縮された画像データのおさまりうるブ
ロックの最大サイズには融通性がない。決まったサイズ
のブロックに適合させるためにデータを圧縮しすぎたと
きは、データがあふれ出てデータの損失を免がれない。
In contrast to the above cases, the problem of varying the degree of compression achieved is when the input image data is compressed to fill a fixed size data block or when the compressed data has similar size constraints. It becomes serious when you obey. It is necessary to store each block of compressed image data in a magnetic track with a fixed maximum capacity, or use a compressed data block in a real-time transmission system while processing each block of data a fixed maximum number of times. Therefore, the maximum size of compressed data is decided in advance. In such systems, there is no flexibility in the maximum size of a block that can fit in compressed image data. If you compress the data too much to fit into a fixed size block, the data will overflow and you are unavoidable.

【0005】一方、入力画像データは必要以上に圧縮し
ないことが望ましい。これは、データの圧縮過程で圧縮
された画像データから再構成される画像の劣化をできる
かぎり抑制するためである。
On the other hand, it is desirable not to compress the input image data more than necessary. This is to suppress deterioration of an image reconstructed from image data compressed in the data compression process as much as possible.

【0006】英国特許出願9119985.1にて提案
されているデータ圧縮システムでは、動的量子化制御に
よりデータ圧縮システムによって行われる圧縮の程度を
ブロック毎に制御している。
[0006] In the data compression system proposed in British patent application 9119985.1, the degree of compression performed by the data compression system is controlled on a block-by-block basis by dynamic quantization control.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】画像データ圧縮システ
ムでは、所望の圧縮の程度を達成しながら、再構成され
る画像に対する画像データ圧縮の影響を減少させること
が常に課題となっていた。
In image data compression systems, it has always been a challenge to reduce the effect of image data compression on the reconstructed image while achieving the desired degree of compression.

【0008】そこで本発明の目的は、所望の圧縮の程度
を達成しながら、再構成される画像に対する画像データ
圧縮の影響を減少させることにある。
It is therefore an object of the present invention to reduce the effect of image data compression on a reconstructed image while achieving the desired degree of compression.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明によれ
ば、入力画像データの輝度成分及び色成分を圧縮して全
体的な(総合)圧縮係数を有する圧縮画像データを作成
するデータ圧縮装置が提供される。このデータ圧縮装置
は、輝度成分圧縮係数によって入力画像データの輝度成
分を圧縮するための輝度成分圧縮手段と、色成分圧縮係
数によって入力画像データの色成分を圧縮するための色
成分圧縮手段と、全体的圧縮係数に応じてフィードバッ
ク信号を供給するためのフィードバック手段と、輝度成
分圧縮手段及び色成分圧縮手段と結合し、フィードバッ
ク信号に応答し、輝度成分圧縮係数、色成分圧縮係数、
及び輝度成分圧縮係数と色成分圧縮係数との比を変化さ
せることによって全体的な圧縮係数を制御する制御手段
とを具えている。
According to the present invention, there is provided a data compression apparatus for compressing the luminance component and color component of input image data to create compressed image data having an overall (total) compression coefficient. Provided. The data compression apparatus includes a brightness component compression unit for compressing a brightness component of input image data by a brightness component compression coefficient, and a color component compression unit for compressing a color component of the input image data by a color component compression coefficient, Feedback means for supplying a feedback signal according to the overall compression coefficient, coupled with the luminance component compression means and the color component compression means, and responsive to the feedback signal, the luminance component compression coefficient, the color component compression coefficient,
And a control means for controlling the overall compression coefficient by changing the ratio between the luminance component compression coefficient and the color component compression coefficient.

【0010】本発明では、画像データの輝度成分の圧縮
における変化の個人に与える影響は、画像データの色成
分の圧縮における同じ変化の個人に与える影響とは異な
ることがあることを念頭においている。この事実は本発
明では次のように利用されている。すなわち、画像デー
タ圧縮装置の全体的な圧縮係数を変化させるために、輝
度成分圧縮係数、色成分圧縮係数及び輝度成分と色成分
の圧縮係数の比を変更できるようになっている。このよ
うに、全体的な圧縮係数を特定の値とするために用いら
れる輝度成分圧縮係数及び色成分圧縮係数は、所定の法
則によって相互に関係付けられており、その目的は、再
構成される画像の圧縮による影響を減少させることであ
る。
It is to be noted in the present invention that the effect of changes in the compression of the luminance component of the image data on an individual may be different from the effects of the same change on the compression of the color component of the image data on the individual. This fact is used in the present invention as follows. That is, in order to change the overall compression coefficient of the image data compression apparatus, the luminance component compression coefficient, the color component compression coefficient, and the ratio of the luminance component and the color component compression coefficient can be changed. As described above, the luminance component compression coefficient and the color component compression coefficient used to set the overall compression coefficient to a specific value are related to each other by a predetermined law, and the purpose thereof is reconfigured. The purpose is to reduce the effect of image compression.

【0011】「圧縮係数」という言葉は、次のような意
味で用いられている。すなわち、圧縮係数が高いとき
は、圧縮の全体的な程度が高く、その結果の圧縮データ
の量は少なくなる。圧縮係数が低いときは、全体的な圧
縮の程度は低く、その結果の圧縮データの量をあまり少
なくできない。
The term "compression coefficient" is used in the following meaning. That is, when the compression factor is high, the overall degree of compression is high and the resulting amount of compressed data is small. When the compression factor is low, the overall degree of compression is low and the resulting amount of compressed data cannot be too small.

【0012】上述の3つのパラメータ(輝度成分圧縮係
数、色成分圧縮係数、及び輝度成分圧縮係数と色成分圧
縮係数との比)のうちの2個を決定することによって、
残りのパラメータは決定できる。
By determining two of the above-mentioned three parameters (luminance component compression coefficient, color component compression coefficient, and ratio of luminance component compression coefficient to color component compression coefficient),
The remaining parameters can be determined.

【0013】好適実施例においては、制御手段は輝度成
分圧縮係数を変化させ、これが色成分圧縮係数よりも小
さいか又は等しくなるようにする。特に、(例えばきわ
めて大きな、又はきわめて小さな全体的圧縮係数のとき
のように)全体的圧縮係数値が1つ以上の所定範囲にあ
る場合は、制御手段は、輝度成分圧縮係数を色成分圧縮
係数と等しくなるように制御し、また全体的圧縮係数値
がこの1つ以上の所定範囲にない場合は、輝度成分圧縮
係数が色成分圧縮係数を下回るように制御することが好
ましい。この構成では、形成される圧縮データの量に制
限を加え、色成分圧縮係数を増加させることによって色
データの質を犠牲にし、知覚的に一層重要な輝度データ
に対してより多くの余地を開放している。
In the preferred embodiment, the control means varies the luminance component compression factor such that it is less than or equal to the color component compression factor. In particular, if the overall compression factor values are within one or more predetermined ranges (eg, for very large or very small overall compression factors), the control means causes the luminance component compression factor to be the color component compression factor. It is preferable to control so that the luminance component compression coefficient is lower than the color component compression coefficient when the overall compression coefficient value is not within the one or more predetermined range. This configuration limits the amount of compressed data that is formed and sacrifices color data quality by increasing the color component compression factor, leaving more room for perceptually more important luminance data. is doing.

【0014】好適実施例においては、輝度成分圧縮手段
と色成分圧縮手段のそれぞれは、画像データを空間周波
数領域において複数の周波数成分を表す変換データに変
換するための非相関器と、この変換データに対して様々
な程度の量子化を施すための量子化器と、この量子化変
換データを符号化するためのエントロピ符号化器とを具
えている。
In the preferred embodiment, each of the luminance component compression means and the color component compression means includes a decorrelator for converting the image data into conversion data representing a plurality of frequency components in the spatial frequency domain, and the conversion data. To the entropy encoder for encoding the quantized transform data.

【0015】本発明によれば、入力画像データの輝度成
分及び色成分に対して様々な程度の圧縮が適用され、ゆ
えに圧縮された輝度成分及び色成分に対して様々な伸張
が適用されねばならない。この作用を制御するために、
本発明の好適実施例では、圧縮された画像データに、こ
れと対応している輝度成分圧縮係数及び色成分圧縮係数
を表すデータヘッダ(見出し)を関係付ける手段を設け
ている。
According to the present invention, different degrees of compression must be applied to the luminance and color components of the input image data, and thus different decompression must be applied to the compressed luminance and color components. . To control this effect,
In the preferred embodiment of the present invention, means is provided for associating the compressed image data with a data header (header) representing the corresponding luminance component compression coefficient and color component compression coefficient.

【0016】入力画像データのブロックを圧縮して圧縮
データのブロックを形成する場合は、上記フィードバッ
ク手段は、圧縮データのブロックのビット計数値を記憶
するための圧縮ビット計数器を具えることが望ましい。
既知のサイズの入力画像データのブロックに対して、こ
のビット計数値は、全体的な圧縮係数と直接関係してい
る。
When compressing a block of input image data to form a block of compressed data, the feedback means preferably comprises a compressed bit counter for storing the bit count of the block of compressed data. .
For a block of input image data of known size, this bit count is directly related to the overall compression factor.

【0017】本発明は、第2の観点からみた、輝度成分
及び色成分を含む圧縮データを伸張(圧縮解除)するた
めの伸張装置を提供する。このデータ伸張装置は、圧縮
された画像データに関連付けられたデータヘッダを読み
取り、圧縮された画像データの輝度成分及び色成分のそ
れぞれに対して個別の輝度成分圧縮と色成分圧縮とを適
用するように指示するヘッダ読み取り手段と、ヘッダ読
み取り手段に応答し、輝度成分の圧縮の程度に応じた程
度だけ圧縮画像データの輝度成分を伸張する輝度成分伸
張手段と、ヘッダ読み取り手段に応答し、色成分の圧縮
の程度に応じた程度だけ圧縮画像データの色成分を伸張
する輝度成分伸張手段とを具えている。
The present invention provides a decompression device for decompressing (decompressing) compressed data including a luminance component and a color component, as seen from the second viewpoint. The data decompression device reads a data header associated with the compressed image data and applies individual luminance component compression and color component compression to each of the luminance component and the color component of the compressed image data. In response to the header reading means, the luminance component expanding means for expanding the luminance component of the compressed image data by an amount corresponding to the degree of compression of the luminance component, and the color component for responding to the header reading means. Luminance component decompression means for decompressing the color components of the compressed image data by an amount corresponding to the degree of compression of the.

【0018】本発明は、第3の観点からみて、入力画像
データの輝度成分及び色成分を圧縮し、1つの全体的圧
縮係数を有する圧縮画像データを作成する方法を提供す
る。この方法は、入力画像データの輝度成分を輝度成分
圧縮係数だけ圧縮すること、入力画像データの色成分を
色成分圧縮係数だけ圧縮すること、及び輝度成分圧縮係
数、色成分圧縮係数、及び輝度成分圧縮係数の色成分圧
縮係数に対する比を変化させて全体的圧縮係数を制御す
ることの各ステップから成る。
According to a third aspect, the present invention provides a method of compressing the luminance and color components of input image data to produce compressed image data having one overall compression factor. This method compresses a luminance component of input image data by a luminance component compression coefficient, compresses a color component of input image data by a color component compression coefficient, a luminance component compression coefficient, a color component compression coefficient, and a luminance component. Controlling the overall compression factor by varying the ratio of compression factor to color component compression factor.

【0019】本発明は、第4の観点からみて、輝度成分
及び色成分を含む圧縮画像データを伸張するための方法
を提供する。この方法は、圧縮された画像データに関連
付けられたデータヘッダを読み取り、圧縮された画像デ
ータの輝度成分及び色成分のそれぞれに対して個別の輝
度成分圧縮と色成分圧縮とを適用するように指示するこ
と、輝度成分の圧縮の程度に応じた程度だけ圧縮画像デ
ータの輝度成分を伸張すること、色成分の圧縮の程度に
応じた程度だけ圧縮画像データの色成分を伸張すること
の各ステップから成る。本発明は、画像データ記憶装置
に採用された場合特に有用である。以下、本発明の実施
例を同一の構成要素に同一の参照符号を付した添付の図
面を参照して具体的に説明する。
According to a fourth aspect, the present invention provides a method for decompressing compressed image data containing luminance and color components. The method reads a data header associated with the compressed image data and directs applying individual luminance and color component compressions to each of the luminance and color components of the compressed image data. From the steps of expanding the luminance component of the compressed image data by an amount corresponding to the degree of compression of the luminance component, and expanding the color component of the compressed image data by an amount corresponding to the degree of compression of the color component. Become. The present invention is particularly useful when applied to an image data storage device. Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings in which the same constituent elements are designated by the same reference numerals.

【0020】[0020]

【実施例】図1は、2次元空間周波数領域におけるビデ
オ信号の画像内周波数の分離と圧縮を行うための装置を
示している。ビデオ信号は、デジタルの形式であり、走
査される画像の輝度成分及び色成分のピクセルをそれぞ
れ表すマルチビット(例えば8ビット)のサンプルまた
はワードの連続から成っており、入力端10を通じて非
相関器12に入力される。周波数分離されたビデオ信号
は非相関器12によって量子化器14に供給され、デー
タシーケンサ(整序器)18を介してエントロピ符号化
器20に供給される。これらは、非相関器12によって
供給された周波数分離されたビデオ信号をともに圧縮
し、出力端19に圧縮された信号を形成する。圧縮され
た信号は伝送され記憶される。伝送または記憶の後、圧
縮された信号は、非相関化、整序化、量子化、及びエン
トロピ符号化において用いられたパラメータの逆数のパ
ラメータをそれぞれ用いて、エントロピ復号化、再整序
化、逆(非)量子化及び相関化操作を通じて伸張され、
ほぼ元の形に復元される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT FIG. 1 shows an apparatus for separating and compressing intra-picture frequencies of a video signal in the two-dimensional spatial frequency domain. The video signal is in digital form and consists of a series of multi-bit (eg 8 bit) samples or words, each representing a pixel of the luminance and chrominance components of the image to be scanned, and through the input 10 a decorrelator 12 is input. The frequency-separated video signal is supplied to the quantizer 14 by the decorrelator 12, and is supplied to the entropy encoder 20 via the data sequencer (ordering device) 18. They together compress the frequency separated video signals supplied by the decorrelator 12 to form a compressed signal at the output 19. The compressed signal is transmitted and stored. After transmission or storage, the compressed signal is entropy decoded, reordered, using the inverse parameters of the parameters used in decorrelation, ordering, quantization, and entropy coding, respectively. Stretched through inverse (non) quantization and correlation operations,
It is almost restored to its original shape.

【0021】非相関器12によって行われる非相関化の
動作は、画像内で隣接するピクセルが高い相関関係を有
するので、画像(例えばビデオ信号のフィールドまたは
フレームの)処理によって2次元空間周波数領域の画像
の異なる成分を表す周波数分離された信号部分を作成す
ることにより、画像を表示するのに必要となる情報の分
量を減少させることができる、という事実に基づいてい
る。特に、周波数分離された信号の部分は、画像の異な
る空間周波数成分を表す。
The decorrelation operation performed by the decorrelator 12 is a two-dimensional spatial frequency domain processing of an image (eg a field or frame of a video signal) due to the high correlation of adjacent pixels in the image. It is based on the fact that the amount of information needed to display an image can be reduced by creating frequency separated signal parts that represent different components of the image. In particular, the parts of the frequency separated signal represent different spatial frequency components of the image.

【0022】整序化(順序を変える)の動作は、あとで
詳しく説明する。量子化の動作は、損失をもたらす動作
であって、人間の精神的視覚組織によって画像が十分に
知覚されるために、冗長であるか又は重要度が低いと考
えられる周波数データを故意に破棄することによって信
号の圧縮を達成するものである。この量子化器14は、
2通りの方法にて圧縮を行うことができる。すなわち、
量子化器は、これに入力されるデータが割り当てられる
レベルの数を減少させるとともに、これが出力するデー
タ内にゼロ値のサンプルが継続して発生する確率を高め
る。量子化器の動作によって強められた信号圧縮向上の
ための能力はエントロピ符号化器20によって実行され
る。すなわち、量子化器14によって情報内容の縮小が
行われ、これによってエントロピ符号化器において必然
的にビット(データ)レートの縮小が可能になる。
The ordering (changing the order) operation will be described in detail later. The act of quantizing is a lossy act that intentionally discards frequency data that is considered redundant or less important because the image is fully perceived by human mental visual tissues. This achieves signal compression. This quantizer 14
The compression can be performed by two methods. That is,
The quantizer reduces the number of levels to which the data input to it is assigned and increases the probability that a zero-valued sample will continue to occur in the data it outputs. The ability for signal compression enhancement enhanced by the operation of the quantizer is performed by the entropy encoder 20. That is, the quantizer 14 reduces the information content, which inevitably enables the entropy encoder to reduce the bit (data) rate.

【0023】さらに、(損失のない)圧縮及びビット
(データ)レート縮小がエントロピ符号化器20によっ
て与えられ、ここで既知の方法、例えば可変長符号化を
用いて量子化器14によって作成されたデータを、より
確率の高い(より頻繁に発生する)データ項目がより確
率の低い(発生頻度の低い)データ項目よりも短い出力
ビット列を形成するように符号化する。これに関連し
て、非相関化動作は、非相関化の前に考えられる異なる
レベルとほぼ同じであるあらゆる特定の信号レベルが発
生する確率分布を変化させて、あるレベルの発生確率が
そのほかと比較してはるかに確率が高いような形態のも
のにする効果を有する。
In addition, (lossless) compression and bit (data) rate reduction are provided by the entropy coder 20 and produced by the quantizer 14 using methods known here, eg variable length coding. The data is encoded such that more probable (more frequently occurring) data items form shorter output bit sequences than less probable (less frequently occurring) data items. In this context, decorrelation behavior changes the probability distribution that any particular signal level will occur, which is about the same as the different levels considered before decorrelation, so that the probability of one level occurring is It has the effect of making the form of a much higher probability in comparison.

【0024】図1に示す圧縮・符号化装置は、非相関化
の様々な形態を用いて様々な方法にて具体化できる。ま
すます一般化する具体化の形態は、いわゆる変換符号化
を用いており、特に離散コサイン変換と呼ばれている変
換形態を用ている。離散コサイン変換を非相関化に用い
ることは、図1に示す、合同写真専門家会議によって提
案され、現在国際標準機構によって検討されている圧縮
装置の例のために実際設計されている。非相関化の変換
技法によれば、信号は量子化及び符号化の動作の前に線
形変換動作(非相関化)によって処理される。この変換
技法の欠点は、画像全体(例えばフィールド全体)が変
換されねばならないので、含まれているデータの量から
みて非実際的である点にある。よって、画像(フィール
ド)を、ブロック(例えばピクセルを表す8×8のも
の)に分割して、その各々を変換しなければならない。
すなわち、変換符号化は複雑であり、ブロック単位でし
か使用できない。
The compression / encoding device shown in FIG. 1 can be embodied in various ways using various forms of decorrelation. An increasingly generalized embodiment is so-called transform coding, and in particular, a transform form called discrete cosine transform is used. The use of the Discrete Cosine Transform for decorrelation is actually designed for the example compressor shown in FIG. 1 proposed by the Joint Photographic Experts Meeting and currently being considered by the International Organization for Standardization. According to the decorrelation transform technique, the signal is processed by a linear transform operation (decoration) before the quantization and coding operations. The disadvantage of this conversion technique is that it is impractical in terms of the amount of data involved, as the entire image (eg the entire field) has to be converted. Therefore, the image (field) must be divided into blocks (e.g., 8x8 representing pixels) and each of them must be transformed.
That is, transform coding is complicated and can only be used in block units.

【0025】近年周波数領域における圧縮・符号化とし
て提案されている方法は、帯域分割符号化の方法であ
る。この方法では、図1の装置における非相関器12
は、入力ビデオ信号を、画像の2次元周波数空間の複数
の領域の各1個における画像の空間周波数成分をそれぞ
れ含む複数の相互関係のない分割帯域に分割する空間
(2次元)帯域分割装置を含んでいる。この分割帯域
は、人間の精神的視覚組織の感度スペクトルにおけるそ
れぞれの位置に従って量子化器14によって選択的に量
子化される。すなわち、この場合は、2次元空間周波数
領域の異なる分割帯域に画像全体のエネルギを配分する
ことによって非相関化が行われる。帯域分割ろ波は、変
換技法によるよりも優れた非相関化が行えると考えられ
ている。同様に、変換技法とは異なり、ブロック単位の
動作に限定されることはない。帯域分割ろ波は、ビデオ
信号に直接適用することが可能である。
A method proposed recently as compression / encoding in the frequency domain is a band division encoding method. In this method, the decorrelator 12 in the apparatus of FIG.
Is a spatial (two-dimensional) band division device that divides an input video signal into a plurality of unrelated division bands each including a spatial frequency component of the image in each one of a plurality of regions of the two-dimensional frequency space of the image. Contains. This sub-band is selectively quantized by quantizer 14 according to its respective position in the sensitivity spectrum of human mental and visual tissues. That is, in this case, the decorrelation is performed by distributing the energy of the entire image to the divided bands in the two-dimensional spatial frequency domain. Band-division filtering is believed to provide better decorrelation than conversion techniques. Similarly, unlike transform techniques, it is not limited to block-wise operations. Band division filtering can be applied directly to the video signal.

【0026】図2は、入力ビデオ信号が低域通過デシメ
ーション(間引き)フィルタ22及び高域通過デシメー
ションフィルタ24を通過する帯域分割符号化装置を示
したものである。結果として生ずる2つの出力信号は、
入力信号の周波数スペクトルの異なる部分を表す。この
2つの信号はそれから、図1で説明したように量子化さ
れ、整序され、エントロピ符号化される。入力信号の分
割帯域成分は、あとで再生するために伝送されたり記憶
されたりする。分割帯域成分の伝送と記憶は、図2にお
いて破線26によって示してある。
FIG. 2 shows a band division coding apparatus in which an input video signal passes through a low pass decimation (decimation) filter 22 and a high pass decimation filter 24. The two resulting output signals are
It represents different parts of the frequency spectrum of the input signal. The two signals are then quantized, ordered and entropy coded as described in FIG. The split band components of the input signal are transmitted or stored for later reproduction. The transmission and storage of the sub-band components is indicated by dashed line 26 in FIG.

【0027】分割帯域を記録媒体から復元するときは、
これらを対応する適合したフィルタを通過させて元の周
波数成分を再生する。これらの適合フィルタは、低域通
過インタポレーション(補間)フィルタ30及び高域通
過インタポレーションフィルタ28である。インタポレ
ーションフィルタ28、30の出力は加算回路32によ
って加算され、元の入力ビデオ信号が形成される。図2
は、入力ビデオ信号を2個の分割帯域に分解する様子を
示した図である。実際は、入力ビデオ信号はもっと多く
の分割帯域に分解される。図3は、入力信号を8個の分
割帯域成分に分解するとともに、再結合させて出力信号
を形成する様子を示している。
When the divided band is restored from the recording medium,
These are passed through a corresponding matched filter to recover the original frequency components. These adaptive filters are a low pass interpolation filter 30 and a high pass interpolation filter 28. The outputs of the interpolation filters 28, 30 are added by the adder circuit 32 to form the original input video signal. Figure 2
FIG. 6 is a diagram showing how an input video signal is decomposed into two divided bands. In fact, the input video signal is decomposed into more sub-bands. FIG. 3 shows how the input signal is decomposed into eight sub-band components and recombined to form the output signal.

【0028】帯域分割符号化装置におけるフィルタは、
適度な遅延と重み付け(加重)係数を有する有限インパ
ルス応答フィルタを具え、水平および垂直の周波数分解
が行えるようになっている。分割帯域周波数分離のため
の異なるフィルタの形態は既知であり、いくつかの可能
なフィルタが1986年6月刊行の「IEEEトランザ
クションズ・オン・アコースティックス・スピーチ・ア
ンド・シグナル・プロセシング」のASSP−34巻の
434〜441頁における「樹状構造の帯域分割符号化
のための正確な再構成技法」と題する論文に記述されて
いる。
The filter in the band division encoding device is
It has a finite impulse response filter with appropriate delay and weighting factors to enable horizontal and vertical frequency decomposition. Different filter morphologies for subband frequency separation are known, and some possible filters have been identified by the ASSP-in "IEEE Transactions on Acoustics Speech and Signal Processing" published in June 1986. 34, pages 434-441, entitled "Exact Reconstruction Techniques for Band Division Coding of Tree Structures".

【0029】図4は図1における非相関器12をいっそ
う詳しく示した図である。この非相関器は、水平フィル
タ装置46、中間フィールドメモリ48、転換シーケン
サ(アドレス発生器)50、垂直フィルタ装置52、出
力フィールドメモリ54、及び出力シーケンサ(アドレ
ス発生器)56を具えている。帯域分割ろ波は、個別に
行われる。このように、図4において2つの直交する画
像方向におけるろ波、すなわち水平方向(通常のビデオ
における画像の走査方向)及び垂直方向におけるろ波
は、水平と垂直のフィルタ装置46及び52による1次
元ろ波動作によって相互に完全に独立して行われる。
FIG. 4 is a diagram showing the decorrelator 12 in FIG. 1 in more detail. The decorrelator comprises a horizontal filter device 46, an intermediate field memory 48, a diversion sequencer (address generator) 50, a vertical filter device 52, an output field memory 54, and an output sequencer (address generator) 56. Band division filtering is performed individually. Thus, in FIG. 4, the filtering in the two orthogonal image directions, namely in the horizontal direction (the scanning direction of the image in normal video) and in the vertical direction, is one-dimensional by the horizontal and vertical filter devices 46 and 52. The filtering operations are completely independent of each other.

【0030】水平フィルタ装置46及び垂直フィルタ装
置52は、互いにほぼ同一の構造を有する。従って、水
平フィルタ装置46の構造のみを詳しく説明する。ろ波
作用は水平及び垂直各方向にそれぞれ8個の分割帯域、
すなわち64(8×8)分割帯域の正方形アレイを作成
する作用である。64個の分割帯域は、相互に同一の大
きさとなるようにする。水平フィルタ装置46は、図3
に示すように樹状すなわち階層構造になっていることが
好ましく、3段階の連続したろ波過程を構成している。
第1段階は低域通過フィルタ(LF)及び高域通過フィ
ルタ(HF)から成っていて、それぞれにデシメータ
(図示せず)が後続している。LFフィルタ、HFフィ
ルタ及びデシメータはともにカドラチャーミラーフィル
タ(QMF)を構成している。それぞれのフィルタは通
常の形式の有限インパルス応答フィルタでよい。使用時
は、入力デジタルビデオ信号のフィールドのラインがサ
ンプル単位で第1段階に加えられ、LF及びHFそれぞ
れによって低域ろ波及び高域ろ波される。このように、
LFおよびHFは、それぞれ入力ライン信号を低域ろ波
したものと高域ろ波したものから成る出力を形成する。
この出力は水平空間周波数範囲の上半分と下半分におけ
るラインの空間周波数成分を表している。すなわち、第
1段階で入力ラインを水平方向に2個の分割帯域に分割
する。デシメータはそれぞれの出力を2の率でデシメー
ト(サブサンプル)し、デシメータ(全部)によって出
力されるサンプルの全数を、ラインのサンプルの全数と
等しくする。
The horizontal filter device 46 and the vertical filter device 52 have substantially the same structure. Therefore, only the structure of the horizontal filter device 46 will be described in detail. The filtering action is divided into eight horizontal and vertical divided bands,
That is, it is an operation of forming a square array of 64 (8 × 8) divided bands. The 64 divided bands have the same size. The horizontal filter device 46 is shown in FIG.
It is preferable that the tree-like structure, that is, a hierarchical structure as shown in FIG.
The first stage consists of a low pass filter (LF) and a high pass filter (HF), each followed by a decimator (not shown). The LF filter, the HF filter, and the decimator together form a quadrature mirror filter (QMF). Each filter may be a conventional type finite impulse response filter. In use, the lines of the field of the input digital video signal are sample-wise added to the first stage and low-pass and high-pass filtered by LF and HF, respectively. in this way,
LF and HF form an output consisting of a low-pass filtered and a high-pass filtered version of the input line signal, respectively.
This output represents the spatial frequency components of the line in the upper and lower half of the horizontal spatial frequency range. That is, in the first step, the input line is horizontally divided into two divided bands. The decimator decimates (subsamples) each output by a factor of 2, making the total number of samples output by the decimator (all) equal to the total number of samples in the line.

【0031】第2段階は、第1段階のようなQMFがそ
れぞれ2個あること、及び第1段階のそれぞれのデシメ
ータからの出力が2個のQMFの各1個への入力として
送られることを除いて、第1段階と類似した構造を持っ
ている。このように、第2段階は、4個の等しい4分の
1の水平空間周波数範囲でラインの空間周波数内容を表
す4個の出力を形成する。すなわち、第2の段階は、入
力ラインが第1段階にて分割されてできた2個の分割帯
域をさらに分割し、水平方向に4個の分割帯域を形成す
る。第2段階の4個のデシメータは、2の率でそれぞれ
の出力をデシメート(サブサンプル)する。これによっ
て、第2段階のデシメータ(全体)から出力されたサン
プルの全数はラインのサンプルの全数と等しくなる。
The second stage is that there are two QMFs each as in the first stage, and that the output from each decimator of the first stage is sent as an input to each one of the two QMFs. Except for this, it has a similar structure to the first stage. Thus, the second stage forms four outputs representing the spatial frequency content of the line in four equal quarter horizontal spatial frequency ranges. That is, in the second step, the two divided bands formed by dividing the input line in the first step are further divided to form four divided bands in the horizontal direction. The second stage four decimator decimates (subsamples) each output at a rate of two. This causes the total number of samples output from the second stage decimator (total) to be equal to the total number of samples in the line.

【0032】第3段階は、第1段階のようなQMFがそ
れぞれ4個あること、及び第2段階のそれぞれのデシメ
ータからの出力が4個のQMFの各1個の入力として送
られることを除いて、第1段階と類似した構造を持って
いる。このように、第3段階は、8個の等しい8分の1
の水平空間周波数範囲でラインの空間周波数内容を表す
8個の出力を形成する。すなわち第3の段階は、入力ラ
インが第2段階にて分割されてできた4個の分割帯域を
さらに分割し水平方向に8個の分割帯域を形成する。第
3段階の8個のデシメータは、2の率でそれぞれの出力
をデシメート(サブサンプル)する。これによって、第
3段階のデシメータ(全体)から出力されたサンプルの
全数はラインのサンプルの全数と等しくなる。
The third stage is that there are four QMFs each as in the first stage and that the output from each decimator of the second stage is sent as one input to each of the four QMFs. And has a structure similar to the first stage. Thus, the third stage consists of eight equal eighths.
Form eight outputs representing the spatial frequency content of the line in the horizontal spatial frequency range of That is, in the third stage, the four divided bands formed by dividing the input line in the second stage are further divided to form eight divided bands in the horizontal direction. The third stage eight decimator decimates (subsamples) each output at a rate of two. This makes the total number of samples output from the third stage decimator (total) equal to the total number of samples in the line.

【0033】第3段階すなわち水平フィルタ装置46の
8個の出力は、中間フィールドメモリ48に送られ第1
ラインのそれぞれ8分の1に対応する位置に記憶され
る。水平ろ波の上述の過程は、入力デジタルビデオ信号
のフィールドのその他のライン全部に対して繰り返され
る。これによって、入力デジタルビデオ信号のフィール
ドの水平方向(のみ)に8個の分割帯域にろ波されたも
のが中間フィールドメモリ48に記憶されることにな
る。中間フィールドメモリ48に記憶されたフィールド
の各ラインは、もとのフィールドが表していた画像の水
平空間周波数範囲の8個の分割帯域のうちの1個をそれ
ぞれ表す水平空間周波数情報をそれぞれ含む8個の部分
に分割される。中間フィールドメモリ48に記憶された
水平方向にろ波されたフィールドは、8個の縦列に分割
されたものと考えることができる。
The eight outputs of the third stage or horizontal filter device 46 are sent to the intermediate field memory 48 for the first time.
It is stored in the positions corresponding to 1/8 of each line. The above process of horizontal filtering is repeated for all other lines of the field of the input digital video signal. As a result, the field of the input digital video signal filtered in the horizontal direction (only) into eight divided bands is stored in the intermediate field memory 48. Each line of the fields stored in the intermediate field memory 48 contains 8 respectively horizontal spatial frequency information representing one of the 8 sub-bands of the horizontal spatial frequency range of the image represented by the original field. It is divided into individual parts. The horizontally filtered field stored in the intermediate field memory 48 can be considered as divided into eight columns.

【0034】中間フィールドメモリ48に記憶された水
平方向にろ波されたフィールドは、(転換シーケンサ5
0の制御のもとで)垂直フィルタ装置52に供給され、
ここで水平フィルタ装置46によって水平方向に8個の
分割帯域にろ波されたのと同様な方法によって、垂直方
向に8個の分割帯域にろ波される。水平方向及び垂直方
向にろ波されたフィールドは、ライン単位で出力フィー
ルドメモリ54に供給され、量子化器14へと送られ
る。該メモリ54は64個(8×8)のアレイに分割さ
れているものと考えることができ、その各々に64個の
分割帯域が記憶されている。このように、入力デジタル
ビデオ信号の連続するフィールドは、帯域分割ろ波さ
れ、適当にろ波され、フィールド2個分の間隔の遅延を
与えられて量子化器14に送られる。
The horizontally filtered field stored in the intermediate field memory 48 is (converting sequencer 5
Supplied to the vertical filter device 52 (under control of 0),
Here, it is vertically filtered into eight sub-bands by the same method as that in which the horizontal filter device 46 filters the eight sub-bands in the horizontal direction. The horizontally and vertically filtered fields are supplied line by line to the output field memory 54 and sent to the quantizer 14. The memory 54 can be thought of as being divided into 64 (8.times.8) arrays, each of which stores 64 divided bands. Thus, successive fields of the input digital video signal are band-division filtered, appropriately filtered, delayed by two fields and sent to the quantizer 14.

【0035】転換シーケンサ50は中間フィールドメモ
リ48に対する読み出しアドレスを作成し、その内容の
垂直フィルタ装置52への読み出しを次のように制御す
る。上述したように、中間フィールドメモリ48に記憶
された信号は、元のフィールドのラインを具えていて、
各々は水平に8個の分割帯域に分割されている。すなわ
ち、中間フィールドメモリ48に記憶されている信号
は、すでに述べたように8個の縦列から成ると考えるこ
とができる。中間フィールドメモリ48に記憶された信
号が、これを水平にろ波するのに用いたと同様の構造の
ハードウエア(垂直フィルタ装置52)によって垂直に
ろ波されるようにするには、これを転換しなければなら
ない。すなわちこれを、垂直フィルタ装置52に読み込
まれるときに8個の横列(縦列ではなしに)を構成する
ように、90度回転する必要がある。転換シーケンサ5
0は、中間フィールドメモリ48に対して、これを成し
遂げるようにアドレスする。
The conversion sequencer 50 creates a read address for the intermediate field memory 48 and controls the reading of its contents into the vertical filter device 52 as follows. As mentioned above, the signal stored in the intermediate field memory 48 comprises the lines of the original field,
Each is horizontally divided into eight divided bands. That is, the signal stored in the intermediate field memory 48 can be considered to consist of eight columns, as already mentioned. To allow the signal stored in the intermediate field memory 48 to be vertically filtered by hardware of similar construction (vertical filter device 52) used to filter it horizontally, convert it. Must. That is, it must be rotated 90 degrees so that when read into the vertical filter device 52, it forms eight rows (rather than columns). Conversion sequencer 5
0 addresses the intermediate field memory 48 to accomplish this.

【0036】水平フィルタ装置46と垂直フィルタ装置
52との組合せによって形成されるろ波の性質上、出力
フィールドメモリ54に記憶されたデータは、いくらか
スクランブル(ごちゃまぜに)されるので、装置の後続
する部分に送る前に出力シーケンサ56によって再整序
される。
Due to the nature of the filtering formed by the combination of the horizontal filter device 46 and the vertical filter device 52, the data stored in the output field memory 54 will be somewhat scrambled, so that It is reordered by the output sequencer 56 before being sent to the subsequent parts.

【0037】図5は、入力ビデオ信号が水平方向及び垂
直方向において8個の周波数成分に分解された場合に形
成される様々な分割帯域成分を示している(これはデー
タが出力シーケンサ56に供給されて再整序された後、
出力フィールドメモリ54に記憶されたデータであると
考えることができる。)。これら分割帯域または分割画
像の各々は、データ要素のアレイから成り、図5のブロ
ックの1つによって表される。左上のブロックはdc分
割帯域を表している。これは、周波数が厳格にゼロであ
る信号の一定部分を実際に必ずしも表すものではない
が、水平方向にも垂直方向にも最も低い帯域である。こ
のdc分割帯域は、元の入力ビデオ信号のdc情報の大
部分を含むことになる。残りの分割帯域の観察者によっ
て知覚される画像の相対的重要度は、変化する。一般的
にいって、高周波の分割帯域は究極の観察者の知覚にと
って重要度は低い。図5において、特定の分割帯域成分
が表す周波数は、ブロックのアレイの下方及び右側にい
くに従って増加している。
FIG. 5 illustrates the various sub-band components that are formed when the input video signal is decomposed into eight frequency components in the horizontal and vertical directions (which provides the data to the output sequencer 56). And after being rearranged,
It can be considered as the data stored in the output field memory 54. ). Each of these sub-bands or sub-images consists of an array of data elements and is represented by one of the blocks in FIG. The upper left block represents the dc divided band. This is not necessarily an exact representation of the constant part of the signal whose frequency is strictly zero, but it is the lowest band both horizontally and vertically. This dc sub-band will contain most of the dc information of the original input video signal. The relative importance of the image perceived by the viewer in the remaining sub-bands varies. Generally speaking, the high frequency sub-bands are of less importance to the ultimate viewer perception. In FIG. 5, the frequency represented by a particular sub-band component increases towards the bottom and right side of the array of blocks.

【0038】図6は、変化していく空間周波数の画像成
分に対する人間の精神的視覚反応を示したものである。
これをみて分かるように、人間の知覚レベルは、まず上
昇し、それから空間周波数が増加するにつれてほぼ一定
の割合で低下していく。データ圧縮装置は、空間周波数
成分が高いほど高度に情報の損失を伴う量子化を行って
も再構成される画像がはなはだしく劣化して知覚されな
いという認識の下に、この特性を利用している。
FIG. 6 shows the mental and visual reaction of a human to image components of changing spatial frequency.
As can be seen from this, the human perception level first rises and then decreases at an almost constant rate as the spatial frequency increases. The data compression apparatus utilizes this characteristic, recognizing that the higher the spatial frequency component is, the higher the lossy loss of information and the higher the loss of information, the more severely the reconstructed image is not perceived.

【0039】図7は、図1に示す量子化器14によって
異なる分割帯域に適用される量子化マトリクスを示して
いる。量子化器の動作方法は、各分割帯域ブロック内の
各エレメントの値を対応する量子化値によって除し、そ
の結果の整数部分を採用するというものである。この量
子化値は量子化マトリクスに記入されたもの(α00〜α
77)と、後で詳しく説明する量子化スケール(圧縮)フ
ァクタ(Qs)との積である。すなわち、マトリクスの
左上隅のdc輝度分割帯域から読まれた値は、対応する
Qs×α00の量子化値によって除せられ、その整数が取
られる。同様に別の分割帯域から読まれた値は、この分
割帯域に適した量子化値Qs×αmnによって除せられ、
その整数値が取られる。一般的に、最小の量子化値は、
dc輝度分割帯域のすぐ下及び右にて発生する。これ
は、人間の精神的知覚組織がこの分割帯域にて最も敏感
だからである。量子化マトリクスのための値は、どの値
によって最良の画像と感じるかをみて確かめる試行錯誤
の過程によって決定される。或いは、図6の曲線を3次
元に拡張し曲面を作成することによって発生させること
もできる。この曲面は、図6の曲線を感度の座標軸の周
りに90度回転してできる軌跡が形成する曲面である。
分割帯域周波数ブロックは、この曲面の下方の空間周波
数平面の異なる領域に存在する。曲面の下方を積分して
各周波数ブロックとこの曲面との間の体積を計算し、相
対的量子化値を決定することができる。
FIG. 7 shows a quantization matrix applied to different divided bands by the quantizer 14 shown in FIG. The operation method of the quantizer is to divide the value of each element in each divided band block by the corresponding quantized value and adopt the integer part of the result. This quantized value is the one entered in the quantization matrix (α 00 ~ α
77 ) and a quantization scale (compression) factor (Qs) described in detail later. That is, the value read from the dc luminance division band in the upper left corner of the matrix is divided by the corresponding quantized value of Qs × α 00 and the integer is taken. Similarly, a value read from another sub-band is divided by a quantized value Qs × α mn suitable for this sub-band,
Its integer value is taken. In general, the smallest quantized value is
Occurs just below and to the right of the dc luminance split band. This is because the human psycho-perceptual system is most sensitive in this divided band. The values for the quantisation matrix are determined by a process of trial and error by seeing which value gives the best image. Alternatively, it can be generated by expanding the curve in FIG. 6 into three dimensions to create a curved surface. This curved surface is a curved surface formed by a locus formed by rotating the curve of FIG. 6 around the sensitivity coordinate axis by 90 degrees.
The subband frequency blocks are in different regions of the spatial frequency plane below this curved surface. The volume between each frequency block and this curved surface can be calculated by integrating below the curved surface to determine the relative quantized value.

【0040】図8は、輝度成分及び色成分の量子化を個
別に動的に制御することのできる本発明データ圧縮装置
の概略を示すブロック図である。輝度(Y)成分データ
60は、非相関器12′に供給され、ここから輝度成分
量子化器64に供給される。輝度成分量子化器の出力は
データシーケンサ18′を介してエントロピ符号化器2
0′に供給され、これが輝度(Y)成分圧縮データを出
力端68に出力する。同様に色(U/V)成分データ入
力62が非相関器12″に供給され、ここから色成分量
子化器66に供給される。色成分量子化器66からの出
力はデータシーケンサ18″を介してエントロピ符号化
器20″に供給され、これが色(U/V)成分圧縮デー
タを出力端子70に出力する。輝度成分量子化器64及
び色成分量子化器66は、上述した量子化器14と同様
な動作をする。このように、輝度成分及び色成分の入力
データに対し個別に圧縮が行われる。輝度成分及び色成
分の各圧縮データ出力68、70は(図示しない)結合
器によって結合され、後続処理のために単一のデータス
トリームとされる。
FIG. 8 is a block diagram showing the outline of a data compression apparatus of the present invention capable of individually and dynamically controlling the quantization of the luminance component and the color component. The luminance (Y) component data 60 is supplied to the decorrelator 12 ′, and then supplied to the luminance component quantizer 64. The output of the luminance component quantizer is sent to the entropy encoder 2 through the data sequencer 18 '.
0 ', which outputs the luminance (Y) component compressed data to the output terminal 68. Similarly, the color (U / V) component data input 62 is supplied to the decorrelator 12 ″ and from there to the color component quantizer 66. The output from the color component quantizer 66 is the data sequencer 18 ″. Is supplied to the entropy encoder 20 ″ through the encoder and outputs the color (U / V) component compressed data to the output terminal 70. The luminance component quantizer 64 and the color component quantizer 66 are the quantizers described above. The input data of the luminance component and the color component are individually compressed in this manner, and the compressed data outputs 68 and 70 of the luminance component and the color component are combined by a combiner (not shown). Combined into a single data stream for further processing.

【0041】結合ビット計数器72は輝度成分圧縮デー
タ出力端68及び色成分圧縮データ出力端70において
圧縮データの量を検出し、これら2つの量の合計値を示
すフィードバック信号74を作成する。このフィードバ
ック信号74は量子化制御器76に送られ、該制御器7
6は、輝度成分量子化器64によって行われる輝度成分
量子化及び色成分量子化器66によって行われる色成分
量子化の程度を個別に変化させ、輝度成分及び色成分の
圧縮データ出力の結合データレートが所望の値と等しい
か又は近似するようにする。次に、量子化制御器76及
びこの量子化制御器が輝度成分量子化器64と色成分量
子化器によって行われる量子化の程度を変化させる手段
を、一層詳しく説明する。
Combined bit counter 72 detects the amount of compressed data at luminance component compressed data output 68 and color component compressed data output 70 and produces a feedback signal 74 indicative of the sum of these two amounts. This feedback signal 74 is sent to the quantization controller 76, which
Reference numeral 6 individually changes the degree of the luminance component quantization performed by the luminance component quantizer 64 and the color component quantization performed by the color component quantizer 66 to obtain combined data of the compressed data output of the luminance component and the color component. Make the rate equal or close to the desired value. The quantization controller 76 and the means by which the quantization controller 76 changes the degree of quantization performed by the luminance component quantizer 64 and the color component quantizer will now be described in more detail.

【0042】図9は、量子化制御器76が、輝度成分量
子化器64及び色成分量子化器66に用いられている量
子化スケールファクタQsに対して行う相対変化を示す
グラフである。図7について前述したように、各分割帯
域に適用される量子化の程度は、量子化マトリクスの制
御に応じて変化する。圧縮データの全体のブロック(す
なわち64個の分割帯域)の全体的な量子化の程度は量
子化スケールファクタ(Qs)に応じて変化する。量子
化されている各データ値は、量子化マトリクスからの適
当な値及びQsの値の両方によって除せられる。Qsが
高いときは量子化の全体的な程度は増加し、圧縮の程度
も増加し、その結果の圧縮データのブロックは小さくな
る。Qsが低いときは、量子化の全体的な程度が減少
し、圧縮の程度も減少し、その結果の圧縮データのブロ
ックは大きくなる。
FIG. 9 is a graph showing a relative change performed by the quantization controller 76 with respect to the quantization scale factor Qs used in the luminance component quantizer 64 and the color component quantizer 66. As described above with reference to FIG. 7, the degree of quantization applied to each divided band changes depending on the control of the quantization matrix. The overall degree of quantization of the entire block of compressed data (ie 64 sub-bands) varies depending on the quantization scale factor (Qs). Each data value being quantized is divided by both the appropriate value from the quantization matrix and the value of Qs. When Qs is high, the overall degree of quantization is increased, the degree of compression is also increased, and the resulting blocks of compressed data are smaller. When Qs is low, the overall degree of quantization is reduced, the degree of compression is also reduced, and the resulting blocks of compressed data are larger.

【0043】図9には、2本の曲線、すなわち輝度成分
曲線(実線)と色成分曲線(破線)が示されている。垂
直軸はQsの値を示し、水平軸は、全体的な圧縮係数を
変更するための量子化制御器76によってなされる補正
作用を図式的に示している。水平軸を右側に移動する
と、全体的な圧縮係数が増加する。また水平軸を左側に
移動すると、全体的な圧縮係数が減少する。輝度成分量
子化器64及び色成分量子化器66によって用いられる
Qsの値は、常にその輝度成分曲線と色成分曲線上のそ
れぞれの点の垂直軸の位置と対応する。これらの2点
は、水平軸上では同一の位置にある。
FIG. 9 shows two curves, that is, a luminance component curve (solid line) and a color component curve (broken line). The vertical axis shows the value of Qs and the horizontal axis shows schematically the corrective action taken by the quantization controller 76 to change the overall compression factor. Moving the horizontal axis to the right increases the overall compression factor. Moving the horizontal axis to the left also reduces the overall compression factor. The value of Qs used by the luminance component quantizer 64 and the color component quantizer 66 always corresponds to the position of the vertical axis of each point on the luminance component curve and the color component curve. These two points are at the same position on the horizontal axis.

【0044】輝度成分曲線および色成分曲線の共通の原
点78は、Qs=1の値と対応する。原点78から右側
に移動すると、輝度成分圧縮及び色成分圧縮の両方と同
一のレートにてQsが増加していることが分かる。点8
0においては、輝度成分及び色成分曲線は、色成分圧縮
に対するQsの値が輝度成分圧縮に対するQsの値より
も急激に増加するように分離する。この分離は点82ま
で続く。点82から点84にかけて輝度成分圧縮に対す
るQsの値は増加を続けるが、色成分圧縮に対するQs
値は一定のままである。点84からは、2本の曲線が再
び同じレートで増加する。
The common origin 78 of the luminance component curve and the color component curve corresponds to the value of Qs = 1. Moving from the origin 78 to the right, it can be seen that Qs increases at the same rate as both the luminance component compression and the color component compression. Point 8
At 0, the luminance component and color component curves separate such that the Qs value for color component compression increases more rapidly than the Qs value for luminance component compression. This separation continues to point 82. From point 82 to point 84, the value of Qs for luminance component compression continues to increase, but Qs for color component compression
The value remains constant. From point 84, the two curves again increase at the same rate.

【0045】図9のグラフから、全体的な圧縮係数は、
輝度成分圧縮に対するQs(輝度成分圧縮係数)、色成
分圧縮に対するQs(色成分圧縮係数)及び輝度成分圧
縮に対するQsと色成分圧縮に対するQsの比を変化さ
せることによって、制御されていることが分かるであろ
う。これらのパラメータのうちの2個が固定されると、
3番目のパラメータも同様に固定される。
From the graph of FIG. 9, the overall compression factor is
It can be seen that control is performed by changing Qs (luminance component compression coefficient) for luminance component compression, Qs (color component compression coefficient) for color component compression, and a ratio of Qs for luminance component compression and Qs for color component compression. Will. When two of these parameters are fixed,
The third parameter is fixed as well.

【0046】図10は、輝度成分及び色成分の量子化の
程度を個別に動的に制御するように動作するデータ圧縮
装置をもっと詳しく示したものである。この装置は輝度
成分圧縮チャネル86(その周囲を破線にて囲んでい
る)、対応する色成分圧縮チャネル(図示せず)、圧縮
ビット計数器72及び結合器兼ヘッダ挿入器88によっ
て構成されている。輝度成分および色成分の入力データ
は、既知のサイズのブロックとして受信され、圧縮され
て出力データブロックが形成される。
FIG. 10 shows in more detail a data compression device that operates to dynamically control the degree of quantization of the luminance and chrominance components individually. The apparatus comprises a luminance component compression channel 86 (surrounded by a dashed line), a corresponding color component compression channel (not shown), a compression bit counter 72 and a combiner / header inserter 88. . Input data for the luminance and color components is received as blocks of known size and compressed to form output data blocks.

【0047】図10において、輝度成分圧縮チャネル8
6及び色成分圧縮チャネルは、同じ様な方法にて動作す
るが、それぞれの量子化マトリクスの量子化値は異なっ
ており、図9を参照して上述したように、Qsは異なっ
た変化をする。しかしながら、図10の説明という観点
から、輝度成分及び色成分のチャネルの残りの部分の動
作は同一であるので、図10の装置を、輝度成分圧縮チ
ャネル86の動作及び輝度成分と色成分圧縮チャネルと
の間の共通事項のみについて参照説明する。
In FIG. 10, the luminance component compression channel 8
The 6 and color component compression channels operate in a similar manner, but the quantisation values of their respective quantisation matrices are different and Qs varies differently, as described above with reference to FIG. . However, from the perspective of the description of FIG. 10, the operation of the rest of the luminance and chrominance component channels is the same, so the apparatus of FIG. Only common items between and will be explained.

【0048】図10に示す輝度成分圧縮チャネル86
は、輝度成分入力データの試験的圧縮を行って、現在の
Qsの値でどの程度の圧縮を行えるかを調べることがで
きる。これを調べてから、Qsの訂正した値を発生し、
同じ輝度成分入力データに適用し、データ圧縮装置の出
力データストリームと合流する圧縮輝度データを作成す
る。
Luminance component compression channel 86 shown in FIG.
Can perform trial compression of the luminance component input data to find out how much compression can be performed with the current value of Qs. After checking this, generate the corrected value of Qs,
Apply the same luminance component input data to create compressed luminance data that merges with the output data stream of the data compressor.

【0049】動作の際、輝度成分入力データは非相関器
12′に供給される。非相関器12′からの出力は試験
量子化器90に供給され、ここで入力画像データの前の
ブロックに対する前段Qsラッチ100に記憶されてい
たQs値に基づく試験的な量子化度を適用する。試験量
子化器90は、図8との関連で説明した輝度成分量子化
器64と同様に動作する。同様に試験データシーケンサ
92及び試験エントロピ符号化器94は、図8における
データシーケンサ18′及びエントロピ符号化器20′
と同様に動作し、達成される圧縮度の正しい値を測定す
る。
In operation, the luminance component input data is provided to decorrelator 12 '. The output from the decorrelator 12 'is provided to a test quantizer 90, which applies a trial quantisation based on the Qs value stored in the previous Qs latch 100 for the previous block of input image data. . The test quantizer 90 operates similarly to the luminance component quantizer 64 described in connection with FIG. Similarly, the test data sequencer 92 and the test entropy encoder 94 are the data sequencer 18 'and the entropy encoder 20' in FIG.
Works the same as and measures the correct value for the degree of compression achieved.

【0050】輝度成分圧縮チャネルの試験エントロピ符
号化器94からの出力は、圧縮ビット計数器72に供給
される。この圧縮ビット計数器72は、色成分圧縮チャ
ネル(図示せず)の対応する試験エントロピ符号化器の
出力も受信している。圧縮ビット計数器72は、輝度成
分圧縮チャネル及び色成分圧縮チャネルにおける試験エ
ントロピ符号化器によって、入力画像データのブロック
の試験圧縮をしている間に出力されるデータ(ビット計
数値)の量を検出し、これら2つの量の合計値を示すフ
ィードバック信号を作成する。試験圧縮の最終段階で、
圧縮ビット計数器72からの出力が、図9に示す輝度成
分曲線に従ってQsの代替値を計算する輝度成分圧縮チ
ャネルのプログラム可能リードオンリーメモリ(PRO
M)98に供給される。同様に、色成分圧縮チャネルの
対応するPROM98は、圧縮ビット計数器72からの
同様な出力を受信し、色成分圧縮に用いる代替Qs値を
計算する。PROM98がこれらの計算を行うときの方
法は、図11を参照して説明する。
The output from the test entropy encoder 94 for the luma component compression channel is provided to a compressed bit counter 72. The compressed bit counter 72 also receives the output of the corresponding test entropy encoder of the color component compression channel (not shown). The compression bit counter 72 measures the amount of data (bit count value) output during the test compression of the block of the input image data by the test entropy encoder in the luminance component compression channel and the color component compression channel. It detects and produces a feedback signal indicative of the sum of these two quantities. At the final stage of test compression,
The output from the compressed bit counter 72 is a programmable read only memory (PRO) of the luma component compression channel that calculates an alternative value for Qs according to the luma component curve shown in FIG.
M) 98. Similarly, the corresponding PROM 98 of the color component compression channel receives a similar output from the compression bit counter 72 and calculates an alternative Qs value to use for color component compression. The method by which the PROM 98 performs these calculations will be described with reference to FIG.

【0051】輝度成分圧縮チャネル86のPROM98
は、Qsの訂正値を前段Qsラッチ100に出力し、次
の試験圧縮に利用し、Qsラッチ102に出力して現在
の輝度成分入力データの圧縮に利用する。Qsラッチ1
02からの出力は輝度成分量子化器64に供給され、こ
こで量子化の全体的な程度が制御される。非相関器1
2′からのデータが試験圧縮されているとき、このデー
タは遅延回路104によっても処理される。この遅延回
路は訂正されたQs値がQsラッチ102内に記憶され
るまでこのデータブロックが輝度成分量子化器64に到
着するのを遅らせる作用がある。このように、Qsの訂
正値は、その訂正が施されるべき同一のデータブロック
に適用される。
PROM 98 of luminance component compression channel 86
Outputs the corrected value of Qs to the preceding Qs latch 100 for use in the next test compression, and outputs it to the Qs latch 102 for compression of the current luminance component input data. Qs latch 1
The output from 02 is fed to a luminance component quantizer 64, where the overall degree of quantization is controlled. Decorrelator 1
When the data from 2'is test compressed, this data is also processed by delay circuit 104. This delay circuit serves to delay the arrival of this block of data at the luma component quantizer 64 until the corrected Qs value is stored in the Qs latch 102. Thus, the correction value for Qs is applied to the same data block to be corrected.

【0052】輝度成分量子化器64からの出力は、エン
トロピ符号化器20′による最終的なフォーマット作成
に先だって圧縮データを記憶するフィールドメモリ60
と結合したエントロピ符号化器20′によってエントロ
ピ符号化され、システムから出力される。
The output from the luminance component quantizer 64 is a field memory 60 for storing compressed data prior to the final format creation by the entropy encoder 20 '.
Is entropy coded by an entropy coder 20 'coupled with and output from the system.

【0053】ブロックに適用される可変な量子化の程度
を有する圧縮データのブロックを伸張(圧縮解除)する
とき、伸張装置はデータのブロックに適用される量子化
度に応動する必要があることが分かるであろう。このた
め、Qsラッチ102内に記憶される値が、フィールド
メモリ60内に記憶される圧縮データのブロックに対す
るヘッダデータとして供給される。結合器兼ヘッダ挿入
器88は、このヘッダデータを圧縮されたデータブロッ
クの前に付ける。これによって伸張装置は、ヘッダデー
タから、圧縮データの各ブロックにどのような量子化ス
ケールファクタが適用されたかを読み取ることができ
る。輝度成分チャネル及び色成分チャネルにおける各P
ROM98とQsラッチ102の組合せは、量子化制御
器76とみなすことができる。
When decompressing (decompressing) a block of compressed data having a variable degree of quantization applied to the block, the decompressor may need to respond to the degree of quantization applied to the block of data. You will understand. Therefore, the value stored in the Qs latch 102 is supplied as header data for the block of compressed data stored in the field memory 60. The combiner / header inserter 88 prepends this header data to the compressed data block. This allows the decompression device to read from the header data what quantization scale factor has been applied to each block of compressed data. Each P in the luminance component channel and the color component channel
The combination of the ROM 98 and the Qs latch 102 can be regarded as the quantization controller 76.

【0054】エントロピ符号化器20′からの出力は第
2圧縮ビット計数器108に供給され、ここからの出力
は連続的にあふれ(超過)検出器106に供給される。
あふれ検出器106は、各圧縮チャネル内の瞬間的な圧
縮ビット計数値を、コンパイルされている圧縮データの
ブロックの所定最大サイズと比較し、所定最大サイズを
越えるとあふれ指示信号を出力する。あふれ指示信号
は、エントロピ符号化器20′をトリガして圧縮データ
に対しては通常作成されないコードを発生させ、あふれ
指示信号が本来の圧縮データと混同されないようにす
る。エントロピ符号化器のコード表を参照することによ
って、適切なコードを選択できる。
The output from the entropy encoder 20 'is provided to a second compressed bit counter 108, the output from which is provided continuously to an overflow detector 106.
The overflow detector 106 compares the instantaneous compression bit count value in each compression channel with a predetermined maximum size of a block of compressed data being compiled, and outputs an overflow indication signal when the predetermined maximum size is exceeded. The overflow indication signal triggers the entropy encoder 20 'to generate a code that is not normally created for compressed data so that the overflow indication signal is not confused with the original compressed data. An appropriate code can be selected by referring to the code table of the entropy encoder.

【0055】圧縮されたデータは、例えば後の復元と伸
張のために磁気テープの上に個別のトラックとして記録
してもよい。圧縮されたデータのブロックは、伸張の前
にその他の様々な方法にて処理されてもよいことは明か
であろう。
The compressed data may be recorded as individual tracks on magnetic tape for later decompression and decompression, for example. It will be appreciated that the blocks of compressed data may be processed in various other ways before decompression.

【0056】図11は、輝度圧縮チャネル及び色圧縮チ
ャネルにおけるPROM98が、入力データの異なるブ
ロック間でQsにどのような変化をつけるべきかを決定
するための技法を示している。PROM98は、圧縮ビ
ット計数器72からの出力を読み取り、これから既知の
圧縮データのブロックの所定の最大サイズを減じる。こ
れによって差値Dが生じる。PROM98は、そこで図
11のグラフが表すデータが記憶されている参照表を参
照する。測定された差値D及び現在のQs値に対して適
切な量子化の変化は、この参照表から読み取られる。こ
の変化は図9の適切な曲線に従う。測定された差値が正
のときは、圧縮データが大きすぎることを意味してお
り、ある正の値を現在の値Qsに付加して新しいQsの
値を作成し、次のデータブロックに用いる。Qsの値が
大きくなると、一層圧縮される。差値が負のときは、圧
縮データのブロックは小さすぎ、負の値を現在の値Qs
に付加する。Qsの新しい値は、それからQsラッチ1
02に供給される。
FIG. 11 illustrates a technique for the PROM 98 in the luma compression channel and the color compression channel to determine how the Qs should change between different blocks of input data. PROM 98 reads the output from compressed bit counter 72 and subtracts from it a predetermined maximum size of a block of known compressed data. This produces a difference value D. The PROM 98 then references a look-up table in which the data represented by the graph of FIG. 11 is stored. Appropriate quantization changes for the measured difference value D and the current Qs value can be read from this look-up table. This change follows the appropriate curve in FIG. When the measured difference value is positive, it means that the compressed data is too large, and a certain positive value is added to the current value Qs to create a new Qs value, which is used for the next data block. . The larger the value of Qs, the further the compression. If the difference value is negative, the block of compressed data is too small and the negative value is set to the current value Qs.
Added to. The new value of Qs is then Qs Latch 1
02.

【0057】この技法は、圧縮されたブロックサイズの
過度及び不足の両方に対処している。もし適用された量
子化が厳しすぎる場合は、圧縮されたブロックは小さく
なりすぎ、PROM98は図9に示す適切な曲線に従っ
てQsの値を減少させる。量子化が余り厳しくないとき
は、圧縮されたブロックは大きくなりすぎ、PROM9
8はQsの値を増加させることになる。このようにし
て、圧縮されたブロックのサイズが所定の最大サイズと
ほぼ等しく保たれる。これによって、超過が起こらない
ように、また厳しすぎる量子化度が適用されないように
することができる。
This technique addresses both excessive and insufficient compressed block size. If the applied quantization is too tight, the compressed block will be too small and PROM 98 will decrease the value of Qs according to the appropriate curve shown in FIG. When the quantization is not so severe, the compressed block becomes too large and the PROM 9
8 will increase the value of Qs. In this way, the size of the compressed block is kept approximately equal to the predetermined maximum size. This makes it possible to prevent excesses from being applied and to avoid applying too tight a degree of quantization.

【0058】図12は、図10に示すデータ圧縮装置と
相補的関係にあるデータ伸張装置を示している。この伸
張装置は、ヘッダ読み取り器、データスプリッタ、輝度
成分伸張チャネル112及び色成分伸張チャネル114
を具えている。輝度成分及び色成分の伸張チャネルは、
構成と動作において類似しており、輝度成分伸張チャネ
ルのみを詳しく説明する。輝度成分伸張チャネルは、エ
ントロピ復号器兼あふれ検出器116、フィールドメモ
リ118、データシーケンサ120、輝度成分非量子化
器122及び補間器124を具えている。
FIG. 12 shows a data decompression device having a complementary relationship with the data compression device shown in FIG. The decompression device includes a header reader, a data splitter, a luminance component decompression channel 112 and a color component decompression channel 114.
It is equipped with The extension channels for the luminance and color components are
Similar in structure and operation, only the luma component expansion channel will be described in detail. The luma component expansion channel comprises an entropy decoder and overflow detector 116, a field memory 118, a data sequencer 120, a luma component dequantizer 122 and an interpolator 124.

【0059】データ圧縮装置からの圧縮データは、(例
えば磁気記憶装置及びこれに続く再生装置のような)す
でにのべた機構の1つを介してデータ伸張装置に転送さ
れ、ここでヘッダ読み取り器兼データ分割器110を通
過する。輝度成分圧縮データは、エントロピ復号器兼あ
ふれ検出器116によって再整序されフィールドメモリ
118に記憶される。ヘッダ読み取り器兼データ分割器
110は、輝度成分圧縮に用いられ圧縮ブロックのヘッ
ダデータに含まれたQsの値を読み取り、これをQsラ
ッチ126に記憶させる。圧縮された輝度データ自身
は、ヘッダ読み取り器とエントロピ復号器兼あふれ検出
器116を通じてフィールドメモリ118に流れる。
The compressed data from the data compression device is transferred to the data decompression device via one of the already known mechanisms (such as the magnetic storage device and the subsequent reproduction device), where it also serves as a header reader / reader. It passes through the data divider 110. The luminance component compressed data is reordered by the entropy decoder / overflow detector 116 and stored in the field memory 118. The header reader / data divider 110 reads the value of Qs included in the header data of the compressed block used for the compression of the luminance component, and stores it in the Qs latch 126. The compressed luminance data itself flows into the field memory 118 through the header reader, the entropy decoder and the overflow detector 116.

【0060】エントロピ復号器兼あふれ検出器116
は、あふれ指示コードの発生をデータストリームの中に
検出すると、データが圧縮されたときにあふれ(超過)
が発生したものと解し、圧縮データからは決定できない
すべての出力データ値をフィールドメモリ118内の所
定値に、例えばすべての未決定の値をゼロに設定する。
Entropy decoder and overflow detector 116
Detects the occurrence of an overflow indicator code in the data stream and overflows (excess) when the data is compressed.
Is set, all output data values that cannot be determined from the compressed data are set to predetermined values in the field memory 118, for example, all undetermined values are set to zero.

【0061】Qsラッチ126は、各ブロックからの圧
縮輝度データの非量子化を行っている間、Qsの値を輝
度成分非量子化器122に供給する。従って、圧縮され
た輝度成分データには、圧縮のときに適用された量子化
度に合った非量子化度が適用される。
The Qs latch 126 supplies the value of Qs to the luminance component dequantizer 122 while dequantizing the compressed luminance data from each block. Therefore, a non-quantization degree that matches the quantization degree applied at the time of compression is applied to the compressed luminance component data.

【0062】エントロピ復号器兼あふれ検出器116、
データシーケンサ120、及び補間器124はエントロ
ピ符号化器20、データシーケンサ18及び非相関器1
2と相補的関係にある。輝度成分非量子化器122は、
それぞれの圧縮データ値を量子化マトリクスからの適切
な値及びQsラッチ126からのQs値と掛け合わせ
て、輝度成分量子化器64によって行われた作用と相補
的な作用を行う。
Entropy decoder and overflow detector 116,
The data sequencer 120 and the interpolator 124 are the entropy encoder 20, the data sequencer 18, and the decorrelator 1.
It has a complementary relationship with 2. The luminance component dequantizer 122 is
Each compressed data value is multiplied by the appropriate value from the quantisation matrix and the Qs value from the Qs latch 126 to provide a complementary operation to that performed by the luma component quantizer 64.

【0063】色成分伸張チャネル114も、同様の動作
をする。ヘッダ読み取り器及びデータ分割器110は、
色成分圧縮に用いられ、ヘッダデータの中に蓄えられた
量子化スケールファクタQsを色成分(U/V)Qsラ
ッチ128に供給するとともに、圧縮された色データを
色成分伸張チャネル114のエントロピ復号器兼あふれ
検出器116に供給する。非量子化作用は色成分非量子
化器130によって行われる。
The color component expansion channel 114 operates similarly. The header reader and data divider 110 is
The quantization scale factor Qs used for color component compression and stored in the header data is supplied to the color component (U / V) Qs latch 128, and the compressed color data is entropy decoded by the color component expansion channel 114. Supply to the device / overflow detector 116. The dequantization operation is performed by the color component dequantizer 130.

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明では、輝度成分圧縮手段と、色成
分圧縮手段とを個別に設けると共に、全体的圧縮係数に
応じたフィードバック信号を出力するフィードバック手
段を設けている。さらに、制御手段によって、輝度成分
圧縮係数、色成分圧縮係数、および両者の比を変化さ
せ、全体的圧縮係数を制御している。このため、所望の
圧縮の程度を達成しながら、再構成された画像における
画像圧縮の影響を減少させることができる。
According to the present invention, the luminance component compression means and the color component compression means are individually provided, and the feedback means for outputting the feedback signal according to the overall compression coefficient is provided. Further, the control means changes the luminance component compression coefficient, the color component compression coefficient, and the ratio of the two to control the overall compression coefficient. Thus, the effect of image compression on the reconstructed image can be reduced while achieving the desired degree of compression.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】データ圧縮装置の概略を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an outline of a data compression device.

【図2】帯域分割符号化の簡単な例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a simple example of band division encoding.

【図3】高次の帯域分割符号化の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of high-order band division encoding.

【図4】2次元帯域分割非相関器の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a two-dimensional band division decorrelator.

【図5】周波数分離されたビデオ信号の例を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a frequency-separated video signal.

【図6】異なる空間周波数の画像に対する人間の精神的
視覚組織の反応を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the reaction of human mental visual tissues to images of different spatial frequencies.

【図7】量子化マトリクスを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a quantization matrix.

【図8】輝度成分及び色成分を個別に圧縮する本発明の
データ圧縮装置の概略を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing an outline of a data compression apparatus of the present invention for individually compressing a luminance component and a color component.

【図9】図8の装置における輝度成分及び色成分の圧縮
係数の変化を示すグラフである。
9 is a graph showing changes in compression coefficient of a luminance component and a color component in the apparatus of FIG.

【図10】輝度成分及び色成分を個別に圧縮する本発明
のデータ圧縮装置の詳細を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing details of a data compression apparatus of the present invention for individually compressing a luminance component and a color component.

【図11】図10の装置における輝度成分及び色成分の
圧縮係数の変化を決定するための技法を示す図である。
11 is a diagram showing a technique for determining changes in compression coefficients of a luminance component and a color component in the apparatus of FIG.

【図12】図10の圧縮装置と相補的な関係にあるデー
タ伸張装置を示す図である。
12 is a diagram showing a data decompression device having a complementary relationship with the compression device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12′、12″ 非相関器 20′、20″ エントロピ符号化器 64 輝度成分量子化器 66 色成分量子化器 72 結合ビット計数器(フィードバック手段) 76 量子化制御器(制御手段) (12′、64、20′) 輝度成分圧縮手段 (12″、66、20″) 色成分圧縮手段 12 ', 12 "decorrelator 20', 20" entropy encoder 64 luminance component quantizer 66 color component quantizer 72 combined bit counter (feedback means) 76 quantization controller (control means) (12 ' , 64, 20 ') Luminance component compression means (12 ", 66, 20") Color component compression means

フロントページの続き (72)発明者 クライブ ヘンリー ギラード イギリス国 RG24 0XQ ハンプシャ ー,ベーシングストーク,チネハム,キャ フォード ビレッジ,サフロンクロース 47Front Page Continuation (72) Inventor Clive Henry Gillard England RG240XQ Hampshire, Basingstoke, Cineham, Cafford Village, Saffron Claus 47

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力画像データの輝度成分及び色成分を
圧縮し、全体的な圧縮係数を有する圧縮された映像デー
タを作成するデータ圧縮装置であって、 上記入力画像データの輝度成分を輝度成分圧縮係数に従
って圧縮するための輝度成分圧縮手段と、 上記入力画像データの色成分を色成分圧縮係数に従って
圧縮するための色成分圧縮手段と、 上記全体的な圧縮係数に応じたフィードバック信号を供
給するためのフィードバック手段と、 上記輝度成分圧縮手段及び上記色成分圧縮手段と結合
し、上記フィードバック信号に応答して上記輝度成分圧
縮係数、色成分圧縮係数及び上記輝度成分圧縮係数の色
成分圧縮係数に対する比を変化させることによって上記
全体的な圧縮係数を制御する制御手段とを具えた画像デ
ータ圧縮装置。
1. A data compression device for compressing a luminance component and a color component of input image data to create compressed video data having an overall compression coefficient, wherein the luminance component of the input image data is a luminance component. Luminance component compression means for compressing according to a compression coefficient, color component compression means for compressing a color component of the input image data according to a color component compression coefficient, and a feedback signal according to the overall compression coefficient are supplied. For the color component compression coefficient of the brightness component compression coefficient, the color component compression coefficient, and the brightness component compression coefficient in response to the feedback signal. An image data compression apparatus, comprising: a control unit that controls the overall compression coefficient by changing a ratio.
【請求項2】 上記制御手段は、上記輝度成分圧縮係数
を上記色成分圧縮係数より小さいか又は等しくなるよう
変化させる請求項1の装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the control means changes the luminance component compression coefficient so as to be smaller than or equal to the color component compression coefficient.
【請求項3】 上記制御手段は、上記全体的圧縮係数の
値の1つ以上の所定範囲に対しては、上記輝度成分圧縮
係数が上記色成分圧縮係数と等しくなるようにし、また
上記全体的圧縮係数が上記1つ以上の所定範囲以外のと
きは、上記輝度成分圧縮係数が上記色成分圧縮係数より
も小さくなるように変化させる請求項2の装置。
3. The control means causes the luminance component compression coefficient to become equal to the color component compression coefficient for one or more predetermined ranges of the value of the overall compression coefficient, and the overall compression coefficient. 3. The apparatus according to claim 2, wherein when the compression coefficient is out of the one or more predetermined ranges, the luminance component compression coefficient is changed to be smaller than the color component compression coefficient.
【請求項4】 上記輝度成分圧縮手段及び色成分圧縮手
段のそれぞれは、画像データを空間周波数領域の複数の
周波数成分を表す変換データに変換するための非相関器
と、 上記変換データに対して可変量子化度を適用する量子化
器と、 上記量子化された変換データを符号化するエントロピ符
号化器とを具えた請求項1〜3のいずれかの装置。
4. The luminance component compression means and the color component compression means each include a decorrelator for converting image data into conversion data representing a plurality of frequency components in a spatial frequency domain, and the conversion data with respect to the conversion data. 4. The apparatus according to claim 1, further comprising a quantizer that applies a variable quantization degree and an entropy encoder that encodes the quantized transform data.
【請求項5】 圧縮された画像データと対応する輝度成
分圧縮係数及び色成分圧縮係数を表すデータヘッダを上
記圧縮画像データに結び付けるための手段をさらに具え
た請求項1〜4のいずれかの装置。
5. The apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising means for associating a data header representing a luminance component compression coefficient and a color component compression coefficient corresponding to the compressed image data with the compressed image data. .
【請求項6】 上記入力画像データのブロックが、圧縮
されて圧縮データのブロックが形成され、さらに上記フ
ィードバック手段は圧縮データのブロックのビット計数
値を記憶するための圧縮ビット計数器を具えた請求項1
〜5のいずれかの装置。
6. The block of input image data is compressed to form a block of compressed data, and the feedback means further comprises a compressed bit counter for storing a bit count of the block of compressed data. Item 1
The device according to any one of to 5.
【請求項7】 輝度成分及び色成分を含む圧縮画像デー
タを伸張するためのデータ伸張装置であって、 圧縮画像データと結び付けられたデータヘッダを読み取
り、上記圧縮画像データの輝度成分及び色成分それぞれ
に適用された輝度成分圧縮度及び色成分圧縮度を個別に
指示するヘッダ読み取り手段と、 上記ヘッダ読み取り手段に応答し、上記輝度成分圧縮度
に応じた程度だけ上記圧縮画像データの輝度成分を伸張
する輝度成分伸張手段と、 上記ヘッダ読み取り手段に応答し、上記色成分圧縮の程
度に応じた程度だけ上記圧縮画像データの色成分を伸張
する色成分伸張手段とを具えたデータ伸張装置。
7. A data decompression device for decompressing compressed image data including a luminance component and a color component, wherein a data header associated with the compressed image data is read and the luminance component and the color component of the compressed image data are read. And a header reading means for individually instructing the degree of compression of the luminance component and the degree of compression of the color component applied to, and expanding the luminance component of the compressed image data by an amount corresponding to the degree of compression of the luminance component in response to the header reading means. A data decompression device comprising: a luminance component decompression means for responsive to the header reading means; and a color component decompression means responsive to the header reading means for decompressing the color component of the compressed image data by an amount corresponding to the degree of the color component compression.
【請求項8】 入力画像データの輝度成分及び色成分を
圧縮して1つの全体的圧縮係数を有する圧縮画像データ
を作成するための方法であって、 上記入力画像データの上記輝度成分を輝度成分圧縮係数
分だけ圧縮すること、 上記入力画像データの上記色成分を色成分圧縮係数分だ
け圧縮すること、 上記輝度成分圧縮係数、色成分圧縮係数及び上記輝度成
分圧縮係数の色成分圧縮係数に対する比を変化させるこ
とによって、全体的圧縮係数を制御することの各ステッ
プを含む画像データ圧縮方法。
8. A method for compressing a luminance component and a color component of input image data to create compressed image data having one overall compression coefficient, wherein the luminance component of the input image data is a luminance component. Compressing by the compression coefficient, compressing the color component of the input image data by the color component compression coefficient, the luminance component compression coefficient, the color component compression coefficient, and the ratio of the luminance component compression coefficient to the color component compression coefficient. An image data compression method comprising the steps of controlling the overall compression factor by varying.
【請求項9】 輝度成分及び色成分を含む圧縮画像デー
タを伸張する方法であって、 上記圧縮画像データと結び付けられたデータヘッダを読
み取り、上記圧縮画像データの輝度成分及び色成分それ
ぞれに適用された輝度成分圧縮度及び色成分圧縮度を個
別に指示すること、 上記輝度成分圧縮の程度に応じた程度だけ上記圧縮画像
データの輝度成分を伸張すること、 上記色成分圧縮の程度に応じた程度だけ上記圧縮画像デ
ータの色成分を伸張することの各ステップを含む画像デ
ータ伸張方法。
9. A method of decompressing compressed image data including a luminance component and a color component, comprising reading a data header associated with the compressed image data and applying the data header to the luminance component and the color component of the compressed image data, respectively. The luminance component compression degree and the color component compression degree are individually designated, the luminance component of the compressed image data is expanded by an extent according to the luminance component compression degree, and the degree according to the color component compression degree. An image data expansion method including the steps of expanding only the color components of the compressed image data.
【請求項10】 請求項1〜6のいずれかの画像データ
圧縮装置を具えた画像データ記憶装置。
10. An image data storage device comprising the image data compression device according to claim 1.
【請求項11】 請求項7の画像データ伸張装置を具え
た画像データ記憶装置。
11. An image data storage device comprising the image data expansion device according to claim 7.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100657268B1 (en) * 2004-07-15 2006-12-14 학교법인 대양학원 Scalable encoding and decoding method of color video, and apparatus thereof
JP2010187302A (en) * 2009-02-13 2010-08-26 Mitsubishi Electric Corp Moving image encoding apparatus
KR101023365B1 (en) * 2005-09-20 2011-03-18 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Image decoding apparatus and image decoding method

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0660619A1 (en) * 1993-12-22 1995-06-28 Laboratoires D'electronique Philips S.A.S. Method for image variable length coding and device for carrying such method
US20030112863A1 (en) * 2001-07-12 2003-06-19 Demos Gary A. Method and system for improving compressed image chroma information
GB0128888D0 (en) 2001-12-03 2002-01-23 Imagination Tech Ltd Method and apparatus for compressing data and decompressing compressed data
CN1647544A (en) * 2002-04-12 2005-07-27 皇家飞利浦电子股份有限公司 Coding and decoding method and device
US20040005003A1 (en) * 2002-07-02 2004-01-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Quality improvement for FGS BL coding with U/V coarse quantization
US20080068458A1 (en) * 2004-10-04 2008-03-20 Cine-Tal Systems, Inc. Video Monitoring System
US8401071B2 (en) * 2007-12-19 2013-03-19 Sony Corporation Virtually lossless video data compression
WO2019192490A1 (en) * 2018-04-02 2019-10-10 Huawei Technologies Co., Ltd. Adaptive quantization in video coding

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3085465B2 (en) * 1989-10-31 2000-09-11 オリンパス光学工業株式会社 Image data encoding apparatus and encoding method
JPH04358486A (en) * 1991-06-04 1992-12-11 Toshiba Corp High efficiency code signal processing unit
JP3141896B2 (en) * 1991-08-09 2001-03-07 ソニー株式会社 Digital video signal recording device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100657268B1 (en) * 2004-07-15 2006-12-14 학교법인 대양학원 Scalable encoding and decoding method of color video, and apparatus thereof
KR101023365B1 (en) * 2005-09-20 2011-03-18 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Image decoding apparatus and image decoding method
JP2010187302A (en) * 2009-02-13 2010-08-26 Mitsubishi Electric Corp Moving image encoding apparatus

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