JPS59171262A - 多階調画像信号の符号化方法 - Google Patents

多階調画像信号の符号化方法

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JPS59171262A
JPS59171262A JP58046340A JP4634083A JPS59171262A JP S59171262 A JPS59171262 A JP S59171262A JP 58046340 A JP58046340 A JP 58046340A JP 4634083 A JP4634083 A JP 4634083A JP S59171262 A JPS59171262 A JP S59171262A
Authority
JP
Japan
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difference
signal
quantization
level
pixel
Prior art date
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Pending
Application number
JP58046340A
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English (en)
Inventor
Yoshifumi Imanaka
今中 良史
Yutaka Ueno
裕 上野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、多階調画像信号の伝送あるし1は蓄積に要
するデータ量を大幅に削減する多階調画像信号のデータ
圧縮符号化方法に関するものである。
従来この柚のη帰化方法としてl) P CM方式があ
る。第1図は、こ才1から伝送しよう吉するl+[」画
素(Xo)とその直前に伝送さ石た画素(Xl)を示す
図である。図中Aは主走査方向、tSは副走介方向であ
る。同図における両!■I素の信号−レベルをxOkよ
びXIとするとき、D P CM方式で(ま、Xlを注
(1画素XOの予測値xOとし、実際の注目画素xOの
信号レベルxOとの差分 △ E=z o−x tl  (但し、xO=xl)   
(11を計算し、この差分信号Eをある晴子化特性犬従
って量子化し%格子化されたレベルを61吋化(7゜伝
送する。一般に、差分信号Eの確率分布は第2り1こ示
すように0を中心とするラプラス分布を示す。そこで差
分信号の滑子化は、平均端子化雑音を最小にするために
、第3図に示されるように0付近を細かく量子化し、差
分が大きいところほど粗く量子化される。
ところで・このような非線形の量子化を行えば。
差信号の0付近は細かく量子化されるので量子化雑音は
小さいが、差信号の大きいところでは量子化が粗いので
甲子化雑音が大きく、いわゆる勾配過負荷雑音が発生し
て1画質の劣化が生ずる。このように上記の非線形量子
化特性は、平均端子化雑音を最小にする条件から得られ
るが、実際には画面上にこくわずかでも極端に滑子化雑
音が大きいところがあると、視覚上画質が大きく劣化し
たように見える欠点がある。
1だ逆に、差分信号か小さくても近傍画素のレベルが大
きく変化しているようなところでは、多少粗く滑子化し
ても視覚上1fUii 質の劣化は感知できないので、
このようなところでは0付近を必要以上tと細かく量子
化して無駄な情報を伝送している欠点がある。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたものであり、既に走査さね伝送された画素
の中からある組合せの参照画素を選択し、該参照画素間
の相対的な信号レベル差を計算し、人間の視覚特性も考
慮して、該信号レベル差の大きさに基づいて、こわから
伝送しようとする注目画素のφ子化皓性を変えることに
より。
画質の劣化が少なく、シかも高い圧縮率が得ら才する多
階調画像の符号化方法を提供することを目的としている
以下、この発明の一実施例を説明する。例として、第4
図に示すように、これから伝送しようとする注目画素X
Oに対してX1〜x4の41i素を参照画素として選択
する。そこで捷ず、参照画素x4とイ10の参照画素間
の゛骨化レベル差を鉛のおの式(2)に従って計算する
d 3=x3−x4 そして、こ11ら3種の信号レベル差のうち最大のもの
を選択し、これをdm2xとする。
dm2x =MAX(: al、 d2 、 d3 、
) 、   i3)△ 一方、注目画素XOの予測値xOは、単に画素XOルヘ
ル値を用いるのではな(、画素X1〜X4(7)レベル
、値によって定めることにより予測効率を高めることが
できる。
△ xo=f(xl、x2.x3.x4)   、   (
41△ E =xO−xO(51 さて1式(5)によって求められる差分信号Eを滑子化
して苔1号化するわけであるが、その際dm2xの値(
こよって早″子化特性を変える。すなわち1例えば第5
図と第6図に示すような量子化特性を2種類用意してお
き、d、m2xがある閾値りよりも小さい場合は第1モ
ードとして第5図の量子化特性による滑子化を行い、逆
にd m axがDよりも大きい場合は第2モードとし
て第6図の量子化特性による量子化を行う。第5図の量
子化特性は、差分信号の全域にわたって細かな量子化を
行うものであり、特に0付近、の差分信号をより細かく
滑子化するものである。こわはdm3xの小さい所は画
信号のレベル変化が小さく平坦な画像部分であるので、
視覚上滑子化雑音がめだつため、より細かく滑子化して
量子化雑音を極力小さくする必要があるからである。勿
論この量子化特性において、各量子化のレベル差は差分
信号の増大に伴なって単調増加するよう番こなっている
。一方、第6図の量子化特性は、差分信号の蚕域にわた
って粗い量子化を行うものであるか、差分信号の大きな
部分に対してもある程度の細かさで量子化を行って゛い
る。
これは、d m 2 xの大きい所は、画像の輪郭部分
であるので、多少の量子化雑音はめだたないため。
粗い量子化が行えるが、このような所では差分信号Eの
値が大きくなる確率が高いので、勾配過負荷雑音を防ぐ
ために大きな差分信号に対してもある程度の細かさで滑
子化を行う必要かあるためである。なおこの第6図の特
性においても、勿論、各量子化のレベル差は差分信号の
増大に伴な、って単調増加するようになっている。
さて、このよう1こ量子化さ才また差分信号Eの符号化
は各種の方法が考えられるが1例えは次1と述べるよう
な方法が圧縮率の点て優れる・そわば、上記の1−子化
の2モードのおのまzのに対[−で、適切な可変長符号
を割当てる方法である。
すなわち、第1モードの場合1画像の平坦部であるから
量子化信号Eの確率分布は第7図に示オようにOイ′:
、1近1こ極喘1こ¥!tih した分布となる。そこ
で。
0イ]近のはイ化信号l(対しては短かい?で1最長の
右号を割当て、大きな量子化信号1こ対しては比較的長
いで(号長の符号を割当てることによ會つ、平均符号長
を短かくすることができる。逆に第2モードの場合、1
μm1像の輪郭■≦分であるので、漬子化信号Eの確率
分布は第8B<11こ示すように、第1モードの場合と
比較して0付近への集中か少ない。そこで、第2モード
の場合は、第1モードの場合よりもrI号号長長短の差
が少ない石骨を割当てること1こより平均省1吋長を短
かくすることができる。用土のように、オこのおののモ
ード1こ対して量子化信号の統計的性質1こ適した符号
割当てを行うことにより、圧縮率を向上させることかで
きる。
ところで、モード1と2の識別(」既に走査され伝送さ
ねた画素X1〜X4のみにより一裂的昏こ行えるので、
どちらのモードが選択されたかという識別情報を受信側
に伝送する必要はt、τい。
なお、上記実施例では、モードの識別のために3種の信
号レベル差信号di、d2.d3の最大値dm2xを用
いたか1代わり番ここ第1ら3種の(ij号の3Ii均
値d1 c+ = (d t+d 2+d 3 )/3    
  f61を用いても良い。−土だ、量子化のモード数
を2としたが、こノ1は3以ヒであっても良く、モード
数が多い(・1と画質と圧縮率の改善が見込めることは
明らかである。
以−ヒのよう番こ、この発明1こよt’+は、参照画素
間の相対的なレベル差に基ついて、モード分けし。
おのおののモードに対して、視覚特性を考慮した適切な
お量子化を行い、同時に統d1的性質を利用したより高
能率のFト縮符IJ化を行うようにしな、のて、llI
]l質古圧縮率を大きく改善できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来方法における参照画素(Xl)と注目(i
IIi素(XO)の配列を示1図1.第2図は差分信号
の確率分布を小ず図、第3図は従来方式における;待子
化皓性を示す図、第4図は本発明方法に係る参照画素(
X1〜X4)と注目画素(XO)の配列を示す図、第5
図および第(5図i:iそれぞれ本発明方法に係るモー
ドjおよびモード2におけるm子化特性を示す図、第7
図および第8図はそれぞれモード1およびモード2にお
いC年子化さ、!−また差1に宅の確率分布を示す図で
ある。 XO・・・tト目iii+i素、X1〜X4・・・参照
画素。 代  理  人       葛   野   悟  
 −第1図 第2図 箒3′Ig           ′ 1 第・4図 第5図 i。 第6図 第7図     第8図 干 )ノ′L 抽 正 古(自発) 58 ′計゛ ン)4 昭和  <1“  7]−’   11す−i−;i’
「l)長官1殿 )9・1τ1゛′)の表示   1+I=15<fil
li’(5B〜4634配 じ1、、′  弾、明の2
」4、 多階ii’# [1−;ri像信号の符5化方法:3 
 )゛山1) を )しS8 代表音片+11i:::代部 1代哩人 氏 名 (7375)ブ(゛伸子 J(岩 増 町:′
□5、補正の対象  (iワjI:、、、514.(i
3(T+1t):i4’“1゛1′□、、1:l;1曵
)覧:、−明細書の特W’+病り゛1求の範囲の憫6、
補正の内容 特許請求の範囲 (])多階Jj!iI画像信ν)のデータ圧縮符号化方
法であ−、て、既に走査され伝送された画素の中からあ
る組合−lの参照画素を選択し7、該参照画素間の相対
的な414号し・・〜ル差を旧算し、該信号レベル差の
大きさにLl−1して異なる量子化特性でもって注目画
素のレベル値と該1JLl ldj素のに測レベル値と
の差分を9”4化1−7、この射了化された値を符号化
することをも徴とする多トi唇++a画像信号の符号化
方法。 (2)  上記複数の参照画素間の相対的なイ4壮し−
・ル差の最大1+iiか所定値以下の場合の量子化性↑
?1を、差分信−号の仝域6.′、わた−1て細かな量
−r化を行l(う))ので、7子化し・ベルZ゛が差分
他舅の増大に伴、って単調増加ずろものでJ)す、かつ
特に0伺近の差!l″J(4号をより細かく量子化する
ような特性とU7、I−記最大値が所定値LJ2土−の
場合の量子化特性を、差分(1)−υの全域にわ人一つ
−C打1い甲子化を行な−)もので、9子化し・−\ル
差か差分信゛4の増大に伴ってQ”−#!、!増加する
ものであるが、ただし差分信号の大きな部分(に対(−
7でもある程度の細かさで量r−化を行なうよ・うな特
1)トとしたことを特徴とする特許請f@ 求の範囲第1 I:ri記戎の多階調雨氷(5号の73
51化力法。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  多階調画像信号のデータ圧縮符号化方法であ
    って、既に走査され伝送さ第1た画素の中からある組合
    せの参照画素を選択し、該参照画素間の相対的な信号1
    ノベル差を計J: L 、該信号レベル差の大きさに応
    じて異なる量子化特性でもって注目画素のレベル値と該
    注目画素の予測レベル値との差分を量子化し7、この量
    子化さ4また値を符号化することを特徴とする多階調画
    像イト号ので1帰化方法6(2)  上記約数の参照画
    素曲の相対的な信号レベル差の最大値が所定イ(へ以7
    トの場合の量子化特性を。 差分信号の全域にわたって細かな量子化を行なうもので
    、甲子化レベル差が差分信号の増大【こ伴って中調増加
    するものであり、かつ特にO伺近の差分信号をより細か
    く量子化するような特性とし。 で、は子化しベケ差が差分信号の増大に伴って単調増力
    りするものであるが、ただし差分信号の大きな部分側こ
    対してもある程度の細かさで量子化を行なうような特性
    としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の多
    階調画像信号の61号仕方法。
JP58046340A 1983-03-17 1983-03-17 多階調画像信号の符号化方法 Pending JPS59171262A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4992889A (en) * 1986-11-13 1991-02-12 Canon Kabushiki Kaisha Encoding apparatus for compressing and outputting image data

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4992889A (en) * 1986-11-13 1991-02-12 Canon Kabushiki Kaisha Encoding apparatus for compressing and outputting image data

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