JPH01140873A

JPH01140873A - 画像情報圧縮方法

Info

Publication number: JPH01140873A
Application number: JP62297401A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Mimura; 敏彦三村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-11-27
Filing date: 1987-11-27
Publication date: 1989-06-02

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、画像情報圧縮方法に関する。

〔従来の技術〕

ディジタル画像を高能率の記録媒体に記録し、又は伝送
路で伝送するための画像データの圧縮法としでは、差分
符号化（ＤＰＣＭ）法やブロック符号化法などが公知で
ある。ブロック符号化は、画像を成る一定の大きさで分
割し、各ブロックにおいてその代表値と、当該代表値と
各点との差を取り出す方法であり、ＤＰＣＭ法は、直前
の画像値と現在の画像値との差をに注目する方法である
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ＤＰＣＭ法は原理的に、符号化誤りが以後の符号化に伝
播するという問題点を包含している。また、ブロック符
号化法では、１ブロツク内でデータ値が急激に変化する
場合に符号化誤りが発生し、特にブロック同士の境界に
おいてブロック歪みが生じるという欠点がある。例えば
、代表値としてブロックの平均値を採用した場合には、
第３図に示すように、ブロック内に当該平均値より著し
く異なるデータが存在するときに、それが符号化誤りを
惹起し画質の劣化をもたらす。

本発明は、従来のブロック符号化法を改良し、上記のよ
うな符号化誤りの少ない画像情報圧縮方法を提示するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る画像情報圧縮方法は、複数の画素データに
より構成される１画面分の画像情報を１つのブロックが
所定個の画素データからなる複数のブロック毎に処理し
、圧縮する画像情報圧縮方法であって、前記各ブロック
毎に画素データの代表値を選定し、当該代表値を用いて
、当該ブロックを構成する各画素データに対する当該代
表値の平均的な変化度を算出し、当該変化度を用いて、
当該ブロックを構成する各画素データの値を予測符号化
し、もって各画素データを圧縮することを特徴とする。

〔作用〕

上記変化度、即ち、そのブロックにおける画像の変化程
度によりブロックの構成画素データ値を予測符号化する
ので、実際の画素データ値と当該予測符号化データ値と
は極めて似通った値になり、従って、高能率で圧縮でき
、しかも画質の劣化が少なくなる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。尚
、ここでは画像データを記録媒体にディジタル記録する
場合を例にとって説明する。第１図は本実施例の全体構
成図を示す。

第１図で、１０はテレビ・カメラなどの入力機器、１２
はディジタル画像データのバッファ・メモリ、１４はデ
ィジタル画像データの圧縮装置、１６は記録媒体への記
録及び記録媒体からの再生を行う記録再生装置、１８は
ディジタル画像データの復元装置、２０はテレビジョン
受像機などの出力機器である。バッファ・メモリ１２は
、入力機器１０からの信号を一時的にディジタル記憶で
き、ランダム・アク妄スできるメモリであればよいが、
図示例では、第２図（ａ）に示すように分解能として７
６８　ｘ５１３画素分の画像データを記憶可能なＴＶ画
像用フレーム・メモリを用い、入力信号としてはＮＴＳ
Ｃ信号を仮定している。

記録再生装置１６としては、信号をディジタル形式で記
録再生できるものであれば何でもよく、例えば、光デイ
スク記録再生装置等でのよい。

入力機器からのＮＴＳＣ信号は、バッファ・メモリ１２
にディジタル記憶される。圧縮袋２１４は、後述するア
ルゴリズムに従い、バッファ・メモリ１２の指定場所か
ら記憶データを読み出して、圧縮符号化し、記録再生装
置１６は、その圧縮データを記録媒体に記録する。また
、記録再生装置１６により再生されたデータは、復元装
置１８に印加される復元装置１８は、後述するアルゴリ
ズムに従で圧縮データを復元し、バッファ・メモリ１２
の対応箇所に書き込む。そして、バッファ・メモリ１２
からは、ＮＴＳＣ形式で出力機器２０に再生画像が供給
される。

次に、本実施例における圧縮及びその復元のアルゴリズ
ムを説明する。但し本実施例では、第２図（ｂｌに示す
ように１ブロツクが３×３の画素からなるとしている。

本発明では、ブロックは基本的に奇数個×奇数個の画素
からなればよい。

第２図においてｆ　（ｘ、いは座標（ｘ、ｙ）における
画素値を示す。座標（２，２）から１ブロツク毎に圧縮
し、記録媒体に記録する。各ブロックは、テレビジョン
信号の走査と同様の方向順で処理される。

即ち、第５図に示すように、先ず、ｙ＝２．ｘ＝２にセ
ントし、（ｘ、ｙ）の画素を中心に持つブロックを圧縮
して記録し、次に、Ｘを３だけ増して右隣のブロックを
圧縮・記録する。これをＸが７６８を越すまで行う、ｙ
＝２で特定されるブロックの圧縮・記録が終われば、ｙ
を３だけ増して、−殿下に位置するブロックを個別に圧
縮・記録する。これをｙが５１３を越すまで行い、バ′
ツファ・メモリ１２の全データを圧縮・記録する。

各ブロックの圧縮は、以下の３ステツプにより行う。

（ａ）　　第１ステツプブロックの中心から横方向、縦方向の平均の傾きｆｘ、
ｆ、を産出する。

ｆ　、　＝　（ｆ（ｘ＋１．ｙ−１）−ｆ（ｘ、Ｙ））
＋（ｆ（ｘ＋１．ｙ）−ｆ（ｘ、ｙ））＋（ｆ（ｘ＋１
．ｙ＋１）−ｆ（ｘ、ｙ））−（ｆ（ｘ−１，ｙ−１）
−ｆ（ｘ、ｙ））−（ｆ（ｘ−１，ｙ）−ｆ（ｘ、ｙ）
）−（ｆ（ｘ−１，ｙ＋１）−ｆ（ｘ、ｙ））ｆ　、　
　＝　（ｆ（ｘ＋１．ｙ＋１）−ｆ（ｘ、ｙ））＋（ｆ
（ｘ、ｙ＋１）−ｆ（ｘ、ｙ））＋（ｆ（ｘ−１，ｙ＋
１）−ｆ（ｘ、ｙ））−（ｆ（ｘ＋１．ｙ−１）−ｆ（
ｘ、ｙ））−（ｆ（ｘ、ｙ−１）−ｆ（ｘ、ｙ））−（
ｆ（ｘ−１，ｙ−１）−ｆ（ｘ、ｙ））（ｂ）　　第２
ステツプ上記平均の傾きを定数にで正規化する。

ｆｘ’−ｆｘ／Ｋｆ、ｌ　士ｆ、／Ｋ（Ｃ１第３ステツプ第４図に示すように、（Ｘ＋及びｆｙ＋　を使って中心
点（ｘ、ｙ）に対する周囲８画素の予測値を計算し、当
該予測値と実際の画像データとの差分量ｄ（ｘ、ｙ）を
計算する。

ｄ（ｘ＋１．ｙ＋１．）＝ｆ（ｘ＋Ｌｙ＋１）−（ｆ（ｘ、ｙ）＋　ｆ　ｘ　’
＋　ｆ　、　’）ｄ（ｘ＋１．ｙ）＝ｆ（ｘ＋１．ｙ）−（ｆ（ｘ、ｙ）＋　ｆ　ｘ　’）
ｄ（ｘ＋１．ｙ−１）＝ｆ（ｘ＋１．ｙ−１）−（ｆ（ｘ、ｙ）＋　ｆ　Ｘ　
’−ｆ　ｙ　’）ｄ　（ｘ　＋　ｙ＋　１）、、＝ｆ（ｘ、ｙ＋１）−（ｆ（ｘ、ｙ）＋　ｆ　ｙ　
’）ｄ（ｘ、ｙ−１）・ｆ（ｘ、ｙ−１）−（ｆ（ｘ＋Ｖ）−ｆ　ｙ　’）ｄ
（ｘ−１，ｙ＋１）＝ｆ（ｘ−１，ｙ＋１）−（ｆ（ｘ、ｙ）−ｆ　Ｘ’＋
　ｆ　、　’）ｄ（ｘ−１，ｙ）＝ｆ（ｘ−１，ｙ）−（ｆ（ｘ、ｙ）−ｆ　Ｘ　’）ｄ
（ｘ−１，ｙ−１）＝ｆ（ｘ−１，ｙ−１）−（ｆ（ｘ、ｙ）−ｆ　ｘ　’
−ｆ　ｙ　’）尚、傾きの中心となる値は、ブロックの
平均値などの代表値であっても構わない。しかし、中心
点以外の値を使用する場合には、中心点のデータの差分
量も計算する必要がある。

このように圧縮したデータと、復号に必要なデータを記
録再生装置に送り、記録媒体に記録する。

例えばｆ（ｘ＋ｙ）、ｆＸ　’　ｌ　　ｆ、　’　、　
ｄ（ｘ＋１．ｙ＋１）、ｄ（ｘ＋１．　ｙ）　、ｄ（ｘ
＋１．　ｙ−１）　、ｄ（ｘ、　ｙ＋１）　＋ｄ（ｘ、
　ｙ−１）　、ｄ（ｘ−１，ｙ＋１）、ｄ（ｘ−１，ｙ
）、ｄ（ｘ−１，ｙ−１）の順に記録再生装置１６に送
られ、そこで、誤り訂正符号などを付加され、符号化し
て記録媒体に記録される。

次に、このように記録媒体に記録した画像データを再生
・復元する方法を説明する。第６図はそのフローチャー
トを示す。各ブロックの記録データを記録順に読み出し
、復元装置１８で復元してバッファ・メモリ１２に格納
する。各ブロックの各画素値は、中心点（ｘ、ｙ）の値
ｆ　（ｘ、　ｙ）及び予測傾きｆＸＺｆＹ゛から、周囲
８画素の予測値を算出し、それに各点の差分値ｄ　（ｘ
、　ｙ）を加算することで復元できる。具体的には以下
の計算を行う。

ｆ（ｘ＋１．ｙ＋１）＝ｆ（ｘ、ｙ）＋　　ｆ　　、　　°＋　　ｆ　　、　
　’＋ｄ（ｘ＋Ｌｙ＋１）ｆ（ｘ＋１．ｙ）＝ｆ（ｘ、ｙ）＋　ｆ　ｘ　’ｄ（ｘ＋１．ｙ）ｆ（ｘ
＋１．ｙ−１）＝ｆ（ｘ、ｙ）＋　ｆ　Ｘ　’−ｆ　ｙ　’＋ｄ（ｘ＋
Ｌｙ−１）ｆ　（ｘ、　ｙ＋１）・ｆ（ｘ、ｙ）＋　ｆ　ｙ　’＋ｄ（ｘ、ｙ＋１）ｆ　
（ｘ、　ｙ−１）＝ｆ（ｘ、ｙＬ　ｆ　、　’＋ｄ（ｘ、ｙ−１）ｆ　（
ｘ−１，ｙ＋１）＝ｆ（ｘ＋ｙ）−ｆ　Ｘ　’＋　ｆ　ｙ　’＋ｄ（ｘ−
１＋ｙ＋１）ｆ（ｘ−１，ｙ）ｄ（ｘ＋ｙ）−ｆ　１１　’＋ｄ（ｘ−１，ｙ）ｆ（ｘ
−１，ｙ−１）・ｆ（ｘ、ｙ）−ｆ　ｘ　’−ｆ　ｙ　’＋ｄ（ｘ−１
，ｙ−１）上記実施例において、圧縮装置１４及び復元
装置１８は、ソフトウェアで実現できるが、全部又は一
部をハードウェアで構成してもよいことは明らかである
。また、対象とする画像としては静止画でも動画でもよ
い。

〔発明の効果〕

以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれ
ば、簡単な演算処理で画像データを極めて高能率で圧縮
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用する画像データ記録再生システム
の構成ブロック図、第２図はバッファ・メモリ１２のメ
モリ空間のイメージ図、第３図は一次元の場合の従来の
圧縮法の説明図、第４図は本発明の実施例による一次元
の場合の説明図、第５図は圧縮装置１４における圧縮動
作のフローチャート、第６図は復元装置１８における復
元動作のフローチャートを示す。１０・−・入力機器　１２−バッファ・メモリ　１４−
圧縮装置　１６−記録再生装置　１８・−復元装置　２
０・−出力機器

Claims

【特許請求の範囲】

複数の画素データにより構成される１画面分の画像情報
を１つのブロックが所定個の画素データからなる複数の
ブロック毎に処理し、圧縮する画像情報圧縮方法であっ
て、前記各ブロック毎に画素データの代表値を選定し、
当該代表値を用いて、当該ブロックを構成する各画素デ
ータに対する当該代表値の平均的な変化度を算出し、当
該変化度を用いて、当該ブロックを構成する各画素デー
タの値を予測符号化し、もって各画素データを圧縮する
ことを特徴とする画像情報圧縮方法。