JPH114449A - 画像圧縮装置および量子化テーブル作成装置 - Google Patents
画像圧縮装置および量子化テーブル作成装置Info
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- JPH114449A JPH114449A JP9172917A JP17291797A JPH114449A JP H114449 A JPH114449 A JP H114449A JP 9172917 A JP9172917 A JP 9172917A JP 17291797 A JP17291797 A JP 17291797A JP H114449 A JPH114449 A JP H114449A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 量子化誤差を予測し、量子化および逆量子化
による画像劣化が少なくなるように画像を圧縮する。 【解決手段】 ＤＣＴ処理回路１２は、ｍ×ｎブロック
数の画像データ、即ち輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ、Ｃｒ
にＤＣＴを施し、ＤＣＴ変換係数に変換する。量子化テ
ーブル作成装置２５は、量子化誤差予測部２２と、量子
化テーブル作成部２４とを備える。量子化誤差予測部２
２はＤＣＴ変換係数を一時的に記憶し、量子化誤差予測
を行なう。量子化誤差予測部２２による量子化誤差予測
結果に基づいて、量子化テーブル算出部２４は量子化テ
ーブルＱｙａ、Ｑｃａを作成し、メモリ２６へ出力す
る。量子化処理回路１４は、メモリ２６から量子化テー
ブルＱｙａ、Ｑｃａを読み出し、この量子化テーブルＱ
ｙａ、Ｑｃａを用いて量子化を行う。
による画像劣化が少なくなるように画像を圧縮する。 【解決手段】 ＤＣＴ処理回路１２は、ｍ×ｎブロック
数の画像データ、即ち輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ、Ｃｒ
にＤＣＴを施し、ＤＣＴ変換係数に変換する。量子化テ
ーブル作成装置２５は、量子化誤差予測部２２と、量子
化テーブル作成部２４とを備える。量子化誤差予測部２
２はＤＣＴ変換係数を一時的に記憶し、量子化誤差予測
を行なう。量子化誤差予測部２２による量子化誤差予測
結果に基づいて、量子化テーブル算出部２４は量子化テ
ーブルＱｙａ、Ｑｃａを作成し、メモリ２６へ出力す
る。量子化処理回路１４は、メモリ２６から量子化テー
ブルＱｙａ、Ｑｃａを読み出し、この量子化テーブルＱ
ｙａ、Ｑｃａを用いて量子化を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー静止画像を
ＪＰＥＧアルゴリズムに準拠して情報圧縮する画像圧縮
装置に関する。
ＪＰＥＧアルゴリズムに準拠して情報圧縮する画像圧縮
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高解像度画像を符号化（圧縮）して、情
報の授受を通信伝送路を介して行なう標準化アルゴリズ
ムがＪＰＥＧ（Joint Photographic Expert Group ）か
ら勧告されている。このＪＰＥＧアルゴリズムのプロセ
スでは、原画像データを２次元離散コサイン変換（以
下、２次元ＤＣＴという）によって空間周波数軸上の成
分に分解し、この空間周波数軸上で表された各データを
量子化し、量子化した各データを符号化することによ
り、大幅な情報圧縮を行なっている。また、圧縮された
画像データを復号化、逆量子化することにより伸張して
いる。
報の授受を通信伝送路を介して行なう標準化アルゴリズ
ムがＪＰＥＧ（Joint Photographic Expert Group ）か
ら勧告されている。このＪＰＥＧアルゴリズムのプロセ
スでは、原画像データを２次元離散コサイン変換（以
下、２次元ＤＣＴという）によって空間周波数軸上の成
分に分解し、この空間周波数軸上で表された各データを
量子化し、量子化した各データを符号化することによ
り、大幅な情報圧縮を行なっている。また、圧縮された
画像データを復号化、逆量子化することにより伸張して
いる。
【０００３】ＪＰＥＧでは、量子化あるいは逆量子化の
ために、所定の量子化テーブルを推奨している。このＤ
ＣＴと量子化による画像圧縮は、広範な被写体において
効率の良い画像圧縮であるが、原画像データと伸張され
た再生画像データとの間に誤差を伴う非可逆方式であ
る。
ために、所定の量子化テーブルを推奨している。このＤ
ＣＴと量子化による画像圧縮は、広範な被写体において
効率の良い画像圧縮であるが、原画像データと伸張され
た再生画像データとの間に誤差を伴う非可逆方式であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】画像圧縮の量子化ある
いは逆量子化において、被写体の多様性にも関わらず、
単一の量子化テーブルを使用するため、被写体によって
は再生画像データの劣化が大きくなることが問題であ
る。
いは逆量子化において、被写体の多様性にも関わらず、
単一の量子化テーブルを使用するため、被写体によって
は再生画像データの劣化が大きくなることが問題であ
る。
【０００５】本発明は、この様な問題点に鑑み、量子化
誤差を予測し、量子化と逆量子化による画像劣化が少な
い画像圧縮を容易にする画像圧縮装置を提供することが
目的である。
誤差を予測し、量子化と逆量子化による画像劣化が少な
い画像圧縮を容易にする画像圧縮装置を提供することが
目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による画像圧縮装
置は、撮影光学系から得られた複数枚の原画像データに
対応した直交変換係数を量子化テーブルを用いて量子化
し、量子化直交変換係数を求める量子化手段と、量子化
直交変換係数を量子化テーブルを用いて逆量子化して求
められる逆量子化直交変換係数と、直交変換係数との誤
差を、直交変換係数に基づいて予測する量子化誤差予測
手段と、量子化誤差予測手段から得られた予測誤差値に
基づいて量子化テーブルを作成する量子化テーブル作成
手段とを備えることを特徴としている。
置は、撮影光学系から得られた複数枚の原画像データに
対応した直交変換係数を量子化テーブルを用いて量子化
し、量子化直交変換係数を求める量子化手段と、量子化
直交変換係数を量子化テーブルを用いて逆量子化して求
められる逆量子化直交変換係数と、直交変換係数との誤
差を、直交変換係数に基づいて予測する量子化誤差予測
手段と、量子化誤差予測手段から得られた予測誤差値に
基づいて量子化テーブルを作成する量子化テーブル作成
手段とを備えることを特徴としている。
【０００７】画像圧縮装置において、好ましくは、予測
誤差値が直交変換係数に対応してそれぞれ求められ、対
応する各直交変換係数と各逆量子化直交変換係数とが取
り得る係数値誤差の二乗平均の平方根（ｒｍｓ値）で表
わされる。
誤差値が直交変換係数に対応してそれぞれ求められ、対
応する各直交変換係数と各逆量子化直交変換係数とが取
り得る係数値誤差の二乗平均の平方根（ｒｍｓ値）で表
わされる。
【０００８】画像圧縮装置において、好ましくは、量子
化テーブル作成手段によって作成される量子化テーブル
が直交変換係数に対応する量子化係数から成り、各量子
化係数が、対応するｒｍｓ値によって各量子化係数の初
期値が補正されることにより求められる。
化テーブル作成手段によって作成される量子化テーブル
が直交変換係数に対応する量子化係数から成り、各量子
化係数が、対応するｒｍｓ値によって各量子化係数の初
期値が補正されることにより求められる。
【０００９】画像圧縮装置において、好ましくは、量子
化誤差予測手段が、直交変換係数の直流成分に対応する
ｒｍｓ値から予測誤差合計値を求め、直流成分の予測誤
差合計値に基づいて、交流成分に対応したｒｍｓ値をそ
れぞれ求める。
化誤差予測手段が、直交変換係数の直流成分に対応する
ｒｍｓ値から予測誤差合計値を求め、直流成分の予測誤
差合計値に基づいて、交流成分に対応したｒｍｓ値をそ
れぞれ求める。
【００１０】画像圧縮装置において、好ましくは、直流
成分において、予測誤差合計値が、量子化係数の初期値
から予測される係数値誤差のｒｍｓ値と、絶対値が２よ
りも大きい直交変換係数の数との乗算により求められ
る。さらに好ましくは、交流成分に対応する係数値誤差
のｒｍｓ値が、予測誤差合計値を、絶対値が２よりも大
きい各空間周波数成分における直交変換係数の数で除算
することにより求められ、算出されたｒｍｓ値によっ
て、各交流成分に対応する各量子化係数初期値が補正さ
れることにより、各量子化係数がそれぞれ求められる。
成分において、予測誤差合計値が、量子化係数の初期値
から予測される係数値誤差のｒｍｓ値と、絶対値が２よ
りも大きい直交変換係数の数との乗算により求められ
る。さらに好ましくは、交流成分に対応する係数値誤差
のｒｍｓ値が、予測誤差合計値を、絶対値が２よりも大
きい各空間周波数成分における直交変換係数の数で除算
することにより求められ、算出されたｒｍｓ値によっ
て、各交流成分に対応する各量子化係数初期値が補正さ
れることにより、各量子化係数がそれぞれ求められる。
【００１１】また、本発明による量子化テーブル作成装
置は、撮影光学系から得られた複数枚の原画像データに
対応した直交変換係数と、この直交変換係数に量子化テ
ーブルを用いて量子化と逆量子化とを施すことにより求
められる逆量子化直交変換係数との誤差を、直交変換係
数に基づいて予測する量子化誤差予測手段と、量子化誤
差予測手段から得られた予測誤差値に基づいて、量子化
テールを作成する量子化テーブル作成手段とを備えるこ
とを特徴としている。
置は、撮影光学系から得られた複数枚の原画像データに
対応した直交変換係数と、この直交変換係数に量子化テ
ーブルを用いて量子化と逆量子化とを施すことにより求
められる逆量子化直交変換係数との誤差を、直交変換係
数に基づいて予測する量子化誤差予測手段と、量子化誤
差予測手段から得られた予測誤差値に基づいて、量子化
テールを作成する量子化テーブル作成手段とを備えるこ
とを特徴としている。
【００１２】量子化テーブル作成装置において、好まし
くは、予測誤差値が直交変換係数に対応してそれぞれ求
められ、対応する各直交変換係数と各逆量子化直交変換
係数とが取り得る係数値誤差の二乗平均の平方根（ｒｍ
ｓ値）で表わされる。
くは、予測誤差値が直交変換係数に対応してそれぞれ求
められ、対応する各直交変換係数と各逆量子化直交変換
係数とが取り得る係数値誤差の二乗平均の平方根（ｒｍ
ｓ値）で表わされる。
【００１３】量子化テーブル作成装置において、好まし
くは、量子化テーブル作成手段によって作成される量子
化テーブルが直交変換係数に対応する量子化係数から成
り、各量子化係数が対応するｒｍｓ値によって各量子化
係数の初期値が補正されることにより求められる。
くは、量子化テーブル作成手段によって作成される量子
化テーブルが直交変換係数に対応する量子化係数から成
り、各量子化係数が対応するｒｍｓ値によって各量子化
係数の初期値が補正されることにより求められる。
【００１４】量子化テーブル作成装置において、好まし
くは、量子化誤差予測手段が、直交変換係数の直流成分
に対応するｒｍｓ値から予測誤差合計値を求め、直流成
分の予測誤差合計値に基づいて、交流成分に対応したｒ
ｍｓ値をそれぞれ求める。
くは、量子化誤差予測手段が、直交変換係数の直流成分
に対応するｒｍｓ値から予測誤差合計値を求め、直流成
分の予測誤差合計値に基づいて、交流成分に対応したｒ
ｍｓ値をそれぞれ求める。
【００１５】量子化テーブル作成装置において、好まし
くは、直流成分において、予測誤差合計値が、量子化係
数初期値から予測される係数値誤差のｒｍｓ値と、絶対
値が２よりも大きい直交変換係数の数との乗算により求
められる。さらに好ましくは、交流成分に対応する係数
値誤差のｒｍｓ値が、予測誤差合計値を、絶対値が２よ
りも大きい各空間周波数成分における直交変換係数の数
で除算することにより求められ、算出されたｒｍｓ値に
よって、各交流成分に対応する各量子化係数初期値が補
正されることにより、各量子化係数がそれぞれ求められ
る。
くは、直流成分において、予測誤差合計値が、量子化係
数初期値から予測される係数値誤差のｒｍｓ値と、絶対
値が２よりも大きい直交変換係数の数との乗算により求
められる。さらに好ましくは、交流成分に対応する係数
値誤差のｒｍｓ値が、予測誤差合計値を、絶対値が２よ
りも大きい各空間周波数成分における直交変換係数の数
で除算することにより求められ、算出されたｒｍｓ値に
よって、各交流成分に対応する各量子化係数初期値が補
正されることにより、各量子化係数がそれぞれ求められ
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明による画像圧縮装置
の実施形態について添付図面を参照して説明する。
の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１７】図１には実施形態である画像圧縮装置の概
略構成が示される。被写体Ｓの撮影光学系１１を介して
得られる被写体像（静止画）は、色分解光学系１３によ
ってレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）およびブルー（Ｂ）
の画像に分解され、例えばＣＣＤから成る３枚の撮像素
子１５上に結像される。即ち、各撮像素子にはそれぞれ
Ｒ、Ｇ、Ｂの画像が形成される。これらＲ、Ｇ、Ｂの画
像信号は信号処理回路１７において所定の処理を施さ
れ、輝度データＹ、色差データＣｂ、Ｃｒに変換され
て、画像メモリ１９に入力される。画像メモリ１９は輝
度データＹおよび色差データＣｂ、Ｃｒをそれぞれ格納
するために、相互に独立したメモリ領域に分割されてお
り、各メモリ領域は１画像分の記憶容量を有している。
輝度データＹ、色差データＣｂ、Ｃｒは、画像圧縮装置
１０に対する入力データ（原画像データ）である。
略構成が示される。被写体Ｓの撮影光学系１１を介して
得られる被写体像（静止画）は、色分解光学系１３によ
ってレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）およびブルー（Ｂ）
の画像に分解され、例えばＣＣＤから成る３枚の撮像素
子１５上に結像される。即ち、各撮像素子にはそれぞれ
Ｒ、Ｇ、Ｂの画像が形成される。これらＲ、Ｇ、Ｂの画
像信号は信号処理回路１７において所定の処理を施さ
れ、輝度データＹ、色差データＣｂ、Ｃｒに変換され
て、画像メモリ１９に入力される。画像メモリ１９は輝
度データＹおよび色差データＣｂ、Ｃｒをそれぞれ格納
するために、相互に独立したメモリ領域に分割されてお
り、各メモリ領域は１画像分の記憶容量を有している。
輝度データＹ、色差データＣｂ、Ｃｒは、画像圧縮装置
１０に対する入力データ（原画像データ）である。
【００１８】輝度データＹ、あるいは色差データＣｂ、
Ｃｒは、ＤＣＴ処理回路１２において２次元ＤＣＴを施
され、空間周波数毎にＤＣＴ係数に変換される。輝度デ
ータＹのＤＣＴ係数は量子化処理回路１４において、量
子化テーブルＱｙを用いて量子化され、量子化ＤＣＴ係
数に変換される。同様に、色差データＣｂ、ＣｒのＤＣ
Ｔ係数は量子化処理回路１４において、量子化テーブル
Ｑｃを用いて量子化され、量子化ＤＣＴ係数に変換され
る。輝度データＹ、あるいは色差データＣｂ、Ｃｒの量
子化ＤＣＴ係数は符号化処理回路１６において、ＪＰＥ
Ｇアルゴリズムに従って符号化（圧縮）され、圧縮画像
データとして記録媒体Ｍの圧縮画像データ記録領域Ｍ１
に記録される。量子化処理回路１４において用いられた
量子化テーブルＱｙ、Ｑｃは、記録媒体Ｍのテーブル記
録領域Ｍ２に記録される。
Ｃｒは、ＤＣＴ処理回路１２において２次元ＤＣＴを施
され、空間周波数毎にＤＣＴ係数に変換される。輝度デ
ータＹのＤＣＴ係数は量子化処理回路１４において、量
子化テーブルＱｙを用いて量子化され、量子化ＤＣＴ係
数に変換される。同様に、色差データＣｂ、ＣｒのＤＣ
Ｔ係数は量子化処理回路１４において、量子化テーブル
Ｑｃを用いて量子化され、量子化ＤＣＴ係数に変換され
る。輝度データＹ、あるいは色差データＣｂ、Ｃｒの量
子化ＤＣＴ係数は符号化処理回路１６において、ＪＰＥ
Ｇアルゴリズムに従って符号化（圧縮）され、圧縮画像
データとして記録媒体Ｍの圧縮画像データ記録領域Ｍ１
に記録される。量子化処理回路１４において用いられた
量子化テーブルＱｙ、Ｑｃは、記録媒体Ｍのテーブル記
録領域Ｍ２に記録される。
【００１９】図２は、ＪＰＥＧの推奨する従来の量子化
テーブルを示す。図２（ａ）は輝度値Ｙ用の量子化テー
ブルＱｙであり、図２（ｂ）は色差Ｃｂ、Ｃｒ用の量子
化テーブルＱｃである。
テーブルを示す。図２（ａ）は輝度値Ｙ用の量子化テー
ブルＱｙであり、図２（ｂ）は色差Ｃｂ、Ｃｒ用の量子
化テーブルＱｃである。
【００２０】図３を参照して、量子化と逆量子化につい
て説明する。図３には、一例として、８×８画素の原画
像データ、すなわち輝度データＹのＤＣＴ係数Ｆvuと、
量子化ＤＣＴ係数Ｒvuと、逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’vu、
および量子化テーブルＱｙが示される。添字ｖ，ｕは、
６４個のＤＣＴ係数を８×８のマトリクスの形式で表示
したときの縦および横方向の位置をそれぞれ示し、添字
ｖは上から０，１，２，．．．７であり、添字ｕは左か
ら０，１，２，．．．７である。
て説明する。図３には、一例として、８×８画素の原画
像データ、すなわち輝度データＹのＤＣＴ係数Ｆvuと、
量子化ＤＣＴ係数Ｒvuと、逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’vu、
および量子化テーブルＱｙが示される。添字ｖ，ｕは、
６４個のＤＣＴ係数を８×８のマトリクスの形式で表示
したときの縦および横方向の位置をそれぞれ示し、添字
ｖは上から０，１，２，．．．７であり、添字ｕは左か
ら０，１，２，．．．７である。
【００２１】原画像データは、ＤＣＴ処理回路１２にお
ける２次元ＤＣＴによって、８×８＝６４個のＤＣＴ係
数Ｆvuに変換される。２次元ＤＣＴは公知であるため、
ここでは詳述しない。
ける２次元ＤＣＴによって、８×８＝６４個のＤＣＴ係
数Ｆvuに変換される。２次元ＤＣＴは公知であるため、
ここでは詳述しない。
【００２２】６４個のＤＣＴ係数のうち、位置（０，
０）にあるＤＣＴ係数Ｆ00はＤＣ（直流）成分であり、
残り６３個のＤＣＴ係数ＦvuはＡＣ（交流）成分であ
る。ＡＣ成分は、係数Ｆ01もしくは係数Ｆ10から係数Ｆ
77に向かって、より高い空間周波数成分が８×８画素ブ
ロックの原画像データ中にどのくらいあるかを示してい
る。ＤＣ成分は８×８画素のブロック全体の画素値の平
均値（直流成分）を表している。すなわち、各ＤＣＴ係
数Ｆvuはそれぞれ所定の空間周波数に対応している。
０）にあるＤＣＴ係数Ｆ00はＤＣ（直流）成分であり、
残り６３個のＤＣＴ係数ＦvuはＡＣ（交流）成分であ
る。ＡＣ成分は、係数Ｆ01もしくは係数Ｆ10から係数Ｆ
77に向かって、より高い空間周波数成分が８×８画素ブ
ロックの原画像データ中にどのくらいあるかを示してい
る。ＤＣ成分は８×８画素のブロック全体の画素値の平
均値（直流成分）を表している。すなわち、各ＤＣＴ係
数Ｆvuはそれぞれ所定の空間周波数に対応している。
【００２３】量子化テーブルＱvuを用いてＤＣＴ係数Ｆ
vuを量子化する式は（１）式により定義される。この式
におけるround は、最も近い整数への近似を意味する。
すなわち、ＤＣＴ係数Ｆvuおよび量子化テーブルＱvuの
各要素同士の割算と、四捨五入とによって、量子化ＤＣ
Ｔ係数Ｒvuが求められる。
vuを量子化する式は（１）式により定義される。この式
におけるround は、最も近い整数への近似を意味する。
すなわち、ＤＣＴ係数Ｆvuおよび量子化テーブルＱvuの
各要素同士の割算と、四捨五入とによって、量子化ＤＣ
Ｔ係数Ｒvuが求められる。
【００２４】 Ｒvu＝round （Ｆvu／Ｑvu） ・・・（１） ｛０≦u,v ≦７｝
【００２５】このように、量子化処理回路１４において
求められた量子化ＤＣＴ係数Ｒvuは、例えばＪＰＥＧに
準拠したハフマン符号化を用いて、符号化処理回路１６
においてＤＣ成分、ＡＣ成分毎に符号化され、記録媒体
Ｍに記録される。ハフマン符号化については、従来公知
のため詳細な説明は省略する。
求められた量子化ＤＣＴ係数Ｒvuは、例えばＪＰＥＧに
準拠したハフマン符号化を用いて、符号化処理回路１６
においてＤＣ成分、ＡＣ成分毎に符号化され、記録媒体
Ｍに記録される。ハフマン符号化については、従来公知
のため詳細な説明は省略する。
【００２６】符号化された圧縮画像信号を伸張して、画
面に表示するためには、復号化、逆量子化、２次元ＤＣ
Ｔの逆変換（以下、２次元ＩＤＣＴという）の処理が必
要である。この復号化は、ハフマン符号化とは逆の作用
であり、従来公知であるため詳述しない。復号化によっ
て得られた量子化ＤＣＴ係数は、量子化に用いた量子化
テーブルＱｙ、Ｑｃを用いてそれぞれ逆量子化され、逆
量子化ＤＣＴ係数に変換される。これらの逆量子化ＤＣ
Ｔ係数は２次元ＤＣＴの逆変換（以下、２次元ＩＤＣＴ
という）を施され、それぞれ輝度データＹ’、色差デー
タＣｂ’、Ｃｒ’に変換される。２次元ＩＤＣＴについ
ても公知であるのでここでは詳述しない。
面に表示するためには、復号化、逆量子化、２次元ＤＣ
Ｔの逆変換（以下、２次元ＩＤＣＴという）の処理が必
要である。この復号化は、ハフマン符号化とは逆の作用
であり、従来公知であるため詳述しない。復号化によっ
て得られた量子化ＤＣＴ係数は、量子化に用いた量子化
テーブルＱｙ、Ｑｃを用いてそれぞれ逆量子化され、逆
量子化ＤＣＴ係数に変換される。これらの逆量子化ＤＣ
Ｔ係数は２次元ＤＣＴの逆変換（以下、２次元ＩＤＣＴ
という）を施され、それぞれ輝度データＹ’、色差デー
タＣｂ’、Ｃｒ’に変換される。２次元ＩＤＣＴについ
ても公知であるのでここでは詳述しない。
【００２７】例えば、図３に示すＤＣＴ係数Ｆ00（＝２
６１）を、量子化係数ｑ00（＝１６）を用いて（１）式
により求めると、量子化係数Ｒ00は１６になり、この量
子化係数Ｒ00（＝１６）にｑ00（＝１６）を掛け合わせ
ると、逆量子化係数Ｆ’00（=16 ×16=256）が求められ
る。なお、ＤＣＴ係数Ｆ00（＝２６１）と、逆量子化係
数Ｆ’00（＝２５６）との差分値ｉ00（256-261=-5）を
係数値誤差とする。このように量子化では除算の余りを
丸めるため、圧縮画像データの伸張（逆量子化) におい
て係数値誤差ｉを生じる。これが量子化誤差の原因であ
る。
６１）を、量子化係数ｑ00（＝１６）を用いて（１）式
により求めると、量子化係数Ｒ00は１６になり、この量
子化係数Ｒ00（＝１６）にｑ00（＝１６）を掛け合わせ
ると、逆量子化係数Ｆ’00（=16 ×16=256）が求められ
る。なお、ＤＣＴ係数Ｆ00（＝２６１）と、逆量子化係
数Ｆ’00（＝２５６）との差分値ｉ00（256-261=-5）を
係数値誤差とする。このように量子化では除算の余りを
丸めるため、圧縮画像データの伸張（逆量子化) におい
て係数値誤差ｉを生じる。これが量子化誤差の原因であ
る。
【００２８】図４は、ＤＣＴ係数Ｆvuと、量子化および
逆量子化した後の逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’vuとの各係数
毎の係数値誤差ｉvuを示す図である。本実施形態は、こ
のように量子化、あるいは逆量子化によって生じる係数
値誤差ｉvuを予測し、各量子化係数ｑvuを算出して量子
化テーブルＱｙ、Ｑｃを作成することにより、量子化誤
差を小さくする構成を備えている。
逆量子化した後の逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’vuとの各係数
毎の係数値誤差ｉvuを示す図である。本実施形態は、こ
のように量子化、あるいは逆量子化によって生じる係数
値誤差ｉvuを予測し、各量子化係数ｑvuを算出して量子
化テーブルＱｙ、Ｑｃを作成することにより、量子化誤
差を小さくする構成を備えている。
【００２９】図５は画像圧縮装置１０を詳細に示すブロ
ック図である。画像圧縮装置１０には、ＤＣＴ処理回路
１２、量子化処理回路１４、符号化処理回路と、さらに
量子化テーブル作成装置２５とメモリ２６とが設けられ
る。量子化テーブル作成装置２５には、量子化誤差予測
部２２と、量子化テーブル作成部２４とが設けられる。
例えば１枚当たりｍブロック数であるｎ枚の画像データ
が画像１から順に画像単位毎に入力されると、まず輝度
データＹと色差データＣｂ、Ｃｒに変換され、画像メモ
リ１９に１画像分が記録される。画像メモリ１９から読
み出された１枚分の画像データは、ＤＣＴ処理回路１２
においてＤＣＴが施され、ＤＣＴ係数に変換される。画
像単位で処理された画像データのＤＣＴ係数の統計量
は、量子化誤差予測部２２に一時的に全画像（ｎ枚）分
が記憶され、全ブロック（ｍ×ｎブロック数）のＤＣＴ
係数の統計量から量子化誤差予測が行なわれる。その
後、量子化誤差予測部２２による量子化誤差予測結果に
基づいて、量子化テーブル作成部２４において量子化テ
ーブルＱｙａ、Ｑｃａが算出され、メモリ２６に記録さ
れる。量子化処理回路１４はメモリ２６から量子化テー
ブルＱｙａ、Ｑｃａを読み取り、これらを量子化テーブ
ルＱｙ、Ｑｃとして用い、量子化を行う。
ック図である。画像圧縮装置１０には、ＤＣＴ処理回路
１２、量子化処理回路１４、符号化処理回路と、さらに
量子化テーブル作成装置２５とメモリ２６とが設けられ
る。量子化テーブル作成装置２５には、量子化誤差予測
部２２と、量子化テーブル作成部２４とが設けられる。
例えば１枚当たりｍブロック数であるｎ枚の画像データ
が画像１から順に画像単位毎に入力されると、まず輝度
データＹと色差データＣｂ、Ｃｒに変換され、画像メモ
リ１９に１画像分が記録される。画像メモリ１９から読
み出された１枚分の画像データは、ＤＣＴ処理回路１２
においてＤＣＴが施され、ＤＣＴ係数に変換される。画
像単位で処理された画像データのＤＣＴ係数の統計量
は、量子化誤差予測部２２に一時的に全画像（ｎ枚）分
が記憶され、全ブロック（ｍ×ｎブロック数）のＤＣＴ
係数の統計量から量子化誤差予測が行なわれる。その
後、量子化誤差予測部２２による量子化誤差予測結果に
基づいて、量子化テーブル作成部２４において量子化テ
ーブルＱｙａ、Ｑｃａが算出され、メモリ２６に記録さ
れる。量子化処理回路１４はメモリ２６から量子化テー
ブルＱｙａ、Ｑｃａを読み取り、これらを量子化テーブ
ルＱｙ、Ｑｃとして用い、量子化を行う。
【００３０】量子化誤差予測部２２における量子化誤差
予測について詳述する。量子化テーブルＱｙにおける量
子化係数をｑvuとすると、ＤＣＴ係数Ｆvuと逆量子化Ｄ
ＣＴ係数Ｆ’vuとの係数値誤差ｉvuの範囲は、次の
（２）式により表される。
予測について詳述する。量子化テーブルＱｙにおける量
子化係数をｑvuとすると、ＤＣＴ係数Ｆvuと逆量子化Ｄ
ＣＴ係数Ｆ’vuとの係数値誤差ｉvuの範囲は、次の
（２）式により表される。
【００３１】 −ｑvu／２≦ｉvu≦ｑvu／２ ・・・（２）
【００３２】例えば量子化係数ｑvu＝６であれば、係数
値誤差ｉvuは−３、−２、−１、０、１、２、３の何れ
かに相当する。係数値誤差ｉvuの範囲は、量子化係数ｑ
vuが大きくなるにつれ拡大する。
値誤差ｉvuは−３、−２、−１、０、１、２、３の何れ
かに相当する。係数値誤差ｉvuの範囲は、量子化係数ｑ
vuが大きくなるにつれ拡大する。
【００３３】次にｍ×ｎブロックの係数値誤差ｉvuが、
（２）式に示した範囲内で平均的に分布すると予測し、
（３）式によって係数値誤差ｉvuの予測値ｒｍｓvuを求
める。なお（３）式において、ｉは係数値誤差ｉvu、ｑ
は量子化係数ｑvu、ｒｍｓは各空間周波数における係数
値誤差ｉvuの二乗平均値の平方根、即ちｒｍｓ値を示
す。例えばｑ＝６であれば、ｒｍｓ＝約１．７７９５で
ある。
（２）式に示した範囲内で平均的に分布すると予測し、
（３）式によって係数値誤差ｉvuの予測値ｒｍｓvuを求
める。なお（３）式において、ｉは係数値誤差ｉvu、ｑ
は量子化係数ｑvu、ｒｍｓは各空間周波数における係数
値誤差ｉvuの二乗平均値の平方根、即ちｒｍｓ値を示
す。例えばｑ＝６であれば、ｒｍｓ＝約１．７７９５で
ある。
【００３４】
【数１】
【００３５】図６に、量子化係数ｑとｒｍｓ値との対応
表を示す。本実施形態では、輝度データＹは８ビット
（２５６段階）で表され、量子化係数ｑは１から２５５
まで変化することとする。この表によく示されるよう
に、量子化係数ｑが大きくなると、係数値誤差ｉの範囲
も大きくなるため、ｒｍｓ値は拡大する。
表を示す。本実施形態では、輝度データＹは８ビット
（２５６段階）で表され、量子化係数ｑは１から２５５
まで変化することとする。この表によく示されるよう
に、量子化係数ｑが大きくなると、係数値誤差ｉの範囲
も大きくなるため、ｒｍｓ値は拡大する。
【００３６】本実施形態では、ｍ×ｎ個の全ブロックに
おいて所定の条件を満たす、例えば各空間周波数におけ
るＤＣＴ係数Ｆvuの絶対値が２より大きいＤＣＴ係数の
数を、標本数Ｅvuとする（０≦Ｅvu≦ｍ×ｎ）。本実施
形態ではＤＣＴ係数Ｆvuの絶対値が２より大きい場合、
量子化係数ｑvuの値が大きくなるにつれ係数値誤差ｉvu
が大きくなる、また標本数Ｅvuが多くなるにつれ、画像
全体の量子化誤差が拡大することに注目して、予測誤差
合計値Ｇvuを次の（４）式で表している。
おいて所定の条件を満たす、例えば各空間周波数におけ
るＤＣＴ係数Ｆvuの絶対値が２より大きいＤＣＴ係数の
数を、標本数Ｅvuとする（０≦Ｅvu≦ｍ×ｎ）。本実施
形態ではＤＣＴ係数Ｆvuの絶対値が２より大きい場合、
量子化係数ｑvuの値が大きくなるにつれ係数値誤差ｉvu
が大きくなる、また標本数Ｅvuが多くなるにつれ、画像
全体の量子化誤差が拡大することに注目して、予測誤差
合計値Ｇvuを次の（４）式で表している。
【００３７】 Ｇvu＝ｒｍｓvu×Ｅvu ・・・（４）
【００３８】予測誤差合計値Ｇvuが各空間周波数につい
て均一であれば、画像全体の量子化誤差は減少し、画像
伸張時において復元性の高い再生画像データが得られ
る。従って本実施形態では、空間周波数の低い方、特に
ＤＣ成分に画像情報が集中する性質を利用して、まずＤ
Ｃ成分であるＤＣＴ係数Ｆ00の予測誤差合計値Ｇ00が、
所定の量子化係数ｑ00から（３）式および（４）式によ
り求められる。他のＤＣＴ係数Ｆvu（ｖ，ｕ≠０）、即
ち６３個のＡＣ成分の予測誤差合計値Ｇvuは、ＤＣ成分
の予測誤差合計値Ｇ00と同じ値として、（５）式により
対応する予測誤差ｒｍｓ’vuが算出され、量子化テーブ
ル作成部２４に出力される。
て均一であれば、画像全体の量子化誤差は減少し、画像
伸張時において復元性の高い再生画像データが得られ
る。従って本実施形態では、空間周波数の低い方、特に
ＤＣ成分に画像情報が集中する性質を利用して、まずＤ
Ｃ成分であるＤＣＴ係数Ｆ00の予測誤差合計値Ｇ00が、
所定の量子化係数ｑ00から（３）式および（４）式によ
り求められる。他のＤＣＴ係数Ｆvu（ｖ，ｕ≠０）、即
ち６３個のＡＣ成分の予測誤差合計値Ｇvuは、ＤＣ成分
の予測誤差合計値Ｇ00と同じ値として、（５）式により
対応する予測誤差ｒｍｓ’vuが算出され、量子化テーブ
ル作成部２４に出力される。
【００３９】 ｒｍｓ’vu＝Ｇ00／Ｅvu ・・・（５） ただし ｕ，ｖ≠０
【００４０】次に、量子化テーブル作成部２４におけ
る、量子化テーブル作成処理を説明する。前述の量子化
誤差予測により得られた予測誤差ｒｍｓ’vuは、（６）
式に代入され、（６）式を満たすｑ’に最も近い整数で
ある予測量子化係数ｑ’vu（ｖ，ｕ≠０）が求められ
る。
る、量子化テーブル作成処理を説明する。前述の量子化
誤差予測により得られた予測誤差ｒｍｓ’vuは、（６）
式に代入され、（６）式を満たすｑ’に最も近い整数で
ある予測量子化係数ｑ’vu（ｖ，ｕ≠０）が求められ
る。
【００４１】
【数２】
【００４２】例えば、480 ×720 画素の画像を２枚処理
する場合、１枚の画像データ当たりのブロック数ｍは５
４００なので、総ブロック数ｍ×ｎは5400×2=10800 で
ある。このときのＤＣ成分に対応する量子化係数ｑ00を
６とし、ＤＣＴ係数Ｆ00の絶対値が２より大きい標本数
Ｅ00を１０７８８とすると、（３）式および（４）式に
より予測誤差合計値Ｇ00＝１．７７９５×１０７８８＝
１９１９７．２４６が求められる。ＡＣ成分、例えばＤ
ＣＴ係数Ｆ77の絶対値が２より大きい標本数Ｅ77を６３
０４とすると、（５）式により予測量子化係数ｒｍｓ’
77＝１９１９７．２４６÷６３０４＝約３．０４５２が
求められ、（６）式を満たす予測量子化係数ｑ’77＝１
１が求められる。
する場合、１枚の画像データ当たりのブロック数ｍは５
４００なので、総ブロック数ｍ×ｎは5400×2=10800 で
ある。このときのＤＣ成分に対応する量子化係数ｑ00を
６とし、ＤＣＴ係数Ｆ00の絶対値が２より大きい標本数
Ｅ00を１０７８８とすると、（３）式および（４）式に
より予測誤差合計値Ｇ00＝１．７７９５×１０７８８＝
１９１９７．２４６が求められる。ＡＣ成分、例えばＤ
ＣＴ係数Ｆ77の絶対値が２より大きい標本数Ｅ77を６３
０４とすると、（５）式により予測量子化係数ｒｍｓ’
77＝１９１９７．２４６÷６３０４＝約３．０４５２が
求められ、（６）式を満たす予測量子化係数ｑ’77＝１
１が求められる。
【００４３】以上のように求められた各予測量子化係数
ｑ’vuは、所定の圧縮比に応じてスケーリングされ、８
×８のマトリクスＱｙａの形で量子化処理回路１４に出
力される。画像圧縮では、量子化係数ｑを大きくすると
高圧縮ができるが、画質は劣化する。逆に量子化係数ｑ
を小さくすると画質は向上するが、圧縮後のデータ量が
大きくなる。画質は、量子化係数ｑに所定の圧縮比をか
けることによりコントロールされる。
ｑ’vuは、所定の圧縮比に応じてスケーリングされ、８
×８のマトリクスＱｙａの形で量子化処理回路１４に出
力される。画像圧縮では、量子化係数ｑを大きくすると
高圧縮ができるが、画質は劣化する。逆に量子化係数ｑ
を小さくすると画質は向上するが、圧縮後のデータ量が
大きくなる。画質は、量子化係数ｑに所定の圧縮比をか
けることによりコントロールされる。
【００４４】図７は作成された量子化テーブルを示す。
図７（ａ）は輝度値Ｙ用の量子化テーブルＱｙａであ
り、図７（ｂ）は色差Ｃｂ、Ｃｒ用の量子化テーブルＱ
ｃａである。図２と比較すると、特にＡＣ成分に対応す
る量子化係数に違いが見られる。
図７（ａ）は輝度値Ｙ用の量子化テーブルＱｙａであ
り、図７（ｂ）は色差Ｃｂ、Ｃｒ用の量子化テーブルＱ
ｃａである。図２と比較すると、特にＡＣ成分に対応す
る量子化係数に違いが見られる。
【００４５】図８、図９のフローチャートを参照して、
量子化テーブル作成処理を説明する。図８および図９に
おいて、ＢＬＯＣＫＳはブロック数を示す変数であり、
ＢＡは処理する総ブロック数（ｍ×ｎ）である。Ｆvuは
ＤＣＴ係数を示し、添字ｖ、ｕは、それぞれ０から７ま
で変化する。Ｅvuは標本数を示す変数である。
量子化テーブル作成処理を説明する。図８および図９に
おいて、ＢＬＯＣＫＳはブロック数を示す変数であり、
ＢＡは処理する総ブロック数（ｍ×ｎ）である。Ｆvuは
ＤＣＴ係数を示し、添字ｖ、ｕは、それぞれ０から７ま
で変化する。Ｅvuは標本数を示す変数である。
【００４６】まず図８を参照する。ステップＳ１０２で
は、変数ＢＬＯＣＫＳと変数Ｅvuとの初期値がそれぞれ
０に設定される。ステップＳ１０４では変数ｖの初期値
が０、ステップＳ１０６では変数ｕの初期値が０に設定
される。ステップＳ１０８ではＤＣＴ係数Ｆvuの絶対値
が２よりも大きいか否かが判定される。ＤＣＴ係数Ｆvu
の絶対値が２よりも大きければ、ステップＳ１１０にお
いて標本数Ｅvuが１インクリメントされステップＳ１１
２に進む。ＤＣＴ係数Ｆvuの絶対値が２より大きくなけ
れば、ステップＳ１１２に進み、変数ｕが１インクリメ
ントされる。
は、変数ＢＬＯＣＫＳと変数Ｅvuとの初期値がそれぞれ
０に設定される。ステップＳ１０４では変数ｖの初期値
が０、ステップＳ１０６では変数ｕの初期値が０に設定
される。ステップＳ１０８ではＤＣＴ係数Ｆvuの絶対値
が２よりも大きいか否かが判定される。ＤＣＴ係数Ｆvu
の絶対値が２よりも大きければ、ステップＳ１１０にお
いて標本数Ｅvuが１インクリメントされステップＳ１１
２に進む。ＤＣＴ係数Ｆvuの絶対値が２より大きくなけ
れば、ステップＳ１１２に進み、変数ｕが１インクリメ
ントされる。
【００４７】ステップＳ１１４では変数ｕが８であるか
否かが判定され、ｕが８でない、即ち７以下であれば、
ステップＳ１０８から再実行される。ｕ＝８であればス
テップＳ１１６に進み、変数ｖが１インクリメントされ
る。同様に、ステップＳ１１８では変数ｖが８であるか
否かが判定され、ｖが８でない、即ち７以下であれば、
ステップＳ１０６から再実行される。ｖ＝８であればス
テップＳ１２０に進む。
否かが判定され、ｕが８でない、即ち７以下であれば、
ステップＳ１０８から再実行される。ｕ＝８であればス
テップＳ１１６に進み、変数ｖが１インクリメントされ
る。同様に、ステップＳ１１８では変数ｖが８であるか
否かが判定され、ｖが８でない、即ち７以下であれば、
ステップＳ１０６から再実行される。ｖ＝８であればス
テップＳ１２０に進む。
【００４８】ステップＳ１２０では、変数ＢＬＯＣＫＳ
が１インクリメントされ、ステップＳ１２２において変
数ＢＬＯＣＫＳが総ブロック数ＢＡであるか否かが判定
される。ＢＬＯＣＫＳがＢＡでなければ、ステップＳ１
０４から再実行され、ＢＬＯＣＫＳ＝ＢＡであればステ
ップＳ１２４に進む。
が１インクリメントされ、ステップＳ１２２において変
数ＢＬＯＣＫＳが総ブロック数ＢＡであるか否かが判定
される。ＢＬＯＣＫＳがＢＡでなければ、ステップＳ１
０４から再実行され、ＢＬＯＣＫＳ＝ＢＡであればステ
ップＳ１２４に進む。
【００４９】このように、８×８のＤＣＴ係数のマトリ
クスＦvuにおいて、まず一番上の横一列の標本数Ｅvuが
左から順にカウントされ、順に次の横一列の標本数Ｅvu
がカウントされる。即ち図８の処理では、６４個の各周
波数成分において、ＤＣＴ係数Ｆvuの絶対値が２より大
きい標本数Ｅvuがそれぞれカウントされる。
クスＦvuにおいて、まず一番上の横一列の標本数Ｅvuが
左から順にカウントされ、順に次の横一列の標本数Ｅvu
がカウントされる。即ち図８の処理では、６４個の各周
波数成分において、ＤＣＴ係数Ｆvuの絶対値が２より大
きい標本数Ｅvuがそれぞれカウントされる。
【００５０】次に図９を参照する。ステップＳ１２４で
は変数ｖの初期値が０、ステップＳ１２６では変数ｕの
初期値が０に設定される。ステップＳ１２８では変数
ｖ、ｕが共に０であるか否かが判定される。変数ｖ、ｕ
が共に０であればステップＳ１３０に進み、変数ｖ、ｕ
が共に０でなければ、ステップＳ１３２に進む。
は変数ｖの初期値が０、ステップＳ１２６では変数ｕの
初期値が０に設定される。ステップＳ１２８では変数
ｖ、ｕが共に０であるか否かが判定される。変数ｖ、ｕ
が共に０であればステップＳ１３０に進み、変数ｖ、ｕ
が共に０でなければ、ステップＳ１３２に進む。
【００５１】ステップＳ１３０では、所定の量子化係数
ｑ00に基づいて、（３）式を用いてｑ00のｒｍｓ値、即
ちｒｍｓ00が求められる。このｒｍｓ00と標本数Ｅ00と
の乗算により、予測誤差合計値Ｇ00が求められ、ステッ
プＳ１３４に進む。
ｑ00に基づいて、（３）式を用いてｑ00のｒｍｓ値、即
ちｒｍｓ00が求められる。このｒｍｓ00と標本数Ｅ00と
の乗算により、予測誤差合計値Ｇ00が求められ、ステッ
プＳ１３４に進む。
【００５２】ステップＳ１３２では、予測誤差合計値Ｇ
00と標本数Ｅvuを（５）式に代入して、ｒｍｓ値である
ｒｍｓ’vuが求められる。その後、ｒｍｓ’vuを（６）
式に代入することにより予測量子化係数ｑ’vuが求めら
れ、ステップＳ１３４に進む。
00と標本数Ｅvuを（５）式に代入して、ｒｍｓ値である
ｒｍｓ’vuが求められる。その後、ｒｍｓ’vuを（６）
式に代入することにより予測量子化係数ｑ’vuが求めら
れ、ステップＳ１３４に進む。
【００５３】ステップＳ１３４では、変数ｕが１インク
リメントされ、ステップＳ１３６では変数ｕが８である
か否かが判定される。ｕが８でない、即ち７以下であれ
ば、ステップＳ１２８から再実行される。ｕ＝８であれ
ばステップＳ１３８に進み、変数ｖが１インクリメント
される。同様に、ステップＳ１４０では変数ｖが８であ
るか否かが判定され、ｖが８でない、即ち７以下であれ
ば、ステップＳ１２６から再実行される。ｖ＝８であれ
ば処理は終了する。
リメントされ、ステップＳ１３６では変数ｕが８である
か否かが判定される。ｕが８でない、即ち７以下であれ
ば、ステップＳ１２８から再実行される。ｕ＝８であれ
ばステップＳ１３８に進み、変数ｖが１インクリメント
される。同様に、ステップＳ１４０では変数ｖが８であ
るか否かが判定され、ｖが８でない、即ち７以下であれ
ば、ステップＳ１２６から再実行される。ｖ＝８であれ
ば処理は終了する。
【００５４】このように、まず量子化係数ｑ00によりＤ
Ｃ成分の予測誤差合計値Ｇ00を求め、ＤＣ成分のｒｍｓ
00を決定する（ステップＳ１３０）。そして、ＡＣ成分
の各ｒｍｓ値ｒｍｓ’vuを、各標本数Ｅvuと予測誤差合
計値Ｇ00とから求め、予測量子化係数ｑ’vu（ｖ，ｕ≠
０）を算出する（ステップＳ１３２）。即ち図９の処理
では、ＤＣ成分の予測誤差合計値Ｇ00を基に、ＡＣ成分
の各周波数成分に対応した６３個の予測量子化係数ｑ’
vuが決定される。
Ｃ成分の予測誤差合計値Ｇ00を求め、ＤＣ成分のｒｍｓ
00を決定する（ステップＳ１３０）。そして、ＡＣ成分
の各ｒｍｓ値ｒｍｓ’vuを、各標本数Ｅvuと予測誤差合
計値Ｇ00とから求め、予測量子化係数ｑ’vu（ｖ，ｕ≠
０）を算出する（ステップＳ１３２）。即ち図９の処理
では、ＤＣ成分の予測誤差合計値Ｇ00を基に、ＡＣ成分
の各周波数成分に対応した６３個の予測量子化係数ｑ’
vuが決定される。
【００５５】再び図５を参照する。量子化テーブル作成
部２４では、前述のように６４個の予測量子化係数ｑ’
vuが決定され、量子化テーブルＱｙａとして出力され
る。また輝度Ｙ用の量子化テーブルＱｙａと同様に、色
差Ｃｒ、Ｃｂ用量子化テーブルＱｃａが作成され、出力
される。このように量子化テーブル作成装置２５におけ
る量子化テーブル作成処理が終了する。
部２４では、前述のように６４個の予測量子化係数ｑ’
vuが決定され、量子化テーブルＱｙａとして出力され
る。また輝度Ｙ用の量子化テーブルＱｙａと同様に、色
差Ｃｒ、Ｃｂ用量子化テーブルＱｃａが作成され、出力
される。このように量子化テーブル作成装置２５におけ
る量子化テーブル作成処理が終了する。
【００５６】量子化テーブル作成部２４から出力された
量子化テーブルＱｙａ、Ｑｃａは、メモリ２６に記録さ
れる。量子化処理回路１４はこのメモリ２６から量子化
テーブルＱｙａ、Ｑｃａを読み出して、量子化テーブル
Ｑｙ、Ｑｃとして量子化を行う（図１参照）。なお、メ
モリ２６は複数組の量子化テーブルＱｙ、Ｑｃが記録可
能であり、図示しないスイッチにより、何れかの量子化
テーブルが選択される。
量子化テーブルＱｙａ、Ｑｃａは、メモリ２６に記録さ
れる。量子化処理回路１４はこのメモリ２６から量子化
テーブルＱｙａ、Ｑｃａを読み出して、量子化テーブル
Ｑｙ、Ｑｃとして量子化を行う（図１参照）。なお、メ
モリ２６は複数組の量子化テーブルＱｙ、Ｑｃが記録可
能であり、図示しないスイッチにより、何れかの量子化
テーブルが選択される。
【００５７】図１０は画像と量子化テーブルとの関係を
示すブロック図である。例えば風景画像ａ、ｂ、
ｃ、．．を入力すれば、この風景画像に適した風景用量
子化テーブルＱｙａ、Ｑｃａが作成される。同様に、風
景画像ａ、ｂ、ｃ、．．と異なる画像、即ち人物画像
１、２、３、．．を入力画像とすると、この人物画像に
最適な人物用量子化テーブルＱｙｂ、Ｑｃｂが作成され
る。また、同様にスポーツ画像イ、ロ、ハ、．．に適し
たスポーツ用量子化テーブルＱｙｃ、Ｑｃｃを作成する
ことができる。
示すブロック図である。例えば風景画像ａ、ｂ、
ｃ、．．を入力すれば、この風景画像に適した風景用量
子化テーブルＱｙａ、Ｑｃａが作成される。同様に、風
景画像ａ、ｂ、ｃ、．．と異なる画像、即ち人物画像
１、２、３、．．を入力画像とすると、この人物画像に
最適な人物用量子化テーブルＱｙｂ、Ｑｃｂが作成され
る。また、同様にスポーツ画像イ、ロ、ハ、．．に適し
たスポーツ用量子化テーブルＱｙｃ、Ｑｃｃを作成する
ことができる。
【００５８】これら３組の量子化テーブル（Ｑｙａ，Ｑ
ｃａ）、（Ｑｙｂ，Ｑｃｂ）、（Ｑｙｃ，Ｑｃｃ）は、
メモリ２６に記録され、例えば人物画像を被写体とする
場合は量子化テーブルＱｙｂ、Ｑｃｂが量子化処理回路
１４により読み出される。このように画風に対応した量
子化テーブルＱｙ、Ｑｃをスイッチを切り替えて選択す
ることにより、量子化誤差のより少ない画像圧縮が可能
になる。なお本実施形態では、画像の種類を風景、人
物、スポーツの３種類に定めているが、特に種類や数に
限定されず、例えば撮影者毎に量子化テーブルを変える
ように構成してもよい。
ｃａ）、（Ｑｙｂ，Ｑｃｂ）、（Ｑｙｃ，Ｑｃｃ）は、
メモリ２６に記録され、例えば人物画像を被写体とする
場合は量子化テーブルＱｙｂ、Ｑｃｂが量子化処理回路
１４により読み出される。このように画風に対応した量
子化テーブルＱｙ、Ｑｃをスイッチを切り替えて選択す
ることにより、量子化誤差のより少ない画像圧縮が可能
になる。なお本実施形態では、画像の種類を風景、人
物、スポーツの３種類に定めているが、特に種類や数に
限定されず、例えば撮影者毎に量子化テーブルを変える
ように構成してもよい。
【００５９】本実施形態では、入力された総ブロックの
ＤＣＴ係数から量子化誤差を予測する量子化誤差予測部
を設けているので、入力された全ての画像に最適な単一
の量子化テーブルを作成できる。従って広範な画像ファ
イルに対して、同じ圧縮画像データ量で量子化誤差の少
ない再生画像データを得ることができる。また、本実施
形態では、量子化誤差をＤＣＴ係数から予測処理するこ
とにより求めているので、一度逆量子化した値から量子
化誤差を求める従来の方法に比べ、量子化テーブル作成
処理が迅速に行われる。さらに、複数組の量子化テーブ
ルをメモリに記録させることにより、複数の画風に適し
た再生画像データが得られる。
ＤＣＴ係数から量子化誤差を予測する量子化誤差予測部
を設けているので、入力された全ての画像に最適な単一
の量子化テーブルを作成できる。従って広範な画像ファ
イルに対して、同じ圧縮画像データ量で量子化誤差の少
ない再生画像データを得ることができる。また、本実施
形態では、量子化誤差をＤＣＴ係数から予測処理するこ
とにより求めているので、一度逆量子化した値から量子
化誤差を求める従来の方法に比べ、量子化テーブル作成
処理が迅速に行われる。さらに、複数組の量子化テーブ
ルをメモリに記録させることにより、複数の画風に適し
た再生画像データが得られる。
【００６０】
【発明の効果】本発明によると、量子化誤差を予測し、
量子化と逆量子化による画像劣化が少ない画像圧縮を容
易にする画像圧縮装置を提供することができる。
量子化と逆量子化による画像劣化が少ない画像圧縮を容
易にする画像圧縮装置を提供することができる。
【図１】本発明による画像圧縮装置の実施形態を、カメ
ラとともに示すブロック図である。
ラとともに示すブロック図である。
【図２】従来の量子化テーブルを示す図である。
【図３】輝度データＹのＤＣＴ係数Ｆvuと、量子化ＤＣ
Ｔ係数Ｒvuと、逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’vu、および量子
化テーブルＱｙを示す図である。
Ｔ係数Ｒvuと、逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’vu、および量子
化テーブルＱｙを示す図である。
【図４】ＤＣＴ係数Ｆvuと、逆量子化ＤＣＴ係数Ｆ’vu
との各係数毎の係数値誤差ｉvuを示す図である。
との各係数毎の係数値誤差ｉvuを示す図である。
【図５】画像圧縮装置の構成を示すブロック図である。
【図６】量子化係数ｑとｒｍｓ値との対応を示す表であ
る。
る。
【図７】作成された量子化テーブルＱｙａ、Ｑｃａを示
す図である。
す図である。
【図８】量子化テーブル作成処理のフローチャートの前
半部分を示す図である。
半部分を示す図である。
【図９】量子化テーブル作成処理のフローチャートの後
半部分を示す図である。
半部分を示す図である。
【図１０】画像と量子化テーブルの関係を示すブロック
図である。
図である。
１０ 圧縮画像装置 １１ 撮影光学系 １３ 色分解光学系 １５ 撮像素子 １７ 信号処理回路 １９ 画像メモリ １２ ＤＣＴ処理回路 １４ 量子化処理回路 １６ 符号化処理回路 ２２ 量子化誤差予測部 ２４ 量子化テーブル作成部 ２５ 量子化テーブル作成装置 ２６ メモリ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年１１月１９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】量子化テーブルＱｙを用いてＤＣＴ係数Ｆ
vuを量子化する式は（１）式により定義される。この式
におけるround は、最も近い整数への近似を意味する。
すなわち、ＤＣＴ係数Ｆvuおよび量子化テーブルＱｙの
各要素同士の割算と、四捨五入とによって、量子化ＤＣ
Ｔ係数Ｒvuが求められる。
vuを量子化する式は（１）式により定義される。この式
におけるround は、最も近い整数への近似を意味する。
すなわち、ＤＣＴ係数Ｆvuおよび量子化テーブルＱｙの
各要素同士の割算と、四捨五入とによって、量子化ＤＣ
Ｔ係数Ｒvuが求められる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】 Ｒvu＝round （Ｆvu／ｑvu ） ・・・（１） ｛０≦u,v ≦７｝
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】符号化された圧縮画像信号を伸張して、画
面に表示するためには、復号化、逆量子化、２次元ＤＣ
Ｔの逆変換（以下、２次元ＩＤＣＴという）の処理が必
要である。この復号化は、ハフマン符号化とは逆の作用
であり、従来公知であるため詳述しない。復号化によっ
て得られた量子化ＤＣＴ係数は、量子化に用いた量子化
テーブルＱｙ、Ｑｃを用いてそれぞれ逆量子化され、逆
量子化ＤＣＴ係数に変換される。これらの逆量子化ＤＣ
Ｔ係数は２次元ＤＣＴの逆変換である２次元ＩＤＣＴを
施され、それぞれ輝度データＹ’、色差データＣｂ’、
Ｃｒ’に変換される。２次元ＩＤＣＴについても公知で
あるのでここでは詳述しない。
面に表示するためには、復号化、逆量子化、２次元ＤＣ
Ｔの逆変換（以下、２次元ＩＤＣＴという）の処理が必
要である。この復号化は、ハフマン符号化とは逆の作用
であり、従来公知であるため詳述しない。復号化によっ
て得られた量子化ＤＣＴ係数は、量子化に用いた量子化
テーブルＱｙ、Ｑｃを用いてそれぞれ逆量子化され、逆
量子化ＤＣＴ係数に変換される。これらの逆量子化ＤＣ
Ｔ係数は２次元ＤＣＴの逆変換である２次元ＩＤＣＴを
施され、それぞれ輝度データＹ’、色差データＣｂ’、
Ｃｒ’に変換される。２次元ＩＤＣＴについても公知で
あるのでここでは詳述しない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】図５は画像圧縮装置１０を詳細に示すブロ
ック図である。画像圧縮装置１０には、ＤＣＴ処理回路
１２、量子化処理回路１４、符号化処理回路１６と、さ
らに量子化テーブル作成装置２５とメモリ２６とが設け
られる。量子化テーブル作成装置２５には、量子化誤差
予測部２２と、量子化テーブル作成部２４とが設けられ
る。例えば１枚当たりｍブロック数であるｎ枚の画像デ
ータが画像１から順に画像単位毎に入力されると、まず
輝度データＹと色差データＣｂ、Ｃｒに変換され、画像
メモリ１９に１画像分が記録される。画像メモリ１９か
ら読み出された１枚分の画像データは、ＤＣＴ処理回路
１２においてＤＣＴが施され、ＤＣＴ係数に変換され
る。画像単位で処理された画像データのＤＣＴ係数の統
計量は、量子化誤差予測部２２に一時的に全画像（ｎ
枚）分が記憶され、全ブロック（ｍ×ｎブロック数）の
ＤＣＴ係数の統計量から量子化誤差予測が行なわれる。
その後、量子化誤差予測部２２による量子化誤差予測結
果に基づいて、量子化テーブル作成部２４において量子
化テーブルＱｙａ、Ｑｃａが算出され、メモリ２６に記
録される。量子化処理回路１４はメモリ２６から量子化
テーブルＱｙａ、Ｑｃａを読み取り、これらを量子化テ
ーブルＱｙ、Ｑｃとして用い、量子化を行う。
ック図である。画像圧縮装置１０には、ＤＣＴ処理回路
１２、量子化処理回路１４、符号化処理回路１６と、さ
らに量子化テーブル作成装置２５とメモリ２６とが設け
られる。量子化テーブル作成装置２５には、量子化誤差
予測部２２と、量子化テーブル作成部２４とが設けられ
る。例えば１枚当たりｍブロック数であるｎ枚の画像デ
ータが画像１から順に画像単位毎に入力されると、まず
輝度データＹと色差データＣｂ、Ｃｒに変換され、画像
メモリ１９に１画像分が記録される。画像メモリ１９か
ら読み出された１枚分の画像データは、ＤＣＴ処理回路
１２においてＤＣＴが施され、ＤＣＴ係数に変換され
る。画像単位で処理された画像データのＤＣＴ係数の統
計量は、量子化誤差予測部２２に一時的に全画像（ｎ
枚）分が記憶され、全ブロック（ｍ×ｎブロック数）の
ＤＣＴ係数の統計量から量子化誤差予測が行なわれる。
その後、量子化誤差予測部２２による量子化誤差予測結
果に基づいて、量子化テーブル作成部２４において量子
化テーブルＱｙａ、Ｑｃａが算出され、メモリ２６に記
録される。量子化処理回路１４はメモリ２６から量子化
テーブルＱｙａ、Ｑｃａを読み取り、これらを量子化テ
ーブルＱｙ、Ｑｃとして用い、量子化を行う。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４１】
【数２】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 １０ 画像圧縮装置 １１ 撮影光学系 １３ 色分解光学系 １５ 撮像素子 １７ 信号処理回路 １９ 画像メモリ １２ ＤＣＴ処理回路 １４ 量子化処理回路 １６ 符号化処理回路 ２２ 量子化誤差予測部 ２４ 量子化テーブル作成部 ２５ 量子化テーブル作成装置 ２６ メモリ
Claims (12)
- 【請求項１】 撮影光学系から得られた複数枚の原画像
データに対応した直交変換係数を量子化テーブルを用い
て量子化し、量子化直交変換係数を求める量子化手段
と、 前記量子化直交変換係数を前記量子化テーブルを用いて
逆量子化して求められる逆量子化直交変換係数と、前記
直交変換係数との誤差を、前記直交変換係数に基づいて
予測する量子化誤差予測手段と、 前記量子化誤差予測手段から得られた予測誤差値に基づ
いて前記量子化テーブルを作成する量子化テーブル作成
手段とを備えることを特徴とする画像圧縮装置。 - 【請求項２】 前記予測誤差値が前記直交変換係数に対
応してそれぞれ求められ、対応する前記各直交変換係数
と前記各逆量子化直交変換係数とが取り得る係数値誤差
の二乗平均の平方根（ｒｍｓ値）で表わされることを特
徴とする請求項１に記載の画像圧縮装置。 - 【請求項３】 前記量子化テーブル作成手段によって作
成される前記量子化テーブルが前記直交変換係数に対応
する量子化係数から成り、 前記各量子化係数が、対応する前記ｒｍｓ値によって各
量子化係数の初期値が補正されることにより求められる
ことを特徴とする請求項２に記載の画像圧縮装置。 - 【請求項４】 前記量子化誤差予測手段が、前記直交変
換係数の直流成分に対応する前記ｒｍｓ値から予測誤差
合計値を求め、前記直流成分の前記予測誤差合計値に基
づいて、交流成分に対応した前記ｒｍｓ値をそれぞれ求
めることを特徴とする請求項３に記載の画像圧縮装置。 - 【請求項５】 前記直流成分において、前記予測誤差合
計値が、前記量子化係数の初期値から予測される係数値
誤差のｒｍｓ値と、絶対値が２よりも大きい直交変換係
数の数との乗算により求められることを特徴とする請求
項４に記載の画像圧縮装置。 - 【請求項６】 前記交流成分に対応する前記係数値誤差
のｒｍｓ値が、前記予測誤差合計値を、絶対値が２より
も大きい前記各空間周波数成分における直交変換係数の
数で除算することにより求められ、 算出された前記ｒｍｓ値によって、前記各交流成分に対
応する前記各量子化係数初期値が補正されることによ
り、前記各量子化係数がそれぞれ求められることを特徴
とする請求項５に記載の画像圧縮装置。 - 【請求項７】 撮影光学系から得られた複数枚の原画像
データに対応した直交変換係数と、この直交変換係数に
量子化テーブルを用いて量子化と逆量子化とを施すこと
により求められる逆量子化直交変換係数との誤差を、前
記直交変換係数に基づいて予測する量子化誤差予測手段
と、 前記量子化誤差予測手段から得られた予測誤差値に基づ
いて、前記量子化テールを作成する量子化テーブル作成
手段とを備えることを特徴とする量子化テーブル作成装
置。 - 【請求項８】 前記予測誤差値が前記直交変換係数に対
応してそれぞれ求められ、対応する前記各直交変換係数
と前記各逆量子化直交変換係数とが取り得る係数値誤差
の二乗平均の平方根（ｒｍｓ値）で表わされることを特
徴とする請求項７に記載の量子化テーブル作成装置。 - 【請求項９】 前記量子化テーブル作成手段によって作
成される前記量子化テーブルが前記直交変換係数に対応
する量子化係数から成り、 前記各量子化係数が、対応する前記ｒｍｓ値によって各
量子化係数の初期値が補正されることにより求められる
ことを特徴とする請求項８に記載の量子化テーブル作成
装置。 - 【請求項１０】 前記量子化誤差予測手段が、前記直交
変換係数の直流成分に対応する前記ｒｍｓ値から予測誤
差合計値を求め、前記直流成分の前記予測誤差合計値に
基づいて、交流成分に対応した前記ｒｍｓ値をそれぞれ
求めることを特徴とする請求項９に記載の量子化テーブ
ル作成装置。 - 【請求項１１】 前記直流成分において、前記予測誤差
合計値が、前記量子化係数初期値から予測される係数値
誤差のｒｍｓ値と、絶対値が２よりも大きい直交変換係
数の数との乗算により求められることを特徴とする請求
項１０に記載の量子化テーブル作成装置。 - 【請求項１２】 前記交流成分に対応する前記係数値誤
差のｒｍｓ値が、前記予測誤差合計値を、絶対値が２よ
りも大きい前記各空間周波数成分における直交変換係数
の数で除算することにより求められ、 算出された前記ｒｍｓ値によって、前記各交流成分に対
応する前記各量子化係数初期値が補正されることによ
り、前記各量子化係数がそれぞれ求められることを特徴
とする請求項１１に記載の量子化テーブル作成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17291797A JP3645689B2 (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | 画像圧縮装置および量子化テーブル作成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17291797A JP3645689B2 (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | 画像圧縮装置および量子化テーブル作成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH114449A true JPH114449A (ja) | 1999-01-06 |
| JP3645689B2 JP3645689B2 (ja) | 2005-05-11 |
Family
ID=15950755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17291797A Expired - Fee Related JP3645689B2 (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | 画像圧縮装置および量子化テーブル作成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3645689B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005524304A (ja) * | 2002-04-23 | 2005-08-11 | ノキア コーポレイション | ビデオ符号化システムにおける量子化器パラメータを表示するための方法および装置 |
| JP2007074100A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 量子化歪み推定方法，量子化歪み推定装置，量子化歪み推定プログラムおよびその記録媒体 |
| WO2008155835A1 (ja) | 2007-06-20 | 2008-12-24 | Fujitsu Limited | 復号装置、復号方法、及びプログラム |
-
1997
- 1997-06-13 JP JP17291797A patent/JP3645689B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005524304A (ja) * | 2002-04-23 | 2005-08-11 | ノキア コーポレイション | ビデオ符号化システムにおける量子化器パラメータを表示するための方法および装置 |
| US8175148B2 (en) | 2002-04-23 | 2012-05-08 | Nokia Corporation | Method and device for indicating quantizer parameters in a video coding system |
| JP2007074100A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 量子化歪み推定方法，量子化歪み推定装置，量子化歪み推定プログラムおよびその記録媒体 |
| JP4490353B2 (ja) * | 2005-09-05 | 2010-06-23 | 日本電信電話株式会社 | 量子化歪み推定方法，量子化歪み推定装置，量子化歪み推定プログラムおよびその記録媒体 |
| WO2008155835A1 (ja) | 2007-06-20 | 2008-12-24 | Fujitsu Limited | 復号装置、復号方法、及びプログラム |
| JPWO2008155835A1 (ja) * | 2007-06-20 | 2010-08-26 | 富士通株式会社 | 復号装置、復号方法、及びプログラム |
| US8225160B2 (en) | 2007-06-20 | 2012-07-17 | Fujitsu Limited | Decoding apparatus, decoding method, and recording medium |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3645689B2 (ja) | 2005-05-11 |
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