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JPH0578230B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0578230B2
JPH0578230B2 JP63165361A JP16536188A JPH0578230B2 JP H0578230 B2 JPH0578230 B2 JP H0578230B2 JP 63165361 A JP63165361 A JP 63165361A JP 16536188 A JP16536188 A JP 16536188A JP H0578230 B2 JPH0578230 B2 JP H0578230B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image data
code table
code
pixel block
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63165361A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0214672A (en
Inventor
Masami Aragaki
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.)
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd filed Critical Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority to JP63165361A priority Critical patent/JPH0214672A/en
Priority to US07/369,423 priority patent/US5187755A/en
Priority to DE68927082T priority patent/DE68927082T2/en
Priority to EP89111416A priority patent/EP0349847B1/en
Publication of JPH0214672A publication Critical patent/JPH0214672A/en
Publication of JPH0578230B2 publication Critical patent/JPH0578230B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Image Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、階調を有する画像データを画素ブ
ロツクごとに圧縮して、画像情報のデータ量を削
減する画像データ圧縮方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an image data compression method for reducing the amount of image information by compressing image data having gradations for each pixel block.

(従来の技術) 一般に製版用スキヤナーなどの画像処理装置で
は、原画像を読取ることによつて一定の微小領域
である画素ごとに画像データが得られる。印刷分
野における画像データは、テレビジヨンの画像デ
ータに比べてデータ量が多く、1画像当たり数
MBから数10MBの情報量に達する。このような
大量のデータをそのままデータベースにして記憶
するには膨大なメモリが必要となり、またデータ
伝送のコストも大きなものとなる。
(Prior Art) Generally, in an image processing apparatus such as a plate-making scanner, image data is obtained for each pixel, which is a certain minute area, by reading an original image. The amount of image data in the printing field is larger than that of television, and each image has a large amount of data.
The amount of information reaches from MB to several tens of MB. Storing such a large amount of data as it is as a database requires a huge amount of memory, and the cost of data transmission is also large.

これに対処するため、画像の情報量を削減する
符号化技術、すなわち、画像データ圧縮技術が一
般に用いられている。
To deal with this, encoding techniques that reduce the amount of information in images, ie, image data compression techniques, are generally used.

(発明が解決しようとする課題) 画像データ圧縮技術としては、直交変換を用い
るものなど、種々のものが知られているが、その
多くはテレビジヨンなどのための粗い画像品質を
もつ画像を対象としていた。従つて、再現画像の
品質を高めると、圧縮率を大きくすることができ
ないという問題があつた。
(Problem to be Solved by the Invention) Various image data compression techniques are known, such as those using orthogonal transformation, but most of them are aimed at images with coarse image quality for television etc. It was. Therefore, there is a problem in that if the quality of the reproduced image is improved, the compression ratio cannot be increased.

(発明の目的) この発明は、従来技術における上記の課題を解
決するためになされたもので、画像品質を損なう
ことなく圧縮率を大きくすることのできる画像デ
ータ圧縮方法を提供することを目的とする。
(Purpose of the Invention) The present invention was made to solve the above-mentioned problems in the prior art, and its purpose is to provide an image data compression method that can increase the compression rate without impairing image quality. do.

(目的を達成するための手段) 上記の目的を達成するため、この発明では、画
像を分割する複数の画素ブロツクごとに圧縮化画
像データを得るための画像データ圧縮方法におい
て、(a)画素ごとに予め求めた画像データを前記画
素ブロツクごとに直交変換することにより、当該
画素ブロツク内の画像データを表わす複数の変換
係数から構成される変換係数テーブルを求め、(b)
前記変換係数テーブルの変換係数の一部を有効と
指定するコードテーブルであつて互いに異なる複
数のコードテーブルを予め準備しておき、当該画
素ブロツクに対応する前記変換係数テーブルの各
係数値と各コードテーブルの値とを用いた演算の
結果に基いて、当該画素ブロツクの変換係数テー
ブルに適した一のコードテーブルを最適コードテ
ーブルとして選択するとともに、(c)前記最適コー
ドテーブルを参照しつつ前記変換係数の値を抽出
して圧縮化画像データを求める。
(Means for Achieving the Object) In order to achieve the above object, the present invention provides an image data compression method for obtaining compressed image data for each of a plurality of pixel blocks that divide an image. By orthogonally transforming the image data obtained in advance for each pixel block, a transform coefficient table consisting of a plurality of transform coefficients representing the image data in the pixel block is obtained, and (b)
A plurality of different code tables are prepared in advance that designate part of the conversion coefficients of the conversion coefficient table as valid, and each coefficient value and each code of the conversion coefficient table corresponding to the pixel block are prepared in advance. Based on the result of calculation using the table values, one code table suitable for the conversion coefficient table of the pixel block is selected as the optimal code table, and (c) the conversion is performed while referring to the optimal code table. Compressed image data is obtained by extracting the coefficient values.

そして、上記の目的を達成するために、前記複
数のコードテーブルを複数のコードテーブル群に
分類するとともに、上記複数のコードテーブル
を、前記画素ブロツク内における画像データの分
布状態を表わす統計量の大きさに応じて、複数の
コードテーブル群の中から選択されるようにして
いる。
In order to achieve the above objective, the plurality of code tables are classified into a plurality of code table groups, and the plurality of code tables are divided into groups based on statistics representing the distribution state of image data within the pixel block. Depending on the situation, a selection is made from among a plurality of code table groups.

(作用) 画素ブロツク内の画像データを表わす変換係数
のうちで、選択された最適コードテーブルで指定
される変換係数のみが抽出され、その他の変換係
数は無視される。従つて、圧縮化画像データを求
める基礎となる変換係数の数が減少する。
(Operation) Among the transform coefficients representing the image data in the pixel block, only the transform coefficients designated by the selected optimal code table are extracted, and the other transform coefficients are ignored. Therefore, the number of transform coefficients that are the basis for obtaining compressed image data is reduced.

また、複数のコードテーブルをコードテーブル
群に分類し、画像データの統計量(標準偏差な
ど)によつて、最適コードテーブルの選択の基礎
となるコードテーブル群をいずれか一つに限定す
るようにし、前記統計量に応じた構成を有するコ
ードテーブル群を適宜選択できるようにしてい
る。
In addition, multiple code tables are classified into code table groups, and the code table group is limited to one based on the image data statistics (standard deviation, etc.), which is the basis for selecting the optimal code table. , a code table group having a configuration corresponding to the above-mentioned statistics can be selected as appropriate.

(実施例) A 基本的な考え方 第7図は画像のブロツク化の例を示す概念図で
ある。画像1は(X×Y)個の画素Pで構成され
ているとともに、複数の画素を有する画素ブロツ
クBvhで(V×H)個に分割されている。第8図
は1つの画素ブロツクBvhの構成を示した概念図
である。画素ブロツクBvhは(M×N)個の画素
Pijで構成されており、各画素ごとに画像データfij
が得られている。第8図の例では、画素ブロツク
Bvhは(8×8)画素で構成されているが、(4
×4)画素や(16×16)画素などで構成されたも
のでもよい。
(Example) A. Basic Concept FIG. 7 is a conceptual diagram showing an example of blocking an image. Image 1 is composed of (X×Y) pixels P, and is divided into (V×H) pixel blocks Bvh each having a plurality of pixels. FIG. 8 is a conceptual diagram showing the structure of one pixel block Bvh . Pixel block B vh is (M×N) pixels
P ij , and image data f ij for each pixel
is obtained. In the example in Figure 8, the pixel block
B vh is composed of (8×8) pixels, but (4
×4) pixels or (16×16) pixels may be used.

データ圧縮に際しては、まず画像1内の画素ブ
ロツクBvh毎に画像データの直交変換を行う。直
交変換としては、離散的フーリエ変換、アダマー
ル変換などの種々の方法を用いることもできる
が、ここでは次式で示される離散的コサイン変換
(以下、「DCT変換」と呼ぶ。)を用いる。
When compressing data, first, orthogonal transformation is performed on the image data for each pixel block Bvh in image 1. Various methods such as discrete Fourier transform and Hadamard transform can be used as the orthogonal transform, but here, the discrete cosine transform (hereinafter referred to as "DCT transform") shown by the following equation is used.

Fno=4/M×NCnoM-1i=0 N-1 〓 〓j=0 fij×cos(2i+1)mπ/2Mcos(2j+1)nπ/2N…
…(1) 但し、Cno=1/4:m=n=0 1/2:m・n=0 (m=n=0の場合を除く) 1 :m・n≠0 第9図は、1つの画素ブロツク内における画像
データfijと、(1)式で求められた変換係数Fnoを示
す説明図である。以下では、変換係数Fnoを示す
テーブルを「変換係数テーブルFT」と呼ぶ。変
換係数F00は画像データfijの平均値(以下「直流
成分」という。)を示し、その他の変換係数Fno
(以下、「交流成分」という。)が画像データの分
布状態を示しており、それぞれ例えば8ビツトの
2進数で表わされる値である。但し、第9図では
便宜上10進数で示している。
F no = 4/M×NC noM-1i=0 N-1 〓 〓 j=0 f ij ×cos (2i+1) mπ/2Mcos (2j+1) nπ/2N…
...(1) However, C no = 1/4: m = n = 0 1/2: m・n = 0 (excluding the case where m = n = 0) 1: m・n≠0 In Figure 9, FIG. 2 is an explanatory diagram showing image data f ij within one pixel block and a conversion coefficient F no obtained by equation (1). Hereinafter, the table indicating the conversion coefficient F no will be referred to as a "transformation coefficient table FT." The conversion coefficient F 00 indicates the average value of the image data f ij (hereinafter referred to as "DC component"), and the other conversion coefficients F no
(hereinafter referred to as "AC component") indicates the distribution state of image data, and each is a value expressed by, for example, an 8-bit binary number. However, in FIG. 9, the numbers are shown in decimal numbers for convenience.

第9図(a−1),(b−1)の画像データfij
と、それぞれに対応する第9図(a−1),(b−
1)の変換係数Fnoを見るとわかるように、画像
データfijの分布の態様によつて変換係数Fnoが0
でない値を持つ位置(m,n)、及びその値の大
きさがかなり異なる。ここで変換係数Fnoは、そ
の絶対値が大きいものが、もとの画像データfij
分布状態の特徴を良く表わす成分であり、絶対値
の大きな変換係数Fnoの個数は画像データfijの空
間的変化が大きいほど増加する傾向にある。
Image data f ij in Figures 9 (a-1) and (b-1)
and the corresponding figures (a-1) and (b-
As can be seen from the transformation coefficient F no in 1), the transformation coefficient F no may change to 0 depending on the distribution of the image data f ij .
The positions (m, n) with values that are different from each other and the magnitudes of those values are quite different. Here, the conversion coefficient F no with a large absolute value is a component that best represents the characteristics of the distribution state of the original image data f ij , and the number of conversion coefficients F no with a large absolute value is the component that represents the characteristic of the distribution state of the original image data f ij It tends to increase as the spatial variation of is large.

この発明では、上記のような変換係数Fnoの分
布の偏りに着目し、その交流成分の一部のみを有
効と指定するコードテーブルを用いる。第10図
はコードテーブルの一例を示す説明図である。コ
ードテーブルCTの中で有効ビツト数Inoが与えら
れている座標(m,n)は、対応する位置(m,
n)の変換係数Fnoを有効と指定することを表わ
す。また、各有効ビツト数Inoは変換係数Fnoを表
わすときの最大ビツト数である。すなわち、最大
有効値Fnax(=(2のIno乗)−1)までの変換係数
Fnoの値がそのまま有効とされる。図中「−」は
有効ビツト数が“0”であることを示す。この有
効ビツト数Inoは、すべて同じ値(例えば8ビツ
ト)としてもよいが、もとの変換係数Fnoのビツ
ト数(8ビツト)よりも少なく、かつ各座標
(m,n)で異なる適度な値(例えば6ビツト、
3ビツトなど)を用いれば、後に圧縮化画像デー
タを求めたときに、圧縮率が高まるという利点が
ある。なお、変換係数Fnoの値が最大有効値Fnax
よりも大きい場合には、その変換係数Fnoは最大
有効値Fnaxに等しいとされる。有効ビツト数Ino
はこのようなことがないように経験的に定められ
るものであり、仮りに変換係数Fnoが最大有効値
Fnaxに等しいとされた場合でもその影響は無視で
きる。
In this invention, attention is paid to the bias in the distribution of the conversion coefficient F no as described above, and a code table is used that specifies only a part of the AC component as valid. FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of a code table. The coordinates (m, n) for which the effective number of bits I no is given in the code table CT are the corresponding positions (m,
Indicates that the conversion coefficient F no of n) is designated as valid. Further, each effective bit number I no is the maximum number of bits when representing the conversion coefficient F no . In other words, the conversion coefficient up to the maximum effective value F nax (=(2 to the power of I no ) - 1)
The value of F no is considered valid as is. In the figure, "-" indicates that the number of effective bits is "0". This effective number of bits I no may all be the same value (e.g. 8 bits), but it is smaller than the number of bits (8 bits) of the original conversion coefficient F no and may be a different value for each coordinate (m, n). value (e.g. 6 bits,
3 bits, etc.) has the advantage of increasing the compression ratio when compressed image data is obtained later. Note that the value of the conversion coefficient F no is the maximum effective value F nax
, then the conversion coefficient F no is considered to be equal to the maximum effective value F nax . Effective number of bits I no
is determined empirically to prevent this from happening, and if the conversion coefficient F no is the maximum effective value
Even if it is equal to F nax , its effect can be ignored.

このようなコードテーブルCTであつて、その
有効ビツト数Inoの位置と値のパターンがそれぞ
れ異なる複数のコードテーブルCTが予め準備さ
れる。これらのコードテーブルCTの有効ビツト
数Inoのパターンは、より少ない変換係数で、よ
り品質の高い画像を再現できるように、経験的に
求められるものである。例えば、人物、風景、静
物等の一般的な絵柄の特長的なものの中から、上
記パターンとして出現頻度の高いものに基づいて
設定する。
A plurality of such code tables CT having different positions and value patterns of the effective bit number I no are prepared in advance. These patterns of the effective number of bits I no of the code table CT are empirically determined so that higher quality images can be reproduced with fewer conversion coefficients. For example, the pattern is set based on a pattern that appears frequently from among typical patterns such as people, landscapes, and still lifes.

次に、画素ブロツクBvhごとに求められた変換
係数テーブルFTについて、複数のコードテーブ
ルCTの中から、最適なコードテーブルを選択す
る。この選択のために、有効変換係数の和(以
下、更に「有効和」と呼ぶ。)SFを次式で求める。
Next, for the transform coefficient table FT obtained for each pixel block Bvh , the optimum code table is selected from among the plurality of code tables CT. For this selection, the sum of effective conversion coefficients (hereinafter also referred to as "effective sum") S F is calculated using the following equation.

SFM-1m=0 N-1n=0 Cno|Fno| ……(2) 但し、Cno=1:Ino≠0 0:Ino=0 そして、各コードテーブルCTごとに有効和SF
を求め、これが最も大きな値となるコードテーブ
ルCTが最適なコードテーブルとされる。
S F = M-1m=0 N-1n=0 C no | F no | ...(2) However, C no = 1: I no ≠ 0 0: I no = 0 And each code table Effective sum S F for each CT
The code table CT for which this value is the largest is determined to be the optimal code table.

なお、各コードテーブルCTで有効とされる変
換係数Fnoの個数(以下、「有効交流成分数」と
呼ぶ。)Ncを同じにすれば、上記の有効和SFによ
る最適コードテーブルの選択が、より信頼性の高
いものになる。
Note that if the number of effective conversion coefficients F no (hereinafter referred to as the "number of effective AC components") N c is the same for each code table CT, the optimal code table can be selected using the above effective sum S F. becomes more reliable.

圧縮化画像データは、もとの画像データfijの平
均値と、選択された最適コードテーブルCTのテ
ーブル番号と、コードテーブルCTで有効と指定
される変換係数Fnoの値とに基づいて作成され
る。有効交流成分数Ncは、もとの変換係数テー
ブル中の変換係数Fnoの全個数(M×N)よりも
はるかに少なく、かつ、個々の変換係数Fnoの値
が、より少ない有効ビツト数Inoで表わされるの
で、圧縮率はきわめて大きなものとなる。なお、
圧縮画像データは、周知のハフマン(Huffman)
符号などで符号化することにより、圧縮率を更に
高めることができる。
Compressed image data is created based on the average value of the original image data f ij , the table number of the selected optimal code table CT, and the value of the conversion coefficient F no specified as valid in the code table CT. be done. The number of effective AC components N c is much smaller than the total number (M x N) of conversion coefficients F no in the original conversion coefficient table, and the value of each conversion coefficient F no has fewer effective bits. Since it is expressed by the number I no , the compression ratio is extremely large. In addition,
Compressed image data is the well-known Huffman
The compression rate can be further increased by encoding with a code or the like.

次に、画像の特性に応じて圧縮率をさらに高め
るために、コードテーブルCTを複数のグループ
に分ける方法を採用する。このために、まず画素
ブロツクBvhごとに画像データfijの標準偏差σを
求める。そして標準偏差σの大きさに応じて、コ
ードテーブルを、以下のように複数のグループ
(コードテーブル群)に分ける。
Next, in order to further increase the compression rate according to the characteristics of the image, we adopt a method of dividing the code table CT into multiple groups. For this purpose, first, the standard deviation σ of the image data f ij is determined for each pixel block B vh . Then, the code table is divided into a plurality of groups (code table groups) as shown below according to the size of the standard deviation σ.

グループ1: σ<σ1のときCT11〜CT11 グループ2: σ1≦σ<σ2のときCT21〜CT21 グループ3: σ2=≦σ<σ3のときCT31〜CT3L グループ4: σ3≦σ、のときCT41〜CT4L (但し、σ1,σ2,σ3は所定の閾値) なお、各グループ1〜4のコードテーブルの数
Lは、それぞれ異なる値であつても良いことはい
うまでもない。
Group 1: CT 11 to CT 11 when σ<σ 1 Group 2: CT 21 to CT 21 when σ 1 ≦σ<σ 2 Group 3: CT 31 to CT 3L when σ 2 =≦σ<σ 3 4: When σ 3 ≦ σ, CT 41 to CT 4L (However, σ 1 , σ 2 , and σ 3 are predetermined threshold values.) Note that the number L of code tables in each group 1 to 4 is a different value. Needless to say, it's a good thing.

第11図は、画像1の画素ブロツクBvh毎に求
めた標準偏差σについて、画像1全体における出
現数Aの分布Gを示す図である。図において、縦
軸の出現数Aは対数目盛で示されている。
FIG. 11 is a diagram showing the distribution G of the number of appearances A in the entire image 1 with respect to the standard deviation σ determined for each pixel block B vh of the image 1. In the figure, the number of occurrences A on the vertical axis is shown on a logarithmic scale.

第1の閾値σ1は、標準偏差σがこれより小さい
ときにはその画素ブロツク内での画像の変化がわ
ずかである値として定められる。このような画素
ブロツクの変換係数の交流成分の値は小さいの
で、小さな有効交流成分数Ncを有するコードテ
ーブルを用いても画質を損うことがない。また、
第11図からもわかるように、一般に標準偏差σ
が極めて小さい画素ブロツクの出現率Aが高いの
で、これらをまとめて小さな有効交流成分数Nc
のコードテーブルで表わせば、圧縮率が高まる効
果が大きい。
The first threshold σ 1 is determined as a value below which the change in the image within the pixel block is small when the standard deviation σ is smaller. Since the value of the alternating current component of the conversion coefficient of such a pixel block is small, even if a code table having a small number of effective alternating current components N c is used, the image quality will not be degraded. Also,
As can be seen from Figure 11, the standard deviation σ
The appearance rate A of pixel blocks with extremely small
If expressed as a code table, the effect of increasing the compression ratio is significant.

標準偏差σが、第1の閾値σ1と第2の閾値σ2
の間にあるときは、その画素ブロツク内で画像が
ゆるやかに変化していることを示す。この場合
は、画質を良好に保つために、グループ1よりも
大きな有効交流成分数Ncを有するコードテーブ
ルを用いた方が良い。このグループ2も比較的出
現率Aが高いので、圧縮率向上の効果も高い。
When the standard deviation σ is between the first threshold σ 1 and the second threshold σ 2 , it indicates that the image changes gradually within that pixel block. In this case, in order to maintain good image quality, it is better to use a code table having a larger number of effective AC components N c than Group 1. Since this group 2 also has a relatively high appearance rate A, the effect of improving the compression ratio is also high.

第2の閾値σ2以上の標準偏差σに対しては、出
現率Aが比較的低いが、これらをすべて大きな有
効交流成分数Ncのコードテーブルで処理すると
すれば、圧縮率を低下させる原因となる。そこで
中間的な値として第3の閾値σ3を定めている。
The appearance rate A is relatively low for a standard deviation σ greater than or equal to the second threshold σ 2 , but if all of these are processed using a code table with a large number of effective AC components N c , this will cause a decrease in the compression ratio. becomes. Therefore, a third threshold value σ 3 is determined as an intermediate value.

各グループ1〜4のコードテーブルCT1k
CT4k(k=1〜L)の有効交流成分数Nc1〜Nc4
は次のような関係がある。
Code table CT for each group 1 to 4 1k ~
The number of effective AC components N c1 to N c4 of CT 4k (k=1 to L) has the following relationship.

0≦Nc1≦Nc2≦Nc3≦Nc4≦M×N−1 ……(3) なお、各グループ内ではコードテーブルの有効
交流成分数は一定である。また、Nc1=0のと
き、グループ1に属するとされた画素ブロツク
Bvhの圧縮化画像データは、画素データfijの平均
値のみで表わされることになる。
0≦N c1 ≦N c2 ≦N c3 ≦N c4 ≦M×N−1 (3) Note that within each group, the number of effective AC components of the code table is constant. Also, when N c1 = 0, the pixel block that belongs to group 1
The compressed image data of B vh is represented only by the average value of the pixel data f ij .

以上のような閾値σ1〜σ3及びグループ分けされ
たコードテーブル群のCT1h〜CT4kを予め準備し
ておき、画素ブロツクBvhの標準偏差σの値に基
づいて、対応するグループのコードテーブル群の
中から最適コードテーブルを選択するようにすれ
ば、圧縮率を大幅に高めことができる。
The threshold values σ 1 to σ 3 and the grouped code table groups CT 1h to CT 4k are prepared in advance, and the code of the corresponding group is determined based on the value of the standard deviation σ of the pixel block B vh . By selecting the optimal code table from a group of tables, the compression ratio can be greatly increased.

B 装置の概略構成及び動作 第1図は、本発明の実施例を適用して画像デー
タの圧縮を行なう画像データ圧縮装置を示す概略
構成図である。図において、画像データ圧縮装置
APは、画像メモリ5、画素ブロツク読み出し制
御器6、バツフア・メモリ7、2次元DCT変換
器8、線型量子化器9、符号化器10、符号化デ
ータ記録制御器11、標準偏差算出器14、閾値
比較器15、ROM17、及び制御器13から構
成される。以下、この画像データ圧縮装置APの
動作を第2図に示すフローチヤートに沿つて説明
する。
B. Schematic Configuration and Operation of Apparatus FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an image data compression apparatus that compresses image data by applying an embodiment of the present invention. In the figure, the image data compression device
The AP includes an image memory 5, a pixel block readout controller 6, a buffer memory 7, a two-dimensional DCT converter 8, a linear quantizer 9, an encoder 10, an encoded data recording controller 11, and a standard deviation calculator 14. , a threshold comparator 15, a ROM 17, and a controller 13. The operation of this image data compression apparatus AP will be explained below with reference to the flowchart shown in FIG.

ステツプS1では、標準偏差の閾値σ1〜σ3が、パ
ラメータ入力端子16から入力されて、閾値比較
器15に与えられる。ステツプS2〜S4、及びS11
〜S13は、処理すべき画素ブロツクBvhを順次選
択するステツプである。
In step S1, the standard deviation thresholds σ 1 to σ 3 are inputted from the parameter input terminal 16 and applied to the threshold comparator 15. Steps S2 to S4 and S11
-S13 are steps for sequentially selecting pixel blocks Bvh to be processed.

ステツプS5では、1つの画素ブロツクBvh内の
画像データfijが、画素ブロツク読み出し制御器6
によつて画像メモリ5から読み出され、バツフ
ア・メモリ7に格納される。ステツプS6では、
画像データfijがバツフア・メモリ7から標準偏差
算出器14に与えられて標準偏差σが算出され、
同時に2次元DCT変換器8に伝送されてDCT変
換される(ステツプS7)。ステツプS8では変換係
数Fnoが線型量子化される。線型量子化とは、一
般に知られているように、変換係数Fnoを所定の
値α(これを「量子幅」という。)で除算し、か
つ、その値Fno/αが小数である場合にこれを整
数化することをいう。量子幅αの値は標準偏差σ
に基づいて適宜決定されるが、その詳細は省略す
る。ステツプS9では線型量子化された変換係数
Fno *を有する変換係数テーブルFT*に対し、最
適コードテーブルが選択される。
In step S5, the image data fij in one pixel block Bvh is read out by the pixel block readout controller 6.
The image data is read out from the image memory 5 and stored in the buffer memory 7. In step S6,
The image data f ij is provided from the buffer memory 7 to the standard deviation calculator 14 to calculate the standard deviation σ,
At the same time, it is transmitted to the two-dimensional DCT converter 8 and subjected to DCT conversion (step S7). In step S8, the transform coefficient F no is linearly quantized. Linear quantization, as is generally known, is when the transformation coefficient F no is divided by a predetermined value α (this is called the "quantum width"), and the value F no /α is a decimal number. This means converting this into an integer. The value of the quantum width α is the standard deviation σ
The details will be omitted. In step S9, linearly quantized transform coefficients are
For the transform coefficient table FT * with F no * , the optimal code table is selected.

第3図は最適コードテーブルの選択方法を示す
フローチヤートである。図の各記号の意味は次の
通りである。
FIG. 3 is a flowchart showing a method for selecting an optimal code table. The meaning of each symbol in the diagram is as follows.

max:有効和SFの最大値を求めるためのパラ
メータ Max:有効和SFの最大であるコードテーブル
の番号を示すパラメータ l:コードテーブルの番号を示すパラメータ L:コードテーブルの数 c:有効交流成分の番号を示すパラメータ Nc:有効交流成分数 まず、ステツプS21では標準偏差σがグループ
1〜4のどれに対応するかが判定される。ステツ
プS22〜S30は、当該グループのL個のコードテ
ーブルのうち、有効和SF((2)式参照)が最大とな
るものを選択する手順である。
max: Parameter for finding the maximum value of the effective sum S F Max: Parameter indicating the number of the code table that is the maximum of the effective sum S F l: Parameter indicating the code table number L: Number of code tables c: Effective AC Parameter N c indicating the number of components: number of effective AC components First, in step S21, it is determined which of groups 1 to 4 the standard deviation σ corresponds to. Steps S22 to S30 are steps for selecting the one with the largest effective sum S F (see equation (2)) among the L code tables of the group.

有効和SFを求めるステツプS23〜S26では、
ROM17に記憶されている第4図に示すような
サブテーブルTが用いられる。サブテーブルT
は、1つのグループg内のコードテーブルCTgl
〜CTgLのそれぞれについて、有効ビツト数Ino
値が“0”でない座標位置の座標値(mlc,nlc
のみを示している。ここで、l=0〜(L−1),
c=0〜(Nc−1)である。一つのコードテー
ブルCTglについて、サブテーブルTから座標
(mlc,nlc)を次々と呼出し、変換係数テーブル
FT*の変換係数Fno *のうちで、上記座標にある
ものの絶対値のみがステツプS24で足し合わされ
る。
In steps S23 to S26 for calculating the effective sum S F ,
A sub-table T as shown in FIG. 4 stored in the ROM 17 is used. Sub table T
is the code table CT gl in one group g
~CT For each gL , the coordinate values of the coordinate positions where the value of the effective bit number I no is not “0” (m lc , n lc )
Only shown. Here, l=0~(L-1),
c=0 to (N c -1). For one code table CT gl , the coordinates (m lc , n lc ) are called one after another from the sub-table T, and the conversion coefficient table is
Of the conversion coefficients F no * of FT * , only the absolute values of those at the above coordinates are added up in step S24.

有効和SFが最大となつたコードテーブルは最適
コードテーブルとして選択される。ステツプS31
では、最適コードテーブルのテーブル番号Max、
最適コードテーブルで有効と指定される変換係数
Fno *がハフマン符号列に変換され、圧縮化画像
データが得られる(ステツプS31及びS10)。な
お、もとの画像データfijの平均値をこのとき同時
にハフマン符号化してもよいが、ステツプS31と
は別に、その平均値のみをいわゆる予測符号化な
どの手法によつて符号化してもよい。
The code table with the maximum effective sum S F is selected as the optimal code table. Step S31
Then, the table number Max of the optimal code table is
Conversion coefficients specified as valid in the optimal code table
F no * is converted into a Huffman code string to obtain compressed image data (steps S31 and S10). Note that the average value of the original image data f ij may be Huffman encoded at the same time, but apart from step S31, only the average value may be encoded by a method such as so-called predictive encoding. .

こうして得られた圧縮化画像データ(符号化デ
ータ)は、符号化データ記録制御器11に伝送さ
れ、さらに画像メモリ5又は、図示しない外部回
路への伝送路12に出力される。この出力の選択
指令は、画像データの圧縮化に先立つてオペレー
タによりパラメータ入力端子16に入力され、符
号化データ記録制御器11に初期設定される。
The compressed image data (encoded data) thus obtained is transmitted to the encoded data recording controller 11 and further output to the image memory 5 or a transmission line 12 to an external circuit (not shown). This output selection command is input to the parameter input terminal 16 by the operator prior to compressing the image data, and is initialized in the encoded data recording controller 11.

第5図は、符号化された圧縮化画像データDf
のフアイル構造を示す概念図である。第5図aの
ヘツダー18には閾値σ1,σ2,σ3などが含まれて
おり、ヘツダー18に続いて、順次各画素ブロツ
クの符号列が配列されている。また、第5図bは
各画素ブロツクの符号列19の内部構造を示し、
最適コードテーブルのテーブル番号Maxと、変
換係数Fno *の符号列で構成されている。
FIG. 5 shows encoded compressed image data D f
FIG. 2 is a conceptual diagram showing the file structure of . The header 18 in FIG. 5a includes threshold values σ 1 , σ 2 , σ 3 , etc. Following the header 18, code strings of each pixel block are sequentially arranged. Moreover, FIG. 5b shows the internal structure of the code string 19 of each pixel block,
It consists of the table number Max of the optimal code table and the code string of the conversion coefficient F no * .

第6図は、符号化した圧縮化画像データDf
復号化する画像データ復号化装置を示す概略構成
図である。画像データ復号化装置IAPは、画像メ
モリ20、読み出し制御器22、バツフア・メモ
リ23、復号化器24、ROM25、逆量子化器
26、2次元DCT逆変換器27、及び記録制御
器28から構成されている。圧縮化画像データ
Dfは画像メモリ20、又は伝送器21から読み
出し制御器22によつて読み出され、バツフア・
メモリ23に与えられ、さらに復号化器24に伝
送される。ROM25には、画像データの符号化
に用いられたと同じコードテーブル、ハフマン符
号列を解読するためのハフマン符号表などが記録
されている。圧縮化画像データDfは復号化器2
4により変換係数Fno *に復号化される。変換係
数Fno *は逆量子化器26で逆量子化される。す
なわち、量子幅αで線型量子化された変換係数
Fno *(=Fno/α)に量子幅αが掛け合わされ
る。こうして得られた変換係数Fnoは2次元DCT
逆変換器27で逆変換され、画素ブロツク内の各
画素ごとの画像データfijが得られる。画像データ
fijは記録制御器28により画像メモリ20に記録
される。以上の復号化処理をすべての画素ブロツ
クについて行なえば、画像全体の画像データfij
得られることになる。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an image data decoding device that decodes encoded compressed image data D f . The image data decoding device IAP includes an image memory 20, a readout controller 22, a buffer memory 23, a decoder 24, a ROM 25, an inverse quantizer 26, a two-dimensional DCT inverse transformer 27, and a recording controller 28. has been done. Compressed image data
D f is read out from the image memory 20 or the transmitter 21 by the readout controller 22, and the buffer
The signal is applied to a memory 23 and further transmitted to a decoder 24. The ROM 25 stores the same code table used for encoding image data, a Huffman code table for decoding Huffman code strings, and the like. Compressed image data D f is sent to decoder 2
4 to transform coefficient F no * . The transform coefficient F no * is dequantized by a dequantizer 26 . That is, the transformation coefficient linearly quantized with quantum width α
F no * (=F no /α) is multiplied by the quantum width α. The transformation coefficient F no obtained in this way is the two-dimensional DCT
The data is inversely transformed by an inverse transformer 27, and image data f ij for each pixel within the pixel block is obtained. image data
f ij is recorded in the image memory 20 by the recording controller 28. If the above decoding process is performed for all pixel blocks, image data f ij of the entire image will be obtained.

C 変形例 上記実施例では画素ブロツク内の画像データの
標準偏差によつて、コードテーブルを複数のコー
ドテーブル群に分類したが、標準偏差に限らず、
画像データの分布状態を示す他の統計量を用いて
分類してもよい。
C. Modification In the above embodiment, the code table is classified into a plurality of code table groups based on the standard deviation of image data within a pixel block, but the code table is not limited to the standard deviation.
Classification may be performed using other statistics indicating the distribution state of image data.

また、上記実施例では1つの画像についての画
像データを圧縮する方法について示したが、カラ
ー画像については色分解した各画像についてこの
発明を適用すれば良いことは言うまでもない。例
えば、YMCK印刷画像、RGB信号画像やYs
Is・Qs信号(クロマ信号)画像について、色分解
画像ごとに画像データの圧縮化をすることができ
る。この場合には、色分解画像ごとに、標準偏差
の閾値の個数およびそれらの値、各コードテーブ
ル群内のコードテーブルの数、コードテーブルの
有効交流成分数、コードテーブルの有効ビツト数
のパターンなどを変えることにより、各色分解画
像に適した圧縮化が可能である。
Further, although the above embodiment has described a method of compressing image data for one image, it goes without saying that the present invention may be applied to each color-separated image in the case of a color image. For example, YMCK print images, RGB signal images, Ys
For Is / Qs signal (chroma signal) images, image data can be compressed for each color separation image. In this case, for each color separation image, the number of standard deviation thresholds and their values, the number of code tables in each code table group, the number of effective AC components of the code table, the pattern of the effective number of bits of the code table, etc. By changing , compression suitable for each color separated image is possible.

(発明の効果) 以上説明したように、この発明によれば、画像
データを直交変換して得られた複数の変換係数の
うち、画像データの特徴を表わす一部の変換係数
のみを用いて圧縮化画像データを求めるので、画
像品質を損うことなく、かつ、圧縮率を高めるこ
とができるという効果がある。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, image data is compressed using only some of the transform coefficients that represent the characteristics of the image data, out of a plurality of transform coefficients obtained by orthogonally transforming the image data. Since converted image data is obtained, there is an effect that the compression rate can be increased without deteriorating the image quality.

また、特開昭62−216484号公報や特開昭63−
109663公報に開示されているように、直交変換後
によつて得られたすべての画素ブロツクについて
の変換係数を周波数成分ごと分類し、各周波数成
分ごとにデータの符号化規則を定める場合と異な
り、本願発明では画像ブロツクごとにデータ圧縮
規則を適切に選択することができる。このため、
原画の各部分について個別に最適かつ効率的なデ
ータ圧縮が可能になつている。
Also, JP-A-62-216484 and JP-A-63-
109663, in which transform coefficients for all pixel blocks obtained after orthogonal transformation are classified by frequency component, and data encoding rules are determined for each frequency component. In the invention, data compression rules can be appropriately selected for each image block. For this reason,
Optimum and efficient data compression has become possible for each part of the original image individually.

さらに、本願発明では、あらかじめ複数のコー
ドテーブルを準備してその中から適切なものを選
択使用するように構成されており、原画ごとに圧
縮規則を最初から構築する必要はない。
Furthermore, the present invention is configured to prepare a plurality of code tables in advance and select and use an appropriate one from among them, so there is no need to construct compression rules from the beginning for each original image.

このため、本願発明では、データ圧縮の処理効
率が高いものとなつている。
Therefore, in the present invention, the processing efficiency of data compression is high.

さらに、特開昭63−103583号開示の技術のよう
に複数種類のテーブルを準備する必要がないた
め、テーブルを保持するメモリなどの必要容量は
小さくて済む。
Furthermore, since there is no need to prepare multiple types of tables as in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-103583, the required capacity of memory for holding tables can be small.

また、実際に使用されるコードテーブルの候補
となる複数のテーブルを第1段階で特定し、第2
段階ではその候補となつたテーブルから実際に使
用するコードテーブルを選択するという2段階の
選択を行つているため、すべてのコードテーブル
と画素ブロツクの直交変換係数との演算を行なう
必要はなく、候補となつたテーブルと画素ブロツ
クの直交変換係数との演算を行うだけでよい。
In addition, multiple tables that are candidates for the code table that will actually be used are identified in the first stage, and the second
At this stage, a two-step selection process is performed in which the code table to be actually used is selected from among the candidate tables, so there is no need to perform calculations between all code tables and the orthogonal transformation coefficients of pixel blocks. It is only necessary to perform calculations between the table and the orthogonal transformation coefficients of the pixel block.

このため、演算回数が少なく、選択処理の速度
が速いという利点もある。
Therefore, there is an advantage that the number of calculations is small and the selection processing speed is fast.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、この発明の一実施例を適用する装置
の概略構成図、第2図及び第3図は、この発明の
一実施例を示すフローチヤート、第4図は、サブ
テーブルの例を示す概念図、第5図は、圧縮化画
像データの構成を示す概念図、第6図は、復号化
装置を示す概略構成図、第7図は、画像のブロツ
ク化を示す説明図、第8図は、画素ブロツク内の
画素配列を示す説明図、第9図は、画像データと
変換係数の例を示す説明図、第10図は、コード
テーブルの例を示す概念図、第11図は、画像デ
ータの標準偏差とその出現数の関係の例を示す説
明図である。 AP……画像データ圧縮装置、Bvh……画素ブ
ロツク、CT……コードテーブル、Ino……有効ビ
ツト数、Fno……変換係数、fij……画像データ、
Df……圧縮化画像データ、P……画素、σ……
標準偏差。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus to which an embodiment of the present invention is applied, FIGS. 2 and 3 are flowcharts showing an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an example of a sub-table. FIG. 5 is a conceptual diagram showing the structure of compressed image data. FIG. 6 is a schematic diagram showing the decoding device. FIG. 7 is an explanatory diagram showing image blocking. The figure is an explanatory diagram showing a pixel arrangement within a pixel block, FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of image data and conversion coefficients, FIG. 10 is a conceptual diagram showing an example of a code table, and FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of a code table. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the relationship between the standard deviation of image data and the number of occurrences thereof. AP...Image data compression device, B vh ...Pixel block, CT...Code table, I no ...Number of effective bits, F no ...Conversion coefficient, f ij ...Image data,
D f ...Compressed image data, P...Pixel, σ...
standard deviation.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 画像を分割する複数の画素ブロツクごとに圧
縮化画像データを得るための画像データ圧縮方法
であつて、 (a) 画素ごとに予め求めた画像データを前記画素
ブロツクごとに直交変換することにより、当該
画素ブロツク内の画像データを表わす複数の変
換係数から構成される変換係数テーブルを求め
る工程と、 (b) 前記変換係数テーブルの変換係数の一部を有
効と指定するコードテーブルであつて互いに異
なる複数のコードテーブルを予め準備してお
き、当該画素ブロツクに対応する前記変換係数
テーブルの各係数値と各コードテーブルの値と
を用いた演算の結果に基いて、当該画素ブロツ
クの変換係数テーブルに適した一のコードテー
ブルを最適コードテーブルとして選択する工程
と、 (c) 前記最適コードテーブルを参照しつつ前記変
換係数の値を抽出して圧縮化画像データを求め
る工程とを備え、 前記(b)の工程においては、 前記複数のコードテーブルが、当該画素ブロツ
ク内における画像データの分布状態を表わす統計
量の大きさに応じて、複数のコードテーブル群の
中から選択されることを特徴とする画像データ圧
縮方法。
[Scope of Claims] 1. An image data compression method for obtaining compressed image data for each of a plurality of pixel blocks into which an image is divided, comprising: (a) image data obtained in advance for each pixel for each pixel block; (b) a code for designating some of the transform coefficients in the transform coefficient table as valid; A plurality of code tables that are tables and are different from each other are prepared in advance, and based on the result of calculation using each coefficient value of the conversion coefficient table and the value of each code table corresponding to the relevant pixel block, the relevant pixel is (c) extracting the values of the conversion coefficients while referring to the optimum code table to obtain compressed image data; In the step (b), the plurality of code tables are selected from a plurality of code table groups according to the size of a statistic representing a distribution state of image data within the pixel block. An image data compression method characterized by:
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DE68927082T DE68927082T2 (en) 1988-06-30 1989-06-22 Method and device for image data compression
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