JPH07184199A - 画像データ符号化回路およびそれを用いた圧縮データベース回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 符号化圧縮した状態で画像編集ができるとと
もに、多値画像に対しても圧縮効率がよく且つ画像デー
タの可逆性を保つことのできる画像データ符号化回路を
得る。 【構成】 固定長符号化方式で画像データに対し符号化
および復号化を複数回繰り返して符号化または復号化を
行うものであって、画像データおよび符号データを、符
号データおよび画像データ間で変化が起こらない可逆状
態に収束させるためのデータ収束手段１００と、初期の
画像データと可逆状態に収束した後の画素データとの間
の平均自乗誤差が所定のレベル以下であることを確認す
るデータ収束確認手段１８Ａとを設け、準可逆符号化方
式による収束データを復号データとして用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、画像データを符号化
圧縮するための画像データ符号化回路およびそれを用い
た圧縮データベース回路に関し、特に符号化圧縮した状
態で画像編集が可能で、且つ多値画像に対しても効率が
良い状態で画像データの可逆性を維持することのできる
画像データ符号化回路およびそれを用いた圧縮データベ
ース回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、圧縮データベース回路において
は、画像データを符号化圧縮することで大量のデータを
蓄積しており、符号の圧縮率を高めるために、符号化効
率のよい可変長符号が用いられている。このような画像
データ符号化回路およびそれを用いた圧縮データベース
回路は、たとえば、特開昭６３−２４７６１号公報およ
び特開平１−３０５６６６号公報に記載されている。

【０００３】一般に、圧縮データベース回路が単に画像
を蓄積するためのみに用いられる場合には、可変長符号
を用いても問題ないが、圧縮データベース回路が符号デ
ータから変倍または回転などの画像編集を行うような機
能を持つためには、可変長符号を用いると処理が困難に
なる。

【０００４】また、中間調を持たない２値画像に対して
は、符号データを復号したときに完全に元の画像データ
に復元できる可逆符号化回路を用いても高い圧縮率が得
られるが、中間調を持つ多値画像に対して圧縮率を高め
るためには、非可逆符号化回路を用いたほうが有利であ
る。

【０００５】ただし、非可逆符号化回路を用いた場合、
圧縮データベース回路の性質上、原画像と再生画像とが
完全に一致しないことになり、用途によっては好ましく
ない状況となり得る。なお、画像の性質上、画像データ
が一致しなくても、主観的には同一と見なされるように
することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の画像データ符号
化回路およびそれを用いた圧縮データベース回路は以上
のように、符号化圧縮の効率向上のために可変長符号を
用いているので、符号データから変倍または回転などの
画像編集機能を実現しようとする場合には処理が困難に
なるという問題点があった。また、中間調を持つ多値画
像に対して圧縮率を高めるために非可逆符号化回路を用
いた場合、原画像データと再生画像データとが完全に一
致しなくなるという問題点があった。

【０００７】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、符号化圧縮した状態で画像編
集ができるとともに、多値画像に対しても圧縮効率がよ
く且つ画像データの可逆性を保つことのできる画像デー
タ符号化回路およびそれを用いた圧縮データベース回路
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る画像データ符号化回路は、固定長符号化方式で画像デ
ータに対し符号化および復号化を複数回繰り返して符号
化または復号化を行うものであって、画像データおよび
符号データを、符号データおよび画像データ間で変化が
起こらない可逆状態に収束させるためのデータ収束手段
と、初期の画像データと可逆状態に収束した後の画素デ
ータとの間の平均自乗誤差が所定のレベル以下であるこ
とを確認するデータ収束確認手段とを備えたものであ
る。

【０００９】また、この発明の請求項２に係る画像デー
タ符号化回路は、請求項１において、データ収束手段
は、それぞれが複数の画素からなる複数のブロックに原
画像を分割するブロック分割手段と、ブロック毎の画素
データに基づいて、基準レベル、レベル間隔およびレベ
ル指定信号を生成する符号化演算手段と、基準レベル、
レベル間隔およびレベル指定信号をそれぞれデータ長を
固定化して独立に符号化し、全体としてブロック毎の固
定長データとなる符号データを生成するデータ長固定化
手段とを備え、符号化演算手段は、ブロック毎の複数の
画素の階調レベルを代表させるための代表階調レベルを
設定する代表階調レベル設定手段と、各代表階調レベル
のうちの１つを基準レベルとして作成するための基準レ
ベル作成手段と、各ブロックの代表階調レベルの分布範
囲をレベル間隔として作成するレベル間隔作成手段と、
各ブロック内の各画素が代表階調レベルのいずれに相当
するかを示す信号をレベル指定信号として作成するレベ
ル指定信号作成手段とを含むものである。

【００１０】また、この発明の請求項３に係る画像デー
タ符号化回路は、請求項１において、画像データを取り
込む入力制御回路と、入力された画像データの一部また
は全体を一時的に蓄えるための画像データバッファと、
画像データを符号化する符号化回路と、符号化回路から
の符号データを一時的に蓄える符号データバッファと、
符号データを繰り返し作成する過程で、符号データバッ
ファから一時的に得られた符号データを復号化して画像
データバッファに入力する復号化回路と、符号データバ
ッファからの最終的な符号データを外部の記憶媒体に書
込むための符号メモリ書込み制御回路と、画像データバ
ッファ、符号化回路、符号データバッファおよび復号化
回路を制御する収束コントローラとを備え、収束コント
ローラは、復号化回路からの復号データを画像データバ
ッファに戻し、画像データバッファからの画像データと
復号化回路からの復号データとの収束状態を監視しなが
ら、画像データおよび復号データが収束状態になるまで
符号化回路および復号化回路による符号化および復号化
を繰り返し、収束状態に達したときに符号データバッフ
ァからの符号データを符号メモリ書込み制御回路に出力
するものである。

【００１１】また、この発明の請求項４に係る画像デー
タ符号化回路は、請求項３において、収束コントローラ
は、種々の原画像に対して符号化回路および復号化回路
による符号化および復号化を繰り返し、可逆状態に収束
するまでに要する最も多い繰り返し回数を決定し、決定
された繰り返し回数だけ符号化および復号化を繰り返す
ものである。

【００１２】また、この発明の請求項５に係る画像デー
タ符号化回路を用いた圧縮データベース回路は、請求項
１から請求項４までのいずれかの画像データ符号化回路
を用い、画像データを予め圧縮した符号データとして格
納する符号メモリと、符号メモリから読み出した符号デ
ータを復号化する復号化回路と、復号化回路からの復号
データを一時的に蓄えて画像編集を行う復号データバッ
ファと、復号データバッファからの復号データを出力す
るための出力制御回路と、符号データを符号メモリから
読出して復号化回路で復号させるとともに、復号データ
の画像編集および出力制御を行うコントローラとを備
え、符号メモリは、可逆状態に収束された固定長の符号
データを記憶するものである。

【００１３】

【作用】この発明の請求項１においては、固定長の符号
データを用いることにより、符号データからの画像編集
に対応可能にする。また、準可逆符号化方式により得ら
れた収束符号データを用いることにより、多値画像に対
して圧縮効率がよい状態でデータの可逆性を保つ。

【００１４】また、この発明の請求項２においては、原
画像を複数のブロックに分割し、ブロック毎の画素デー
タに基づいて、基準レベル、レベル間隔およびレベル指
定信号を生成し、基準レベル、レベル間隔およびレベル
指定信号をそれぞれデータ長を固定化して独立に符号化
し、全体としてブロック毎の固定長データとなる符号デ
ータを生成する。また、この符号化演算において、ブロ
ック毎の複数の画素の階調レベルを代表させるための代
表階調レベルを設定し、各代表階調レベルのうちの１つ
を基準レベルとして作成し、各ブロックの代表階調レベ
ルの分布範囲をレベル間隔として作成し、各ブロック内
の各画素が代表階調レベルのいずれに相当するかを示す
信号をレベル指定信号として作成する。

【００１５】また、この発明の請求項３においては、入
力された画像データの一部または全体を一時的に蓄えて
符号化し、この符号データを一時的に蓄えて復号化する
ことにより、符号データを繰り返し作成する。この繰り
返し過程で、符号データバッファから一時的に得られた
符号データを復号化し、最終的な符号データを外部の記
憶媒体に書込む。前回の画像データおよび復号データ
（今回の画像データ）の収束状態を監視しながら、画像
データおよび復号データが収束状態になるまで符号化お
よび復号化を繰り返して、収束状態に達したときの符号
データを作成する。

【００１６】また、この発明の請求項４においては、種
々の原画像に対して符号化および復号化を繰り返し、可
逆状態に収束するまでに要する最も多い繰り返し回数を
決定し、決定された繰り返し回数だけ符号化および復号
化を繰り返す。

【００１７】また、この発明の請求項５においては、画
像データを予め可逆状態に収束された固定長の圧縮した
符号データとして格納し、この符号データを復号化して
復号データとし、一時的に蓄えて画像編集した後、出力
する。

【００１８】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例１（請求項１、請求
項２および請求項５に対応）を図について説明する。図
１はこの発明の実施例１による圧縮データベース回路を
示すブロック図であり、図において、１は画像データを
予め圧縮した符号データとして格納する符号メモリ、２
は符号メモリ１から読み出した符号データを復号化する
復号化回路、３は復号化回路２からの復号データを一時
的に蓄えて画像編集等を行う復号データバッファ、４は
復号データバッファ３を介した復号データを出力するた
めの出力制御回路である。

【００１９】５は符号メモリ１、復号化回路２、復号デ
ータバッファ３および出力制御回路４を制御するコント
ローラであり、符号データを符号メモリ１から読出して
復号化回路２で復号させ、復号データバッファ３におい
て画像編集を行うとともに復号データの出力を制御す
る。

【００２０】図２はこの発明の実施例１による画像デー
タ符号化回路を示す機能ブロック図である。図におい
て、１００は画像データを取り込んで復号データを生成
するデータ収束手段であり、符号化手段１５Ａと、符号
化手段１５Ａと協動する復号化手段１７Ａとを含んでい
る。データ収束手段１００は、符号化手段１５Ａおよび
復号化手段１７Ａを用いて、画像データおよび符号デー
タを、符号データおよび画像データ間で変化が起こらな
い可逆状態に収束させる。

【００２１】１８Ａはデータ収束手段１００と協動する
データ収束確認手段であり、初期の画像データと可逆状
態に収束した後の画素データとの間の平均自乗誤差が所
定のレベル以下（画質が良好）であることを確認する。
データ収束確認手段１８Ａは、データ収束手段１００を
制御しながら、固定長符号化方式で画像データに対し符
号化および復号化を複数回繰り返して、符号化または復
号化を行う。

【００２２】図３は図２内の符号化手段１５Ａを具体的
に示す機能ブロック図である。図において、１１０は画
素データ（原画像）を複数のブロック７に分割するブロ
ック分割手段であり、後述するように、各ブロック７は
それぞれが複数の画素からなる。１２０はブロック７の
画素データを取り込む符号化演算手段であり、画素デー
タに基づいて、基準レベル９、レベル間隔１０およびレ
ベル指定信号１１を生成する。

【００２３】符号化演算手段１２０は、各ブロック７毎
の複数の画素の階調レベルを代表させるための代表階調
レベルを設定する代表階調レベル設定手段１２１と、設
定された各代表階調レベルの中から１つの基準レベル９
を作成する基準レベル作成手段１２２と、各ブロック７
の代表階調レベルの分布範囲を示すレベル間隔１０を作
成するレベル間隔作成手段１２３と、各ブロック７内の
各画素が代表階調レベルのいずれに相当するかを示すレ
ベル指定信号１１を作成するレベル指定信号作成手段１
２４とから構成されている。

【００２４】１３０は固定長データからなる符号データ
を生成するデータ長固定化手段であり、基準レベル作成
手段１２２からの基準レベル９と、レベル間隔作成手段
１２３からのレベル間隔１０と、レベル指定信号作成手
段１２４からのレベル指定信号１１とをそれぞれ独立に
符号化する。したがって、データ長固定化手段１３０か
ら生成される符号データは、全体としてブロック７毎に
固定長データで表わすデータとなる。

【００２５】次に、図１〜図３とともに図４および図５
の説明図を参照しながら、この発明の実施例１による画
素データ符号化回路およびそれを用いた圧縮データベー
ス回路の動作について説明する。まず、図３に示した符
号化手段１５Ａによる可逆状態に収束した固定長の符号
データの生成方式について説明する。固定長の符号デー
タは、以下の（１）〜（３）の３点の性質を持つ符号化
方式により生成される。

【００２６】すなわち、固定長の符号データは、（１）
固定長符号化方式と、（２）非可逆符号化方式である
が、任意の画像データに有限回符号化と復号化を繰り返
すことにより、最終的に可逆状態に収束し、その後符号
化や復号化を行ってもそれ以上データの変化が起こらな
い符号化方式と、（３）任意の画像データに対し、最初
の画像データと可逆状態に収束した復号画像データと
が、以下の式で定義されるＳＮ比で評価したとき、所定
の値以上が得られ且つ双方の画像の差異が所定値以下で
ある符号化方式と、により生成される。

【００２７】 Ｓ／Ｎ＝１０・ｌｏｇ₁₀（２５５²／ＭＳＥ）

【００２８】ただし、上式において、「２５５」は中間
調を８ビットと想定したときの最大値、ＭＳＥは全画素
の平均自乗誤差である。なお、ＳＮ比は平均自乗誤差を
常用対数により表現した評価値なので、本質的にＳＮ比
と平均自乗誤差は等価である。ＳＮ比が所定値以上のと
き、平均自乗誤差はあるレベル（所定値）以下になる。

【００２９】なお、説明を簡略化するため、上記（２）
および（３）の性質を持つ符号化方式を「準可逆符号化
方式」と表現し、可逆状態に収束した符号を「収束符
号」と表わす。このような固定長符号を用いることによ
り、符号データからの画像編集に対応することができ
る。また、準可逆符号化方式によって得られた収束符号
を用いることにより、多値画像に対して圧縮効率がよい
状態でデータの可逆性を保つことができる。

【００３０】図１の圧縮データベース回路において、符
号メモリ１には、予め固定長符号化方式で且つ準可逆符
号化方式により得られた収束符号として、複数の画像情
報が蓄えられている。この圧縮データベース回路に対し
て画像をアクセスする指示が与えられたとき、コントロ
ーラ５は、符号メモリ１の中に書込まれている画像（符
号データ）のうち、指定画像に対応する符号データを符
号メモリ１から読み出す。

【００３１】読出された符号データは、復号化回路２に
送られ、画像データに復号化されて復号データとなる。
この復号データは、一時的に復号データバッファ３に保
持され、画像編集等の処理が行われた後、出力制御回路
４を通して出力される。

【００３２】図４は符号化方式の具体例（すなわち、固
定長のブロックトランケーション符号化方式）の原理を
示す説明図であり、６は原画像、７は４×４画素の正方
形で構成されるブロックである。８はブロック７内の個
々の画素データであり、ｘｉｊ（ｉ，ｊ＝１，２，３，
４）で表わされる。

【００３３】Ｌｍａｘ、Ｌｍｉｎ、Ｐ１およびＰ２はブ
ロック７内の画素データの値であり、Ｌｍａｘはブロッ
ク７内の画素の最大値、Ｌｍｉｎはブロック７内の画素
の最小値、Ｐ１は最大値Ｌｍａｘと最小値Ｌｍｉｎとの
間を４等分したときの下から１／４の値、Ｐ２は上から
１／４の値である。Ｑ１は最小値Ｌｍｉｎ以上でＰ１以
下の下部ハッチング部の画素値の平均値、Ｑ４はＰ２以
上で最大値Ｌｍａｘ以下の上部ハッチング部の画素値の
平均値である。

【００３４】９はブロック７の基準レベル、１０はブロ
ック７のレベル間隔、１１は各画素データｘｉｊに対応
するレベル指定信号であり、基準レベル９は「Ｌａ」、
レベル間隔１０は「Ｌｄ」、レベル指定信号１１は「φ
ｉｊ（ｉ，ｊ＝１，２，３，４）」で表わされる。以下
の表１は、固定長ブロックトランケーション符号化方式
の符号化および復号化アルゴリズムを示す。

【００３５】表１ ［符号化アルゴリズム］ Ｐ１＝（Ｌmax＋３Ｌmin）／４ （切捨て） Ｐ２＝（３Ｌmax＋Ｌmin）／４ （切捨て） Ｑ１＝mean of all xij such that ｘij≦Ｐ１ （切捨て） Ｑ４＝mean of all xij such that ｘij≧Ｐ２ （切捨て） Ｌａ＝（Ｑ１＋Ｑ４）／２ （切捨て） Ｌｄ＝Ｑ４−Ｑ１ Ｌ１＝Ｌａ−Ｌｄ／４ （切捨て） Ｌ２＝Ｌａ＋Ｌｄ／４ （切捨て） for（ｉ＝１，…，４） for（ｊ＝１，…，４） if ｘij≦Ｌ１ φij＝０１ （binary） else if ｘij≦Ｌａ φij＝００ （binary） else if ｘij≦Ｌ２ φij＝１０ （binary） else φij＝１１ （binary） end＿if end＿for end＿for ［復号化アルゴリズム］ for（ｉ＝１，…，４） for（ｊ＝１，…，４） if φij＝０１ ｙij＝Ｌａ−Ｌｄ／２ （切捨て） else if φij＝００ ｙij＝Ｌａ−Ｌｄ／６ （切捨て） else if φij＝１０ ｙij＝Ｌａ＋Ｌｄ／６ （切捨て） else ｙij＝Ｌａ＋Ｌｄ／２ （切捨て） end＿if end＿for end＿for

【００３６】この場合、画素データｘｉｊは、それぞれ
１バイトで構成されていると仮定する。図４において、
原画像６を４×４画素毎のブロック７に分割し、ブロッ
ク７毎に符号化する。以下の演算は、処理の効率化のた
め、全て整数型で行い、小数点以下の値は切り捨てるこ
とにする。

【００３７】まず、符号化手段１５Ａ内の符号化演算手
段１２０は、ブロック７の画素データを取り込み、ブロ
ック７内の画素の最大値Ｌｍａｘと最小値Ｌｍｉｎとの
間を４等分し、下から１／４の値をＰ１、上から１／４
の値をＰ２、下部ハッチング部の画素値の平均値をＱ
１、上部ハッチング部の画素値の平均値をＱ４とし、ブ
ロック７の基準レベル９を、以下のＬａとして求める。

【００３８】Ｌａ＝（Ｑ１＋Ｑ４）／２

【００３９】また、レベル間隔１０を、以下のＬｄとし
て求める。

【００４０】Ｌｄ＝Ｑ４−Ｑ１

【００４１】さらに、レベル間隔１０の値Ｌｄを４等分
して、下から１／４の値をＬ１、上から１／４の値をＬ
２とし、レベル間隔１０の下から１／４の値Ｌ１と、基
準レベル９の値Ｌａと、レベル間隔１０の上から１／４
の値Ｌ２とを閾値として、以下のように、ブロック７内
の１６画素をそれぞれ４値に量子化する。

【００４２】 Ｌｍｉｎ≦ｘij≦Ｌ１の場合 φij＝０１（２進値） Ｌ１＜ｘij≦Ｌａの場合 φij＝００（２進値） Ｌａ＜ｘij≦Ｌ２の場合 φij＝１０（２進値） Ｌ２＜ｘij≦Ｌｍａｘの場合 φij＝１１（２進値）

【００４３】ここで、符号データとして、基準レベル９
の値Ｌａおよびレベル間隔１０の値Ｌｄに対してそれぞ
れ１バイト、レベル指定信号１１の値φ１１〜φ４４に
対して２ビットずつ割り当てると、図４から明らかなよ
うに、１ブロック分の符号データ長は６バイトになる。

【００４４】このように、各ブロック７の符号長は６バ
イトの固定長になるので、符号系列の中から任意ブロッ
クの符号部分を取り出すことは簡単である。したがっ
て、画像の任意部分を再生することができるので、画像
の変倍や回転などの画像編集に対応することできる。

【００４５】次に、図２に示したデータ収束手段１００
内の復号化手段１７Ａによる復号化動作について説明す
る。図５は復号画素データ１２の値ｙｉｊを求める処理
を示す説明図である。図５のように、符号データは、基
準レベル９の値Ｌａと、レベル間隔１０の値Ｌｄと、レ
ベル指定信号１１の値φｉｊとから構成されている。し
たがって、復号化手段１７Ａは、これらのパラメータＬ
ａ、Ｌｄおよびφｉｊから復号画素データ１２の値ｙｉ
ｊを求める。

【００４６】レベル指定信号１１の値φｉｊにより、復
号画素データ１２の値φｉｊは、以下のように表わされ
る。

【００４７】 φij＝０１の場合 ｙij＝Ｌａ−Ｌｄ／２ φij＝００の場合 ｙij＝Ｌａ−Ｌｄ／６ φij＝１０の場合 ｙij＝Ｌａ＋Ｌｄ／６ φij＝１１の場合 ｙij＝Ｌａ＋Ｌｄ／２

【００４８】なお、この場合の符号化および復号化方式
は、非可逆方式である。各画素毎の値ｘｉｊは、符号化
により４値のレベル指定信号値φｉｊに量子化され、復
号化により、以下のように各量子化範囲の復号画素デー
タの代表値ｙｉｊとして再生される。

【００４９】 Ｌｍｉｎ≦ｘij≦Ｌ１の場合 ｙij＝Ｌａ−Ｌｄ／２ Ｌ１＜ｘij≦Ｌａの場合 ｙij＝Ｌａ−Ｌｄ／６ Ｌａ＜ｘij≦Ｌ２の場合 ｙij＝Ｌａ＋Ｌｄ／６ Ｌ２＜ｘij≦Ｌｍａｘの場合 ｙij＝Ｌａ＋Ｌｄ／２

【００５０】この符号化および復号化方式は、演算精度
に制限がないと仮定すれば、任意の画像に対して１回目
の符号化により収束符号になり、これを復号した画像も
収束した復号画像になる。ところが、現実的には、演算
を実行するときにレジスタの桁数を制限せざるを得ず、
また、演算のうちの除算によって小数以下の部分に値が
発生することがあり、この少数以下の部分を切捨てによ
り整数化すると、符号データおよび復号データの収束は
遅らされることになる。以上の符号化および復号化方式
について、復号データおよび符号データの収束性の特徴
は、以下の（Ａ）および（Ｂ）のようにまとめることが
できる。

【００５１】（Ａ）復号データについては、最も遅くと
も２回目の復号化時に収束する。言い換えると、偶然に
原画像から収束状態にある場合と、１回目の復号化で収
束する場合と、２回目の復号化で収束する場合との３通
りの可能性がある。なお、画質に関しては、復号を繰り
返しても、原画像からの主観的な劣化は認識できない程
度である。

【００５２】（Ｂ）符号データについては、最も遅くと
も３回目の符号化時に収束する。言い換えると、１回目
の符号化で収束する場合と、２回目の符号化で収束する
場合と、３回目の符号化で収束する場合との３通りの可
能性がある。しかし、３回目で収束するのは非常に特殊
な場合である。

【００５３】このように、最終的に収束して得られた符
号データは、図１の圧縮データベース回路内の符号メモ
リ１に適宜書込まれ得る。なお、上記実施例１では、演
算途中で発生した小数点以下の部分を切捨てたが、四捨
五入の場合も考えられる。また、符号化方式が固定長で
準可逆方式であれば、固定長のブロックトランケーショ
ン符号化方式以外の方式を用いてもよい。

【００５４】実施例２．また、上記実施例１では、主に
画素データ符号化回路について説明したが、特に図１の
圧縮データベース回路に関連させてもよい。図６は生成
された符号データを図１に示した圧縮データベース回路
に登録するようにしたこの発明の実施例２（請求項３お
よび請求項４に対応）による画像データ符号化回路を示
すブロック図である。

【００５５】図６において、１３は画像データ（原画
像）を取り込む入力制御回路、１４は入力制御回路１３
を介して入力された画像データの一部または全体を一時
的に蓄える画像データバッファ、１５は画像データを符
号化する符号化回路、１６は符号化回路１５からの符号
データを一時的に蓄える符号データバッファ、１７は符
号データを繰り返し作成する過程で符号データバッファ
１６から一時的に得られた符号データを復号化して画像
データバッファ１４に入力する復号化回路である。

【００５６】画像データバッファ１４〜復号化回路１７
は、前述のデータ収束手段１００（図２参照）に対応
し、符号化回路１５および復号化回路１７は、それぞ
れ、符号化手段１５Ａおよび復号化手段１７Ａに対応す
る。１８は画像データバッファ１４、符号化回路１５、
符号データバッファ１６および復号化回路１７を制御す
る収束コントローラであり、図２内のデータ収束確認手
段１８Ａに対応する。

【００５７】１９は符号データバッファ１６からの最終
的な符号データを外部の符号メモリ（たとえば、図１内
の符号メモリ１）に書込むための符号メモリ書込み制御
回路、Ｍは種々のメモリを構成するためのたとえば磁気
ディスク等からなる記憶媒体である。

【００５８】収束コントローラ１８は、復号化回路１７
からの復号データを画像データバッファ１４に戻し、画
像データバッファ１４からの画像データと復号化回路１
７からの復号データとの収束状態を監視しながら、画像
データおよび復号データが収束状態になるまで符号化回
路１５および復号化回路１７による符号化および復号化
を繰り返し、収束状態に達したときに符号データバッフ
ァ１６からの符号データを符号メモリ書込み制御回路１
９に出力させる。

【００５９】符号化回路１５および復号化回路１７は、
固定長の準可逆方式、たとえば、実施例１に示した固定
長のブロックトランケーション符号化方式等を適用して
いる。

【００６０】図７および図８はこの発明の実施例２の符
号化および復号化演算処理によるデータ収束動作を示す
説明図である。図７は準可逆符号化方式で同一画像デー
タに対して符号化および復号化を繰り返し、３回目の符
号化で符号データから収束状態に到達する例を示し、図
８は同様の演算処理により２回目の復号化で復号データ
から収束状態に到達する例を示す。

【００６１】図７において、２０ａは原画像６を符号化
して得られる符号データ、２１ａは符号データ２０ａを
復号化して得られる復号画像、２０ｂは復号画像２１ａ
を符号化して得られる符号データ、２１ｂは符号データ
２０ｂを復号化して得られる復号画像、２２は復号画像
２１ｂを符号化して得られる収束符号データ、２３は収
束復号画像２２を復号化して得られる収束復号画像であ
る。

【００６２】図７の場合、まず収束符号データ２２が収
束し、これに続いて収束復号画像２３も収束しており、
符号データおよび画像が一度収束した後に収束復号画像
２３を再度符号化し、符号化および復号化を繰り返して
も、それ以上の劣化が起こることはない。したがって、
収束した後は実質的に可逆符号化方式になったのと等価
である。

【００６３】一方、図８において、２１は符号データ２
０ａを復号化して得られる復号画像であり、復号画像２
１の符号化により符号データ２０ｂが得られる。図８の
場合、まず収束復号画像２３が収束し、続いて収束符号
データ２２も収束している。

【００６４】次に、図１、図７および図８を参照しなが
ら、図６に示したこの発明の実施例２の動作について説
明する。まず、図１の圧縮データベース回路に登録する
ための原画像６は、入力制御回路１３を通って、画像デ
ータバッファ１４に一部または全部が蓄えられる。続い
て、収束コントローラ１８は、符号データバッファ１４
から符号化に必要な画像データを順次取り出して、符号
化回路１５に入力する。

【００６５】符号化回路１５で得られる符号データは、
符号データバッファ１６に蓄えられ、符号データバッフ
ァ１６を介した符号データは、復号化回路１７に入力さ
れる。さらに、復号化回路１７で復号化された復号デー
タは、収束コントローラ１８の制御下で、画像データバ
ッファ１４にフィードバックされ、符号データおよび復
号データの双方が収束するまで繰り返される。

【００６６】図７の場合は３回目の符号化、図８の場合
は２回目の復号化で収束する最終的な収束符号データ２
２は、符号データバッファ１６から符号メモリ書込み制
御回路１９に送られ、たとえば符号メモリ１となる記憶
媒体Ｍに書込まれる。すなわち、最終的な符号データが
書込まれた記憶媒体Ｍは、図１内の符号メモリ１に用い
られることになる。なお、収束した符号データを蓄える
記憶媒体Ｍは、たとえば不揮発性の半導体メモリや磁気
記憶媒体などが考えられる。

【００６７】なお、収束コントローラ１８がフィードバ
ック動作を繰り返す回数は、予め決定されてもよい。た
とえば、収束コントローラ１８は、適用対象とする準可
逆符号化方式について、種々の原画像に対して符号化回
路１５および復号化回路１７による符号化および復号化
を繰り返し、可逆状態に収束するまでに要する最も多い
繰り返し回数を予め決定する。

【００６８】すなわち、あらゆる原画像の中で可逆状態
に収束するのに最高で何回符号化および復号化を繰り返
す必要があるかを調べておき、この最高回数を設定し、
設定された繰り返し回数だけ符号化および復号化を繰り
返せばよい。前述の固定長ブロックトランケーション符
号化方式の場合、フィードバックの回数を２回に固定し
ておくと、符号化回路１５を３回、復号化回路１７を２
回動作させることになり、任意の原画像６に対応するこ
とができる。

【００６９】また、収束コントローラ１８がフィードバ
ック動作を終了するのを決定する方式として、以下のよ
うな方式も考えられる。すなわち、符号データおよび復
号データの双方とも収束したことを確認した段階でフィ
ードバック動作を終了する方式である。

【００７０】この場合、画像データバッファ１４および
符号データバッファ１６は、それぞれ１画面分のデータ
を保持することを仮定する。符号データの収束状態は、
符号化回路１５の出力データ値（今回の符号データ）と
符号データバッファ１６に保持されている前回の符号デ
ータ値とを比較し、両者が一致したことを確認すること
により判定することができる。

【００７１】また、復号データの収束状態は、復号化回
路１７の出力データ（今回の復号画像）と、画像データ
バッファ１４に蓄えられていたデータ（前回の復号画
像）とを比較し、両者が一致したことを確認することに
より判定することができる。

【００７２】なお、必要最多のフィードバック回数が分
かっていれば、最終フィードバック時に上記データの比
較を行う必要はない。具体的には、前述の固定長ブロッ
クトランケーション符号化方式の場合、１回目のフィー
ドバック時のデータ比較で一致すればフィードバックを
終了し、２回目のフィードバック時にはデータ比較を実
施せずに終了すればよい。これにより、収束コントロー
ラ１８の処理として、フィードバック制御を効率よく実
現することができる。

【００７３】実施例３．次に、図６の画像データ符号化
回路を図１の圧縮データベース回路に組み込んで、両者
を接続したこの発明の実施例３（請求項３および請求項
５に対応）について説明する。図９はこの発明の実施例
３を示すブロック図であり、１〜５および１３〜１９は
前述と同様のものである。この場合、図６の画像データ
符号化回路の後段に図１の圧縮データベース回路を接続
した構成になっている。

【００７４】ここで扱う符号化および復号化方式は、固
定長で準可逆性があるもので、たとえば固定長のブロッ
クトランケーション符号化方式等が適用される。また、
図９の動作は、実施例１および実施例２を組み合わせた
ものになる。

【００７５】すなわち、入力制御回路１３〜符号メモリ
書込み制御回路１９からなる前段の画像データ符号化回
路（圧縮画像作成部）は、画像データを読込んで収束し
た符号データを作成し、符号メモリ１に収束符号データ
を書込むまでの処理を行う。また、符号メモリ１〜コン
トローラ５からなる後段の圧縮データベース回路は、符
号メモリ１に書込まれた符号データを読出し、画像に再
生して出力する処理を行う。

【００７６】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、固定長符号化方式で画像データに対し符号化および
復号化を複数回繰り返して、符号化または復号化を行う
ものであって、画像データおよび符号データを、符号デ
ータおよび画像データ間で変化が起こらない可逆状態に
収束させるためのデータ収束手段と、初期の画像データ
と可逆状態に収束した後の画素データとの間の平均自乗
誤差が所定のレベル以下であることを確認するデータ収
束確認手段とを設け、準可逆符号化方式による収束デー
タを用いるようにしたので、符号化圧縮した状態で画像
編集ができるとともに、多値画像に対しても圧縮効率が
よく且つ画像データの可逆性を保つことのできる画像デ
ータ符号化回路が得られる効果がある。

【００７７】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、データ収束手段は、それぞれが複数の画
素からなる複数のブロックに原画像を分割するブロック
分割手段と、ブロック毎の画素データに基づいて、基準
レベル、レベル間隔およびレベル指定信号を生成する符
号化演算手段と、基準レベル、レベル間隔およびレベル
指定信号をそれぞれデータ長を固定化して独立に符号化
し、全体としてブロック毎の固定長データとなる符号デ
ータを生成するデータ長固定化手段とを備え、符号化演
算手段は、ブロック毎の複数の画素の階調レベルを代表
させるための代表階調レベルを設定する代表階調レベル
設定手段と、各代表階調レベルのうちの１つを基準レベ
ルとして作成するための基準レベル作成手段と、各ブロ
ックの代表階調レベルの分布範囲をレベル間隔として作
成するレベル間隔作成手段と、各ブロック内の各画素が
代表階調レベルのいずれに相当するかを示す信号をレベ
ル指定信号として作成するレベル指定信号作成手段とを
含み、準可逆符号化方式による収束データを用いるよう
にしたので、符号化圧縮した状態で画像編集ができると
ともに、多値画像に対しても圧縮効率がよく且つ画像デ
ータの可逆性を保つことのできる画像データ符号化回路
が得られる効果がある。

【００７８】また、この発明の請求項３によれば、請求
項１において、画像データを取り込む入力制御回路と、
入力された画像データの一部または全体を一時的に蓄え
る画像データバッファと、画像データを符号化する符号
化回路と、符号化回路からの符号データを一時的に蓄え
るための符号データバッファと、符号データを繰り返し
作成する過程で、符号データバッファから一時的に得ら
れた符号データを復号化して画像データバッファに入力
する復号化回路と、符号データバッファからの最終的な
符号データを外部の記憶媒体に書込むための符号メモリ
書込み制御回路と、画像データバッファ、符号化回路、
符号データバッファおよび復号化回路を制御する収束コ
ントローラとを設け、収束コントローラは、復号化回路
からの復号データを画像データバッファに戻し、画像デ
ータバッファからの画像データと復号化回路からの復号
データとの収束状態を監視しながら、画像データおよび
復号データが収束状態になるまで符号化回路および復号
化回路による符号化および復号化を繰り返し、収束状態
に達したときに符号データバッファからの符号データを
符号メモリ書込み制御回路に出力するようにしたので、
符号化圧縮した状態で画像編集ができるとともに、多値
画像に対しても圧縮効率がよく且つ画像データの可逆性
を保つことのできる画像データ符号化回路が得られる効
果がある。

【００７９】また、この発明の請求項４によれば、請求
項３において、収束コントローラは、種々の原画像に対
して符号化回路および復号化回路による符号化および復
号化を繰り返し、可逆状態に収束するまでに要する最も
多い繰り返し回数を決定し、決定された繰り返し回数だ
け符号化および復号化を繰り返すようにしたので、符号
化圧縮した状態で画像編集ができるとともに、多値画像
に対しても圧縮効率がよく且つ画像データの可逆性を保
つことのできる画像データ符号化回路が得られる効果が
ある。

【００８０】また、この発明の請求項５に係る画像デー
タ符号化回路を用いた圧縮データベース回路は、請求項
１から請求項４までのいずれかの画像データ符号化回路
を用い、画像データを予め圧縮した符号データとして格
納する符号メモリと、符号メモリから読み出した符号デ
ータを復号化する復号化回路と、復号化回路からの復号
データを一時的に蓄えて画像編集を行う復号データバッ
ファと、復号データバッファからの復号データを出力す
るための出力制御回路と、符号データを符号メモリから
読出して復号化回路で復号させるとともに、復号データ
の画像編集および出力制御を行うコントローラとを設
け、符号メモリは、可逆状態に収束された固定長の符号
データを記憶するようにしたので、符号化圧縮した状態
で画像編集ができるとともに、多値画像に対しても圧縮
効率がよくかつ画像データの可逆性を保つことのできる
画像データ符号化回路を用いた圧縮データベース回路が
得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１による画像データ符号化回
路を用いた圧縮データベース回路（請求項５に対応）を
示す機能ブロック図である。

【図２】この発明の実施例１による画像データ符号化回
路（請求項１に対応）を示す機能ブロック図である。

【図３】この発明の実施例１による画像データ符号化回
路（請求項２に対応）内の符号化手段の具体的構成例を
示す機能ブロック図である。

【図４】この発明の実施例１に用いられる固定長ブロッ
クトランケーション符号化方式による符号化演算処理動
作を示す説明図である。

【図５】この発明の実施例１に用いられる固定長ブロッ
クトランケーション符号化方式による復号化演算処理動
作を示す説明図である。

【図６】この発明の実施例２による圧縮画像作成用の画
像データ符号化回路（請求項３に対応）を示す機能ブロ
ック図である。

【図７】この発明の実施例２による画像データ符号化回
路を用いて３回目の符号化演算処理で符号データから収
束状態に到達する場合を示す説明図である。

【図８】この発明の実施例２による画像データ符号化回
路を用いて２回目の復号化演算処理で復号データから収
束状態に到達する場合を示す説明図である。

【図９】この発明の実施例３による画像データ符号化回
路およびそれを用いた圧縮データベース回路を示す機能
ブロック図である。

【符号の説明】

１ 符号メモリ ２ 復号化回路 ３ 復号データバッファ ４ 出力制御回路 ５ コントローラ ６ 原画像（画像データ） ７ ブロック ９ 基準レベル １０ レベル間隔 １１ レベル指定信号 １３ 入力制御回路 １４ 画像データバッファ １５ 符号化回路 １５Ａ 符号化手段 １６ 符号データバッファ １７ 復号化回路 １７Ａ 復号化手段 １８ 収束コントローラ １８Ａ データ収束確認手段 １９ 符号メモリ書込み制御回路 １００ データ収束手段 １１０ ブロック分割手段 １２０ 符号化演算手段 １２１ 代表階調レベル設定手段 １２２ 基準レベル作成手段 １２３ レベル間隔作成手段 １２４ レベル指定信号作成手段 １３０ データ長固定化手段 Ｍ 記憶媒体 Ｌａ 基準レベル値 Ｌｄ レベル間隔値 φｉｊ レベル指定信号値

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年３月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項４

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】次に、図１〜図３とともに図４および図５
の説明図を参照しながら、この発明の実施例１による画
像データ符号化回路およびそれを用いた圧縮データベー
ス回路の動作について説明する。まず、図３に示した符
号化手段１５Ａによる可逆状態に収束した固定長の符号
データの生成方式について説明する。固定長の符号デー
タは、以下の（１）〜（３）の３点の性質を持つ符号化
方式により生成される。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】ＬｍａｘおよびＬｍｉｎはブロック７内の
画素データの値であり、Ｌｍａｘはブロック７内の画素
の最大値、Ｌｍｉｎはブロック７内の画素の最小値、Ｐ
１は最大値Ｌｍａｘと最小値Ｌｍｉｎとの間を４等分し
たときの下から１／４の値、Ｐ２は上から１／４の値で
ある。Ｑ１は最小値Ｌｍｉｎ以上でＰ１以下の下部ハッ
チング部の画素値の平均値、Ｑ４はＰ２以上で最大値Ｌ
ｍａｘ以下の上部ハッチング部の画素値の平均値であ
る。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５４】実施例２．また、上記実施例１では、主に
画像データ符号化回路について説明したが、特に図１の
圧縮データベース回路に関連させてもよい。図６は生成
された符号データを図１に示した圧縮データベース回路
に登録するようにしたこの発明の実施例２（請求項３お
よび請求項４に対応）による画像データ符号化回路を示
すブロック図である。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６１】図７において、２０ａは原画像６を符号化
して得られる符号データ、２１ａは符号データ２０ａを
復号化して得られる復号画像、２０ｂは復号画像２１ａ
を符号化して得られる符号データ、２１ｂは符号データ
２０ｂを復号化して得られる復号画像、２２は復号画像
２１ｂを符号化して得られる収束符号データ、２３は収
束符号データ２２を復号化して得られる収束復号画像で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/41 Ｂ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定長符号化方式で画像データに対し符
   号化および復号化を複数回繰り返して符号化または復号
   化を行うための画像データ符号化回路であって、 前記画像データおよび前記符号データを、前記符号デー
   タおよび前記画像データ間で変化が起こらない可逆状態
   に収束させるためのデータ収束手段と、 初期の画像データと可逆状態に収束した後の画素データ
   との間の平均自乗誤差が所定のレベル以下であることを
   確認するデータ収束確認手段とを備えたことを特徴とす
   る画像データ符号化回路。
2. 【請求項２】 前記データ収束手段は、 それぞれが複数の画素からなる複数のブロックに原画像
   を分割するブロック分割手段と、 前記ブロック毎の画素データに基づいて、基準レベル、
   レベル間隔およびレベル指定信号を生成する符号化演算
   手段と、 前記基準レベル、前記レベル間隔および前記レベル指定
   信号をそれぞれデータ長を固定化して独立に符号化し、
   全体として前記ブロック毎の固定長データとなる符号デ
   ータを生成するデータ長固定化手段とを備え、 前記符号化演算手段は、 前記ブロック毎の複数の画素の階調レベルを代表させる
   ための代表階調レベルを設定する代表階調レベル設定手
   段と、 前記各代表階調レベルのうちの１つを前記基準レベルと
   して作成するための基準レベル作成手段と、 前記各ブロックの代表階調レベルの分布範囲を前記レベ
   ル間隔として作成するレベル間隔作成手段と、 前記各ブロック内の各画素が前記代表階調レベルのいず
   れに相当するかを示す信号を前記レベル指定信号として
   作成するレベル指定信号作成手段とを含むことを特徴と
   する請求項１の画像データ符号化回路。
3. 【請求項３】 画像データを取り込む入力制御回路と、 入力された前記画像データの一部または全体を一時的に
   蓄える画像データバッファと、 前記画像データを符号化する符号化回路と、 前記符号化回路からの符号データを一時的に蓄えるため
   の符号データバッファと、 前記符号データを繰り返し作成する過程で、前記符号デ
   ータバッファから一時的に得られた符号データを復号化
   して前記画像データバッファに入力する復号化回路と、 前記符号データバッファからの最終的な符号データを外
   部の記憶媒体に書込むための符号メモリ書込み制御回路
   と、 前記画像データバッファ、前記符号化回路、前記符号デ
   ータバッファおよび前記復号化回路を制御する収束コン
   トローラとを備え、 前記収束コントローラは、前記復号化回路からの復号デ
   ータを前記画像データバッファに戻し、前記画像データ
   バッファからの画像データと前記復号化回路からの復号
   データとの収束状態を監視しながら、前記画像データお
   よび前記復号データが収束状態になるまで前記符号化回
   路および前記復号化回路による符号化および復号化を繰
   り返し、収束状態に達したときに前記符号データバッフ
   ァからの符号データを前記符号メモリ書込み制御回路に
   出力することを特徴とする請求項１の画像データ符号化
   回路。
4. 【請求項４】 前記収束コントローラは、種々の原画像
   に対して前記符号化回路および前記復号化回路による符
   号化および復号化を繰り返し、前記可逆状態に収束する
   までに要する最も多い繰り返し回数を決定し、決定され
   た前記繰り返し回数だけ前記符号化および復号化を繰り
   返すことを特徴とする請求項請求項３の画像データ符号
   化回路。
5. 【請求項５】 画像データを予め圧縮した符号データと
   して格納する符号メモリと、 前記符号メモリから読み出した符号データを復号化する
   復号化回路と、 前記復号化回路からの復号データを一時的に蓄えて画像
   編集を行う復号データバッファと、 前記復号データバッファからの復号データを出力するた
   めの出力制御回路と、 前記符号データを前記符号メモリから読出して前記復号
   化回路で復号させるとともに、前記復号データの画像編
   集および出力制御を行うコントローラとを備え、 前記符号メモリは、可逆状態に収束された固定長の符号
   データを記憶することを特徴とする請求項１から請求項
   ４までのいずれかの画像データ符号化回路を用いた圧縮
   データベース回路。