JPS6367081A

JPS6367081A - デ−タ符号化方法

Info

Publication number: JPS6367081A
Application number: JP61210626A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Kubota; 靖夫久保田; Yuji Kobayashi; 雄二小林; Tsutomu Wakabayashi; 若林　勉
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1986-09-09
Filing date: 1986-09-09
Publication date: 1988-03-25

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、データ圧縮のための符号化方法に係リ、特に
画像データの圧縮に好適なデータ符号化方法に関する。

〔従来の技術〕

例えば、カラー階調画像データなどでは、一般にそのデ
ータ量が膨大なものとなり、このため、その伝送や蓄積
などの処理に種々の問題が生じる。

そこで、このようなデータの処理には、従来がら種々の
データ圧縮のための符号化方法が用いられており、その
−例として、例えば、東京工業大学　工学部　画像情報
工学研究施設　中部　正之外２名により、印刷学会　昭
和６１年春期研究発表会において発表された、“各種直
交変換を用いた印刷用画像のデータ圧縮　第一報”と題
する論文による、いわゆるブロック符号化方式がある。

第１９図は、このようなブロック符号化による従来のデ
ータ符号化方法の一例を示したもので、この第１９図に
おいて、（ａｌは送信側を、そして（ｂｌは受信側をそ
れぞれ表わしており、以下、この第１９図により従来例
について説明する。

まず、（８１の送信側では、１）伝送すべき画像データを複数の画素からなるブロッ
ク、たとえば、８×８画素、又は】６×１６画素からな
るブロックに分割し、こうしてブロックに分けたデータ
Ｘ１を直交変換器１に入力する。

２）　直交変換器１はブロックごとのデータＸＩを直交
変換してデータＸ２とし、このデータＸ２を量子化器２
に入力する。

３）量子化器２は入力されたデータＸ２を線形に量子化
してデータＸ、を得、それを符号化器３に供給する。

４）符号化器３は、２次元配列からなるブロック内での
各データの位置ごとに、それぞれ独立に、予め所定値と
して設定しである符号化ビット数によりデータＸ３の符
号化を行なってデータＸ４を得、このデータＸ４を伝送
路に出力する。

次に、（ｂ）の受信側では、１）　伝送路を介して送られてきた符号化データＸ４を
復号器４に入力し、復号したデータＸ　、　Ｊ　　を逆
量子化器５に入力する。

２）逆量子化器５はデータＸ３′　を線形に逆量子化し
、逆量子化されたデータＸ２′　　を直交逆変換器６に
入力し、逆変換して再生画像データＸ、′　を得、それ
を外部に出力する。

ここで、符号化器３の出力である符号化データＸ４は、
元のブロック化データＸＩに比してデータ圧縮されてお
り、この結果、伝送時間が短くて済むなど、データ圧縮
による効果を得ることができる。

ところで、この従来技術では、上記したように、符号化
器３での符号化のためのビット数は、ブロック内でのデ
ータの位置に応じて一旦設定されたあとは固定されてい
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記したように、従来技術では、符号化のためのビット
数が、そのときどきでのデータの内容とは無関係に、ブ
ロック内での位置だけで一義的に決定されたあと固定さ
れている。

一方、例えばコサイン変換などの方法により直交変換さ
れた画像データについてみると、その２次元配列ブロッ
ク内でのデータの絶対値の分布状態は第２０図のような
傾向を示す。なお、この第２０図は、２次元配列ブロッ
クを、その位置（０゜０）と（ｎ−１，ｎ−１）を結ぶ
直線で切り、２次元配列ブロックを１次元で表現したも
のであり、実線、破線それに鎖線はそれぞれ異なった画
像データによる分布を表わす。

また、２次元配列ブロック内でのデータ量の分布状態を
そのまま２次元で表わしたのが第２１図で、データに応
じてハツチングを付して示したデータ量の多い部分の形
状が変化していることが判る。なお、この第２１図の（
ａ）〜（ｅｌは典形的な例を示したもので、これらの中
間の形状となる場合もあるのは言うまでもない。

このように、２次元配列ブロック内でのデータ量の分布
状態は、入力された画像データの内容によって大きく変
化しているのに対して、従来技４４？では、このような
変化と無関係に、符号化に際してのビット数が固定化さ
れているため、特定のデ−タについてだけ所定のデータ
圧縮効果が得られるにすぎず、この結果、従来技術では
、符号化のためのビット数に過不足を生じ、符号化効率
が低下して充分なデータ圧縮が得られなかったり、符号
化に必要なビット数の不足によるデータ劣化などの問題
がある。

本発明の目的は、上記従来技術の問題に充分に対処でき
、データの劣化を充分に抑えながら常に効率的なデータ
圧縮が得られるようにしたデータ符号化方法を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、本発明によれば、２次元配列データブロ
ックを所定の形状の複数の単位ブロックに分割し、これ
らの単位ブロックごとに、その中に位置するデータに対
する符号化のためのビット数が、その都度、独立して設
定されてゆくようにして解決される。

〔作　用〕

単位ブロックごとに、その中に含まれているデータにつ
いて、常に最適な符号化ビット数のもとでの符号化が得
られ、符号化ビット数に過不足を生じる虞れがなくなる
。

〔実施例〕

以下、本発明によるデータ符号化方法について、図示の
実施例により詳細に説明する。

第１図及び第２図は本発明の一実施例で、第１図はデー
タ圧縮部（送信側）を、そして第２図はデータ伸長部（
受信側）をそれぞれ示したものである。

この実施例は、イメージスキャナなどの画像データ源か
ら供給されてくる画像データを、ダブルバッファによっ
て所定の大きさのブロックにまとめ、それを一方のダブ
ルバッファから他方のダブルバッファに順次転送させる
ようにし、この転送時にそれぞれ所定のデータ処理やデ
ータ操作が実行されてゆくように構成したもので、まず
、第１図のデータ圧縮部について説明すると、外部から
入力されてくる画像データはダブルバッファ１０の一方
のバッファ１０ａと他方のバッファ１０ｂに交互に、１
６Ｘ１６画素からなる２次元配列のブロック毎に書き込
まれ、以後、このブロック毎に交互に、各バッファ１０
ａ、１０ｂから読み出されてゆく。このとき、各バッフ
ァ１０ａ、１０ｂに書き込まれるデータａ−１は第３図
に示すように、１６Ｘ１６画素を１ブロツクとし、各画
素が８ビツトからなるデータとなる。

ダブルバッファ１０に格納された画像データａ−１は、
次にダブルバッファ１２に１ブロツク毎に区切って転送
されるが、このときコサイン変換器１１によってコサイ
ン変換が施こされた上でダブルバッファ１２の各バッフ
ァ１２ａ、１２ｂに交互に、順次格納されてゆく。

コサイン変換器１１は、画像情報を周波数成分として表
わすことにより、配列内での低次の項に情報成分を集中
させ、これにより効率的な符号化が得られるようにする
ためのもので、ブロック符号化によるデータ圧縮の中心
となるものであり、画像データａ−１をＸ＋（ｉ、ｊ）
で、そしてコサイン変換後の画像データ、すなわち、変
換データａ−２をＸｔ（ｕｌ　　Ｖ）でそれぞれ表わし
たとき、コサイン変換は次のようになる。

ここで、Ｍニブロック配列の行数−列数１　＋　Ｊ　＋
　ｕ　＋　ｖ：データＸ１のブロック配列内での座標値
、従って、＝０．１．２・・・・・・（Ｍ−１）また、Ｃ（ｕ）、　　ＣＭ　：　−（ｕ　、　　ｖ　−
０）：　１　　（ｕ、　　ｖ〜０）なお、この実施例では、ブロック符−号化のための直交
変換としてコサイン変換を用いているが、本発明では、
コサイン変換に限らず、フーリエ変換、アダマール変換
などの直交変換を用いて実施してもよいことは言うまで
もない。

第４図に、ダブルバッファ１２のいずれかのバッファ１
２ａ又は１２ｂに書き込まれたコサイン変換データａ−
２の一例を示す。

こうしてダブルバッファ１２のいずれかのバッファ１２
ａ又は１２ｂに対する変換データａ−２の書き込みが終
了するごとに、今度はその読み出しが行なわれるが、こ
の実施例では、このときでの変換データａ−２のバッフ
ァ１２ａ又は１２ｂからの読み出しの順序により、１ブ
ロック分のデータ内での複数の所定の形状の単位ブロッ
クへの区分が行なわれる。すなわち、本発明では、２次
元配列された１ブロック分のデータを、さらにその配列
の中で複数の所定の形状の単位ブロックに分割し、この
単位ブロックごとに独立して符号化のためのビット数を
割り当てるようにした点を特徴としたものであるが、こ
の実施例では、この単位ブロックへのデータの区分をバ
ッファ１２ａ又は１２ｂからの読み出しのｉ［序で行な
うようになっているのである。

第５図はこの実施例における単位ブロックの区分状態を
示したもので、１ブロック分の配列の中での変換データ
の次数の低い部分から高い部分に向ってほぼ対称的に、
かつ順次、その大きさが大きくなってゆくようにして１
１の単位ブロックに分割したものである。なお、以下、
この単位ブロックを小ブロックという。

以上のような、小ブロツク分割のためのダブルバッファ
１２からの変換データａ−２の読み出しを制御するのが
読出しアドレス制御器１３であり、そこで、このアドレ
ス制御器１３はダブルバッファ１２に対して第６図に示
す順序で、各バッファ１２ａ又は１２ｂからの変換デー
タａ−２の読み出しが行なわれるように、各ブロックご
との続出アドレスを順次発生する。

従って、第５図と第６図とを比較すれば明らかなように
、ダブルバッファ１２から各ブロック毎の変換データａ
−２の読み出しが開始して第１番目から第２５６番目ま
での１ブロック分のデータの読み出しが終了までの間で
、まず第１番目に読み出されるデータが小ブロック■の
データであり、以下、第２番目から第６番目までが小ブ
ロック■のデータ、第７番目から第１６番目までが小ブ
ロック■のデータ、・・・・・・・・・、第１９３番目
から第２５６番目までが小ブロック■のデータというよ
うになり、結局、第７図に示すように、データの順番に
より小ブロックに対する区分が定まることになり、以後
、このデータの順番によって小ブロツク毎の異なった処
理を実行することができるようになるのである。

なお、この続出アドレス制御器１３により、第６図に示
す順序でのデータの読み出しを行なわせるためには、続
出アドレス制御器１３に、例えばカウント機能と、テー
ブルを設け、画像データａ−１の入力に同期して供給さ
れるクロック信号のカウント結果によりテーブル検索を
行ない、所定のアドレスデータを遂次発生させてゆくよ
うにすればよい。このとき、第５図及び第６図に示した
小ブロックの分割態様と小ブロツク内でのデータの続出
順序とは一実施例にすぎず、従って、これら以外のやり
方でも本発明の実施が可能なことは言うまでもない。例
えば、上記実施例では、第５図から明らかなように、各
小ブロックの大きさくその中に含まれるデータ数の大小
）が、２次元配列の１ブロック分のデータ内で高次のデ
ータを含むもの程、大きくなってゆくように構成してい
るが、これに代えて、各小ブロックの大きさを同じに揃
えてもよく、分割数も１１に限らないことは言うまでも
ない。

以上のようにして、ダブルバッファ１２から順次、読み
出された変換データａ−２は、まず重み付は器１４の乗
算器１４ａに入力され、重み係数発生器１４ｂから与え
られる重み係数ａ−３による重み付は処理を受ける。

この重み付は器１４での処理は、直交変換したデータの
それぞれごとに、その重要性に応じた重み付けを行ない
、必要とする情報はなるべく損なわれないようにしなが
ら、伝送すべき情ＩＩ　量の削減が充分に得られるよう
にするためのもので、経験的に決めるが具体的には、次
式で示すように、２次元配列ブロック内の個々のデータ
の配列内での位置によって決まる重み係数ａ−３を重み
係数発生器１４．　ｂから発生させ、この係数ａ−３を
乗算器１４ａに供給し、ダブルバッファ１２から順次読
み出されてくる変換データａ−２に乗算することにより
遂行される。

ａ　　３　（ｉ、　ｊ）　＝１／　１＋　（ｒ／ｓ）’
ここで、ｒ−／ｉ”＋ｊ” なお、ｋ、ｓは定数で、これらの値によってデータの圧
縮率を変化させることができるもので、典形列としては
、ｋ＝４、ｓ＝３を挙げることができる。この重み係数
の例は、重要な画像情報である２次元配列ブロック内の
低次の部分に対応した部分では、はぼ“１”に近い係数
であり、情報を保存し、削減可能な２次元配列ブロック
内データの多い高次の部分に対応する係数は高次になる
に従って“Ｏ”に近くなり、情報を削減する効果を持た
せたものである。

この重み係数発生器１４ｂによる重み係数ａ−３の発生
は、１ブロツク分のデータに対応して、１６Ｘ１６の２
次元配列データからなるテーブルを用い、このテーブル
を続出アドレス制御器１３から与えられるアドレスデー
タにより検索して行なうようになっている。

第８図に、ｋ＝４．ｓ＝８としたときのテーブルを示す
。従って、この第８図のテーブルの各数値が１ブロツク
の２次元配列内での対応する変換データａ−２の個々に
対する重み係数ａ　　３となる。

こうして重み付けされたデータは次に整数化器１５に入
力され、ここで数値の小数部を削除するという単純な処
理で整数化されてデータａ−４となる。

この整数化器１５を設けている理由は、必要な情報の伝
達にあまり寄与しない部分を切捨てることにより、伝送
に必要なビット数の削減が、より多く得られるようにす
るためであり、第９図に、このデータａ−４の一例を示
す。この第９図は第４図の変換データａ−’ｌに対して
重み付は処理と整数化処理を施こしたもので、図中でア
ンダーパーを付したゼロ（立）が、重み付けと整数化に
よってゼロにされてしまったデータを表わしている。

このデータａ−４は、次に再量子化器１６に人力され、
小ブロックごとに異ったステップによる量子化を再び行
なう。この実施例における再量子化器１６による具体的
な処理は次のようになっている。すなわち、２次元配列
内での低次のデータを含む小ブロック■、■、■のデー
タに対してはステップ１で目子化を行ない、残りの小ブ
ロック■〜■のデータに対してはステップ２で量子化を
行なうのである。この結果、精度の必要な低次のデータ
についての劣化を充分に抑えながら圧縮可能な高次のデ
ータについては充分なデータ圧縮を得ることができる。

なお、この実施例における再量子化器１６の処理につい
て、さらに具体的にいえば、この再量子化器１６では読
出アドレス制御器１３からのアドレスデータにより、入
力されてくるデータが小ブロックのいずれに属するもの
かを識別し、まず、そのデータが小ブロック■〜■のい
ずれかに属するものであったときには、このデータをそ
のまま出力に送り出してデータａ−５とする。つまり、
このときには、そのデータが整数化器１５を介して入力
されていることにより、ステップ１で量子化したのと同
じ結果になるのである。次に、入力されてきたデータが
小ブロック■〜０のいずれかに属するものであったとき
には、このデータの数値によりテーブル検索を行ない、
このテーブルから読み出されてくるデータを出力する。

このテーブルは、その検索入力の数値を２で除算し、そ
の結果を４捨５人した形で出力に与えるように作られて
おり、この結果、小ブロック■〜０のデータに対しては
ステップ２で量子化が行なわれたことになるのである。

第１０図にこの量子化データａ−５の一例を示す。この
第１０図の量子化データａ−５は第９図のデータを量子
化したもので、図中、括弧内の数字は、その小ブロツク
内での処理順序を表わしたものである。

こうして量子化したデータａ−５は次の符号化に備えて
、一方ではそのままダブルバッファ１７に供給されるが
、これと並行して最大箱体値検出器１８にも入力され、
ここで各小ブロックごとに、その中てのデータの最大絶
対値の検出を行ない、次に、この検出結果をビット配分
器１９に供給し、各小ブロックごとに、その中でのデー
タの符号化に使用するビット数を決定する（このビット
数の決定をビット配分という）。

第１１図はビット配分の一実施例を示したもので、この
図から明らかなように、変換次数が低引、従って情報の
重要な部分を担っているデータが主として含まれる確率
の高い、小ブロック■、■。

■のデータに対しては、その中に現われるデータの最大
絶対値とは無関係に、充分に多いビット配分（■には９
ビツト、■には８ビツト、■には７ビツト）を与え、こ
れにより画情報の劣化が充分に抑えられるようにすると
共に、高次のデータを含む■〜■の小ブロックのデータ
に対しては、その小ブロツク内に現われるデータの最大
絶対値に応じて、その都度、適切なビット配分が与えら
れ、これにより、常に高い圧縮率と低いデータ損失との
両立を確保できるようにしている。

なお、この第１１図のビット配分は一実施例にすぎず、
これ以外のビット数の割り当てや組合わせによって実施
してもよいことは言うまでもなく、このときに設定すべ
きビット数に対する考え方としては、そのビット数がデ
ータの符号化に際して選択される可能性が高く、かつ、
選択の対称となるビット数のうちの最大ビット数を用い
ることにより、その小ブロツク内のデータの符号化が、
はぼ完全に行なえるようなものとすればよい。

こうしてビット配分器１９で決定され出力されたビット
配分データａ−５は、まず一方では、ダブルバッファ１
７に格納されている変換データａ−５の符号化に備えて
ダブルバッファ２０に供給されると共に、このビット配
分データａ−５それ自身をも受信側に伝送するためにビ
ット配分符号化器２１に入され、ここでテーブル検索に
よる符号化を受けてビット配分符号ａ−７に変換される
。

なお、ここで、ビット配分データａ−５を受信側に伝送
するのは、受信側での変換データの復号化のためであり
、また、このときビット配分符号化器２１でビット配分
符号ａ−７に変換しているのは、伝送すべきデータ量が
少くて済むようにするためである。しかして、このとき
、小ブロック■。

■、■のデータに対するビット配分は、上記したように
、それぞれ（■＝９）、（■−８）、　（■−７）と固
定されているため、これらの小ブロック■〜■について
のビット配分データの受信側への伝送は不要であり、従
って、この実施例では、これら小ブロック■〜■のビッ
ト配分データの伝送は行なわず、勿論、ビット配分符号
化器２１でも符号化は行なわないように構成されている
。

第１２図にビット配分符号化器２１における符号化用の
テーブルの一実施例を示す。

この第１２図から明らかなように、ビット配分符号とし
ては２ビツトを用いており、上記したように、小ブロッ
ク■〜■については符号化しない。

第１３図は、−例として、第１０図に示した変換データ
ａ−５の場合におけるビット配分ａ−５とビット配分符
号ａ−７を示したもので、この図から明らかなように、
ビット配分符号化器２１を用い、第１１図に示すテーブ
ルを用いて符号化しているため、この実施例によれば、
ビット配分の伝送を１６ビツト（ａ−７の合計）で行な
うことができる。

一方、ダブルバッファ１７に格納されている１ブロック
分の量子化データａ−５に対して、そのブロックに対応
したビット配分ａ−６がダブルバッファ２０に用意され
たことにより、ここでデータ符号化器２２による量子化
データａ−５の、各小ブロックごとに選択されているビ
ット数（ビット配分ａ−６）による符号化が開始し、ダ
ブルバッファ１７のバッファ１７ａ又は１．７　ｂのい
ずれかから順次（１データづつ）読出されてくる量子化
データを、ダブルバッファ２０のバッファ２０ａ又は２
０ｂのいずれかから各小ブロックごとに定められたビッ
ト配分によって決まるビット数で符号化した符号化デー
タａ−８が出力されてゆく。

このデータ符号化器２２による符号化は、ビット配分ａ
−６で与えられるビット数で、量子化データａ−５を２
の補数として表現する方法によって行なわれる。ただし
、このとき、′−０″符号については、そのときのビッ
ト数で表現可能な２の補数のうちで最小値を示すデータ
（例えば、このときのビット配分が３だったとすれば、
このときの最小の数は−４であり、これは２進数で”１
００”となる）とする。

ところで、このダブルバッファ１７に格納した量子化デ
ータａ−５については、それを全部、そのまま符号化器
２２で符号化し、符号化データａ−８として伝送するよ
うにしてもよいが、この実施例では、さらに圧縮率を上
げるため、量子化データａ−５中の“０”の伝送につい
ては、ランレングス符号化法を併用するようになってい
る。すなわち、例えば第１０図を見ると明らかなように
、１ブロック分の量子化データａ−５の中で、特に高次
のデータからなる小ブロックにおいては、データが“０
”になっている場合が多く、従って、伝送のために順次
読み出していったとき、小ブロツク内で連続してデータ
“０”が現われる場合がかなり多くなっており、このた
め、このデータ“０”の伝送にランレングス符号化法を
適用すれば、さらに高いデータ圧縮が得られるからであ
る。

このため、ダブルバッファ１７から量子化デーりａ−５
を順次読み出してデータ符号化器２２に入力してゆ（と
き、これと並行して、この量子化データａ−５を零検出
器２３にも供給し、データ“Ｏ”が検出されるごとに、
その連続数を零計数器２４によってカウントさせ、この
結果をフィル符号化器２５によってランレングス符号化
し、その結果も符号化データａ−８として出力させるよ
うにしている。

ところで、この実施例では、上記のように、データ符号
化器２２による符号化に、データを２の補数として表現
する方法を用いており、この結果、例えば３ビツトで表
現できる数は−４〜＋３であり、負のデータだけ常に正
のデータより一種類多くなってしまい、本実施例のよう
に小ブロツク内の最大絶対値を用いて、ビット配分を決
定した場合、例えば３ビツトで符号化する際の入力され
るａ−５のデータの範囲は−３〜＋３となり、“−４”
すなわちビット配分で表現できる数の最小（直は、使用
されず、ムダとなる。そこで、この数を”−ｏ　”符号
とすることでデータ″０″のうンレングス符号化に際し
て、以下のようにしている。

ｉ　データ“０”が単独に存在していたときには、符号
化データとして“十〇″を出力する。

１１　　データ“０″が２以上連続して存在していたと
きには、“−〇″に引き続いてＯの連続数を符号化した
データを出力する。

従って、この実施例において第１０図の量子化データに
よる符号化データａ−８は第１４図のようになり、これ
が多重化器２６に供給されることになる。

なお、このときのデータ“０″の連続数の符号化には、
フィル符号化器２５を用いているが、この符号化にはフ
ィル符号化に限らず、ハフマン符号化などの他の可変長
符号化を用いてもよいことは言うまでもない。

また、このとき、各小ブロツク内でのデータの読み出し
順序は、データ″０”の連続数がなるべく多（得られる
ように、各小ブロツク内で低次の項のデータから順次高
い次数のものに移ってゆくように選ぶのが望ましく、こ
のため、上記実施例では第６図に示すような順序を採用
しているのである。

さらに、このときのデータ“０”が連続する範囲は、１
つの小ブロツク内に限定して扱う必要はなく、複数の小
ブロツク間にまたがって連続する場合について適用して
もよい。そして、成る小ブロツク内のデータが全て０と
なっていたときには、この小ブロックに関するビット配
分情報は、その小ブロック内データの復号には必要ない
ので、このときには符号化を行なわないようにする方式
としてもよい。

他方、このデータ“０”の符号化としては、例えば、１
個の独立した０に対しては“千〇”の符号を、そして予
め定めておいたｎ個の連続したＯに対しては“−〇”の
符号をそれぞれ割り当てる方法も利用可能である。

さらに、小ブロツク毎の符号化のためのビ′ント数、つ
まりビット配分に０を含ませておき、その小ブロツク内
のデータが全て“０”になっていたときには、このビッ
ト配分を０にすることにより小ブロツク内のデータを一
括して符号化する方法などの利用も可能である。

こうして、符号化データａ−３が多重化器２６に供給さ
れると、このデータａ−３はビット配分符号化器２１か
らのビット配分符号ａ−７と第１５図に示すように時分
割的に多重化されて伝送データａ−９となり、この伝送
データａ−９がバッファ２７に書き込まれることにより
伝送路を介して受信側に伝送される。なお、このバッフ
ァ２７はいわゆるファーストイン・ファーストアウト（
ＦＩＦ○）バッファである。また、第１５図に示しであ
る伝送データａ−９のビット数のうち、ビット配分符号
ａ−７のビット数は常に１６ビツトと一定であるが、そ
の後に続く符号化データａ−８のビット数は各ブロック
毎のデータの内容によって変化するものであり、図示の
３００ビツトという数字は第１０図に示したデータの場
合のものであることは言うまでもない。

次に、第２図のデータ伸長部について説明する。

伝送路を介してＦＩＦＯバッファ３ｏに書き込まれた伝
送データａ−９は、このバッファ３ｏがら順次読み出さ
れ、データｂ−１として切換器３１に１ビツトづつ入力
されてゆく。

切換器３１は入力されてくるデータのビット数をカウン
トし、リセット人力Ｒにリセット信号が入力されてから
カウント数が１６に達するまでの期間中だけ、入力デー
タｂ−１を出力データｂ−２として出力させ、それ以外
の期間は、入力データｂ−１を出力データｂ−３として
出力する働きをする。

第１５図で説明したように、送信側からの伝送データａ
−９（ｂ−１）は、１ブロック分のデータの最初の部分
に１６ビツトのビット配分符号ａ−７をもっている。従
って、１ブロック分のデータの受信が終了するごとに切
換器３１にリセット信号を入力してやれば、この切換器
３１の出力データｂ−２としてはビット配分符号ａ−７
だけが分離して得られることになる。なお、このときの
リセット信号の発生については後述する。

こうして出力データｂ−２として分離されたビット配分
符号ａ−７（以下、これをｂ−２という）は、ビット配
分復号器３２に入力され、ここでテーブル検索によりビ
ット配分ｂ−４（＝ａ−６）となり、バッファ３３に格
納される。なお、このビット配分復号器３２で使用され
るテーブルは第１２図で説明した符号化テーブルの逆に
なっている。

次に、切換器３１がリセットされてから入力されている
データｂ−１が１７ビツト以降になると、今度は出力デ
ータｂ−３に切換えられ、これによりデータ復号器３４
、零検出器３５、それにワイル符号復号器３６に、入力
データｂ−１のうちのビット配分符号ｂ−２を除いた符
号化データａ−８（以下、これをｂ−３という）が入力
されてゆくようになる。

この結果、まず、データ復号器３４では、入力されてく
る符号化データｂ−３のビット順序により、そのデータ
が所属する小ブロツク番号を知り、これによりバッファ
３３から与えられているピット配分ｂ−４の選択を行な
い、選択したビット配分（ビット数）に基いて復号を行
なってゆく。このとき、第１１図で説明したように、小
ブロック■、■、■に属するデータの復号に使用するビ
ット数については、それらが固定されており、かつ、ビ
ット配分として伝送されてこないようになっていること
から、バッファ３３から取り込んで選択するのではなく
、予めテーブルとして与えられているものを使用するよ
うになっている。

また、これと並行して、零検出器３５は符号化データｂ
−３の中での符号“−〇”の存在を調べ、符号“−〇”
が現われるごとにワイル符号復号器３６を動作させ、デ
ータ“Ｏ”の連続数の復号を行なわせ、その結果を零デ
ータ出力器３７に与え、この零データ出力器３７により
データ“０゛を出力させる。

従って、この結果、データ復号器３４と零データ出力器
３７の出力を合成したデータｂ　５として、第１０図で
説明した量子化データａ−５と同じデータが得られるこ
とになり、この量子化データｂ−５が順次、ダブルバッ
ファ３９の一方のバッファ３９ａ又は他方のバッファ３
９ｂに、１ブロツクごとに交互に格納されてゆくことに
なる。

ここで、書込アドレス制御器３８について説明する。

この書込アドレス制御器３８は、データ復号器３４と零
データ出力器３７の出力データｂ−５をクロック信号と
して動作し、そのとき現われているデータが小ブロック
のいずれに属するものかを識別し、バッファ３３、ダブ
ルバッファ３９．４１に対して小ブロツク番号や書込ア
ドレスなどのデータを供給すると共に、１ブロツク分の
データの終了を検出して切換器３１にリセット信号を供
給する働きをする。

なお、小ブロックの識別や１ブロツク分のデータの終了
識別は、第６図及び第７図で説明したように、データの
順番や数により容易に行なうことができる。

以上のようにして、符号化データｂ−３の復号化が開始
し、ダブルバッファ３９に１ブロツク分の量子化データ
ｂ−５の格納が終るごとに、以後は、このダブルバッフ
ァ３９を含めてダブルバッファ４１．４３の３個のダブ
ルバッファの間で順次、１ブロツクごとのデータの転送
を行ない、送信側で施こされているデータ処理に対応し
て逆量子化と逆コサイン変化を行なうことにより画像デ
ータを得るようになっている。

まず、ダブルバッファ３９のバッファ３９ａ。

３９ｂの一方からデータを読み出し、これをダブルバッ
ファ４１のバッファ４１ａと４１ｂのいずれかに書き込
みを行ない、このとき逆量子化器４０を介してデータの
転送を行なうことにより逆量子化を行なう。

この逆量子化は、送信側での再量子化器１６による処理
に対応したもので、このため逆量子化器４０では、その
ときのデータが小ブロックのいずれのデータであるかを
書込アドレス制御器３８からの信号で識別し、そのデー
タが小ブロック■。

■、■のいずれかに属するものであっときには、そのデ
ータはそのまま通過させ、小ブロック■〜■のいずれか
のデータであったときには、その値を２倍にして出力さ
せるように動作する。

従って、この逆量子化器４０の出力データ（逆量子化デ
ータ）ｂ−６の一例を示すと第１６図のようになる。な
お、この第１６図のデータは第９図のデータに対応した
もので、これらの図を比較してみれば明らかなように、
このような処理で不可避的に現われる量子化誤差のため
、両者は必ずしも一致せず、第１６図でアンダーライン
を付したデータが量子化誤差を生じたものである。

次に、ダブルバッファ４１と４３の間では、逆コサイン
変換が施こされ、逆量子化データｂ−６から画像データ
ｂ−７が再生される。すなわち、ダブルバッファ４１の
各バッファ４１ａと４１ｂから１ブロツク分づつ交互に
データの読み出しを行ない、それをダブルバッファ４３
の各バッファ４３．４３ｂに交互に書き込み、その間で
データを逆コサイン変換器４２で処理して逆コサイン変
換を行なうのである。

逆コサイン変換器４２による処理内容は、デーりｂ−６
をＸｔ’　（ｉ　、Ｊ）　、データｂ−７をＸ、’（ｕ
、ｖ）としたとき、以下のようになっている。

１６Ｘ１６Ｘ８ビット−２０４８ビツトの画像データの
伝送が、その画像データの内容にもよるが、例えば第１
５図に示すように、僅が３１４ビツトのデータに圧縮で
きることになる。

ここで、以上の実施例によって得られる効果について説
明する。

データの伝送を効率良く行なうためには、第１７図（ａ
ｌに示すように、直交変換後の２次元配列内の各データ
ごとに、各々符号化する際のピッ１数を決定し、この符
号化する際のビット配分と配列内データの２つの符号を
使って、配列内データの１つを符号化すればよいが、こ
れで４′、Ｉ全データにビット配分を表す符号を付加し
なければならず、効率的な符号化はできない。

しかしながら、上記実施例によれば、２次元配列内のデ
ータを複数の小ブロックに分割し、各小ブロツク内のデ
ータについては全て同じビット数で符号化するようにし
ているので、第１７図（ｂ）に示すように、個々の配列
内データのそれぞれについては必ずしも符号化ビット数
が適切なものとはならないが、ビット配分情報の符号化
に必要なビット数の伝送が小ブロツク単位に１つで済む
ため、全体としては効率的なデータ伝送を得ることがで
きる。これを第１７図の例で比較すると、同図（ａ）で
は全ビット数が７９ビツトになるが、同図（ｂ）の本発
明の実施例ではビット数は全部で６８ビツトで済み、効
率的であることが判る。

次に、上記実施例では、各小ブロツク内でのデータの最
大値に応じて、その小ブロック内データの符号化に使用
するビット数（ビット配分）を決めるようになっている
。

従って、この実施例によれば、常に適切なピット数によ
る符号化が行なわれ、符号化ビット数の不足による再生
画像の劣化の虞れをな（すことができる。又、余分なビ
ット配分を行うこともなくなる。

又、２次元配列ブロック内データの符号化方法として、
これらのデータの発生頻度分布にもとづいてあらかじめ
設定された可変長符号を用いる方法も考えられるが、こ
の２次元配列内データの発生頻度は、この配列内の位置
により大きく変化するため、この方法では２次元配列内
の各位置ごとにデータの発生頻度分布を求め、各々可変
長符号を設定しなければ圧縮効率は向上できなく、又、
各位置ごとに可変長符号を設定した場合には、装置が複
雑になることはいうまでもない。

さらに本実施例のように２次元配列ブロック内データを
、小ブロックに分割しビット配分を行なう方法と連続す
る“０”データをランレングス符号化法を用いて符号化
する方法を併用することで、ビット配分を決定する際の
選択可能なビット数（例えば、０．２，４．６ビツト）
の中から“０ビット”を除いても効率的に“０”データ
を符号化できるためにビット配分“０ビツト”に対応し
たピッｉ・配分符号に他のビット数を割り当てることが
でき、ビット配分をより細かく設定できる（例えば、２
，３，４．６）。これにより、例えばビット配分として
３ビツト必要とする小ブロックがあった場合、′０”デ
ータのランレングス符号化法を併用しなければ、ビット
配分に４ビツトを選択しなければならなく、ビット配分
にムダが出る。ところが本実施例では、３ビツトを選択
することができる。

このように、小ブロックにビット配分を行なうだけの符
号化法よりも、本実施例のようにさらに“０”データの
ランレングス符号化法も併用した方法の方が、圧縮効率
が向上する。

ところで、第１８図は、直交変換によって得られた２次
元配列内データの符号化に必要となる平均的なビット数
を表わす曲線と各小ブロックの分割方法を表す長方形と
を示したもので、２次元配列の（１，１）と（ｎ、ｎ）
点を結ぶ直線で切つた断面を表わしたものである。特に
、この長方形の面積は、その小ブロツク内の全てのデー
タを符号化する為に必要となる情報量を表わす。

そして、この第１８図においては、（ａ）は小ブロック
の大きさを全て等しい大きさに区分した場合を示し、同
図（ａｌは上記実施例において、第５図で説明したよう
に、データの次数に応じて高次のもの程、小ブロックを
大きくした場合のものである。

これら第１８図（ａｌ、　（ｂｌにおいて、ハツチング
を施こして示した部分が無駄なビット数であり、従って
、これらの図から明らかなように、本発明の実施例によ
れば、符号化用のビットの利用率が高く、効率的なデー
タ圧縮を得ることができる。

次に、小ブロックの符号化ビット数は、小ブロックの２
次元配列内の位置により、はぼ一定している為、使用さ
れる確立が非常に低い符号化ビット数にも符号を割り当
てることは符号化ビット数を符号化する時のビット数が
余分に必要となり、効率的でない。しかるに、上記実施
例では、第１１図及び第１２図で説明したように、各小
ブロックごとのビット配分符号として、それぞれの対応
する小ブロツク内で使用される頻度の高いものに限定し
て符号が割り当てである。つまり、例えば第１８図（ｂ
ｌで、最高次の小ブロックでのビット符号化には（２，
３，４，５）を用意し、その次に高次の小ブロックのビ
ット符号化には（３，４，５゜７）を割り当てるという
ようになっているのである。

゛　　そして、この結果、上記実施例によれば、上記の
場合、各小ブロックのビット配分符号が２ビツトで済む
。

なお、上記の方法を用いなければ、３ビツト必要であり
、小ブロック１つに付き、１ビツトむだにすることにな
る。

次に、例えば、絶対値が３以下の全ての整数に符号を割
り当てる場合、−３，−２，−１，０゜＋１．＋２．＋
３の７種類の符号が必要となり、２進数で表現した場合
、３ビツト必要とする。ところが、３ビツトで表現でき
る符号は８種類あり、１種類の符号がむだになる。これ
は、絶対値が１以下の整数や７以下の整数の場合でも同
様である。

そこで、上記実施例で付随的に述べたように零符号には
“±０”の２種類の符号があると考え、“−〇″符号上
記のあまった符号を割り当て、“−〇″符号は“０”デ
ータが例えば２個連続して存在しているという意味を持
たせるようにしており、この結果、“０″が連続する場
合には、約１／２のビット数で符号化が可能となる。

ここで、本発明のように、画像を複数のブロックに分割
した後、このブロックごとに直交変換し、量子化、符号
化する方法を採っていると、量子化による誤差が、直交
変換後の２次元配列の低次の部分に発生した場合、ブロ
ックの境界が目立という画像劣化が発生する。

例えば、配列内の最低次のデータに量子化誤差が発生し
た場合、これは、再生画像のそのブロックの全てのデー
タに一様に一定値を加算、又は減算することと、同じ結
果となる。そして、この様な画像劣化に対して人間の目
は敏感である。これに対して、高次のデータに量子化誤
差が発生した場合には、再生画像のブロック内の全体に
細かな凹凸を加えたのと同じ結果となる。しかして、こ
の様な画像劣化に対しては、人間の目は鈍感である。

そこで、上記実施例では、データの量子化に際して、そ
の量子化のレベルを小ブロツク単位で変え、低次のデー
タでは量子化レベルを小さく、そして高次のデータでは
大きくしており、この結果データ圧縮効率の低下を抑え
ながら、充分に画像劣化をなくすことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、データブロック
がさらに複数の単位ブロックに分割され、これら単位ブ
ロックごとに符号化ビット数の制御が行なわれるように
したから、従来技術の欠点を除き、符号化ビットの効率
的な利用が容易に得られ、データの圧縮率を充分に向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるデータ符号化方法を適用したデー
タ圧縮部の一実施例を示すブロック図、第２図は同じ（
データ伸張部の一実施例を示すブロック図、第３図はデ
ータブロックの説明図、第４図はコサイン変換データの
一例を示す説明図、第５図は本発明における単位ブロッ
ク分割の一実施例を示す説明図、第６図は単位ブロック
内でのデータ読出順序の一実施例を示す説明図、第７図
は単位ブロックとデータとの対応の一実施例を示す説明
図、第８図は本発明における重み係数の一実施例を示す
説明図、第９図は本発明の一実施例における重み付はデ
ータの一例を示す説明図、第１０図は同じく量子化デー
タの一例を示す説明図、第１１図は本発明におけるビッ
ト配分の一実施例を示す説明図、第１２図は同じくビッ
ト配分符号の一実施例を示す説明図、第１３図は同じく
データ符号化の一実施例を示す説明図、第１４図は符号
化データの一例を示す説明図、第１５図は伝送符号の一
例を示す説明図、第１６図は本発明の一実施例における
逆量子化データの一例を示す説明図、第１７図は本発明
によるビット減少効果の説明図、第１８図は同じくビッ
トの利用効果の説明図、第１９図はブロック符号化方式
による従来例を示すブロック図、第２０図はブロック符
号化方式におけるデータ分布の説明図、第２１図は同じ
くデータ分布を２次元状態で示した説明図である。１．１２，１７．２０・・・ダブルバッファ、１１・・
コサイン変換器、１３・・・続出アドレス制御器、１４
・・・重み付は器、１５・・・整数化器、１６・・・再
量子化器、１８・・・最大絶対値算出器、１９・・・ビ
ット配分器、２１・・・ビット配分符号化器、２２・・
・データ符号化器、２３・・・零検出器、２４・・・零
計数器、２５・・・ワイル符号化器、２６・・・多重化
器、２７．３０・・・バッファ、３１・・・切換器、３
２・・・ビット配分復号器、３３・・・バッファ、３４
・・・データ復号器、３５・・・零検出器、３６・・・
ワイル符号復号器、３７・・・零データ出力器、３８・
・・書込アドレス制御器、３９．４１．４３・・・ダブ
ルバッファ、４０・・・逆量子化器、４２・・・逆コサ
イン変換器。第５図第６図第７図第１／図第１２図第１７図（ａ）第１７図（ｂ）第１８図助とクリ内位置第１９図（ａ）（ｂ）第２０図第２１図（ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（
ｂ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（Ｃ）ｌ
。（ｄ）　　　　　　　　　　　　　（ｅ）手続補正帯（
帥）昭和６１年１０月λβ日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）画像データを所定の画素数ごとにブロック化し、
これらブロック化した画像データごとに直交変換して得
た２次元配列データを用い、ブロック符号化によりデー
タ圧縮を行なうようにしたデータ符号化方法において、
上記直交変換により得たブロックごとの２次元配列デー
タを複数の単位ブロックに分割する手段を設け、上記ブ
ロック符号化のためのビット数が、これら複数の単位ブ
ロック毎に独立に制御されるように構成したことを特徴
とするデータ符号化方法。
（２）特許請求の範囲第１項において、上記各単位ブロ
ック毎のビット数が、それぞれの単位ブロック内でのデ
ータの絶対値の最大値に基いて制御されるように構成し
たことを特徴とするデータ符号化方法。
（３）特許請求の範囲第１項において、上記単位ブロッ
クの分割形成が上記２次元配列データ内でのデータの次
数にしたがつて順次行なわれており、かつ、これら単位
ブロックの大きさがその中に含まれるべきデータの次数
にしたがつて大きくなつていることを特徴とするデータ
符号化方法。
（４）特許請求の範囲第１項において、上記単位ブロッ
ク毎のデータのブロック符号化に使用するビット数の符
号化が、各単位ブロックで使用される頻度が高いビット
数の表現にだけ符号を割当てて行なう符号化方式で行な
われることを特徴とするデータ符号化方法。
（５）特許請求の範囲第３項において、上記ブロック符
号化に必要な量子化処理を上記単位ブロック毎に独立し
た量子化レベルで行なう手段を設け、単位ブロックに含
まれているデータの次数に応じて量子化レベルが変化し
ていることを特徴とするデータ符号化方法。