JPH09214953A - データ符号化方法 - Google Patents

データ符号化方法

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JPH09214953A
JPH09214953A JP1451196A JP1451196A JPH09214953A JP H09214953 A JPH09214953 A JP H09214953A JP 1451196 A JP1451196 A JP 1451196A JP 1451196 A JP1451196 A JP 1451196A JP H09214953 A JPH09214953 A JP H09214953A
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wavelet transform
image
image data
transform coefficient
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JP1451196A
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Kazuo Shimura
一男 志村
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 データを符号化するデータ符号化方法におい
て、符号化効率を向上させて、符号化後のデータ量を低
減する。 【解決手段】 量子化データSをデータ値が0または0
以外かを示す2値化データS1と、データ値が0以外の
データに関する符号および強度からなる符号強度データ
S2とに分離する。この2値化データS1に対して2値
化データS1の4画素分の情報を1画素に変換する。2
値化データS1は1画素当たり1ビットの情報を有する
ものであるため、4つの画素の2値化データS1を1画
素で表すとすると、16ビットのデータとなる。変換さ
れた2値化データS1をハフマン符号化により符号化す
ると、最も短いケースにおいては4画素を1ビットで表
すことができ、これによりデータの平均符号長を減少さ
せる。符号強度データS2はハフマン符号化により符号
化がなされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はデータの符号化方
法、特に詳細には符号長可変の符号化によりデータを圧
縮するデータの符号化方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えばTV信号等、中間調画像を担持す
る画像信号は膨大な情報量を有しているので、その伝送
には広帯域の伝送路が必要である。そこで従来より、こ
のような画像信号は冗長性が大きいことに着目し、この
冗長性を抑圧することによって画像データを圧縮する試
みが種々なされている。また最近では、例えば光ディス
クや磁気ディスク等に中間調画像を記録することが広く
行われており、この場合には記録媒体に効率良く画像信
号を記録することを目的として画像データ圧縮が広く適
用されている。
【0003】このような画像データの圧縮処理方法の一
つとして、従来から、画像データを格納、伝送等する場
合に、該画像データに予測符号化による圧縮処理を施し
てデータ量を圧縮減少せしめた上で格納、伝送等を行
い、画像再生の際はその圧縮された画像データ(圧縮画
像データ)に復号化処理を施して伸長し、その伸長され
た画像データ(伸長画像データ)に基づいて可視像を再
生するような方法が採用されている。
【0004】また、画像データ圧縮処理方法の一つとし
て、ベクトル量子化を利用する方法が知られている。こ
の方法は、2次元画像データを標本数K個のブロックに
分割し、予めK個のベクトル要素を規定して作成した相
異なる複数のベクトルからなるコードブックの中で、上
記ブロックの各々内の画像データの組と最小歪にて対応
するベクトルをそれぞれ選択し、この選択されたベクト
ルを示す情報を各ブロックと対応させて符号化するよう
にしたものである。
【0005】上述のようなブロック内の画像データは互
いに高い相関性を有しているので、各ブロック内の画像
データを、比較的少数だけ用意したベクトルのうちの1
つを用いてかなり正確に示すことが可能となる。したが
って、画像データの伝送あるいは記録は、実際のデータ
の代わりにこのベクトルを示す符号を伝送あるいは記憶
することによってなし得るから、データ圧縮が実現され
るのである。例えば256 レベル(=8bit)の濃度ス
ケールの中間調画像における64画素についての画像デー
タ量は、8×64=512bitとなるが、この64画素を
1ブロックとして該ブロック内の各画像データを64要素
からなるベクトルで表し、このようなベクトルを256 通
り用意したコードブックを作成するものとすれば、1ブ
ロック当りのデータ量はベクトル識別のためのデータ量
すなわち8bitとなり、結局データ量を8/(8×6
4)=1/64に圧縮可能となる。
【0006】以上のようにして画像データを圧縮して記
録あるいは伝送した後、ベクトル識別情報が示すベクト
ルのベクトル要素を各ブロック毎の再構成データとし、
この再構成データを用いれば原画像が再現される。
【0007】また、上述した予測符号化によるデータ圧
縮を行う場合の圧縮率を向上させる方法の1つとして、
予測符号化処理と共に画像データのビット分解能(濃度
分解能)を低下させる、すなわち画像データをより粗く
量子化する量子化処理を行うことが考えられる。
【0008】そこで、本出願人により、上述した予測符
号化による方法と量子化による方法とを組み合わせた補
間符号化によるデータ符号化方法が提案されている(特
開昭62−247676号公報)。この方法は、画像データを適
当な間隔でサンプリングした主データと該主データ以外
の補間データとに区分し、補間データは上記主データに
基づいて内挿予測符号化処理、すなわち補間データを主
データに基づいて内挿予測し、予測誤差に対してハフマ
ン符号化等の可変長符号化(値により符号長が変わるよ
うな信号への変換)を行うことによりデータを符号化す
るものである。
【0009】このハフマン符号化とは、例えばあるデー
タの正規確率を求め、データ値の出現頻度に応じ、出現
頻度が多いものに対しては短い符号を、出現頻度が少な
いものに対しては長い符号を割り当てることによりデー
タ全体の符号量を減少させるようにしたものである。
【0010】また、データを圧縮するにあたっては当然
圧縮率は高い方が望ましい。しかしながら、上記補間符
号化において大きな圧縮率の向上を望むことは技術的に
困難であり、従ってより大きな圧縮率を達成するため、
空間分解能を小さくする画像データ数減少処理を上記補
間符号化と組合わせることが考えられる。
【0011】そこで本出願人により、上述した補間符号
化と画像データ数減少処理とを組み合わせ、より高画質
を維持しつつより高い圧縮率を達成し得る画像データ圧
縮処理方法が提案されている(特開平2-280462号公
報)。
【0012】一方、上述した画像データを処理するため
の方法として、画像を複数の周波数帯域毎の多重解像度
画像に変換し、各周波数帯域の画像に対して所定の処理
を行って、再度これを逆多重解像度変換することによ
り、最終的な処理済画像を得るための多重解像度変換な
る方法が提案されている。この多重解像度変換の方法と
してはウェーブレット変換、ラプラシアンピラミッドあ
るいはフーリエ変換等の方法が知られている。
【0013】ここで、ウェーブレット変換について説明
する。
【0014】ウェーブレット変換は、周波数解析の方法
として近年開発されたものであり、ステレオのパターン
マッチング、データ圧縮等に応用がなされているもので
ある(OLIVIER RIOUL and MARTIN VETTERLI;Wavelets a
nd Signal Processing,IEEESP MAGAZINE,P.14-38,OCTOB
ER 1991、Stephane Mallat;Zero-Crossings of a Wavel
et Transform,IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION THEO
RY,VOL.37,NO.4,P.1019-1033,JULY 1991 )。
【0015】このウェーブレット変換は、図9に示すよ
うな関数hを基底関数として、
【0016】
【数1】
【0017】なる式において信号を複数の周波数帯域毎
の周波数信号に変換するため、フーリエ変換のような偽
振動の問題が発生しない。すなわち、関数hの周期およ
び縮率を変化させ、原信号を移動させることによりフィ
ルタリング処理を行えば、細かな周波数から粗い周波数
までの所望とする周波数に適合した周波数信号を作成す
ることができる。例えば、図10に示すように、信号Sorg
をウェーブレット変換し、各周波数帯域毎に逆ウェーブ
レット変換した信号と、図11に示すように信号Sorg を
フーリエ変換し、各周波数帯域毎に逆フーリエ変換した
信号で見てみると、ウェーブレット変換はフーリエ変換
と比べて原信号Sorg の振動と対応した周波数帯域の周
波数信号を得ることができる。すなわち、フーリエ変換
において原信号Sorg の部分Bと対応する周波数帯域7
の部分B′には振動が発生しているのに対し、ウェーブ
レット変換では原信号Sorg の部分Aと対応する周波数
帯域W7の部分A′には原信号と同様に振動は発生して
いないものとなる。
【0018】また、このウェーブレット変換を用いて、
前述した画像データの圧縮を行う方法が提案されている
(Marc Antonini et al.,Image Coding Using Wavelet
Transform,IEEE TRANSACTIONS ON IMAGE PROCESSING
,VOL.1 ,NO.2,p205-220,APRIL 1992)。
【0019】この方法は、画像を表す原画像データにウ
ェーブレット変換を施して、原画像データを複数の周波
数帯域の画像データに変換し、この各画像データに対し
てノイズ成分を多く担持する高周波数帯域の画像データ
にはビット数を少なく、主要被写体の情報を担持する低
周波数帯域の画像データにはビット数を多く割り当てて
前述したベクトル量子化を施すことにより、原画像デー
タの圧縮を行うものである。この方法によれば、原画像
データの圧縮率を向上させることができ、また、圧縮さ
れた画像データに対して逆ウェーブレット変換を施すこ
とにより、原画像を完全に復元することができる。
【0020】一方、ラプラシアンピラミッドなる方法は
例えば特開平5-244508号、特開平6-301766号に記載され
ており、このラプラシアンピラミッドは、原画像に対し
てガウス関数で近似されたようなマスクによりマスク処
理を施した後、画像をサブサンプリングして画素数を間
引いて半分にすることにより、原画像の1/4のサイズ
のボケ画像を得、このボケ画像のサンプリングされた画
素に値が0の画素を補間して元の大きさの画像に戻し、
この画像に対してさらに上述したマスクによりマスク処
理を施してボケ画像を得、このボケ画像を原画像から減
算して原画像の所定の周波数帯域を表す細部画像を得る
ものである。この処理を得られたボケ画像に対して繰り
返すことにより原画像の1/22Nの大きさのボケ画像を
N個作成するものである。ここで、ガウス関数で近似さ
れたようなマスクによりマスク処理を施した画像に対し
てサンプリングを行っているため、実際にはガウシアン
フィルタを用いているが、ラプラシアンフィルタをかけ
た場合と同様の処理済画像が得られる。そしてこのよう
に原画像サイズの画像から順に1/22Nの大きさの低周
波数帯域の画像が得られるため、この処理の結果得られ
た画像はラプラシアンピラミッドと呼ばれる。
【0021】なお、このラプラシアンピラミッドについ
ては、Burt P.J.,“Fast Filter Transforms for Image
Processing”,Computer Graphics and Image Process
ing16巻、20〜51頁、1981年;Crowley J.L.,Stern R.
M.,“Fast Computation of the Difference of Low・Pa
ss Transform”IEEETrans.on Pattern Analysis andMac
hine Intelligence、6巻、2号、1984年3月、Mallat
S.G.,“A Theory forMultiresolution Signal Decompos
ition ;The Wavelet Representation”IEEETrans.on P
attern Analysis and Machine Intelligence 、11巻、
7号、1989年7月;Ebrahimi T.,Kunt M.,“Image comp
ression by Gabor Expansion”,Optical Engineering,
30巻、7号、873 〜880 頁、1991年7月、およびPieter
Vuylsteke,Emile Schoeters,“Multiscale Image Con
trast Amplification ”SPIEVol.2167 Image Processin
g(1994),pp551 〜560 に詳細が記載されている。
【0022】ところで、上述したような多重解像度変換
を用いて画像データを圧縮する方法においては、ベクト
ル量子化により圧縮を行う必要があるため、さらに圧縮
率を向上させようとすると、原画像の画質が劣化してし
まうおそれがあり、画像の高圧縮率化には限界があっ
た。一方、画像データを量子化する場合において、量子
化する際のビット数を高くするとデータの圧縮率は低下
するが、より原画像に近い状態で圧縮することができる
ため、再構成された画像の画質の劣化は少なくなる。一
方、ビット数を低くすれば、圧縮された画像データを復
元した際の誤差が大きく、この誤差は画像を復元した際
にノイズとなって画像に現れるため、再構成された画像
の画質の劣化は大きいが、符号化を行う際の符号が短く
なるためデータの圧縮率を向上させることができるもの
である。
【0023】そこで、本出願人により、ウェーブレット
変換により複数の周波数帯域に分解された画像データに
ついて、画像各部の重要度を認識し、この重要度に応じ
て画像に対してラベリングを行い、重要度が高い部分は
高いビット数によって量子化を行い、重要度が低い部分
は重要度が高い部分と比較して低いビット数によって量
子化を行う画像データ圧縮処理方法が提案されている
(特開平6-350989号公報)。この方法によれば、画像内
の各部分のうち重要な部分については、画質を維持しつ
つ画像データの圧縮を行うことができ、重要でない部分
についてはより高い圧縮率により画像データの圧縮を行
うことができる。したがって、画像として重要な部分の
画質を劣化させることなく画像データの圧縮率を向上さ
せることができる。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た種々のデータを圧縮する方法において、量子化された
量子化データに対してハフマン符号化等により符号化す
る場合、符号化するための情報量(エントロピー)が小
さくなるにつれて、符号化効率が悪化するという問題が
ある。すなわち、ハフマン符号化においては、量子化さ
れた量子化データに対して、必ず1ビットを割り当てる
必要があるため、平均符号長を1以下にすることができ
ないものである。このため、量子化データの情報量(エ
ントロピー)が1程度あるいは1以下となる場合であっ
ても、符号化されたデータは必ず1ビットを有するもの
となってしまい、符号化効率(=エントロピー/平均符
号長)が悪化してしまうものである。
【0025】本発明は上記事情に鑑み、ハフマン符号化
のように符号長可変の符号化を行ってデータの圧縮を行
う際に、符号化効率を向上させることができるデータ符
号化方法を提供することを目的とするものである。
【0026】
【課題を解決するための手段】本発明によるデータ符号
化方法は、データを符号化するデータ符号化方法におい
て、前記データを量子化して量子化データを得、該量子
化データを、該量子化データのデータ値が0または0以
外かを示す2値化データと、該データ値が0以外のデー
タに関する符号および強度からなる符号強度データとに
分離し、前記2値化データのN画素分の情報を、Nビッ
ト1画素のデータに変換し、該変換された2値化データ
および前記符号強度データとを符号化することを特徴と
するものである。
【0027】また、上記符号化方法においては、前記変
換された2値化データに対して、前記分離、前記変換お
よび前記符号化を施す処理を複数回繰り返し行うことが
好ましい。
【0028】
【発明の効果】本発明によるデータ符号化方法は、まず
データを符号化して量子化データを得る。そしてこの量
子化データを、データ値が0または0以外かを示す2値
化データと、データ値が0以外のデータに関する符号お
よび強度からなる符号強度データとに分離する。ここ
で、2値化データは0,1の値からなる1画素当たり1
ビットのデータである。そして、この2値化データのN
画素分の情報を1画素に変換すると、1画素当たりNビ
ットのデータを得ることができる。例えば、4画素の2
値化データを1画素で表すとすると、1画素当たり16
ビットのデータとなる。そしてこの変換された2値化デ
ータをハフマン符号化等により符号化すると、最も短い
ケースにおいてはN画素を1ビットで表すことができる
こととなる。したがって、例えば4画素の2値化データ
を1画素で表す場合、平均符号長は0.25ビット(1
ビット/4画素)で表すことができる。これにより、平
均符号長が小さくなって、ハフマン符号化の限界である
1画素1ビットをそれ以下にまで落とすことが可能とな
り、これにより1画素あたりの情報量が1ビット以下と
なるような場合であっても、符号化効率を下げることな
く効率よく符号化を行うことが可能となる。また、N画
素を1画素として扱っているため、符号化効率を向上さ
せるのみではなく、情報量を減少させることができるた
め、エントロピーを向上させることができ、これにより
さらにデータ量を低減することができる。そしてこのよ
うにデータ量を減少させることにより、データを記録媒
体に保存する際のデータの数を増やすことができ、デー
タ保存コストを低減することができる。またデータ量が
少ないため、データを転送する場合の転送時間を短縮す
ることができる。
【0029】また、上述したように得られた2値化デー
タを、データ値が0または0以外かを示す2値化データ
と、データ値が0以外のデータに関する符号および強度
からなる符号強度データとに分離し、N画素分の情報を
1画素に変換する処理を複数回繰り返すことにより、さ
らに平均符号長を短くすることができ、符号化効率を一
層向上させることができる。
【0030】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。
【0031】図1は本発明によるデータ符号化方法を適
用した画像データ圧縮処理方法の基本的概念を表す図で
ある。図1に示すように、本発明によるデータ符号化方
法を適用した画像データ圧縮処理方法は、多重解像度変
換により複数の周波数帯域に分解された画像データを符
号化するものであり、原画像を表す原画像データ1に対
して多重解像度変換の1つの手法であるウェーブレット
変換2を施して複数の周波数帯域毎の画像データ3を得
る。次いで、各画像データ3に対して量子化4を行い、
この量子化4がなされた各画像データ3に対して符号化
5を行うものである。
【0032】以下本発明による実施の形態の詳細につい
て説明する。
【0033】本実施の形態は、例えば特開昭55-12492号
公報や特開昭56-11395号等に記録されている蓄積性蛍光
体シートを利用した放射線画像情報記録再生システムに
おいて、蓄積性蛍光体シートに記録された人体の放射線
画像をレーザビーム走査によりデジタル画像データとし
て読み取ったものを対象としている。なお、放射線画像
の読み取りは、図2に示すように、蓄積性蛍光体シート
10に対して主走査方向(横方向)にレーザビームを走査
させながらシート10を副走査方向(縦方向)に移動させ
てシート10を2次元走査することにより行われたもので
ある。
【0034】次いで、原画像データに対してウェーブレ
ット変換がなされる。
【0035】図3は、原画像データSorg に対するウェ
ーブレット変換の詳細を表す図である。
【0036】なお、本実施の形態においては、ウェーブ
レット変換の各係数が直交する直交ウェーブレット変換
を行うものであり、前述したMarc Antonini らの文献に
記載されているものである。
【0037】図3に示すように、原画像データSorg の
主走査方向に基本ウェーブレット関数より求められる関
数gと関数hとによりフィルタリング処理を行う。すな
わち、このような関数g,hによる主走査方向に並ぶ画
素の一列毎のフィルタリング処理を副走査方向に1画素
ずつズラしながら行い、原画像データSorg の主走査方
向のウェーブレット変換係数信号Wg0,Wh0を求めるも
のである。
【0038】ここで、関数g,hは基本ウェーブレット
関数より一意に求められるものであり、例えば、関数h
は、以下の表1に示すものとなる。なお、表1において
関数h′は、ウェーブレット変換がなされた画像データ
に逆ウェーブレット変換を行う際に用いる関数を表すも
のである。また以下の式(2) に示すように関数gは関数
h′から求められ、逆ウェーブレット変換を行うための
関数g′は関数hから求められる。
【0039】
【表1】
【0040】 g′=(−1)n h g =(−1)n h′ …(2) このようにして、ウェーブレット変換係数信号Wg0、
Wh0が求められると、ウェーブレット変換係数信号Wg
0、Wh0について、主走査方向の画素を1画素おきに間
引き、主走査方向の画素数を1/2 にする。ついで、この
画素が間引かれたウェーブレット変換係数信号Wg0、W
h0それぞれの副走査方向に関数g,hによりフィルタリ
ング処理を行い、ウェーブレット変換係数信号WW0
WV0 ,VW0 およびVV0 を得る。
【0041】次いでウェーブレット変換係数信号W
0 ,WV0 ,VW0 およびVV0 について、副走査方
向の画素を1画素おきに間引くことを行い、副走査方向
の画素数を1/2 とする処理を行う。これにより、各ウェ
ーブレット変換係数信号VV0 ,WV0 ,VW0 ,WW
0 の画素数は原画像データSorg の画素数の1/4 とな
る。次いで、ウェーブレット変換係数信号VV0 の主走
査方向に関数g,hによりフィルタリング処理を行う。
【0042】すなわち、関数g,hにより主走査方向に
並ぶ画素の一列毎のフィルタリング処理を副走査方向に
1画素ずつズラしながら行い、ウェーブレット変換係数
信号VV0 の主走査方向のウェーブレット変換係数信号
Wg1およびWh1を求めるものである。
【0043】ここでウェーブレット変換係数信号VV0
は主副両方向について画素数が原画像データの1/2 とな
っているため、画像の解像度は原画像データと比較して
半分となっている。したがって、ウェーブレット変換係
数信号VV0 を関数g,hでフィルタリング処理を施す
ことにより、原画像データの周波数成分のうちウェーブ
レット変換係数信号VV0 が表す周波数成分よりも低周
波数成分を表すウェーブレット変換係数信号Wg1,Wh1
が求められる。
【0044】このようにして、ウェーブレット変換係数
信号Wg1,Wh1が求められると、ウェーブレット変換係
数信号Wg1,Wh1について、主走査方向の画素を1画素
おきに間引き、主走査方向の画素数をさらに1/2 とす
る。次いでウェーブレット変換係数信号Wg1、Wh1それ
ぞれの副走査方向に関数g,hによりフィルタリング処
理を行い、ウェーブレット変換係数信号WW1 ,W
1 ,VW1 およびVV1 を得る。
【0045】次いでウェーブレット変換係数信号W
1 ,WV1 ,VW1 ,VV1 について、副走査方向の
画素を1画素おきに間引き、副走査方向の画素数を1/2
とする処理を行う。これにより、各ウェーブレット変換
係数信号VV1 ,WV1 ,VW1,WW1 の画素数は原
画像データSorg の画素数の1/16となる。
【0046】以下、上述したのと同様にして、画素が間
引かれたウェーブレット変換係数信号VV1 の主走査方
向に関数g,hによりフィルタリング処理を行い、さら
に得られたウェーブレット変換係数信号の主走査方向の
画素を間引き、この画素を間引いたウェーブレット変換
係数信号について、副走査方向に関数g,hによりフィ
ルタリング処理を行い、ウェーブレット変換係数信号W
2 ,WV2 ,VW2,VV2 を得る。
【0047】このようなウェーブレット変換をN回繰り
返すことによりウェーブレット変換係数信号WW0 〜W
N ,WV0 〜WVN ,VW0 〜VWN ,およびVVN
を得る。ここで、N回目のウェーブレット変換により得
られるウェーブレット変換係数信号WWN ,WVN ,V
N ,VVN は、原画像データと比較して主副各方向の
画素数が(1/2)N となっているため、各ウェーブレット
変換係数信号はNが大きいほど周波数帯域が低く、原画
像データの周波数成分のうち低周波数成分を表すデータ
となる。
【0048】したがって、ウェーブレット変換係数信号
WWi (i=0〜N、以下同様)は、原画像データSor
g の主副両方向の周波数の変化を表すものであり、iが
大きいほど低周波信号となる。またウェーブレット変換
係数信号WVi は画像信号Sorg の主走査方向の周波数
の変化を表すものであり、iが大きいほど低周波信号と
なる。さらにウェーブレット変換係数信号VWi は画像
信号Sorg の副走査方向の周波数の変化を表すものであ
り、iが大きいほど低周波信号となる。
【0049】ここで、図4にウェーブレット変換係数信
号を複数の周波数帯域毎に表す図を示す。なお、図4に
おいては便宜上3回目のウェーブレット変換を行った状
態までを表すものとする。なお、図4においてウェーブ
レット変換係数信号WW3 は原画像を主副各方向が(1/
2)3 に縮小したものとなっている。
【0050】次いで、ウェーブレット変換係数信号WV
i ,VWi ,WWi について量子化がなされる。ここ
で、データを量子化する際には、ビット数が高いほど原
画像に近い状態でデータを圧縮することができるが、圧
縮率をそれほど向上させることができない。また、ビッ
ト数を低くすれば圧縮率を向上させることができるが、
圧縮データを復元した際の誤差が大きく、原画像と比較
してノイズが多いものとなる。
【0051】したがって、本発明においては、ノイズ成
分を多く担持する高周波数帯域の画像データにはビット
数を少なく、主要被写体の情報を担持する低周波数帯域
の画像データにはビット数を多く割り当てるとともに各
ウェーブレット変換係数信号WVi ,VWi ,WWi
それぞれについて全体に同一のビット数ではなく、重要
な部分ほどビット数を高くして画質を維持し、重要でな
い部分は画質はそれほど問題とならないことからビット
数を低くして圧縮率を向上させ、全体として画像の主要
部分の画質を維持しつつ、圧縮率を向上させることが好
ましい。
【0052】このようにして各ウェーブレット変換係数
信号の量子化を行った後、量子化されたデータに対して
符号化がなされる。
【0053】図5は本発明の実施の形態によるデータ符
号化方法の詳細を表す図、図6は本実施の形態により符
号化されるデータを模式的に表す図である。なお、図5
においては、量子化されたウェーブレット変換係数信号
WVi ,VWi ,WWi を一律に量子化データSとして
表すものとし、図6においては便宜上4×4画素のデー
タを用いるものとする。図5に示すように、まず量子化
データSをデータ値が0または0以外かを示す2値化デ
ータS1と、データ値が0以外のデータに関する符号お
よび強度からなる符号強度データS2とに分離する。す
なわち、図6に示すような量子化データSを2値化デー
タS1と符号強度データS2とに分離する。図6に示す
ように、2値化データS1は0,1の値からなる1画素
当たり1ビットのデータである。
【0054】次いで、この2値化データS1に対して2
値化データS1の4画素分の情報を1画素に変換する。
すなわち、図6に示すように2値化データS1を2×2
(=4)画素からなる4つの領域A,B,C,Dに分割
し、それぞれの領域の4つの画素を1つの画素に変換す
る。ここで、2値化データS1は1画素当たり1ビット
の情報を有するものであるため、4つの画素の2値化デ
ータS1を1画素で表すとすると、1画素当たり16ビ
ットのデータとなる。
【0055】そしてこの変換された2値化データS1を
ハフマン符号化により符号化すると、最も短いケースに
おいては4画素を1ビットで表すことができることとな
る。この場合、平均符号長は0.25ビット(1ビット
/4画素)で表すことができる。
【0056】一方、符号強度データS2は何ら処理を施
すことなく、ハフマン符号化により符号化がなされる。
【0057】このように、データを2値化データS1と
符号強度データS2とに分離し、2値化データS1に対
して上述したような処理を施した後に、ハフマン符号化
することにより、平均符号長が小さくなって、ハフマン
符号化の限界である1画素1ビットをそれ以下にまで落
とすことが可能となり、これにより1画素あたりの情報
量が1ビット以下となるような場合であっても、符号化
効率を下げることなく効率よく符号化を行うことが可能
となる。また、上記実施の形態においては、近接した4
画素を1画素として扱っているため、符号化効率を挙げ
るのみではなく、情報量を減少させることができるた
め、エントロピーを向上させることができ、これにより
さらにデータ量を低減することができる。このようにデ
ータ量を減少させることにより、データを記録媒体に保
存する際のファイルの数を増やすことができ、データ保
存コストを低減することができる。またデータ量が少な
いため、データを転送する場合の転送時間を短縮するこ
とができる。
【0058】なお、上記実施の形態においては、図7に
示すように、変換された2値化データS1を、さらに、
データ値が0または0以外かを示す2値化データと、デ
ータ値が0以外のデータに関する符号および強度からな
る符号強度データとに分離し、新たに得られた2値化デ
ータS1′に対して4画素分の情報を1画素に変換する
処理を複数回繰り返すようにしてもよい。このように、
2値化データ対する処理を繰り返すことにより、さらに
平均符号長を短くすることができ、符号化効率を一層向
上させることができる。例えば、2値化データに対する
処理を2回繰り返すと、2値化データS1′を変換して
ハフマン符号化することにより得られるデータは平均符
号長を最小0.0625ビット(1/16)まで減少さ
せることができる。また、このときS1,S1′の符号
化の際にハフマン符号化でなく単純符号(4bit)を
用いることにより、より簡略な構成で実現することが可
能である。
【0059】このように符号化がなされて圧縮された原
画像データSorg は例えば光ディスク等の記録媒体に格
納され、保存、移送等がなされる。
【0060】次に圧縮されたデータを再構成する方法に
ついて説明する。
【0061】まず、圧縮された原画像データに対し、前
記符号化に対する復号化を行うことにより、前述した各
ウェーブレット変換係数信号WVi ,VWi ,WWi
得る。
【0062】次いで、復号化がなされることにより得ら
れたウェーブレット変換係数信号WVi ,VWi ,WW
i について逆ウェーブレット変換を施す。
【0063】図8は、逆ウェーブレット変換の詳細を表
す図である。
【0064】図8に示すように、まず各ウェーブレット
変換係数信号VVN ,VWN ,WVN ,WWN について
副走査方向に並ぶ画素間に1画素分の間隔をあける処理
を行う(図では×2と表示)。次いでこの間隔があけら
れたウェーブレット変換係数信号VVN を副走査方向に
前述した関数hとは異なる関数h′により、ウェーブレ
ット変換係数信号VWN を副走査方向に前述した関数g
とは異なる関数g′によりフィルタリング処理を行う。
すなわち、関数g′,h′によるウェーブレット変換係
数信号VVN ,VWN の副走査方向に並ぶ一列の画素毎
のフィルタリング処理を主走査方向に1画素ずつズラし
ながら行い、ウェーブレット変換係数信号VVN ,VW
N の逆ウェーブレット変換係数信号を得、これを2倍し
て加算することにより逆ウェーブレット変換係数信号W
hN′を得る。
【0065】このようにウェーブレット変換を行う関数
と逆ウェーブレット変換を行う関数とを異なるものとし
ているのは、以下のような理由からである。ウェーブレ
ット変換と逆ウェーブレット変換で同一の関数となる、
すなわち、直交する関数を設計することは難しく、直交
性、連続性、関数の短さ、対称性のいずれかの条件を緩
める必要がある。そこで、直交性の条件を緩めることに
より他の条件を満たす関数を選択したものである。
【0066】以上より、本実施の形態ではウェーブレッ
ト変換を行う関数h,gと逆ウェーブレット変換を行う
関数h′,g′とを双直交の異なるものとしている。し
たがって、ウェーブレット変換係数信号VVi ,V
i ,WVi ,WWi を関数h′,g′で逆ウェーブレ
ット変換することにより、原画像データを完全に復元で
きることとなる。
【0067】一方、これと並列して、ウェーブレット変
換係数信号WVN を副走査方向に関数h′により、ウェ
ーブレット変換係数信号WWN を副走査方向に関数g′
によりフィルタリング処理を行い、ウェーブレット変換
係数信号WVN ,WWN の逆ウェーブレット変換係数信
号を得、これを2倍して加算することにより逆ウェーブ
レット変換係数信号WgN′を得る。
【0068】次いで、逆ウェーブレット変換係数信号W
hN′,WgN′について主走査方向に並ぶ画素間に1画素
分の間隔をあける処理を行う。その後逆ウェーブレット
変換係数信号WhN′を主走査方向に関数h′により、逆
ウェーブレット変換係数信号WgN′を主走査方向に関数
g′によりフィルタリング処理し、ウェーブレット変換
係数信号WhN′,WgN′の逆ウェーブレット変換係数信
号を得、これを2倍して加算することにより逆ウェーブ
レット変換係数信号VVN-1 ′を得る。
【0069】次いでこの逆ウェーブレット変換係数信号
VVN-1 ′、ウェーブレット変換係数信号VWN-1 ,W
N-1 ,WWN-1 について副走査方向に並ぶ画素間に1
画素分の間隔をあける処理を行う。その後この逆ウェー
ブレット変換係数信号VVN- 1 ′を副走査方向に前述し
た関数h′により、ウェーブレット変換係数信号VW
N-1 を副走査方向に前述した関数g′によりフィルタリ
ング処理を行う。すなわち、関数g′,h′によるウェ
ーブレット変換係数信号VVN-1 ′,VWN-1 の副走査
方向に並ぶ一列の画素毎のフィルタリング処理を主走査
方向に1画素ずつズラしながら行い、ウェーブレット変
換係数信号VVN-1 ′,VWN-1 の逆ウェーブレット変
換係数信号を得、これを2倍して加算することにより逆
ウェーブレット変換係数信号WhN-1′を得る。
【0070】一方、これと並列して、ウェーブレット変
換係数信号WVN-1 を副走査方向に関数h′により、ウ
ェーブレット変換係数信号WWN-1 を副走査方向に関数
g′によりフィルタリング処理を行い、ウェーブレット
変換係数信号WVN-1 ,WWN-1 の逆ウェーブレット変
換係数信号を得、これを2倍して加算することにより逆
ウェーブレット変換係数信号WgN-1′を得る。
【0071】次いで、逆ウェーブレット変換係数信号W
hN-1′,WgN-1′について主走査方向に並ぶ画素間に1
画素分の間隔をあける処理を行う。その後逆ウェーブレ
ット変換係数信号WhN-1′を主走査方向に関数h′によ
り、逆ウェーブレット変換係数信号WgN-1′を主走査方
向に関数g′によりフィルタリング処理し、ウェーブレ
ット変換係数信号WhN-1′,WgN-1′の逆ウェーブレッ
ト変換係数信号を得、これを2倍して加算することによ
り逆ウェーブレット変換係数信号VVN-2 ′を得る。
【0072】以下、順次逆ウェーブレット変換係数信号
VVi ′(i=−1〜N)を作成し、最終的に逆ウェー
ブレット変換係数信号VV-1′を得る。この最終的な逆
ウェーブレット変換係数信号VV-1′が原画像データS
org を表す画像データとなる。
【0073】このようにして得られたウェーブレット変
換係数信号VV-1′は図示しない画像再生装置に送られ
て、放射線画像の再生に供せられる。
【0074】この再生装置は、CRT等のディスプレイ
手段でもよいし、感光フイルムに光走査記録を行う記録
装置であってもよい。
【0075】なお、上記実施の形態においてはウェーブ
レット変換により、画像を多重解像度画像に変換するよ
うにしているが、これに限定されるものではなく、上述
したラプラシアンピラミッドの手法やフーリエ変換によ
り画像を多重解像度に変換するようにしてもよいもので
ある。さらに、多重解像度に変換されたデータに対して
符号化するもののみではなく、通常の画像データ等のデ
ータを符号化するものに対しても適用することができる
ものである。
【0076】また、上述した実施の形態においては、ウ
ェーブレット変換を行うための関数h,h′として表1
に示すものを用いたが、これに限定されるものではなく
以下に示す表2、表3に示すものを用いてもよい。
【0077】
【表2】
【0078】
【表3】
【0079】さらに、これ以外にもウェーブレット変換
を行うことのできる関数であれば、いかなる関数を用い
てもよく、例えば双直交ではなく対称ではないが直交す
るものを用いてもよい。
【0080】また、表1,2および3に示すようにn=
0の軸に関して左右対称な関数のみではなく、n=0の
軸に関して左右非対称な関数を用いてウェーブレット変
換を行うようにしてもよいものである。このように左右
非対称な関数を用いてウェーブレット変換を行った場合
は、ウェーブレット変換を行った関数をn=0の軸に関
して左右を反転させた関数を用いて逆ウェーブレット変
換を行うものである。すなわち、左右非対称な関数g,
hについて、逆ウェーブレット変換を行う関数g′,
h′は、 g[n]=g′[−n] h[n]=h′[−n] …(3) 但し、[−n]は左右反転を表す。
【0081】となる。
【0082】また、上述した実施の形態においては、放
射線画像を表す原画像データを圧縮処理する実施の形態
について説明したが、本発明による画像の圧縮処理方法
は、通常の画像についても適用できるものである。
【0083】例えば、主要被写体として人物等が記録さ
れた35mmネガフイルムの画像を圧縮する実施の形態につ
いて説明すると、まずこのネガフイルムをデジタルスキ
ャナーで読み取り、この画像を表す画像データを得、こ
の画像データに前述したような関数g,hによりフィル
タリング処理することによりウェーブレット変換を行
う。次いでウェーブレット変換を行うことにより得られ
たウェーブレット変換係数信号に対して量子化を行い、
次いで本発明によるデータ符号化を行うことにより画像
データを圧縮する。
【0084】また、この圧縮された画像データを前述し
た実施の形態と同様に復号化し、さらに逆ウェーブレッ
ト変換を施すことにより、原画像データを再構成するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるデータ符号化方法を適用した画像
データ圧縮処理方法の基本的概念を表す図
【図2】本発明に用いられる画像データの読み取り方式
を表す図
【図3】ウェーブレット変換の詳細を表す図
【図4】ウェーブレット変換係数信号を表す図
【図5】本発明によるデータ符号化方法の基本的概念を
表す図
【図6】本発明によるデータ符号化方法により処理され
るデータを模式的に表す図
【図7】本発明による他のデータ符号化方法の基本的概
念を表す図
【図8】逆ウェーブレット変換の詳細を表す図
【図9】ウェーブレット変換に用いられる基本ウェーブ
レット関数を表す図
【図10】ウェーブレット変換を説明するための図
【図11】フーリエ変換を説明するための図
【符号の説明】
10 蓄積性蛍光体シート h,h′,g,g′ ウェーブレット変換を行うため
の関数 VVi ,VWi ,WVi ,WWi (i=1〜n)ウェー
ブレット変換係数信号 S1 2値化データ S2 符号強度データ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データを符号化するデータ符号化方法に
    おいて、 前記データを量子化して量子化データを得、 該量子化データを、該量子化データのデータ値が0また
    は0以外かを示す2値化データと、該データ値が0以外
    のデータに関する符号および強度からなる符号強度デー
    タとに分離し、 前記2値化データのN画素分の情報を、Nビット1画素
    のデータに変換し、 該変換された2値化データおよび前記符号強度データと
    を符号化することを特徴とするデータ符号化方法。
  2. 【請求項2】 前記変換された2値化データに対して、
    前記分離、前記変換および前記符号化を施す処理を複数
    回繰り返し行うことを特徴とする請求項1記載のデータ
    符号化方法。
JP1451196A 1996-01-30 1996-01-30 データ符号化方法 Withdrawn JPH09214953A (ja)

Priority Applications (2)

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JP1451196A JPH09214953A (ja) 1996-01-30 1996-01-30 データ符号化方法
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