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JP2009010612A - Image compressing device and method - Google Patents

Image compressing device and method Download PDF

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JP2009010612A
JP2009010612A JP2007169315A JP2007169315A JP2009010612A JP 2009010612 A JP2009010612 A JP 2009010612A JP 2007169315 A JP2007169315 A JP 2007169315A JP 2007169315 A JP2007169315 A JP 2007169315A JP 2009010612 A JP2009010612 A JP 2009010612A
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JP
Japan
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block
image
quantization table
data
quantization
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2007169315A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Mabuchi
和幸 眞渕
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the size of compressed data by eliminating data of an undesired high spatial frequency component in image data by attenuating an AC component in a part (dark part) at a low luminance level of an image. <P>SOLUTION: This image compressing device for compressing image data Id in each block in a fixed size is provided with a buffer 101 for outputting the image data Id in each block, a DCT device 102 for converting image data Bd corresponding to a block outputted from the buffer 101 into data Td of a frequency domain by DCT processing, and a quantizing part 103 for quantizing the data Td of the frequency domain corresponding to each block converted by the DCT device 102, wherein the quantizing part 103 changes components of a quantization table to be used to quantize the data Bd of the frequency domain of the each block in each block so as to increase a compression rate of a part darker than reference brightness of a corresponding image. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は画像圧縮装置および画像圧縮方法に関し、特に、画像の暗い部分の圧縮率を高めて効率よく画像の圧縮を行う高能率画像符号化処理に関する。   The present invention relates to an image compression apparatus and an image compression method, and more particularly to a high-efficiency image encoding process that efficiently compresses an image by increasing a compression ratio of a dark portion of an image.

JPEG(Joint Photographic Expert Group)規格準拠の画像圧縮処理については、その一例が特許文献1に開示されている。   An example of image compression processing compliant with the JPEG (Joint Photographic Expert Group) standard is disclosed in Patent Document 1.

この画像圧縮処理では、画像はある一定のサイズの領域、ここでは8×8画素からなるブロックに分割され、そのブロック単位で、画像データが離散コサイン変換(DCT: Discrete Cosine Transform)を用いて、時間領域から周波数領域へ変換される。   In this image compression process, an image is divided into a region of a certain size, here a block of 8 × 8 pixels, and the image data is divided into block units using a discrete cosine transform (DCT: Discrete Cosine Transform), Transform from time domain to frequency domain.

この周波数領域への変換により得られたデータ(以下DCTデータという。)は、量子化によって情報量を落としてから、ハフマン符号化によりその圧縮が行われる。   Data obtained by the conversion to the frequency domain (hereinafter referred to as DCT data) is compressed by Huffman coding after the amount of information is reduced by quantization.

この周波数領域への変換では、変換そのものでは情報量は削減されないが、低周波数成分にエネルギーが集まることを利用して、DCTデータの量子化による情報量削減と、ハフマン符号化などのエントロピー符号化によるデータ圧縮とにより、画像データの圧縮率向上を図っている。   In this conversion to the frequency domain, the amount of information is not reduced by the conversion itself, but by using the fact that energy is collected in low frequency components, the amount of information is reduced by quantization of DCT data and entropy coding such as Huffman coding is performed. The compression rate of the image data is improved by the data compression according to.

図9は、上記のようなJPEG準拠の画像圧縮処理を行う従来の画像圧縮装置を説明するブロック図である。   FIG. 9 is a block diagram for explaining a conventional image compression apparatus that performs JPEG-compliant image compression processing as described above.

この画像圧縮装置200は、入力された画像データIdをバッファリングし、該画像データを上記ブロックに対応するよう分割し、該ブロックに対応する画像データ(以下ブロックデータともいう。)Bdを出力するバッファ201と、該バッファ201からのブロックデータBdをDCTにより周波数領域のデータ(DCTデータ)Tdに変換するDCT器202とを有している。また、画像圧縮装置200は、DCT器202からのDCTデータTdを、固定の量子化テーブルQtを用いて量子化して量子化データQdを生成する量子化器203と、該量子化データQdに対してハフマン符号テーブルHtを用いたハフマン符号化処理を施して圧縮データCdを生成するハフマン符号化器204とを有している。なお、この画像圧縮装置200は、上記量子化テーブルQtを格納した量子化テーブル格納部203aと、上記ハフマンテーブルを格納したハフマンテーブル格納部204aとを有している。   The image compression apparatus 200 buffers input image data Id, divides the image data so as to correspond to the block, and outputs image data (hereinafter also referred to as block data) Bd corresponding to the block. A buffer 201 and a DCT unit 202 that converts block data Bd from the buffer 201 into frequency domain data (DCT data) Td by DCT. In addition, the image compression apparatus 200 quantizes the DCT data Td from the DCT unit 202 using a fixed quantization table Qt to generate the quantized data Qd, and the quantized data Qd And a Huffman encoder 204 that performs Huffman encoding processing using the Huffman code table Ht to generate compressed data Cd. The image compression apparatus 200 includes a quantization table storage unit 203a that stores the quantization table Qt, and a Huffman table storage unit 204a that stores the Huffman table.

次に動作について簡単に説明する。   Next, the operation will be briefly described.

この画像圧縮装置200に1つの画面に対応する画像データIdが入力されると、該画像データIdはバッファ201にて、該画面を区分する、例えば8×8画素サイズのブロックに対応するよう分割され、該ブロック毎に画像データが出力される。この各ブロックに対応する画像データ(ブロックデータ)BdがDCT器202に入力されると、該DCT器202では、このブロックデータBdは、離散コサイン変換により、8×8個の周波数成分からなる周波数領域のデータ(DCTデータ)Tdに変換され、量子化器203に入力される。該量子化器203では、このDCTデータTdにおける各周波数成分を量子化テーブルの、対応する量子化成分により除算することにより、量子化された8×8個の周波数成分からなる量子化データQdが生成され、ハフマン符号化器204に出力される。該ハフマン符号化器204では、ハフマンテーブルHtを用いて該量子化データQdに対するハフマン符号化処理が行われ、これにより得られた圧縮データCdがこの画像圧縮装置200から出力される。   When image data Id corresponding to one screen is input to the image compression apparatus 200, the image data Id is divided by the buffer 201 so as to correspond to, for example, an 8 × 8 pixel size block. Then, image data is output for each block. When the image data (block data) Bd corresponding to each block is input to the DCT unit 202, the block data Bd is converted into a frequency composed of 8 × 8 frequency components by discrete cosine transform. The data is converted into area data (DCT data) Td and input to the quantizer 203. The quantizer 203 divides each frequency component in the DCT data Td by the corresponding quantization component of the quantization table, whereby quantized data Qd consisting of 8 × 8 frequency components quantized is obtained. Is generated and output to the Huffman encoder 204. The Huffman encoder 204 performs a Huffman encoding process on the quantized data Qd using the Huffman table Ht, and the compressed data Cd obtained thereby is output from the image compression apparatus 200.

ところで、普通の画像データをそのまま量子化してしまうと大きな画質劣化が生じるが、上記のように画像データを周波数変換をすることで、人間にとって目立つ部分の情報は低周波成分に集められ、このため、周波数変換された画像データの量子化により、元の画像の性質を残したまま画像データを圧縮することが可能となる。   By the way, if normal image data is quantized as it is, a great deterioration in image quality occurs. However, by converting the frequency of the image data as described above, the information that is conspicuous for humans is collected in the low frequency component. By quantizing the frequency-converted image data, it is possible to compress the image data while retaining the properties of the original image.

このような画像データの圧縮のために用いる量子化テーブルは、具体的には2つの量子化テーブル、つまり輝度用テーブルと色用テーブルとがあり、画像データのDCT処理により得られたデータをそのテーブルの値で除算して情報圧縮(情報の切り捨て)を行う。   Specifically, there are two quantization tables used for compressing such image data, that is, a luminance table and a color table. Data obtained by DCT processing of image data is represented by the quantization table. Information compression (information truncation) is performed by dividing by the table value.

基本的に、低周波成分に対してはあまり圧縮はせず、高周波成分に対して圧縮率の高い圧縮を施していく。   Basically, the low frequency component is not compressed so much, and the high frequency component is compressed with a high compression rate.

したがって、この量子化テーブルでは、DCTデータの低周波部分に対する量子化レベル(量子化成分)は小さな値、DCTデータの高周波成分に対する量子化レベル(量子化成分)は大きな値となる。ここで、圧縮率を上げることは、これらのテーブルの量子化成分の設定値を全体的に大きくすることを意味する。   Therefore, in this quantization table, the quantization level (quantization component) for the low frequency part of the DCT data is a small value, and the quantization level (quantization component) for the high frequency component of the DCT data is a large value. Here, increasing the compression rate means increasing the set values of the quantization components in these tables as a whole.

このような画像データの符号化処理で使われた量子化テーブルの値は、画像を再現するときに、つまり符号化データを復号化する際に必要になるため、JPEGファイル、つまりJPEG準拠の符号化データのヘッダ部分に書き込まれて、符号化データとともに復号化側に送られる。
特開平7−123413号公報
Since the quantization table values used in such image data encoding processing are necessary when reproducing an image, that is, when decoding encoded data, a JPEG file, that is, a JPEG-compliant code, is used. It is written in the header portion of the encoded data and sent to the decoding side together with the encoded data.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-123413

ところが、従来の圧縮方式では次のような問題点があった。   However, the conventional compression method has the following problems.

1枚の画像に対して固定の量子化テーブルを用いてその圧縮を行うので、1枚の画像のうちの暗い部分、つまり本来情報量の少ない部分と、明るく画像として情報量のある部分とが同じ圧縮率で扱われていた。   Since compression is performed on a single image using a fixed quantization table, a dark portion of one image, that is, a portion with a small amount of information originally, and a portion with a bright amount of information as an image. It was treated with the same compression rate.

この場合、圧縮処理により1枚の画像のデータ量はより小さくできる可能性があるが、このように1枚の画像に対して、一律同じ量子化テーブルを用いる方法では、圧縮による画質劣化の点から更なる圧縮が見込めない。   In this case, there is a possibility that the data amount of one image can be made smaller by the compression process. However, in the method using the same quantization table for one image as described above, the image quality deterioration due to the compression is caused. Cannot be further compressed.

本発明のこのような問題点を解決するためになされたもので、不要な高い空間周波数成分のデータが除去されるようさらなる圧縮を行うことが可能となり、これにより圧縮された画像データのサイズをさらに減らすことができる画像圧縮装置および画像圧縮方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and it is possible to perform further compression so that unnecessary high spatial frequency component data is removed, thereby reducing the size of the compressed image data. An object is to obtain an image compression apparatus and an image compression method that can be further reduced.

本発明にかかる画像圧縮装置は、画像を圧縮して圧縮データを生成する画像圧縮装置であって、該画像をその圧縮の単位となるブロックに分割する画像分割部と、該画像の画像データを該ブロック毎に量子化する量子化部とを備え、該量子化部は、該画像の、基準の明るさより暗い部分の圧縮率が高まるよう、該画像データの量子化に用いる量子化テーブルの成分をブロック毎に決定するものであり、そのことにより上記目的が達成される。   An image compression apparatus according to the present invention is an image compression apparatus that generates compressed data by compressing an image, an image dividing unit that divides the image into blocks that are units of the compression, and image data of the image A quantization unit that performs quantization for each block, and the quantization unit is a component of a quantization table used for quantization of the image data so that a compression ratio of a darker portion of the image is higher than a reference brightness Is determined for each block, and the above object is achieved.

本発明は、上記画像圧縮装置において、前記画像データを量子化して得られた量子化データを符号化して圧縮データを生成する符号化器を有し、前記各ブロックに対応する量子化テーブルを、該各ブロックの圧縮データとともに復号化側に送信することが好ましい。   The present invention includes an encoder that encodes quantized data obtained by quantizing the image data and generates compressed data in the image compression device, and a quantization table corresponding to each block, It is preferable to transmit the compressed data of each block to the decoding side.

本発明は、上記画像圧縮装置において、前記各ブロックに対応する量子化テーブルは、前記圧縮データの該各ブロックに対応するヘッダ部に含めて送信されることが好ましい。   In the image compression apparatus according to the present invention, it is preferable that a quantization table corresponding to each block is included in a header portion corresponding to each block of the compressed data and transmitted.

本発明は、上記画像圧縮装置において、前記量子化部は、基準量子化テーブルを保持しており、前記各ブロックの輝度レベルに応じて該基準量子化テーブルの成分を補正して補正量子化テーブルをブロック毎に作成し、該各ブロックの画像データの量子化を、該作成した補正量子化テーブルを用いて行うことが好ましい。   According to the present invention, in the image compression apparatus, the quantization unit holds a reference quantization table, and corrects a component of the reference quantization table according to a luminance level of each block, thereby correcting the quantization table. Is preferably created for each block, and the image data of each block is quantized using the created correction quantization table.

本発明は、上記画像圧縮装置において、前記各ブロックに対応する量子化テーブルとして、前記補正量子化テーブルを該各ブロックの圧縮データとともに復号化側に送信することが好ましい。   In the image compression apparatus, it is preferable that the correction quantization table is transmitted to the decoding side together with the compressed data of each block as a quantization table corresponding to each block.

本発明は、上記画像圧縮装置において、前記各ブロックに対応する量子化テーブルとして、前記基準量子化テーブルを該各ブロックの圧縮データとともに復号化側に送信することが好ましい。   In the image compression apparatus, it is preferable that the reference quantization table is transmitted to the decoding side together with the compressed data of each block as a quantization table corresponding to each block.

本発明は、上記画像圧縮装置において、前記画像の画像データを前記ブロック毎に離散コサイン変換して変換データを生成する変換器を備え、前記量子化部は、前記画像データとして該変換データを量子化し、前記基準量子化テーブルの成分のうちの、該変換データの交流成分に対応する交流成分を、該各ブロックの輝度レベルに応じて変更して、前記補正量子化テーブルを作成することが好ましい。   The present invention provides the above image compression apparatus, further comprising: a converter that performs discrete cosine transform on the image data of the image for each block to generate converted data, and the quantization unit quantizes the converted data as the image data. Preferably, the correction quantization table is created by changing the AC component corresponding to the AC component of the conversion data among the components of the reference quantization table according to the luminance level of each block. .

本発明は、上記画像圧縮装置において、前記量子化部は、前記基準量子化テーブルの交流成分のうちの、前記変換データの空間周波数の高い成分に対応する高周波成分を、該各ブロックの輝度レベルに応じて変更して前記補正量子化テーブルを作成することが好ましい。   According to the present invention, in the image compression apparatus, the quantization unit converts a high-frequency component corresponding to a component having a high spatial frequency of the converted data, among the AC components of the reference quantization table, to the luminance level of each block. It is preferable that the correction quantization table is created by changing according to the above.

本発明は、上記画像圧縮装置において、前記量子化部は、前記画像データに基づいて、前記各ブロックの輝度レベルを抽出する輝度レベル抽出部と、前記基準量子化テーブルを保持し、該各ブロックの抽出した輝度レベルに応じて該基準量子化テーブルの高周波成分を補正して前記補正量子化テーブルをブロック毎に作成する量子化テーブル作成部と、該各ブロックの変換データを、該作成した補正量子化テーブルを用いて量子化する量子化器とを有することが好ましい。   According to the present invention, in the image compression device, the quantization unit holds a luminance level extraction unit that extracts a luminance level of each block based on the image data, and the reference quantization table. A quantization table creating unit that creates a corrected quantization table for each block by correcting high-frequency components of the reference quantization table according to the extracted luminance level, and the created correction data for the converted data of each block It is preferable to have a quantizer that quantizes using a quantization table.

本発明は、上記画像圧縮装置において、前記量子化テーブル作成部は、前記各ブロックの輝度レベルに応じて、前記基準量子化テーブルの高周波成分に係数を乗算して、前記補正量子化テーブルを作成するものであり、前記輝度レベル抽出部は、外部から供給される検出レベルと、該各ブロックに対応する輝度レベルとを比較し、該ブロックの輝度レベルが、該検出レベル以上であるときは、該ブロックに対する量子化テーブルとして該基準量子化テーブルを用いるべきであることを示す補正制御信号を出力し、かつ、該係数を1に設定し、該ブロックの輝度レベルが、該検出レベルより小さいときは、該ブロックの量子化テーブルとして該補正量子化テーブルを用いるべきことを示す補正制御信号を出力し、かつ、該係数を、該ブロックの輝度レベルが低いほど大きな値に設定することが好ましい。   According to the present invention, in the image compression device, the quantization table creation unit creates the correction quantization table by multiplying a high frequency component of the reference quantization table by a coefficient according to a luminance level of each block. The luminance level extraction unit compares the detection level supplied from the outside with the luminance level corresponding to each block, and when the luminance level of the block is equal to or higher than the detection level, When a correction control signal indicating that the reference quantization table should be used as a quantization table for the block is output, the coefficient is set to 1, and the luminance level of the block is smaller than the detection level Outputs a correction control signal indicating that the correction quantization table should be used as the quantization table of the block, and sets the coefficient to the block It is preferred that the degree level is set to lower the larger value.

本発明にかかる画像圧縮方法は、画像を圧縮して圧縮データを生成する画像圧縮方法であって、該画像をその圧縮の単位となるブロックに分割する画像分割ステップと、該画像の画像データを該ブロック毎に量子化する量子化ステップとを含み、該量子化ステップでは、該画像の、基準の明るさより暗い部分の圧縮率が高まるよう、該画像データの量子化に用いる量子化テーブルの成分を、該ブロック毎に決定するものであり、そのことにより上記目的が達成される。   An image compression method according to the present invention is an image compression method for compressing an image to generate compressed data, an image dividing step for dividing the image into blocks serving as compression units, and image data of the image. A quantization step for performing quantization for each block, and in the quantization step, components of a quantization table used for quantization of the image data so that a compression ratio of a darker portion of the image is higher than a reference brightness Is determined for each block, thereby achieving the above object.

本発明は、上記画像圧縮方法において、前記画像データを量子化して得られた量子化データを符号化して圧縮データを生成する符号化ステップを含み、前記各ブロックに対応する量子化テーブルを、該各ブロックの圧縮データとともに復号化側に送信することが好ましい。   The present invention includes an encoding step of generating compressed data by encoding quantized data obtained by quantizing the image data in the image compressing method, and including a quantization table corresponding to each block, It is preferable to transmit to the decoding side together with the compressed data of each block.

本発明は、上記画像圧縮方法において、前記各ブロックに対応する量子化テーブルは、前記圧縮データの該各ブロックに対応するヘッダ部に含めて送信されることが好ましい。   In the image compression method according to the present invention, it is preferable that a quantization table corresponding to each block is included in a header portion corresponding to each block of the compressed data and transmitted.

本発明は、上記画像圧縮方法において、前記量子化ステップでは、前記各ブロックの輝度レベルに応じて基準量子化テーブルの成分を補正して補正量子化テーブルをブロック毎に作成し、該各ブロックの画像データの量子化を、該作成した補正量子化テーブルを用いて行うことが好ましい。   According to the present invention, in the image compression method, in the quantization step, a correction quantization table is created for each block by correcting the components of the reference quantization table according to the luminance level of each block. It is preferable to quantize the image data using the created correction quantization table.

本発明は、上記画像圧縮方法において、前記各ブロックに対応する量子化テーブルとして、前記補正量子化テーブルを該各ブロックの圧縮データとともに復号化側に送信することが好ましい。   In the image compression method according to the present invention, it is preferable that the correction quantization table is transmitted to the decoding side together with the compressed data of each block as a quantization table corresponding to each block.

本発明は、上記画像圧縮方法において、前記各ブロックに対応する量子化テーブルとして、前記基準量子化テーブルを該各ブロックの圧縮データとともに復号化側に送信することが好ましい。   In the image compression method according to the present invention, it is preferable that the reference quantization table is transmitted to the decoding side together with the compressed data of each block as a quantization table corresponding to each block.

本発明は、上記画像圧縮方法において、前記画像の画像データを前記ブロック毎に離散コサイン変換して変換データを生成する変換ステップを含み、前記量子化ステップでは、前記画像データとして該変換データを量子化し、前記基準量子化テーブルの成分のうちの、該変換データの交流成分に対応する交流成分を、該各ブロックの輝度レベルに応じて変更して、前記補正量子化テーブルを作成することが好ましい。   The image compression method includes a conversion step of performing discrete cosine conversion on the image data of the image for each block to generate conversion data. In the quantization step, the conversion data is quantized as the image data. Preferably, the correction quantization table is created by changing the AC component corresponding to the AC component of the conversion data among the components of the reference quantization table according to the luminance level of each block. .

本発明は、上記画像圧縮方法において、前記量子化ステップでは、前記基準量子化テーブルの交流成分のうちの、前記変換データの空間周波数の高い成分に対応する高周波成分を、該各ブロックの輝度レベルに応じて変更して前記補正量子化テーブルを作成することが好ましい。   According to the present invention, in the image compression method, in the quantization step, among the alternating current components of the reference quantization table, a high frequency component corresponding to a component having a high spatial frequency of the converted data is converted into a luminance level of each block. It is preferable that the correction quantization table is created by changing according to the above.

本発明は、上記画像圧縮方法において、前記量子化ステップは、前記画像データに基づいて、前記各ブロックの輝度レベルを抽出し、該各ブロックの抽出した輝度レベルに応じて該基準量子化テーブルの高周波成分を補正して前記補正量子化テーブルをブロック毎に作成し、該各ブロックの変換データを、該作成した補正量子化テーブルを用いて量子化することが好ましい。   According to the present invention, in the image compression method, the quantization step extracts a luminance level of each block based on the image data, and stores the reference quantization table according to the extracted luminance level of each block. Preferably, the correction quantization table is created for each block by correcting the high-frequency component, and the converted data of each block is quantized using the created correction quantization table.

本発明は、上記画像圧縮方法において、前記量子化ステップでは、前記各ブロックの輝度レベルに応じて、前記基準量子化テーブルの高周波成分に係数を乗算して、前記補正量子化テーブルを作成し、決められた検出レベルと、該各ブロックに対応する輝度レベルとを比較し、該ブロックの輝度レベルが、該検出レベル以上であるときは、該ブロックに対する量子化テーブルとして該基準量子化テーブルを用いるべきであることを示す補正制御信号を生成し、かつ、該係数を1に設定し、該ブロックの輝度レベルが、該検出レベルより小さいときは、該ブロックの量子化テーブルとして該補正量子化テーブルを用いるべきことを示す補正制御信号を生成し、かつ、該係数を、該ブロックの輝度レベルが低いほど大きな値に設定することが好ましい。   According to the present invention, in the image compression method, in the quantization step, the correction quantization table is created by multiplying a high frequency component of the reference quantization table by a coefficient according to a luminance level of each block, The determined detection level is compared with the luminance level corresponding to each block. When the luminance level of the block is equal to or higher than the detection level, the reference quantization table is used as the quantization table for the block. A correction control signal indicating that the block should be generated, and when the coefficient is set to 1 and the luminance level of the block is smaller than the detection level, the correction quantization table as the quantization table of the block It is preferable to generate a correction control signal indicating that the block should be used, and to set the coefficient to a larger value as the luminance level of the block is lower. There.

上記構成により、以下に、本発明の作用について説明する。   The operation of the present invention will be described below with the above configuration.

本発明においては、画像圧縮装置において、画像データを、該画像を区分するブロック毎にを量子化する量子化部を備え、該量子化部を、該画像の、基準の明るさより暗い部分の圧縮率が高まるよう、該画像データの量子化に用いる量子化テーブルの成分をブロック毎に変更するので、圧縮データにおける、画像中の輝度レベルの低い部分(暗い部分)の情報量が削減されることとなり、画質劣化を抑えつつ、圧縮データのサイズをさらに低減することができる。   In the present invention, the image compression apparatus includes a quantization unit that quantizes the image data for each block that divides the image, and the quantization unit compresses a portion of the image that is darker than the reference brightness. Since the components of the quantization table used for quantization of the image data are changed for each block so that the rate is increased, the amount of information in the portion of the compressed data with a low luminance level (dark portion) is reduced. Thus, it is possible to further reduce the size of the compressed data while suppressing image quality deterioration.

また、本発明においては、各ブロックの量子化に用いる量子化テーブルの交流成分のうちの、画像データを時間領域から周波数領域に変換して得られる変換データの空間周波数の高い成分に対応する高周波成分を、該各ブロックの輝度レベルに応じて変更するので、画像データの、画像の暗い部分での交流成分が、明るい部分での交流成分に比べて、より低減されることとなる。これにより、圧縮データを復元して得られる画像データにおける、画像の暗い部分のノイズ成分が除去されるという効果が得られる。   In the present invention, among the alternating current components of the quantization table used for quantization of each block, the high frequency corresponding to the high spatial frequency component of the converted data obtained by converting the image data from the time domain to the frequency domain. Since the component is changed in accordance with the luminance level of each block, the AC component in the dark portion of the image data is further reduced compared to the AC component in the bright portion. Thereby, the effect that the noise component of the dark part of an image in the image data obtained by decompress | decompressing compressed data is removed is acquired.

以上のように、本発明によれば、画像データにおける輝度レベルの低い部分(暗い部分)のAC成分を減衰させることにより、不要な高い空間周波数成分のデータを除去する方向の画像圧縮が行われることとなり、これにより、圧縮サイズをさらに減らすことができる画像圧縮装置および画像圧縮方法を得ることができる。   As described above, according to the present invention, image compression is performed in a direction in which unnecessary high spatial frequency component data is removed by attenuating the AC component of the low luminance level portion (dark portion) in the image data. Accordingly, an image compression apparatus and an image compression method that can further reduce the compression size can be obtained.

また、このようにして画像データを圧縮して得られる圧縮データを復号化して再生表示する場合は、画像の暗い部分のノイズ成分が除去されるという効果も得られる。   In addition, when the compressed data obtained by compressing the image data in this way is decoded and reproduced and displayed, an effect of removing a noise component in a dark portion of the image can be obtained.

以下、本発明の実施形態について説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1による画像圧縮装置を説明する図であり、図1(a)はその全体構成を示し、図1(b)は、該画像圧縮装置を構成する輝度レベル抽出部を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram for explaining an image compression apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 (a) shows the overall configuration, and FIG. 1 (b) shows luminance level extraction that constitutes the image compression apparatus. Shows the part.

この実施形態1の画像圧縮装置100は、画像データIdを、8×8画素からなるブロックに対応するよう分割するバッファ101と、該バッファからのブロックに対応する画像データ(ブロックデータ)Dbに対してDCT処理を施すDCT器102と、DCT処理された画像データ(DCTデータ)Tdを量子化する量子化器103と、量子化されたDCTデータ(量子化データ)Qdをハフマン符号化するハフマン符号化器104とを有しており、これらは、従来の画像圧縮装置200におけるバッファ201、DCT器202、量子化器203およびハフマン符号化器204と同一のものである。   The image compression apparatus 100 according to the first embodiment performs a buffer 101 that divides image data Id so as to correspond to a block of 8 × 8 pixels, and image data (block data) Db corresponding to the block from the buffer. A DCT unit 102 that performs DCT processing, a quantizer 103 that quantizes DCT-processed image data (DCT data) Td, and a Huffman code that performs Huffman encoding of the quantized DCT data (quantized data) Qd These are the same as the buffer 201, the DCT unit 202, the quantizer 203, and the Huffman encoder 204 in the conventional image compression apparatus 200.

そして、本実施形態1の画像圧縮装置100は、外部から供給される基準レベル(検出レベル)Lhよりも低い輝度レベルを有する輝度信号(画像データ)Idが入力されると、量子化テーブルAC可変作成部103aに制御信号Csを出力する輝度レベル抽出器105と、該輝度レベル抽出器105からの制御信号Csに基づいて、基準量子化テーブル(以下、単に通常テーブルという。)TaのAC成分を変化させた補正量子化テーブル(以下、単に補正テーブルともいう。)Tbを作成する量子化テーブル(AC可変)作成部103aとを有している。ここで、量子化テーブルのAC成分は、該量子化テーブルにおける、DCTデータTdの8×8個の成分のうちの高周波成分に対応する成分としている。   When the luminance signal (image data) Id having a luminance level lower than the reference level (detection level) Lh supplied from the outside is input to the image compression apparatus 100 of the first embodiment, the quantization table AC is variable. A luminance level extractor 105 that outputs a control signal Cs to the creation unit 103a, and an AC component of a reference quantization table (hereinafter simply referred to as a normal table) Ta based on the control signal Cs from the luminance level extractor 105. It includes a quantization table (AC variable) creation unit 103a that creates a changed correction quantization table (hereinafter also simply referred to as a correction table) Tb. Here, the AC component of the quantization table is a component corresponding to the high frequency component of the 8 × 8 components of the DCT data Td in the quantization table.

図1(b)は、上記輝度レベル抽出器105を詳しく説明する図である。   FIG. 1B is a diagram for explaining the luminance level extractor 105 in detail.

この輝度レベル抽出器105は、外部から供給される検出レベルLhと、バッファ101からの各ブロックに対応する画像データ(ブロックデータ)Bdとに基づいて、各ブロックの平均輝度レベルと該検出レベルLhとを比較する比較器105aを有し、該比較結果に応じて、上記制御信号Csとして、AC成分補正対象信号ASと、量子化テーブルのAC成分に対する係数Eとを出力するものである。ここで、AC成分補正対象信号ASは、量子化の対象となるブロックに対応する量子化テーブルに対して、そのAC成分の補正を行うべきか否かを示す信号である。また、上記係数Eは、量子化テーブルのAC成分の補正に用いる乗算係数(以下、X係数ともいう。)であり、その値が1から、各ブロックに対する平均輝度レベルの低さに比例して大きくなるものである。   The luminance level extractor 105 calculates the average luminance level of each block and the detection level Lh based on the detection level Lh supplied from the outside and the image data (block data) Bd corresponding to each block from the buffer 101. And a comparator 105a that outputs an AC component correction target signal AS and a coefficient E for the AC component of the quantization table as the control signal Cs in accordance with the comparison result. Here, the AC component correction target signal AS is a signal indicating whether or not the AC component should be corrected for the quantization table corresponding to the block to be quantized. The coefficient E is a multiplication coefficient (hereinafter also referred to as an X coefficient) used for correcting the AC component of the quantization table, and its value is from 1 in proportion to the low average luminance level for each block. It will be bigger.

図2は、上記輝度レベル抽出器105から出力される制御信号を説明する図であり、図2(a)は各ブロックの平均輝度レベル(以下、輝度レベルという。)の、画像位置Xに対する変化を示し、図2(b)はAC成分補正対象信号ASの、画像位置Xに対する変化を示し、図2(c)は係数Eの、画像位置Xに対する変化を示している。なお、図2(a)〜図2(c)では、横軸の画像位置Xは、圧縮処理の対象となるブロックの画像全体における位置である。   FIG. 2 is a diagram for explaining a control signal output from the luminance level extractor 105. FIG. 2A shows a change in the average luminance level (hereinafter referred to as luminance level) of each block with respect to the image position X. FIG. 2B shows the change of the AC component correction target signal AS with respect to the image position X, and FIG. 2C shows the change of the coefficient E with respect to the image position X. 2A to 2C, the image position X on the horizontal axis is the position in the entire image of the block to be compressed.

図3は、上記輝度レベルLと係数Cxとの関係を示している。この図から分かるように、輝度レベルLが一定の検出レベルLh以上であるときは、係数Cxは1に設定され、輝度レベルLが検出レベルLhを下回ると、輝度レベルが小さいほど、係数Cxは大きさな値A〜G(1<A<B<C<D<E<F<G)に設定される。   FIG. 3 shows the relationship between the luminance level L and the coefficient Cx. As can be seen from this figure, when the luminance level L is equal to or higher than a certain detection level Lh, the coefficient Cx is set to 1, and when the luminance level L falls below the detection level Lh, the coefficient Cx decreases as the luminance level decreases. Large values A to G (1 <A <B <C <D <E <F <G) are set.

また、上記量子化テーブルAC可変作成部103aは、輝度レベル抽出部105から制御信号Csを受けると、基準となる通常テーブルTaのAC成分に上記係数を掛けて、DC成分以外の所定のAC成分の値を大きくしたAC変換テーブル(補正テーブル)Tbを、量子化器103に出力するものである。   Further, when the quantization table AC variable creation unit 103a receives the control signal Cs from the luminance level extraction unit 105, the quantization table AC variable creation unit 103a multiplies the AC component of the normal table Ta serving as a reference by the above coefficient to obtain a predetermined AC component other than the DC component. An AC conversion table (correction table) Tb having a larger value is output to the quantizer 103.

図4は、量子化テーブルAC可変作成部103aにて、通常テーブルTaと、その所定のAC成分に上記係数を掛けて得られる補正テーブルTbとが切り替えられる様子を示している。   FIG. 4 shows how the normal table Ta and the correction table Tb obtained by multiplying the predetermined AC component by the above coefficient are switched in the quantization table AC variable creation unit 103a.

図4において、横軸は画像位置X、つまり圧縮対象となる画像全体におけるブロックの位置であり、縦軸は、その位置でのブロックの平均輝度レベルLを示している。   In FIG. 4, the horizontal axis represents the image position X, that is, the position of the block in the entire image to be compressed, and the vertical axis represents the average luminance level L of the block at that position.

図4に示されるように、検出レベルLhより大きい平均輝度レベルLを有するブロックに対しては、そのDCTデータの量子化の際に、通常テーブルTaが用いられ、検出レベルLhより小さい平均輝度レベルを有するブロックに対しては、そのDCTデータの量子化の際に、通常テーブルTaの所定のAC成分を、DCTデータのAC成分がより減衰するよう変更した補正テーブルTbが用いられる。   As shown in FIG. 4, for a block having an average luminance level L higher than the detection level Lh, the normal table Ta is used when quantizing the DCT data, and the average luminance level lower than the detection level Lh. For a block having DCT, a correction table Tb obtained by changing the predetermined AC component of the normal table Ta so that the AC component of the DCT data is further attenuated when the DCT data is quantized is used.

図5は、量子化テーブルAC可変作成部103aでの量子化テーブルの具体的な変換の例を示している。   FIG. 5 shows an example of specific conversion of the quantization table in the quantization table AC variable creation unit 103a.

検出レベルLh以上の輝度レベルを有するブロックに対しては、図5(a)に示すように、X係数CxはCx=1に設定されるため、通常のテーブルTaにX係数Cxを乗算して得られる補正テーブルTb1は、元の通常のテーブルTaと同じである。   For a block having a luminance level equal to or higher than the detection level Lh, as shown in FIG. 5A, the X coefficient Cx is set to Cx = 1, so that the normal table Ta is multiplied by the X coefficient Cx. The obtained correction table Tb1 is the same as the original normal table Ta.

また、検出レベルLhよりも低い輝度レベルを有するブロックに対しては、図5(b)に示すように、X係数Cxは、例えばCx=2に設定され、もとの量子化テーブルTaの、所定部分のAC成分にX係数Cx(=2)を掛けてそのAC成分を大きくした補正テーブルTb2を用いて、該ブロックの量子化が行われる。   For a block having a luminance level lower than the detection level Lh, as shown in FIG. 5B, the X coefficient Cx is set to Cx = 2, for example, and the original quantization table Ta of The block is quantized using a correction table Tb2 in which the AC component of a predetermined portion is multiplied by the X coefficient Cx (= 2) to increase the AC component.

図6は、本実施形態1の画像圧縮装置から符号化ストリームとして出力される圧縮ファイルFcのデータ構造を示している。   FIG. 6 shows the data structure of a compressed file Fc output as an encoded stream from the image compression apparatus according to the first embodiment.

この圧縮ファイルFcは、各ブロックに対応するブロック対応部Bcを有しており、各ブロック対応部Bcは、ヘッダ部Hbとデータ部Dpとからなり、該ヘッダ部Hpには、各ブロックに対応するDCTデータの量子化に用いた量子化テーブルQtが他のヘッダHa1およびHa2とともに含まれ、該データ部Dpには、各ブロックに対応する圧縮データCdが含まれている。   This compressed file Fc has a block corresponding part Bc corresponding to each block, and each block corresponding part Bc is composed of a header part Hb and a data part Dp, and the header part Hp corresponds to each block. The quantization table Qt used for quantization of the DCT data to be performed is included together with other headers Ha1 and Ha2, and the data portion Dp includes compressed data Cd corresponding to each block.

なお、図5に示す通常テーブルTa、補正テーブル(係数乗算後のテーブル)Tb1およびTb2、並びに図6に示す量子化テーブルQtの成分の具体的数値は、一例であり、通常テーブルTaの成分の具体的数値は、その他の値を取り得ることは言うまでもない。   Note that the specific numerical values of the components of the normal table Ta, the correction tables (tables after coefficient multiplication) Tb1 and Tb2 shown in FIG. 5 and the quantization table Qt shown in FIG. It goes without saying that the specific numerical value can take other values.

次に動作について説明する。   Next, the operation will be described.

この実施形態1の画像圧縮装置100に画像データIdが入力されると、該画像データIdは一旦バッファ101に蓄えられ、該画像データは、画像を区分するブロック、つまり横8画素x縦8画素からなる領域毎に出力される。   When the image data Id is input to the image compression apparatus 100 according to the first embodiment, the image data Id is temporarily stored in the buffer 101, and the image data is divided into blocks, that is, horizontal 8 pixels × vertical 8 pixels. Is output for each area consisting of

そして、各ブロックに対応する画像データ(ブロックデータ)Bdは、バッファ101からDCT器102および輝度レベル抽出部105に供給される。   The image data (block data) Bd corresponding to each block is supplied from the buffer 101 to the DCT unit 102 and the luminance level extraction unit 105.

すると、該ブロックデータBdは、DCT器102にてDCT処理が施され、周波数領域のデータ(DCTデータ)Tdに変換される。また、このとき、輝度レベル抽出部105では、ブロックデータBdに基づいて、各ブロックでの平均輝度レベルが抽出され、この抽出した輝度レベルが、外部から与えられた検出レベルLhと比較され、該比較結果に応じた制御信号Csが量子化テーブル発生部103aに供給される。該量子化テーブル発生部103aでは、輝度レベル抽出部105からの制御信号Csに応じて、通常テーブルTa、あるいは通常テーブルTaの所定部分のAC成分を大きくした補正テーブルTbが作成される。   Then, the block data Bd is subjected to DCT processing by the DCT unit 102 and converted to frequency domain data (DCT data) Td. At this time, the luminance level extraction unit 105 extracts the average luminance level in each block based on the block data Bd, and compares the extracted luminance level with the detection level Lh given from the outside. A control signal Cs corresponding to the comparison result is supplied to the quantization table generating unit 103a. In the quantization table generation unit 103a, the normal table Ta or a correction table Tb in which the AC component of a predetermined portion of the normal table Ta is increased is generated according to the control signal Cs from the luminance level extraction unit 105.

そして、DCT器102からのDCTデータは、量子化器103にて、量子化テーブル発生器103aからの量子化テーブルQt(TaあるいはTb)を用いて量子化され、該量子化されたデータQdがハフマン符号化器104に出力される。該ハフマン符号化器104では、ハフマンテーブル保持部104aに保持されているハフマンテーブルHtを用いて、量子化データQdに対するハフマン符号化処理が行われ、これにより得られた画像圧縮データCdが出力される。   Then, the DCT data from the DCT unit 102 is quantized by the quantizer 103 using the quantization table Qt (Ta or Tb) from the quantization table generator 103a, and the quantized data Qd is This is output to the Huffman encoder 104. The Huffman encoder 104 performs a Huffman encoding process on the quantized data Qd using the Huffman table Ht held in the Huffman table holding unit 104a, and outputs the compressed image data Cd obtained thereby. The

以下、上記輝度レベル抽出部105、量子化テーブル作成部103a、および量子化器103の動作について詳しく説明する。   Hereinafter, operations of the luminance level extraction unit 105, the quantization table creation unit 103a, and the quantizer 103 will be described in detail.

つまり、図2(a)および(b)に示されるように、該ブロックデータBdから得られる輝度レベル(入力画像レベル)Lが検出レベルLh以上である場合は、輝度レベル抽出部105から出力される制御信号の1つであるAC成分補正対象信号ASはLowレベルであり、また、係数Cxに1が設定される。   That is, as shown in FIGS. 2A and 2B, when the luminance level (input image level) L obtained from the block data Bd is equal to or higher than the detection level Lh, it is output from the luminance level extraction unit 105. The AC component correction target signal AS, which is one of the control signals, is at the low level, and 1 is set to the coefficient Cx.

この場合、図7(a)に示すように、DCT処理が施されたブロックデータTdである8×8配列の各周波数成分は、通常テーブルTaにおける8×8配列の対応する位置の量子化係数(量子化成分)により除算され、8×8配列の除算値からなる量子化データQdが生成される。なお、ここでは、図7(a)では、通常テーブルTaの量子化係数(量子化成分)の具体的数値は、説明の都合上、図5(a)および図5(b)に示す通常テーブルTaの量子化係数(量子化成分)の具体的数値とは異なった値を示している。   In this case, as shown in FIG. 7A, each frequency component of the 8 × 8 array, which is the block data Td that has been subjected to the DCT processing, is a quantization coefficient at a corresponding position of the 8 × 8 array in the normal table Ta. Divided by (quantization component), quantized data Qd composed of division values of an 8 × 8 array is generated. Here, in FIG. 7A, the specific numerical values of the quantization coefficients (quantization components) of the normal table Ta are the normal tables shown in FIGS. 5A and 5B for convenience of explanation. The Ta quantization coefficient (quantization component) is a different value from the specific value.

そして、量子化に用いた量子化テーブルTaは、圧縮データCdにおける各ブロックに対応するデータ領域のヘッダ部分に付加されて受信側に送信される。従って、受信側で、圧縮されたデータを伸張する際には、図7(b)に示すように、逆量子化前のデータ(量子化データ)Qdと、圧縮データのヘッダに含まれている量子化テーブルTaとの乗算により、逆量子化されたデータが作成される。   The quantization table Ta used for quantization is added to the header portion of the data area corresponding to each block in the compressed data Cd and transmitted to the receiving side. Therefore, when decompressing the compressed data on the receiving side, as shown in FIG. 7B, it is included in the data (quantized data) Qd before inverse quantization and the header of the compressed data. Dequantized data is created by multiplication with the quantization table Ta.

一方、該ブロックデータBdから得られる輝度レベル(入力画像レベル)Lが検出レベルLhより小さい場合は、輝度レベル抽出部105から出力される制御信号の1つであるAC成分補正対象信号ASはHighレベルとなり、また、係数Cxには、輝度レベルLの低さに応じた値が設定される。具体的には、図3に示すように、輝度レベルが小さいほど、係数Cxは大きな値A〜G(1<A<B<C<D<E<F<G)に設定される。   On the other hand, when the luminance level (input image level) L obtained from the block data Bd is smaller than the detection level Lh, the AC component correction target signal AS, which is one of the control signals output from the luminance level extraction unit 105, is High. The coefficient Cx is set to a value corresponding to the low luminance level L. Specifically, as shown in FIG. 3, as the luminance level is smaller, the coefficient Cx is set to a larger value A to G (1 <A <B <C <D <E <F <G).

この場合、図8(a)に示すように、DCT処理が施されたブロックデータTdである8×8配列の各周波数成分は、通常テーブルの量子化係数の高周波部分に係数Cx(Cx=2)を乗算して得られる補正テーブルTbの8×8配列の対応する位置の量子化係数により除算され、8×8配列の除算値からなる量子化データQdが生成される。ここでは、通常テーブルの係数を乗算する量子化係数は、該通常テーブルの第3行第3行〜第8列までの係数およびその第4列から第8列までの係数としている。   In this case, as shown in FIG. 8A, each frequency component of the 8 × 8 array, which is the block data Td subjected to the DCT processing, has a coefficient Cx (Cx = 2) in the high-frequency part of the quantization coefficient of the normal table. ) Is multiplied by the quantization coefficient at the corresponding position in the 8 × 8 array of the correction table Tb obtained by multiplying () to generate quantized data Qd composed of the divided values in the 8 × 8 array. Here, the quantization coefficients to be multiplied by the coefficients of the normal table are the coefficients from the third row, the third row to the eighth column of the normal table, and the coefficients from the fourth column to the eighth column.

このときは、量子化に用いた補正テーブルTbではなく、補正前の通常テーブルが、圧縮データCdにおける各ブロックに対応するデータ領域のヘッダ部分に付加されて受信側に送信される。   At this time, not the correction table Tb used for quantization but the normal table before correction is added to the header portion of the data area corresponding to each block in the compressed data Cd and transmitted to the receiving side.

つまり、圧縮データに添付される量子化テーブルは、通常テーブルTaの量子化係数に2を掛ける前のテーブル(つまり通常テーブルTaと同じもの)を添付する。この場合は、受信側で、圧縮データの伸長処理における逆量子化を行う際に、この添付された通常テーブルが使われる。この結果、量子化データを逆量子化して得られる逆量子化データは、該量子化データの量子化係数に2を掛ける前の逆量子化データよりもAC成分が小さくなる。   That is, the quantization table attached to the compressed data is attached with a table before the quantization coefficient of the normal table Ta is multiplied by 2 (that is, the same as the normal table Ta). In this case, the attached normal table is used when the receiving side performs inverse quantization in the decompression process of the compressed data. As a result, the inverse quantized data obtained by inverse quantizing the quantized data has an AC component smaller than that of the inverse quantized data before the quantization coefficient of the quantized data is multiplied by 2.

つまり、図8(b)に示すように、量子化データの周波数成分と、圧縮ファイルに添付の量子化テーブルの量子化係数との乗算により得られた結果(逆量子化データの周波数成分)は、図7(b)に示す、量子化データの周波数成分と、圧縮ファイルに添付の量子化テーブルの量子化係数との乗算により得られた結果(逆量子化データの周波数成分)と比べてAC成分が小さくなる。   That is, as shown in FIG. 8B, the result (frequency component of the inverse quantized data) obtained by multiplying the frequency component of the quantized data by the quantization coefficient of the quantization table attached to the compressed file is FIG. 7 (b) shows a comparison with the result (frequency component of inverse quantized data) obtained by multiplying the frequency component of quantized data by the quantization coefficient of the quantization table attached to the compressed file. Ingredients become smaller.

このようにAC成分を減衰させると帯域が狭くなるが暗い部分に関しては本来画像としては細かい模様の画像はないはずである。あるとすれば撮像素子のノイズなどが考えられるがこのように減衰させることで削除できる。また、低い輝度成分のAC成分が通常圧縮よりもさらに削減されるため、圧縮データを戻すときに暗い部分のノイズ成分が除去されるという効果が得られる。   When the AC component is attenuated in this manner, the band is narrowed, but there should be no finely patterned image as the original image in the dark portion. If there is, the noise of the image sensor can be considered, but it can be deleted by attenuation in this way. Further, since the AC component of the low luminance component is further reduced as compared with the normal compression, there is an effect that the noise component in the dark part is removed when the compressed data is restored.

このように本実施形態では、画像中の輝度レベルの低い部分(暗い部分)のブロック中のAC成分を減衰させることにより、不要な高い空間周波数成分のデータが除去されることとなり、圧縮サイズをさらに減らすことができる。   Thus, in the present embodiment, unnecessary high spatial frequency component data is removed by attenuating the AC component in the block of the low luminance level (dark portion) in the image, and the compression size is reduced. It can be further reduced.

また、画像中の輝度レベルの低い部分(暗い部分)のAC成分を減衰させることにより高い空間周波数成分が除去されることとなる。このことにより見かけ上暗い部分の細かなノイズ成分が除去される。   Also, the high spatial frequency component is removed by attenuating the AC component of the low luminance level portion (dark portion) in the image. As a result, a fine noise component in an apparently dark portion is removed.

なお、上記実施形態では、特に説明しなかったが、上記実施形態の画像圧縮装置を、データ通信部に用いた例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの画像入力デバイスを有した電子情報機器について説明する。本発明の電子情報機器は、撮像部で得た画像データを圧縮する圧縮処理部と、該圧縮された画像データを記録する記録メディアなどのメモリ部と、記録部に記録された圧縮データを伸長する伸長処理部と、伸長された画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示手段と、上記圧縮された画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信手段と、この画像データを印刷(印字)して出力(プリントアウト)する画像出力手段とのうちの少なくとも、上記圧縮処理部を有し、上記圧縮処理部が、本発明の上記実施形態の画像圧縮装置を含むものである。   Although not specifically described in the above embodiment, the image compression apparatus of the above embodiment is a digital camera such as a digital video camera or a digital still camera used in the data communication unit, an image input camera, a scanner, or a facsimile. An electronic information device having an image input device such as a camera-equipped mobile phone will be described. An electronic information device according to the present invention includes a compression processing unit that compresses image data obtained by an imaging unit, a memory unit such as a recording medium that records the compressed image data, and decompresses compressed data recorded in the recording unit. A decompression processing unit, a display unit such as a liquid crystal display device that displays the decompressed image data on a display screen such as a liquid crystal display screen after predetermined signal processing for display, and the compressed image data for communication At least the compression processing unit of the communication means such as a transmission / reception device for performing communication processing after predetermined signal processing and the image output means for printing (printing) and outputting (printing out) the image data. The compression processing unit includes the image compression apparatus according to the embodiment of the invention.

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。   As mentioned above, although this invention has been illustrated using preferable embodiment of this invention, this invention should not be limited and limited to this embodiment. It is understood that the scope of the present invention should be construed only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement an equivalent range from the description of specific preferred embodiments of the present invention based on the description of the present invention and common general technical knowledge. Patents, patent applications, and documents cited herein should be incorporated by reference in their entirety, as if the contents themselves were specifically described herein. Understood.

本発明は、カメラ付き携帯電話やディジタルスチルカメラなどの画像を圧縮して記録あるいは伝送するデータ圧縮部を有する電子機器において、画質劣化を抑えつつ圧縮データのサイズを小さくできるものである。   The present invention can reduce the size of compressed data while suppressing deterioration of image quality in an electronic apparatus having a data compression unit that compresses and records or transmits an image, such as a camera-equipped mobile phone or a digital still camera.

図1は、本発明の一実施形態による画像圧縮装置を説明する図であり、図1(a)は全体構成を示し、図1(b)は、該画像圧縮装置を構成する輝度レベル抽出器を詳しく説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining an image compression apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) shows an overall configuration, and FIG. 1 (b) shows a luminance level extractor constituting the image compression apparatus. It is a figure for demonstrating in detail. 図2は、上記実施形態の輝度レベル抽出器から出力される制御信号を説明する図であり、各ブロックの輝度レベル(図(a))、AC成分補正対象信号AS(図(b))、および量子化テーブルを補正する係数(図(c))を示している。FIG. 2 is a diagram for explaining a control signal output from the luminance level extractor of the above embodiment, in which the luminance level of each block (FIG. (A)), the AC component correction target signal AS (FIG. (B)), And the coefficient (FIG. (C)) which corrects a quantization table is shown. 図3は、上記輝度レベルLから係数Cxの具体的な値を決める方法を説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a method of determining a specific value of the coefficient Cx from the luminance level L. 図4は、上記実施形態の画像圧縮装置における量子化テーブルAC可変作成部で、通常テーブルTaと補正テーブルTbとを切り替える動作を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an operation of switching between the normal table Ta and the correction table Tb in the quantization table AC variable creation unit in the image compression apparatus of the above embodiment. 図5は、上記実施形態の画像圧縮装置における量子化テーブルAC可変作成部で係数を用いて量子化テーブルを補正する具体的な処理を説明する図であり、係数Cx=1のときの量子化テーブルの補正(図(a))、および係数2のときの量子化テーブルの補正(図(b))を示している。FIG. 5 is a diagram for explaining a specific process for correcting a quantization table using a coefficient in the quantization table AC variable creation unit in the image compression apparatus of the above embodiment, and the quantization when the coefficient Cx = 1. Table correction (FIG. (A)) and quantization table correction when the coefficient is 2 (FIG. (B)) are shown. 図6は、上記実施形態の画像圧縮装置から出力される圧縮ファイルのヘッダに添付される量子化テーブルを示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a quantization table attached to the header of the compressed file output from the image compression apparatus according to the embodiment. 図7は、上記実施形態の画像圧縮装置の動作を説明する図であり、通常テーブルを用いた量子化(図(a))、および通常テーブルを用いた逆量子化(図(b))を示している。FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the image compression apparatus according to the above embodiment. Quantization using a normal table (FIG. 7A) and inverse quantization using a normal table (FIG. 7B). Show. 図8は、上記実施形態の画像圧縮装置の動作を説明する図であり、補正テーブルを用いた量子化(図(a))、および通常テーブルを用いた逆量子化(図(b))を示している。FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the image compression apparatus according to the embodiment described above. The quantization using the correction table (FIG. 8A) and the inverse quantization using the normal table (FIG. 8B). Show. 図9は、JPEG準拠の画像圧縮処理を行う従来の画像圧縮装置を説明するブロック図である。FIG. 9 is a block diagram illustrating a conventional image compression apparatus that performs JPEG-compliant image compression processing.

符号の説明Explanation of symbols

100 画像圧縮装置
101 バッファ
102 DCT器
103 量子化器
103a 量子化テーブル(AC可変)作成部
104 ハフマン符号化器
104a ハフマンテーブル保持部
105 輝度レベル抽出器
105a 比較器
AS AC成分補正対象信号
Bc ブロック対応部
Bd ブロックデータ
Cd 圧縮データ
Cs 制御信号
Cx 係数
Dp データ部
Fc 圧縮ファイル
Ha1,Ha2 他のヘッダ情報
Hp ヘッダ部
Ht ハフマン符号テーブル
Id 画像データ
Qd 量子化データ
Qt 量子化テーブル
Ta 通常テーブル
Tb 補正テーブル
Td DCTデータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Image compression apparatus 101 Buffer 102 DCT device 103 Quantizer 103a Quantization table (AC variable) creation part 104 Huffman encoder 104a Huffman table holding part 105 Luminance level extractor 105a Comparator AS AC component correction object signal Bc block correspondence Part Bd block data Cd compressed data Cs control signal Cx coefficient Dp data part Fc compressed file Ha1, Ha2 other header information Hp header part Ht Huffman code table Id image data Qd quantized data Qt quantization table Ta normal table Tb correction table Td DCT data

Claims (20)

画像を圧縮して圧縮データを生成する画像圧縮装置であって、
該画像をその圧縮の単位となるブロックに分割する画像分割部と、
該画像の画像データを該ブロック毎に量子化する量子化部とを備え、
該量子化部は、該画像の、基準の明るさより暗い部分の圧縮率が高まるよう、該画像データの量子化に用いる量子化テーブルの成分を該ブロック毎に決定する、画像圧縮装置。
An image compression device that compresses an image to generate compressed data,
An image dividing unit that divides the image into blocks serving as compression units;
A quantization unit that quantizes image data of the image for each block;
The image compression apparatus, wherein the quantization unit determines a component of a quantization table used for quantization of the image data for each block so that a compression ratio of a darker portion of the image than a reference brightness is increased.
前記画像データを量子化して得られた量子化データを符号化して圧縮データを生成する符号化器を有し、
前記各ブロックに対応する量子化テーブルを、該各ブロックの圧縮データとともに復号化側に送信する、請求項1記載の画像圧縮装置。
An encoder for generating compressed data by encoding quantized data obtained by quantizing the image data;
The image compression apparatus according to claim 1, wherein a quantization table corresponding to each block is transmitted to the decoding side together with the compressed data of each block.
前記各ブロックに対応する量子化テーブルは、前記圧縮データの該各ブロックに対応するヘッダ部に含めて送信される、請求項2に記載の画像圧縮装置。   The image compression apparatus according to claim 2, wherein the quantization table corresponding to each block is transmitted by being included in a header portion corresponding to each block of the compressed data. 前記量子化部は、
基準量子化テーブルを保持しており、前記各ブロックの輝度レベルに応じて該基準量子化テーブルの成分を補正して補正量子化テーブルをブロック毎に作成し、該各ブロックの画像データの量子化を、該作成した補正量子化テーブルを用いて行う、請求項1に記載の画像圧縮装置。
The quantization unit is
A reference quantization table is held, a correction quantization table is created for each block by correcting the components of the reference quantization table according to the luminance level of each block, and the image data of each block is quantized The image compression apparatus according to claim 1, wherein the image compression apparatus performs the correction using the created correction quantization table.
前記各ブロックに対応する量子化テーブルとして、前記補正量子化テーブルを該各ブロックの圧縮データとともに復号化側に送信する、請求項4に記載の画像圧縮装置。   The image compression apparatus according to claim 4, wherein the correction quantization table is transmitted to the decoding side together with the compressed data of each block as a quantization table corresponding to each block. 前記各ブロックに対応する量子化テーブルとして、前記基準量子化テーブルを該各ブロックの圧縮データとともに復号化側に送信する、請求項4に記載の画像圧縮装置。   The image compression apparatus according to claim 4, wherein the reference quantization table is transmitted to the decoding side together with the compressed data of each block as a quantization table corresponding to each block. 前記画像の画像データを前記ブロック毎に離散コサイン変換して変換データを生成する変換器を備え、
前記量子化部は、前記画像データとして該変換データを量子化し、前記基準量子化テーブルの成分のうちの、該変換データの交流成分に対応する交流成分を、該各ブロックの輝度レベルに応じて変更して、前記補正量子化テーブルを作成する、請求項4に記載の画像圧縮装置。
A converter that generates discrete data by performing discrete cosine transform on the image data of the image for each block,
The quantization unit quantizes the conversion data as the image data, and an AC component corresponding to an AC component of the conversion data among the components of the reference quantization table according to the luminance level of each block. The image compression apparatus according to claim 4, wherein the correction quantization table is created by changing.
前記量子化部は、前記基準量子化テーブルの交流成分のうちの、前記変換データの空間周波数の高い成分に対応する高周波成分を、該各ブロックの輝度レベルに応じて変更して前記補正量子化テーブルを作成する、請求項7に記載の画像圧縮装置。   The quantization unit changes the high-frequency component corresponding to a component having a high spatial frequency of the conversion data, among the AC components of the reference quantization table, according to the luminance level of each block, and performs the correction quantization The image compression apparatus according to claim 7, which creates a table. 前記量子化部は、
前記画像データに基づいて、前記各ブロックの輝度レベルを抽出する輝度レベル抽出部と、
前記基準量子化テーブルを保持し、該各ブロックの抽出した輝度レベルに応じて該基準量子化テーブルの高周波成分を補正して前記補正量子化テーブルをブロック毎に作成する量子化テーブル作成部と、
該各ブロックの変換データを、該作成した補正量子化テーブルを用いて量子化する量子化器とを有する請求項8に記載の画像圧縮装置。
The quantization unit is
A luminance level extraction unit that extracts the luminance level of each block based on the image data;
A quantization table creation unit that holds the reference quantization table and corrects high-frequency components of the reference quantization table according to the extracted luminance level of each block to create the corrected quantization table for each block;
The image compression apparatus according to claim 8, further comprising: a quantizer that quantizes the converted data of each block using the created correction quantization table.
前記量子化テーブル作成部は、前記各ブロックの輝度レベルに応じて、前記基準量子化テーブルの高周波成分に係数を乗算して、前記補正量子化テーブルを作成するものであり、
前記輝度レベル抽出部は、外部から供給される検出レベルと、該各ブロックに対応する輝度レベルとを比較し、該ブロックの輝度レベルが、該検出レベル以上であるときは、該ブロックに対する量子化テーブルとして該基準量子化テーブルを用いるべきであることを示す補正制御信号を出力し、かつ、該係数を1に設定し、該ブロックの輝度レベルが、該検出レベルより小さいときは、該ブロックの量子化テーブルとして該補正量子化テーブルを用いるべきことを示す補正制御信号を出力し、かつ、該係数を、該ブロックの輝度レベルが低いほど大きな値に設定する、請求項9に記載の画像圧縮装置。
The quantization table creating unit creates the corrected quantization table by multiplying a high frequency component of the reference quantization table by a coefficient according to a luminance level of each block,
The luminance level extraction unit compares a detection level supplied from the outside with a luminance level corresponding to each block, and if the luminance level of the block is equal to or higher than the detection level, quantization for the block is performed When a correction control signal indicating that the reference quantization table should be used as a table is output and the coefficient is set to 1 and the luminance level of the block is smaller than the detection level, The image compression according to claim 9, wherein a correction control signal indicating that the correction quantization table should be used is output as a quantization table, and the coefficient is set to a larger value as the luminance level of the block is lower. apparatus.
画像を圧縮して圧縮データを生成する画像圧縮方法であって、
該画像をその圧縮の単位となるブロックに分割する画像分割ステップと、
該画像の画像データを該ブロック毎に量子化する量子化ステップとを含み、
該量子化ステップでは、該画像の、基準の明るさより暗い部分の圧縮率が高まるよう、該画像データの量子化に用いる量子化テーブルの成分を該各ブロック毎に決定する、画像圧縮方法。
An image compression method for generating compressed data by compressing an image,
An image dividing step for dividing the image into blocks that are units of compression;
A quantization step for quantizing the image data of the image for each block,
An image compression method in which, in the quantization step, a component of a quantization table used for quantization of the image data is determined for each block so that a compression ratio of a portion darker than a reference brightness of the image is increased.
前記画像データを量子化して得られた量子化データを符号化して圧縮データを生成する符号化ステップを含み、
前記各ブロックに対応する量子化テーブルを、該各ブロックの圧縮データとともに復号化側に送信する、請求項11記載の画像圧縮方法。
An encoding step of generating compressed data by encoding quantized data obtained by quantizing the image data;
The image compression method according to claim 11, wherein the quantization table corresponding to each block is transmitted to the decoding side together with the compressed data of each block.
前記各ブロックに対応する量子化テーブルは、前記圧縮データの該各ブロックに対応するヘッダ部に含めて送信される、請求項12に記載の画像圧縮方法。   The image compression method according to claim 12, wherein the quantization table corresponding to each block is transmitted by being included in a header portion corresponding to each block of the compressed data. 前記量子化ステップでは、
前記各ブロックの輝度レベルに応じて基準量子化テーブルの成分を補正して補正量子化テーブルをブロック毎に作成し、該各ブロックの画像データの量子化を、該作成した補正量子化テーブルを用いて行う、請求項11に記載の画像圧縮方法。
In the quantization step,
A correction quantization table is created for each block by correcting the components of the reference quantization table according to the luminance level of each block, and the image data of each block is quantized using the created correction quantization table. The image compression method according to claim 11, wherein the image compression method is performed.
前記各ブロックに対応する量子化テーブルとして、前記補正量子化テーブルを該各ブロックの圧縮データとともに復号化側に送信する、請求項14に記載の画像圧縮方法。   The image compression method according to claim 14, wherein the correction quantization table is transmitted to the decoding side together with the compressed data of each block as a quantization table corresponding to each block. 前記各ブロックに対応する量子化テーブルとして、前記基準量子化テーブルを該各ブロックの圧縮データとともに復号化側に送信する、請求項14に記載の画像圧縮方法。   The image compression method according to claim 14, wherein the reference quantization table is transmitted to the decoding side together with the compressed data of each block as a quantization table corresponding to each block. 前記画像の画像データを前記ブロック毎に離散コサイン変換して変換データを生成する変換ステップを含み、
前記量子化ステップでは、前記画像データとして該変換データを量子化し、前記基準量子化テーブルの成分のうちの、該変換データの交流成分に対応する交流成分を、該各ブロックの輝度レベルに応じて変更して、前記補正量子化テーブルを作成する、請求項14に記載の画像圧縮方法。
A transform step for generating transform data by performing discrete cosine transform on the image data of the image for each block;
In the quantization step, the conversion data is quantized as the image data, and among the components of the reference quantization table, an AC component corresponding to an AC component of the conversion data is determined according to a luminance level of each block. The image compression method according to claim 14, wherein the correction quantization table is created by changing.
前記量子化ステップでは、前記基準量子化テーブルの交流成分のうちの、前記変換データの空間周波数の高い成分に対応する高周波成分を、該各ブロックの輝度レベルに応じて変更して前記補正量子化テーブルを作成する、請求項17に記載の画像圧縮方法。   In the quantization step, the correction quantization is performed by changing a high frequency component corresponding to a component having a high spatial frequency of the conversion data, among AC components of the reference quantization table, according to a luminance level of each block. The image compression method according to claim 17, wherein a table is created. 前記量子化ステップは、
前記画像データに基づいて、前記各ブロックの輝度レベルを抽出し、
該各ブロックの抽出した輝度レベルに応じて該基準量子化テーブルの高周波成分を補正して前記補正量子化テーブルをブロック毎に作成し、
該各ブロックの変換データを、該作成した補正量子化テーブルを用いて量子化する、請求項18に記載の画像圧縮方法。
The quantization step includes:
Based on the image data, extract the luminance level of each block,
The correction quantization table is created for each block by correcting the high frequency component of the reference quantization table according to the extracted luminance level of each block,
The image compression method according to claim 18, wherein the converted data of each block is quantized using the created correction quantization table.
前記量子化ステップでは、前記各ブロックの輝度レベルに応じて、前記基準量子化テーブルの高周波成分に係数を乗算して、前記補正量子化テーブルを作成し、
決められた検出レベルと、該各ブロックに対応する輝度レベルとを比較し、該ブロックの輝度レベルが、該検出レベル以上であるときは、該ブロックに対する量子化テーブルとして該基準量子化テーブルを用いるべきであることを示す補正制御信号を生成し、かつ、該係数を1に設定し、該ブロックの輝度レベルが、該検出レベルより小さいときは、該ブロックの量子化テーブルとして該補正量子化テーブルを用いるべきことを示す補正制御信号を生成し、かつ、該係数を、該ブロックの輝度レベルが低いほど大きな値に設定する、請求項19に記載の画像圧縮方法。
In the quantization step, a high-frequency component of the reference quantization table is multiplied by a coefficient according to the luminance level of each block to create the corrected quantization table,
The determined detection level is compared with the luminance level corresponding to each block. When the luminance level of the block is equal to or higher than the detection level, the reference quantization table is used as the quantization table for the block. A correction control signal indicating that the block should be generated, and when the coefficient is set to 1 and the luminance level of the block is smaller than the detection level, the correction quantization table as the quantization table of the block The image compression method according to claim 19, wherein a correction control signal indicating that the block is to be used is generated, and the coefficient is set to a larger value as the luminance level of the block is lower.
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