JPS62247626A - 符号化方法 - Google Patents

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】 （発明の分野） 本発明はデジタルデータをハフマン符号等の可変長符号
に変換する符号化方法に関するものでめるユ （発明の技術的背景および先行技術） 近年、例えばデジタル画像データ（デジタル画像信号）
を光ディスク等の記録媒体に格納し、必要に応じて該格
納された画像データを読み出してＣＲＴ等に可視像とし
て再生したり、あるいは画像データをファクシミリ等で
伝送し、受信先で該伝送された画像データに基づいて可
視像を再生したりすることが行なわれている。

この様にデジタル画像データを格納したり伝送したりす
る場合には１．その画像データの量を減少せしめた上で
格納し、図るいは伝送したりするのが望ましい。なぜな
らば、階調を有するデジタル画像データの場合一般にそ
のデータ量は極めて多く、従ってその様な画像データを
そのまま格納し、あるいは伝送しようとすると、格納コ
ストあるいは伝送コストか著るしく高くなる等の問題か
あるからである。このデジタル画像データの様な大量の
デジタルデータのデータ量を減少させ、データ圧縮を行
なうための車重々の符号化方法か知られている。

ハフマン符号等を代表例として知られる可変長符号によ
り符号化する方法もその一種であり、自然界において見
い出される多くの瑛象か時系列的に考えると何らかの数
値的偏り、すなわち冗長度を有していることに鑑み形成
されたものである。

しかしながら、上記可変長符号により符号化を行なうた
めには通常のデジタルデータとこれらの符号を対応させ
るデータ変換テーブルが必要となる。例えば原則として
８ビツトデータでは２５６個、１０ビツトデータでは１
０２４個の可変長符号をＲＡＭ又はＲＯＭに格納する必
要がおり、多くの記憶領域がこのデータテーブルのため
に使われてしまう。

原データの量子化数を減少させればこれに従ってデータ
テーブルを縮小することができるが、これではヒ゛ット
分解能の犠牲下でテーブルを縮小したに過ぎず本質的な
解決とはならないユ（発明の目的） 本発明の符号化方法は、符号化のためのデータテーブル
の記憶領域を減少させｊｑる符号化方法を提供すること
を目的とするものである。

（発明の構成） 本発明の符号化方法は、複数ビット長のデジタル信号の
うち、所定値以上の冗長度を有する上位ビットのみを可
変長符号化し、それ以外の下位ヒツトはもとのデジタル
信号のままとし、この上位ヒツトと下位ビットを組み合
わせて上記デジタル信号の符号化データを形成すること
を特徴とするものでめる。

上記１−所定値以上の冗長度を有する上位ビットコとは
、ノイズを多量に含むためほとんと冗長度のない下位ビ
ットを除いた上位桁のビットという意味でが恒例えば、
通常の枚射線画像では画像情報を８ビツトで量子化して
用いているが、この情報中には１量子化レベル程度の標
準幅差の１１幅を有するノイズが含まれている。すなわ
ち、仮りにこの画像情報を１０ビツトで量子化した場合
には下位２ビツトはノイズ成分が情報の大半を占め、冗
長度があまりない。本発明の符号化方法をこの例に適用
すれば、例えば情報分布に偏りがある上位８ビツトのみ
を可変長符号化し、はとんどランダムな下位２ビツトを
そのままのデータとし、これらを組み合わせて符号化デ
ータを形成することになる。

すなわち、本発明の符号化方法は、可変長符号が冗長度
の多いデータについては圧縮効果かめるが、冗長度の少
ないデータについてはあまり効果かないという事実に着
目したものでおる。

ここに上記可変長符号とは、各信号値に対応して割り合
てられ信号発生頻度に応じて符号長を変え得る符号でお
って、一般に頻度が少ない信号値に対しては長い符号長
のものを、頻度が多い信号値に対しては短い符号長のも
のを割り合でるようにしたものである。具体的な可変長
符号の例としてはハフマン符号等がおり、ここでは次の
ような３ビット符号も含むものとするｃ３ビット符号と
は、３ビツトで表わすことのできる８種類の符号のうち
７種を頻度が多い信号値にあてはめ、それ以外の信号値
は残りの１種の符号＋原データで表わすといったもので
あり、３ビツトに限らず４ビット符号、５ビット符号な
ども同様な考え方で作ることができる。

なお、これらの可変長符号は、予測符号化において用い
られる場合が多い、なぜなら、予測符号化をする際の予
測誤差は零近傍に頻度が集中するという性質を持ってい
るからである。

（発明の効果） 本発明の符号化方法によれば、情報分布に偏りがあり、
冗長度の高い上位ビットだけ可変長符号化するようにし
ているから、全ビットを可変長符号化する場合に比べて
圧縮率をそれ程イバ下させることなく符号化のための符
号化テーブルの壷を減らすことができる。これにより符
号化テーブルの記憶に用いるＲＡＭ、ＲＯＭ等における
記憶領域を減らすことができ、余裕のできた記憶領域に
他のプログラムやデータを記憶させることができる。

なお、本発明の方法は上述し・たように下位ピッ上デー
タに多量のノイズ成分を含む場合や原データのビット分
解能か不必要に柵かい場合等にとくに有効である。

（実施態様） 以下、本発明の実施態様を用いて第１図に示すような二
次元画像データの予測符号化処理をキテなう様子を図面
を用いて説明する。なお、ここで原画像は７ビツト（０
〜１？７）の濃度分解能を持つものとする。

ここに画像データの予測符号化とは、図る画像データに
ついて考えた場合、その注目画像データはその近傍の画
像データと似かよったデータ値を有すると考えることか
でき、従って注目画像データを近傍の画像データから適
当な方法で予測し、その予測値と実際のデータ値との差
即ち予測誤差を求めればその予測誤差分布は零の近傍に
集中することとなり、この様な予測誤差が零近傍に集中
するという特性を利用し、頻度の高いものには短い符号
を、＠度の低いものには長い符号を割り当てるハフマン
符号等の可変長符号（値によって符号長か変わるような
信号）によりその予測誤差を符号化し、そうすることに
よって拮局画像データの冗長度を抑圧し、トータルとし
てのデータ量を圧縮しようとするものでおる。従って画
像データの予測符号化処理は個々の画像データの予測誤
差を求める処理と、この後この各予測誤差を符号化する
符号化処理からなる。

以下、予８！１１誤差を求める処理と符号化処理に分け
て説明する。

まず、予測誤差を求める処理を、連続する新たな画像デ
ータａ！１．ａ１２．ａ１３．ａ！４．”’５ａ２１゜
ａ　２２　、　ａ　２！ｌ　、・・・に対して施し、各
々の画像データに対する予測誤差Δａ１１．Δａ１２．
△ａ！３．Δａ１４、Δａ２１．Δａ２２．Δａ２３．
・・・を求める。なお、この処理としては例えば前置予
１１ＪＩＩＱ理かある。前置予測処理とは、ある注目画
像データの値かその前に位置する画像データ値と同じで
あると予測し、その予測値と実際の注目画像データ値と
の差（予測誤差）を求めるものであり、従って前置予測
処理を用いた場合、前記予測誤差は各々 Δａ１２＝ａ１２　　ａ１１ｔΔａ　１！　＝　ａ　１
５　　ａ　１２　。

Δａ１４　＝　ａ１４　　ａｔｉ　、　””というよう
に表わされる（Δａ１１−ａｔ１）。なお、先頭の画像
データａｔｔはそのままにされる。なあ、予測誤差を求
める処理としては勿論前置予測処理に限られるものでは
なくその他種々の処理がある。

このようにして予測誤差を求めたら、この一連の予測誤
差Δａｔｔ、Δａ１２．Δａ１３．Δａ１４．”’に対
して本発明の一実施態様を用いた符号化処理を施す。な
お、ここでは可変長符号としてハフマン符号を用い、予
測誤差が各々８ビツトである場合について説明するユつ
まり、原画像が７ビツト（Ｏ〜１２７）のため差信号は
８ビツト（−１２７〜’−１２７）の濃度分解能が必要
となるからであるユ第３図は、本発明の一実施態様に係
る符号化方法を用いて８ビツトデータでめる予測誤差を
符号化する様子を示すフローチャートである。

予測誤差（８ビツトデータ）１は冗長度の高い上位７ビ
ツトデータ２とノイズ成分が多く冗長度の低い下位１ビ
ツトデータ３からなるユこの８ビツトデータ１のうち上
位７ビツトデータ２はハフマン符号化テーブル４により
ハフマン符号化され、そのままの値で残されている下位
１ビ゛ツトデータ３と再び合成され、これにより符号化
データ５が形成される。

上記８ビツトデータ１は例えばデジタル画像情報におけ
る１画素のデータに相当する。従って、一般にこのよう
な符号化を行なう際には上記８ビツトデータ１のような
デジタルデータか時系列的に連続して入力されるのでこ
れらのデータについて次々に変換処理を施す必要がある
。

ここで、上位７ヒツトとは最上位ヒツトから連続して７
ビツトということであり、一般的にも上位ｎビットとい
うときは最上位ビットから連続するｎビットということ
である。一方下位ｍビットというときは最下位ビットか
ら連＠するｍビットということである。

また、上記ハフマン符号化テーブル４はＲＡＭ又はＲＯ
Ｍ等の記憶素子に書き込まれて形成されたものであり、
上位７ビツトデータ２か入出力インタフェースの入力ポ
ートに入力されると、ＣＰＵの判断により、入力された
当該上位７ビツトデータ２に対応するハフマン符号かテ
ーブル４から読み取られて入出力インタフェースの出力
ボートから出力される。ハフマン符号化テーブル４は７
ビートデータ、すなわち１２８個の各データ値にそれぞ
れハフマン符号か対応するような構成にしてもよいが、
通常は第３図に示すように例えば極めて使用頻度の高い
−５〜６の各データ値についてハフマン符号を与え、残
りの各データ値については、当該各データ値の上位に第
１図においてＥＸＴで表わされる符号を付加して部分的
なハフマン符号化を行ない効率化を図るようにしている
。

ここで、第３図に示す実施態様を用いて原データ値か°
“５”（２進法では°’　１０１”　）の場合の符号化
データ５を求めてみる：Ｒ下位ビットである”　１　”
はそのまま残され、それ以外の上位２ビツトである°“
１０″かハフマン符号化テーブル４によりハフマン符号
化され°’１１１０”に変換される。したかってＲ柊的
な符号化データ５は°’　１１１０１”となる。ちなみ
に原データ値か５″の場合に第４図の８ヒツトハフマン
符号化テーブルを甲いた従来方法により符号化すると符
号化データは°°１１０１０″となる。

そして、この場合符号化に必要なハフマン符号化テーブ
ル４は−５〜６までの１２個のハフマン符号を使用する
符号化テーブル４で実用上十分であり、８ビツトデータ
を上位と下位に分割せず、かつ第１図のハフマン符号表
と同様の条件で部分的にハフマン符号化した場合に必要
な第２図に示す８ヒツトハフマン符号化テーブル（−１
２〜１１までの２４個のハフマン符号）に比べて１／２
の数のハフマン符号で済む。これにより符号化テーブル
の量、ひいてはこのテーブルを記憶するＲＡＭ、ＲＯへ
４等の記憶領域は減少させることかできる。

なお、ハフマン符号化する上位ビットのビット数は信号
の性質によって定まる。すなわちノイズが多ければ冗長
度か小ざい下位ビットの桁数か増すロするので、ハフマ
ン符号化する上位ヒツトの数を減らしてもそれ程圧縮嵩
を低下させることなく符号化テーブルの量を減らすこと
ができる。すなわち、ハフマン符号化する上位ビットの
ビット数は圧縮率の低下による不利益とハフマン符号化
テーブル量の減少による利益とを比較衡量し取扱者にと
って最適な数を選択すればよい。なお、この実施態様に
おいては可変長符号としてハフマン符号を用いたがその
イ也の可変長符号であってもＩ？ｌｉ！様にして符号化
テーブルの縮小に奇与することができる。

このような符号化処理により予測誤差をざらに印部して
ｒｆ縮両画像データ作成することができ、これにより予
測符号化処理が完了する。

このように予測符号化処理によって作成された圧縮画像
データは、例えば光ディスク等の記録媒体に格納され随
時必要に応じて読み出された後あるいはファクシミリ等
で送信された後等に、いわゆる伸長過程を経て例えばＣ
ＲＴ等に可視像として再生されたりするものでおる。

なあ、ここでは本発明の実施態様を予測符号化処理に応
用した場合について説明しているが、本発明の実施態様
はこれに限られるものではなく、その他種々の場合に適
用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の符号化方法を用いた画像デー
タの予測符号化を説明するための説明図、第３図は本発
明の符号化方法の一実施態様を示すフローチャート、第
４図は８ビツトデータをそのままハフマン符号化する場
合に用いるハフマン符号化テーブルの１例を示Ｔ概略図
である。 １・・・８ビツトデータ　　２・・・上位７ヒツトデー
タ３・・・下位１ビツトデータ ４・・・ハフマン符号化テーブル ５・・・符号化テーブル 凶咽１ノア十−（目−ＬＪｒ番二二梵−レノ第１図 第２図 第３図 （自発）手続ネｔＮ正書 特許庁長官　殿　　　　　　　　　　　　昭和６１年６
月４８２、発明の名称 符号化方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願人 任　所　　　神奈川県南足柄市中沼２１０番地名　称　
　　　富士写真フィルム株式会社４、代理人 東京都港区六本木５丁目２番１号 はうらいやビル　７階 （７３１８）弁理士　柳　１）征　史　（ほか２名）５
、補正命令の日付　　　な　　し ６、補正により増加する発明の数　　　な　　し７、補
正の対象　　　図　面 ８、補正の内容　　　手書き図面を墨入れ図面に補正し
ます。 （内容に変更なし）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数ビット長のデジタル信号を可変長符号により符号化
   する際に、この複数ビットのうち所定値以上の冗長度を
   有する上位ビットのみ可変長符号化し、残りの下位ビッ
   トをそのままとし、該符号化された上位ビットと該符号
   化されていない下位ビットを組み合わせて前記信号の符
   号化データを形成することを特徴とする符号化方法。