JPH09205552A - Image coding method and device therefor - Google Patents

Image coding method and device therefor

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JPH09205552A
JPH09205552A JP8010880A JP1088096A JPH09205552A JP H09205552 A JPH09205552 A JP H09205552A JP 8010880 A JP8010880 A JP 8010880A JP 1088096 A JP1088096 A JP 1088096A JP H09205552 A JPH09205552 A JP H09205552A
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JP
Japan
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image data
data
block
image
discrete cosine
Prior art date
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Pending
Application number
JP8010880A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masakazu Oyamada
応一 小山田
Akifumi Arayashiki
明文 荒屋敷
Shinichi Hirata
晋一 平田
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Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH09205552A publication Critical patent/JPH09205552A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the compression ratio of a natural still image. SOLUTION: In the case of coding, input image data are once reduced by an image reduction device 101 and the resulting data are magnified again by an image magnification device 102 and a difference with respect to the input image data is obtained by a difference device 103. Then difference image data are subjected to discrete cosine transformation and quantization in the unit of blocks and a Huffman coder 43 generates coded data only on a block whose all coefficients are not zero. Furthermore, an interleave device 104 generates an interleave table whose contents are flags to identify blocks subject to Huffman coding and blocks not Huffman-coded, and the table, the coded data and the reduced image data being compressed data are outputted. In the case of decoding, a coding data insert device 106 generates data whose picture element value is constant with respect to the blocks not coded and difference image data are reproduced by applying inverse processing to the coding to the data or the coded data subjected to Huffman coding and the difference image data and the magnified image data of the reduced image data are added by an adder 107.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、静止画の符号化方
法とその装置に係り、特に原画像の情報を一部削減して
高い圧縮率を達成することのできる、自然静止画像の圧
縮に好適な画像符号化方法とその装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a still image encoding method and apparatus, and more particularly to a natural still image compression method capable of attaining a high compression rate by partially reducing information of an original image. The present invention relates to a suitable image encoding method and apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像通信および画像蓄積の際に用いられ
る画像データ符号化方法には、完全な原画像を復号でき
る「可逆方式」と、符号化の際に原画像の情報を一部削
減し復号化のときには劣化を伴う「非可逆方式」とがあ
るが、本発明は後者の「非可逆方式」による静止画の符
号化方法とその装置に関するものである。
2. Description of the Related Art Image data encoding methods used for image communication and image storage include a "reversible method" capable of decoding a complete original image, and a partial reduction of information of the original image at the time of encoding. Although there is a "lossy method" that causes deterioration when decoding, the present invention relates to a latter still image coding method by the "lossy method" and its apparatus.

【0003】静止画像データの符号化方法としてはJP
EG(Joint Photo Graphic Ex
perts Groops、ITU−T.81)が多く
用いられている。図4はJPEGベースライン方式の処
理システムの概略構成を示すブロック図で、図5はこの
処理のフローチャートである。まず符号化に際しては、
ディジタル化された画像データを入力してそれをブロッ
ク(以下このブロックを8×8画素とする)に分割する
(ステップ501)。
JP is used as a method for encoding still image data.
EG (Joint Photo Graphic Ex
perts Groups, ITU-T. 81) is often used. FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a JPEG baseline type processing system, and FIG. 5 is a flowchart of this processing. First, when encoding,
The digitized image data is input and divided into blocks (hereinafter, this block is referred to as 8 × 8 pixels) (step 501).

【0004】次にこのブロックを1つづつとり出し(ス
テップ502、508)、ステップ503〜506の処
理が全てのブロックに対して行われるまでくり返す(ス
テップ507)。各ブロックに対する処理では、離散コ
サイン変換器41によって離散コサイン変換(DCT:
Descrete Cosine Transfor
m)を行い(ステップ503)、その結果得られたDC
T係数の各々は量子化器42によって特量子化される
(ステップ504)。量子化された係数は、その値が0
あるいは0に近い値のDCT係数を除いた係数のみが有
効係数としてハフマン符号化器43によってエントロピ
ー符号化され(ステップ505)、圧縮符号化データと
なって通信路または蓄積メディア44へ送られる(ステ
ップ506)。
Next, the blocks are taken out one by one (steps 502 and 508), and the processing of steps 503 to 506 is repeated until all the blocks are processed (step 507). In the processing for each block, the discrete cosine transformer 41 performs a discrete cosine transform (DCT:
Descrete Cosine Transform
m) (step 503) and the resulting DC
Each of the T coefficients is sub-quantized by the quantizer 42 (step 504). The value of the quantized coefficient is 0
Alternatively, only the coefficients excluding the DCT coefficient having a value close to 0 are entropy-coded by the Huffman encoder 43 as effective coefficients (step 505) and sent as compression encoded data to the communication channel or the storage medium 44 (step). 506).

【0005】次に復号化のときには、通信路または蓄積
メディア44から圧縮符号化されたデータを取り込み
(ステップ509)、1ブロック分ずつの符号化データ
を順次取り出し(ステップ510、516)、ステップ
511〜514の処理がすべてのブロックに対して行わ
れるまでくり返す(ステップ515)。各ブロックに対
する処理では、ハフマン復号化器45によってエントロ
ピー復号化を行い(ステップ511)、逆量子化器46
により逆量子化する(ステップ512)。さらに逆離散
コサイン変換器47により逆離散コサイン変換を行って
(ステップ513)、伸長された画像データが出力され
る(ステップ514)。
Next, at the time of decoding, the compression-coded data is fetched from the communication channel or the storage medium 44 (step 509), and the coded data for each block is sequentially fetched (steps 510, 516), and step 511. The process of steps ˜514 is repeated until all blocks are processed (step 515). In the process for each block, the Huffman decoder 45 performs entropy decoding (step 511) and the inverse quantizer 46
Inverse quantization is performed by (step 512). Further, the inverse discrete cosine transformer 47 performs the inverse discrete cosine transform (step 513), and the expanded image data is output (step 514).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記のJPEG方式に
よると、50分の1程度の画像データの圧縮が可能であ
った。しかしそれ以上の圧縮を行うと、復元された画像
の劣化が激しくなり、実用的には無理であった。本発明
の目的は、従来技術の非可逆方式による自然画像データ
の圧縮限界が50分の1程度であるという問題点を解決
し、より大きな圧縮率で圧縮しても実用的な画質の画像
を復元できる画像符号化方法とその装置を提供すること
である。
According to the above JPEG method, it is possible to compress image data of about 1/50. However, if the compression is further performed, the restored image deteriorates severely, which is practically impossible. An object of the present invention is to solve the problem that the compression limit of natural image data by the lossy method of the related art is about 1/50, and an image of practical image quality can be obtained even if compressed at a higher compression rate. An object of the present invention is to provide an image encoding method that can be restored and an apparatus thereof.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、入力された原
画像データからその縮小画像データを生成し、該縮小画
像データを原画像データと同じ大きさに拡大して拡大画
像データを生成し、さらにその拡大画像データと前記原
画像データとの差分を表す差分画像データを生成し、該
差分画像データを複数のブロックに分割してその各ブロ
ックに対して直交変換及び量子化を行い、該量子化後の
データが全て0となったブロックに対しては“0”、全
てが0とならなかったブロックに対しては“1”をその
値とするフラグを前記各ブロック対応に与えたテーブル
を生成し、前記フラグが“1”となったブロックのみに
対して前記量子化されたデータを符号化してその符号化
データを生成し、こうして前記縮小画像データと前記符
号化データと前記テーブルとを出力とする符号化処理を
行うとともに、前記符号化処理により出力された前記縮
小画像データ、符号化データ、及びテーブルを入力と
し、前記フラグが“1”のブロックに対しては当該ブロ
ック対応の前記符号化データを対象とし、前記フラグが
“0”のブロックに対してはその画素値が一定であると
きの符号化データを対象として復号化を行い、該復号化
後のデータを逆量子化し、さらにその出力を逆直交変換
することによって前記差分画像データに対応する復号差
分画像データを生成し、前記入力した縮小画像データを
前記原画像と同じ大きさに拡大したのちそれと前記復号
差分画像データの各画素値を加算して原画像の再生画像
データを生成する復号化処理を行うことを特徴とする画
像符号化方法を開示する。
The present invention generates reduced image data from input original image data, enlarges the reduced image data to the same size as the original image data, and generates enlarged image data. , Further generate difference image data representing a difference between the enlarged image data and the original image data, divide the difference image data into a plurality of blocks, perform orthogonal transformation and quantization on each block, A table in which a flag having "0" for the block in which all the quantized data is 0 and "1" for the block in which all the data are not 0 is given to each of the blocks. Is generated, and the quantized data is encoded only for the block in which the flag is “1” to generate the encoded data. Thus, the reduced image data, the encoded data and the And the reduced image data output by the encoding process and the table are input, and the block whose flag is “1” is the block concerned. For the corresponding encoded data, decoding is performed on the encoded data when the pixel value is constant for the block whose flag is "0", and the decoded data is inverted. The decoded difference image data corresponding to the difference image data is generated by quantizing and the output is inversely orthogonally transformed, and the input reduced image data is enlarged to the same size as the original image and then the decoded difference image is generated. Disclosed is an image encoding method characterized by performing a decoding process of adding reproduced pixel data of an original image by adding pixel values of image data.

【0008】更に本発明は、入力された原画像データか
ら縮小画像データを生成するための画像縮小器と、前記
縮小画像データを原画像データの大きさに拡大して拡大
画像を生成するための画像拡大器と、該画像拡大器によ
り生成された拡大画像と原画像データとの差分をとって
差分画像データを生成するための差分器と、前記差分画
像データをブロック単位で離散コサイン変換してDCT
係数を生成するための離散コサイン変換器と、前記DC
T係数を量子化するための量子化器と、前記量子化され
たDCT係数がすべて0のブロックに対して“0”を、
全てが0でないブロックし対して“1”をそのブロック
対応のフラグの値として与えたテーブルを生成するため
の間引き器と、前記フラグに“1”が与えられたブロッ
クの前記量子化されたDCT係数をエントロピー符号化
するためのハフマン符号化器と、をその符号化手段に設
けるとともに、前記フラグが“0”のブロックに対して
その画素値が一定となるような挿入符号化データを生成
するための間引き判定及び挿入器と、そのフラグが
“0”のブロックに対しては前記間引き判定及び挿入器
からの挿入符号化データを、そのフラグが“1”のブロ
ックに対しては前記符号化手段から出力された符号化デ
ータの対応データをエントロピー復号化するためのハフ
マン復号化器と、該ハフマン復号化器からの出力を逆量
子化するための逆量子化器と、該逆量子化器出力を逆離
散コサイン変換するための逆離散コサイン変換器と、前
記符号化手段から出力された縮小画像データを原画像デ
ータの大きさに拡大するための画像拡大器と、該画像拡
大器により拡大された画像データと前記逆離散コサイン
変換されて生成された画像データとを加算して復号化画
像データを生成するための加算器と、をその復号化手段
に設けたことを特徴とする画像符号化装置を開示する。
The present invention further includes an image reducer for generating reduced image data from input original image data, and an enlarged image for expanding the reduced image data to the size of the original image data. An image enlarger, a difference device for generating difference image data by taking the difference between the enlarged image generated by the image enlarger and the original image data, and the differential cosine transform of the difference image data in block units DCT
A discrete cosine transformer for generating coefficients, said DC
A quantizer for quantizing T coefficients, and "0" for a block in which the quantized DCT coefficients are all 0,
A decimator for generating a table in which "1" is given as the value of the flag corresponding to the block which is not all 0, and the quantized DCT of the block in which the flag is "1" A Huffman encoder for entropy-encoding the coefficient and a Huffman encoder are provided in the encoding means, and insert-encoded data whose pixel value is constant is generated for a block whose flag is "0". For thinning decision and inserter, and the block whose flag is "0", the inserted coded data from the thinning decision and inserter is encoded for the block whose flag is "1". Huffman decoder for entropy decoding the corresponding data of the encoded data output from the means, and inverse quantum for inverse quantizing the output from the Huffman decoder , An inverse discrete cosine transformer for performing an inverse discrete cosine transform on the output of the inverse quantizer, and an image enlarger for enlarging the reduced image data output from the encoding means to the size of the original image data. And an adder for adding the image data magnified by the image magnifier and the image data generated by the inverse discrete cosine transform to generate decoded image data in the decoding means. Disclosed is an image encoding device.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を例に
よって説明する。図1は、本発明になる画像符号化装置
の実施の形態の一例を示すブロック図で、従来の図4の
構成に対して画像縮小器101、画像拡大器102、差
分器103、間引き器104、間引き判定器105、符
号化データ挿入器106、加算器107、及び画像拡大
器108が付加された構成となっている。但し図4と同
一機能の回路に対しては同一符号で示している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to examples. FIG. 1 is a block diagram showing an example of an embodiment of an image coding apparatus according to the present invention, which is different from the conventional configuration of FIG. 4 in that an image reduction unit 101, an image enlargement unit 102, a difference unit 103, and a decimation unit 104. , A thinning-out decision unit 105, an encoded data insertion unit 106, an adder 107, and an image enlargement unit 108 are added. However, circuits having the same functions as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.

【0010】図2及び図3は、図1の画像符号化装置の
動作を示すフローチャートで、以下、このフローチャー
トに沿って動作を説明する。まず符号化を示す図2に於
いて、ディジタル化された画像データを取り込み(ステ
ップ201)、画像縮小器101によって画像データの
縮小処理を行う(ステップ202)。この縮小処理で
は、まず入力画像データを例えばN×N画素のブロック
に分割し、その各ブロックを離散コサイン変換してDC
T係数Xを求める。次いでこの内の低域側のP×P個
(P<N)から成るDCT係数Yを取り出して逆離散コ
サイン変換し、その結果得られた各画素値をP/N倍し
てP/N倍に縮小された縮小画像データを生成する。通
常は以上の処理を何回か繰り返すことにより、目標とす
る縮小率の縮小画像データを生成する。
2 and 3 are flowcharts showing the operation of the image coding apparatus of FIG. 1, and the operation will be described below with reference to this flowchart. First, in FIG. 2 showing encoding, digitized image data is taken in (step 201), and image data reduction processing is performed by the image reduction device 101 (step 202). In this reduction processing, first, the input image data is divided into, for example, N × N pixel blocks, and each block is subjected to a discrete cosine transform to generate a DC signal.
Obtain the T coefficient X. Next, the DCT coefficient Y consisting of P × P (P <N) on the low frequency side is taken out and subjected to inverse discrete cosine transform, and each pixel value obtained as a result is multiplied by P / N and multiplied by P / N. The reduced image data reduced to is generated. Normally, the above processing is repeated several times to generate reduced image data having a target reduction ratio.

【0011】次に、上記のようにして生成された縮小画
像データを画像拡大器102によって拡大し、入力画像
データと同じサイズの画像データを生成する(ステップ
203)。これは縮小画像データからN×N画素のブロ
ックを順次取り出し、その各々について離散コサイン変
換を行ってDCT係数Xを求め、さらにその高域側に値
“0”をもつ係数を付加してP×P個(P>N)のDC
T係数Yとする。そしてそのDCT係数Yを逆離散コサ
イン変換し、その結果得られた各画素値をP/N倍して
P/N倍に拡大された拡大画像データを生成する。通常
は、拡大の場合も以上の処理を何回か繰り返すことによ
り、目標とする拡大率の拡大画像データを生成する。図
6は、以上に説明した縮小、拡大のプロセスを示してお
り、縮小のときはN=8、P=5、拡大のときはN=
8、P=10としている場合である。
Next, the reduced image data generated as described above is enlarged by the image enlarger 102 to generate image data having the same size as the input image data (step 203). That is, blocks of N × N pixels are sequentially taken out from the reduced image data, a DCT coefficient X is obtained by performing a discrete cosine transform for each of them, and a coefficient having a value “0” is added to the high frequency side to obtain P × P DC (P> N) DC
Let T coefficient Y. Then, the DCT coefficient Y is subjected to inverse discrete cosine transform, and each pixel value obtained as a result is multiplied by P / N to generate magnified image data magnified P / N times. Normally, even in the case of enlargement, the above processing is repeated several times to generate enlarged image data having a target enlargement ratio. FIG. 6 shows the reduction / enlargement process described above. N = 8, P = 5 for reduction, and N = for enlargement.
8 and P = 10.

【0012】差分器103は入力画像データと画像拡大
器102で生成された拡大画像データとの差分画像デー
タを生成する(ステップ204)。図7は、テストのた
めの原画像を模式的に示した人物上半身像で、髪の毛や
セータ等の部分が黒点で表されるているが、これは実際
にはほぼ黒く塗りつぶされた部分である。この原画像を
前記のように縮小したのち拡大すると、その処理の過程
でとくに輪郭を表す情報が失われ、拡大処理後の画像は
輪郭がぼやけたものとなる。従って、ステップ204で
原画像との差分をとると、今度は逆に輪郭部分が強調さ
れた画像となり、それが模式的に図8に示されている。
The differencer 103 generates difference image data between the input image data and the enlarged image data generated by the image enlarger 102 (step 204). FIG. 7 is an upper body image of a person schematically showing an original image for a test, where hairs, sweaters and the like are represented by black dots, which are actually almost black-painted portions. . When this original image is reduced and then enlarged as described above, information representing the contour is lost in the process of the processing, and the contour of the image after the enlargement processing becomes blurred. Therefore, when the difference from the original image is taken in step 204, this time the image is an image in which the contour part is emphasized, which is schematically shown in FIG.

【0013】この差分画像データは、ブロックに分割さ
れ、この各ブロックについてステップ206〜212の
処理が繰り返される(ステップ205、213、21
4)。すなわちまず従来のJPEGと同じように、各ブ
ロックの画像データが離散コサイン変換器41により離
散コサイン変換され(ステップ206)、生成されたD
CT係数は量子化器42により量子化される(ステップ
207)。
This difference image data is divided into blocks, and the processing of steps 206 to 212 is repeated for each block (steps 205, 213 and 21).
4). That is, first, like the conventional JPEG, the image data of each block is discrete cosine transformed by the discrete cosine transformer 41 (step 206), and the generated D is generated.
The CT coefficient is quantized by the quantizer 42 (step 207).

【0014】前記のようにして求められた差分画像デー
タに対して求められる量子化されたDCT係数の多くは
0近くに分布していて、1ブロックに対して全て0にな
るようなブロックも多数現われる。これはモノクロ、カ
ラーのいずれの画像でも同様で、量子化されたDCT係
数が全て0となるブロックは、それを画素値に直したと
き画素値も全て0になる。実際、図8のような差分画像
を従来のJPEG方式で圧縮・伸長してみると、図9に
示したように画素値が0の部分(図9のハッチの部分)
が広く現われている。そこで間引き器104により、量
子化されたDCT係数がすべて0かをしらべ、その結果
を間引きテーブルへ格納する(ステップ208〜21
0)。間引きテーブルというのは、各ブロックごとのフ
ラグを格納するためのテーブルで、フラグ=“0”は当
該ブロックの上記量子化されたDCT係数が全て0であ
り、フラグ=“1”はそうではないことを表すものとす
る。ハフマン符号化器43は、上記の間引きテーブルの
フラグ=“1”のブロックに対してはエントロピー符号
化を行い(ステップ211)、これを符号化データとし
て通信路または蓄積メディア44へ出力する(ステップ
212)。また、上記の間引きテーブルと、縮小画像デ
ータも通信路または蓄積メディア44へ出力される。な
お以上では通常の離散コサイン変換を行う場合について
述べたが、隣りあうブロックのDC成分の差分値を符号
化する適応離散コサイン変換の場合にも、上記のような
間引きは有効である。
Most of the quantized DCT coefficients obtained for the difference image data obtained as described above are distributed near 0, and many blocks are all 0 for one block. Appears. This is the same for both monochrome and color images, and when the quantized DCT coefficients are all 0s, when the blocks are converted into pixel values, the pixel values are all 0s. Actually, when the differential image as shown in FIG. 8 is compressed and expanded by the conventional JPEG method, as shown in FIG. 9, the part where the pixel value is 0 (the hatched part in FIG. 9).
Appears widely. Therefore, the decimator 104 checks whether all the quantized DCT coefficients are 0 and stores the result in the decimating table (steps 208 to 21).
0). The thinning-out table is a table for storing a flag for each block. The flag = “0” means that the quantized DCT coefficients of the block are all 0, and the flag = “1” does not. It means that. The Huffman encoder 43 performs entropy coding on the block of the flag = “1” in the thinning table (step 211) and outputs it as coded data to the communication channel or the storage medium 44 (step). 212). Further, the thinning table and the reduced image data are also output to the communication channel or the storage medium 44. Although the case of performing the normal discrete cosine transform has been described above, the above thinning is also effective in the case of the adaptive discrete cosine transform that encodes the difference value of the DC components of the adjacent blocks.

【0015】次に図3のフローチャートで示される復号
化の処理では、まず符号化データ及び縮小画像データと
間引きテーブルを通信路または蓄積メディア44から取
り込み(ステップ301、302)、各ブロックに対し
てステップ304〜312の処理を繰り返す(ステップ
303、313、314)。即ちまず間引き判定器10
5によって間引きテーブルをしらべ、フラグ=“0”と
なっているブロックの場合は符号化データ挿入器106
による符号化データの挿入を指示する(ステップ30
4)。符号化データ挿入器106はこの指示を受けたと
きは、全てのDCT係数が0の符号化データをハフマン
復号化45へ送る(ステップ305)。ハフマン復号化
器45は、この符号化データ挿入器106からのDCT
係数あるいはその対応フラグか“1”のブロックの、通
信路または蓄積メディア44から取り込まれた符号化デ
ータをエントロピー復号化する(ステップ306)。こ
の復号化されたデータは逆量子化器46で逆量子化され
(ステップ307)、さらに逆離散コサイン変換器47
で逆離散コサイン変換されて(ステップ308)、差分
画像データとして出力される(ステップ309)。
In the decoding process shown in the flow chart of FIG. 3, first, the encoded data and reduced image data and the thinning table are fetched from the communication channel or the storage medium 44 (steps 301 and 302), and for each block. The processes of steps 304 to 312 are repeated (steps 303, 313, 314). That is, first, the thinning-out decision device 10
5, the thinning table is checked, and in the case of the block whose flag is “0”, the encoded data inserter 106
To insert the encoded data (step 30)
4). When the coded data inserter 106 receives this instruction, it sends the coded data in which all DCT coefficients are 0 to the Huffman decoding 45 (step 305). The Huffman decoder 45 receives the DCT from the encoded data inserter 106.
The encoded data of the coefficient or its corresponding flag or the block of "1" fetched from the communication channel or the storage medium 44 is entropy-decoded (step 306). The decoded data is inversely quantized by the inverse quantizer 46 (step 307), and then the inverse discrete cosine transformer 47 is used.
Is subjected to inverse discrete cosine transform (step 308) and output as difference image data (step 309).

【0016】次に、通信路または蓄積メディア44から
の縮小画像データを画像拡大器102と同様にして画像
拡大器108で拡大し(ステップ310)、加算器10
7によりこの拡大画像データとステップ309で出力さ
れた復号差分画像データとを加算して復号画像データを
生成し(ステップ311)、それを出力する(ステップ
312)。このようにして、各ブロックに対して間引き
テーブルを走査しながら復号処理を行うことにより、図
2のフローチャートに従って生成された縮小画像データ
を伸長・復号することができる。前記図7の原画像の処
理結果をみると、画質の大きな劣化なしに符号化・復号
化が行われていることが確かめられた。
Next, the reduced image data from the communication channel or the storage medium 44 is enlarged by the image enlarger 108 in the same manner as the image enlarger 102 (step 310), and the adder 10 is added.
In step 7, the enlarged image data and the decoded difference image data output in step 309 are added to generate decoded image data (step 311), which is output (step 312). In this way, the reduced image data generated according to the flowchart of FIG. 2 can be decompressed / decoded by performing the decoding process while scanning the thinning table for each block. From the processing result of the original image shown in FIG. 7, it was confirmed that the encoding / decoding was performed without significant deterioration of the image quality.

【0017】次に、以上に説明した実施の形態での圧縮
率を検討する。今1枚の静止画を640×400画素、
24プレーンとすると、データ量は6144Kb(キロ
ビット)である。これを従来のJPEGの最大可能圧縮
率約50分の1にまで圧縮すると約123Kbである。
一方、同じ画像データを8×8画素のブロックに分割し
て処理するものとすると640×400/64=400
0ブロックとなるから、この各ブロックにフラグとして
の1ビットを与えると、前記の間引きテーブルは4Kb
のサイズになる。縮小画像データは入力画像データを
縦、横とも1/16に圧縮するものとすると、6144
kb/(16×16)=24kb。もう1つの出力デー
タである符号化データは、量子化後に0でないDCT係
数を有するブロックに対してのみ生成されるので、それ
が4000xブロック(0≦x≦1)とし、その各ブロ
ックは従来と同じJPEGで50分の1に圧縮されると
すると、符号化データの総量は6144x/50≒12
3xkbとなる。以上から本実施の形態により通信路ま
たは蓄積メディアに送り出される全データ量Zは
Next, the compression rate in the above-described embodiment will be examined. 640 x 400 pixels for one still image,
If there are 24 planes, the data amount is 6144 Kb (kilobit). When this is compressed to the maximum possible compression rate of about 1/50 of that of the conventional JPEG, it is about 123 Kb.
On the other hand, if the same image data is divided into blocks of 8 × 8 pixels and processed, then 640 × 400/64 = 400.
Since it is 0 block, if 1 bit as a flag is given to each block, the thinning table is 4 Kb.
Will be the size of. The reduced image data is 6144, assuming that the input image data is compressed to 1/16 both vertically and horizontally.
kb / (16 × 16) = 24 kb. The other output data, the encoded data, is generated only for blocks having non-zero DCT coefficients after quantization, so that it is 4000x blocks (0≤x≤1), and each block is different from the conventional one. If the same JPEG is used and compressed to 1/50, the total amount of encoded data is 6144x / 50≈12.
It becomes 3xkb. From the above, the total data amount Z sent to the communication path or the storage medium according to the present embodiment is

【数1】 Z≒123x+24+4=123x+28kb である。従って、xの値に対するZをいくつか具体的に
求めて、従来のJPEGのみによる1/50圧縮結果の
123kbに対する比Rを算出してみると、近似的な値
が表1のようになる。
## EQU1 ## Z≈123x + 24 + 4 = 123x + 28 kb. Therefore, when some specific values of Z for the value of x are calculated and the ratio R of the 1/50 compression result of only conventional JPEG to 123 kb is calculated, approximate values are as shown in Table 1.

【表1】 表1から明らかなように、今の例では量子化器42出力
のDCT係数が全部0のブロックが23%(x=0.7
7)あるときJPEGとほぼ同等の圧縮率になるが、5
0%(x=0.5)のときはJPEGのみのときの73
%にへり、75%(x=0.25)のときはJPEGの
みのときの48%即ち約半分になる。しかも実際の例で
はx<0.5というのが普通であるから、本実施の形態
によるとJPEGのときよりもさらに大巾な圧縮が可能
になる。
[Table 1] As is clear from Table 1, in the present example, the block in which the DCT coefficients of the output of the quantizer 42 are all 0 is 23% (x = 0.7.
7) In some cases, the compression rate is almost the same as JPEG, but 5
When 0% (x = 0.5) 73 when JPEG only
%, When it is 75% (x = 0.25), it is 48%, that is, about half that of JPEG only. Moreover, in an actual example, x <0.5 is common, and according to the present embodiment, it is possible to perform a much wider compression than in the case of JPEG.

【0018】なお、以上の実施の形態に於ては、JPE
Gと同様に差分画像データを離散コサイン変換によって
変換し、エントロピー符号化法としてハフマン符号化を
行うものとしたが、これらは他の方法によっても同様の
効果が得られる。
In the above embodiment, the JPE
Similar to G, the differential image data is converted by the discrete cosine transform and Huffman coding is performed as the entropy coding method, but the same effect can be obtained by other methods.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明によれば、自然画像の静止画像デ
ータを、その画質を損なうことなく従来以上に圧縮でき
る効果がある。
According to the present invention, still image data of a natural image can be compressed more than ever before without deteriorating the image quality.

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

【図1】本発明になる符号化装置の一つの実施の形態を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an encoding device according to the present invention.

【図2】図1の装置に於る符号化処理の流れを示すフロ
ーチャートである。
2 is a flowchart showing a flow of an encoding process in the apparatus of FIG.

【図3】図1の装置に於る復号化処理の流れを示すフロ
ーチャートである。
3 is a flowchart showing a flow of a decoding process in the device of FIG.

【図4】従来のJPEG方式の符号化装置を示すブロッ
ク図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a conventional JPEG encoding apparatus.

【図5】従来のJPEG方式に於る符号化・復号化処理
の流れを示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of encoding / decoding processing in the conventional JPEG system.

【図6】画像データの縮小及び拡大方法の説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a method of reducing and enlarging image data.

【図7】処理対象とする原画像の例を模式的に示した図
である。
FIG. 7 is a diagram schematically showing an example of an original image to be processed.

【図8】図7の原画像とその拡大画像の差分画像を模式
的に示した図である。
FIG. 8 is a diagram schematically showing a difference image between the original image of FIG. 7 and its enlarged image.

【図9】図8の差分画像をJPEGにより圧縮したのち
伸長した画像を模式的に示した図である。
9 is a diagram schematically showing an image in which the difference image of FIG. 8 is compressed by JPEG and then expanded.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

41 離散コサイン変換器 42 量子化 43 ハフマン符号化器 45 ハフマン復号化器 46 逆量子化器 47 逆離散コサイン変換器 101 画像縮小器 102 画像拡大器 103 差分器 104 間引き器 105 間引き判定器 106 符号化データ挿入器 107 加算器 108 画像拡大器 41 Discrete Cosine Transform 42 Quantization 43 Huffman Encoder 45 Huffman Decoder 46 Inverse Quantizer 47 Inverse Discrete Cosine Transform 101 Image Reducer 102 Image Enlarger 103 Differencer 104 Decimator 105 Decimator 105 Encoding Data inserter 107 Adder 108 Image enlarger

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力された原画像データからその縮小画
像データを生成し、該縮小画像データを原画像データと
同じ大きさに拡大して拡大画像データを生成し、さらに
その拡大画像データと前記原画像データとの差分を表す
差分画像データを生成し、該差分画像データを複数のブ
ロックに分割してその各ブロックに対して直交変換及び
量子化を行い、該量子化後のデータが全て0となったブ
ロックに対しては“0”、全てが0とならなかったブロ
ックに対しては“1”をその値とするフラグを前記各ブ
ロック対応に与えたテーブルを生成し、前記フラグが
“1”となったブロックのみに対して前記量子化された
データを符号化してその符号化データを生成し、こうし
て前記縮小画像データと前記符号化データと前記テーブ
ルとを出力とする符号化処理を行うとともに、 前記符号化処理により出力された前記縮小画像データ、
符号化データ、及びテーブルを入力とし、前記フラグが
“1”のブロックに対しては当該ブロック対応の前記符
号化データを対象とし、前記フラグが“0”のブロック
に対してはその画素値が一定であるときの符号化データ
を対象として復号化を行い、該復号化後のデータを逆量
子化し、さらにその出力を逆直交変換することによって
前記差分画像データに対応する復号差分画像データを生
成し、前記入力した縮小画像データを前記原画像と同じ
大きさに拡大したのちそれと前記復号差分画像データの
各画素値を加算して原画像の再生画像データを生成する
復号化処理を行うことを特徴とする画像符号化方法。
1. The reduced image data is generated from the input original image data, the reduced image data is enlarged to the same size as the original image data to generate enlarged image data, and the enlarged image data and the Difference image data representing a difference from the original image data is generated, the difference image data is divided into a plurality of blocks, orthogonal transformation and quantization are performed on each block, and all the quantized data are 0. A table is generated in which a flag having "0" for each block that has become "0" and a value that has "1" for all blocks that have not become 0 is provided for each block, and the flag is " A code that encodes the quantized data only for the block that becomes 1 "to generate the encoded data, and thus outputs the reduced image data, the encoded data, and the table. While performing the encoding process, the reduced image data output by the encoding process,
The coded data and the table are input, the coded data corresponding to the block is targeted for the block of which the flag is "1", and the pixel value of the block of which the flag is "0" is Decodes the coded data when it is constant, dequantizes the decoded data, and inverse-orthogonally transforms the output to generate decoded differential image data corresponding to the differential image data. Then, the input reduced image data is enlarged to the same size as the original image, and thereafter, the pixel value of each of the decoded differential image data is added to perform a decoding process of generating reproduced image data of the original image. Characteristic image coding method.
【請求項2】 前記直交変換は離散コサイン変換であ
り、前記逆直交変換は逆離散コサイン変換であることを
特徴とする請求項1に記載の画像符号化方法。
2. The image coding method according to claim 1, wherein the orthogonal transform is a discrete cosine transform, and the inverse orthogonal transform is an inverse discrete cosine transform.
【請求項3】 前記直交変換は隣合うブロックの直流成
分の差を符号化する適応離散コサイン変換であり、前記
逆直交変換は逆適応離散コサイン変換であることを特徴
とする請求項1に記載の画像符号化方法。
3. The orthogonal transform is an adaptive discrete cosine transform that encodes a difference between DC components of adjacent blocks, and the inverse orthogonal transform is an inverse adaptive discrete cosine transform. Image coding method.
【請求項4】 前記符号化はエントロピー符号化であ
り、前記復号化はエントロピー復号化であることを特徴
とする請求項1に記載の画像符号化方法。
4. The image coding method according to claim 1, wherein the coding is entropy coding, and the decoding is entropy decoding.
【請求項5】 前記エントロピー符号化及びエントロピ
ー復号化はハフマン符号化およびハフマン復号化である
ことを特徴とする請求項4に記載の画像符号化方法。
5. The image coding method according to claim 4, wherein the entropy coding and the entropy decoding are Huffman coding and Huffman decoding.
【請求項6】 前記符号化処理及び復号化処理における
画像データの拡大は、当該画像データを複数のブロック
に分割してその各ブロックに離散コサイン変換を施し、
生成されたDCT係数のブロックの高域部分の係数を付
加し、その付加により得られたブロックを逆離散コサイ
ン変換により画素値のブロックに変換し、輝度調整を施
すことにより行うことを特徴とする請求項1に記載の画
像符号化方法。
6. Enlargement of image data in the encoding process and the decoding process is performed by dividing the image data into a plurality of blocks and subjecting each block to a discrete cosine transform,
It is characterized in that the coefficient of the high frequency part of the generated block of DCT coefficients is added, the block obtained by the addition is converted into a block of pixel values by inverse discrete cosine transform, and brightness adjustment is performed. The image coding method according to claim 1.
【請求項7】 前記符号化処理における画像データの縮
小は、当該画像データを複数のブロックに分割してその
各ブロックに離散コサイン変換を施し、生成されたDC
T係数のブロックの高域部分の係数を削除し、その削除
により得られたブロックを逆離散コサイン変換により画
素値のブロックに変換し、輝度調整を施すことにより行
うことを特徴とする請求項1に記載の画像符号化方法。
7. The reduction of the image data in the encoding process is performed by dividing the image data into a plurality of blocks and subjecting each block to a discrete cosine transform to generate a DC signal.
2. The coefficient in the high frequency part of the block of T coefficient is deleted, the block obtained by the deletion is converted into a block of pixel values by inverse discrete cosine transform, and brightness adjustment is performed. The image coding method described in.
【請求項8】 入力された原画像データから縮小画像デ
ータを生成するための画像縮小器と、 前記縮小画像データを原画像データの大きさに拡大して
拡大画像を生成するための画像拡大器と、 該画像拡大器により生成された拡大画像と原画像データ
との差分をとって差分画像データを生成するための差分
器と、 前記差分画像データをブロック単位で離散コサイン変換
してDCT係数を生成するための離散コサイン変換器
と、 前記DCT係数を量子化するための量子化器と、 前記量子化されたDCT係数がすべて0のブロックに対
して“0”を、全てが0でないブロックし対して“1”
をそのブロック対応のフラグの値として与えたテーブル
を生成するための間引き器と、 前記フラグに“1”が与えられたブロックの前記量子化
されたDCT係数をエントロピー符号化するためのハフ
マン符号化器と、 をその符号化手段に設けるとともに、前記フラグが
“0”のブロックに対してその画素値が一定となるよう
な挿入符号化データを生成するための間引き判定及び挿
入器と、 そのフラグが“0”のブロックに対しては前記間引き判
定及び挿入器からの挿入符号化データを、そのフラグが
“1”のブロックに対しては前記符号化手段から出力さ
れた符号化データの対応データをエントロピー復号化す
るためのハフマン復号化器と、 該ハフマン復号化器からの出力を逆量子化するための逆
量子化器と、 該逆量子化器出力を逆離散コサイン変換するための逆離
散コサイン変換器と、 前記符号化手段から出力された縮小画像データを原画像
データの大きさに拡大するための画像拡大器と、 該画像拡大器により拡大された画像データと前記逆離散
コサイン変換されて生成された画像データとを加算して
復号化画像データを生成するための加算器と、 をその復号化手段に設けたことを特徴とする画像符号化
装置。
8. An image reducer for generating reduced image data from input original image data, and an image enlarger for expanding the reduced image data to the size of the original image data to generate an enlarged image. A difference unit for generating difference image data by taking a difference between the enlarged image generated by the image enlarger and original image data; and a DCT coefficient obtained by discrete cosine transforming the difference image data in block units. A discrete cosine transformer for generating, a quantizer for quantizing the DCT coefficients, a block for which the quantized DCT coefficients are all 0, "0", and a block for which all are not 0 On the other hand, "1"
And a Huffman encoding for entropy-encoding the quantized DCT coefficient of the block whose flag is set to "1". Determination unit and an inserter for generating insertion coded data such that the pixel value of the block having the flag "0" is constant, and the flag For the block of which "0" is the insertion coded data from the thinning decision and the inserter, for the block of which the flag is "1", the corresponding data of the coded data output from the coding means Huffman decoder for entropy decoding, dequantizer for dequantizing the output from the Huffman decoder, and inverse discrete for the output of the dequantizer. Inverse discrete cosine converter for sine conversion, image enlarger for enlarging reduced image data output from the encoding means to the size of original image data, and image data enlarged by the image enlarger And an image data generated by performing the inverse discrete cosine transform to generate decoded image data, and an adder for decoding the image data.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20010049039A (en) * 1999-11-30 2001-06-15 윤종용 Image extension method by a frequency transform
JP2009194841A (en) * 2008-02-18 2009-08-27 Konica Minolta Business Technologies Inc Image processing device, image forming apparatus, and preview image generating method
KR101332030B1 (en) * 2012-02-10 2013-11-22 한양대학교 에리카산학협력단 Method of magnifying image and computer readable medium storing the program thereof

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