JPH01227590A - デジタル画像データの圧縮伸長方式 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は画像情報の記録再生、画像情報の伝送。

送信、受信などに適用できるデジタル画像データの圧縮
伸長方式に関する。

（従来の技術） 画像信号をデジタル化する場合に各サンプル値に対して
信号レベルを均等に分割し、それぞれの範囲番、こ含ま
れる値を一つの代表値で置き換える直線量子化（均等量
子化）手段を採用し、代表点と本来の値との差が判らな
いようにするためには、−般に自然画像については６ビ
ツト（３？階調）から８ピツト（２５６階調）が必要で
あるとされているから、画像信号を前記したような均等
量子化によりデジタル化した信号をそのまま記録しよう
とすると、各サンプル値に対して前記のような多くの情
報量を扱うことが必要とされる。

それで、より少ない情報量で信号を符号化するのに、信
号の変化の少ない部分では変化に対して敏感であり、信
号の変化の激しい部分においてはある程度の誤差があっ
ても、それを検知し難いという人間の視覚や聴覚の性質
を利用したり、あるいは記録の対象にされている情報信
号における時間軸上での相関を利用したりして、各サン
プルあたりの情報量を少なくするようにした各種の高能
率符号化方式を適用してデータ量の圧縮を行ったデジタ
ル・データを記録、伝送、送信し、また、前記のように
データ量の圧縮されたデジタル・データを再生、受信し
た後に、データの伸長を行うようにすることが従来から
行われている。

第１０図はデジタル画像データをデータ圧縮して送受信
し、また、受信したデジタル画像データをデータ伸長し
た後にアナログ画像信号として出力しうるように構成し
た従来のデジタル画像データの圧縮伸長方式の一例構成
を示すブロック図であり、この第１０図において送受の
対象にされているアナログ画像信号（記録再生の対象に
されている画像信号の場合でも同じ）は、アナログ・デ
ジタル変換器（ＡＤＣ）１によってデジタル信号に変換
されてから、画像信号における１フレ一ム期間を切換周
期として切換動作を行う切換スイッチ２によって１フレ
一ム期間毎の画像データが図面符号３で示されているメ
モリ１と図面符号４で示されているメモリ２とに順次交
互に書込まれて記憶される。

メモリ１とメモリ２とは、それの一方のものが書込みモ
ードになされているときには、他方のものが読出しモー
ドとなされている。そして、書込みモードになされてい
る一方のメモリに対して切換スイッチ２を介してデジタ
ル・データが供給されているときには、読出しモードに
なされている他方のメモリから読出されたデジタル・デ
ータは切換スイッチ５を介して後続の回路に供給される
ようになされている。

第１０図中の切換スイッチ２，５と、図面符号３．４で
示されているメモリ１，２とによる前述のような動作の
態様は、後述されている第１図中で図面符号３，４によ
って示されているメモリ１゜２と切換スイッチ２．５と
による動作態様についても同様であるとともに、第１図
及び第１０図中に図面符号１２．１３で示されているメ
モリ３゜メモリ４と切換スイッチ１１．１４とによる動
作態様ならびに図面符号１７．１８で示されているメモ
リ５．メモリ６と切換スイッチ１６．１９とによる動作
態様についても同様である。

第１０図示の従来のデジタル画像データの圧縮伸長方式
においては１図中で図面符号３，４で示されているメモ
リ１．２から切換スイッチ５ｔ−介して出力されたデジ
タ・ル・データは直交変換器６に供給されて、データ圧
縮が行われる。

直交変換器６におけるデジタル・データの圧縮は、例え
ば、１フレ一ム期間の画像データを複数のブロック（例
えば、１６ビクセル×１６ピクセル／ブロツク）に分割
して前記した各ブロックの画像データについて直交変換
（フーリエ変換、アダマール変換、コサイン変換）を行
って実施し、２次元周波数成分がベクトル量子化器７に
おける再量子化や切捨て等により、データの圧縮が行わ
れてから変調器８に供給される。

そして、前記のようにデータ圧縮されたデジタル・デー
タは変調器８におりて所定の変調方式で変調されてから
記録、あるいは伝送される。

前記のようにデータ圧縮されたデジタル・データは、復
調器９において復調された後に逆ベクトル量子化器１０
において逆ベクトル量子化が行われる。

逆ベクトル量子化器１０において逆ベクトル量子化処理
が行われたデジタル・データは、切換スイッチ１１と図
面符号１２で示されているメモリ３及び図面符号１３で
示されているメモリ４と切換スイッチ１４とによる回路
配置における２個のメモリに順次交互に書込まれ、また
、順次交互に読出されて、読出されたデジタル・データ
は逆直交変換器１５に供給される。

前記の逆直交変換器１５ではそれに供給されたデジタル
・データに逆直交変換処理を施こしてデータを伸長し、
切換スイッチ１６と図面符号１７で示されているメモリ
５及び図面符号１８で示されているメモリ６と切換スイ
ッチ１９とによる回路配置における２個のメモリに順次
交互に書込まれ、また、順次交互に読出されて、読出さ
れたデジタル・データはデジタル・アナログ変換器２０
に供給される。デジタル・アナログ変換器２０では、そ
れに供給されたデジタル・データをデジタル・アナログ
変換して、アナログ信号形態の画像信号を出力する。

第１１図は記録（または伝送系）のタイミング・チャー
トであり、また、第１２図は再生（または受信）系のタ
イミング・チャートであり、各回においてＷＴは書込み
、ＲＤは読出しをそれぞれ表わしている。

そして、第１０図に示されている従来のデジタル画像デ
ータの圧縮伸長方式において、データの圧縮とデータの
伸長とを行うための信号処理として、デジタル・データ
に直交変換と逆直交変換とを施こした場合における画像
再現性は、折返し歪、量子化誤差、変換演算誤差などの
存在によって劣化するが、しかし、僅かの折返し誤差を
許容し、また、量子化誤差については視覚上で目立たな
い範囲に抑え（波形の不連続をなくす）るようにすれば
、略々良好な画像の再現が実現できる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、前記した従来のデジタル画像データの圧縮伸
長方式において、デジタル・データの圧縮伸長を行うた
めの信号処理手段としてデジタル・データに施こされる
直交変換と逆直交変換とは、第１３図示のようにデータ
圧縮の対象にされている１つの画像（１つの画面）を、
縦方向にＮｖ、横方向にＮｈで分割した（ＮｖＸＮｈ）
個のブロック画像における各１個のブロック画像毎に適
用されて、高能率符号化及び復号化が行われていた。第
１４図は第１３同中に示されている（ＮｖＸＮｈ）個の
ブロック画像の内の１個の具体的な例を示し　　−たち
ので、この第１４図示の１ブロック画像は８×８画素に
よって構成されている場合の例である。

第１５図は、１フレ一ム期間の画像データによる複数の
ブロックの内の１つのブロックの画像データについて直
交変換（例えばフーリエ変換）を行った場合の例を示し
たものであるが、一般に、あるブロック画像についてフ
ーリエ変換を行った場合には、低域成分が大で高域成分
が少ない傾向を示す、第１５図における丸の大小は周波
数成分のレベルの高低を示している。なお、画像がカラ
ー画像の場合には各周波数成分も各原色毎に存在するこ
とはいうまでもない。

さて、画像信号をデジタル化する場合に直線量子化（均
等量子化）手段を採用して代表点と本来の値との差が判
らないようにするためには、一般に自然画像については
６ビツト（３２階調）から８ビツト（２５６５６階調必
要であるとされていることは既述のとおりであるが、従
来、原画素の階調が８ビツトであった場合のデータ圧縮
は、例えば、低域成分については細かな量子化（例えば
、８ビツト）を適用し、また高域成分については粗い量
子化（例えば４ビツト）を適用するとともに、第１５図
中における周波数値ｆｈ２〜ｆｈ１間の信号成分及び、
周波数値ｆｖ２〜ｆｖ１間の信号成分を切捨てるなどし
て行われる。

ところが、前記のようなデータ圧縮伸長が実施された場
合には、直交変換後に再量子化が行われ。

たり、あるいはデータの切捨てが行われ、また、信号処
理がブロック画像毎に行われていることにより、デジタ
ル・データの信号処理に２次元窓関数として矩形窓関数
を用いたことに相当するために、折返し周波数成分によ
る誤差が発生する。前記した理由により、再生時に逆変
換して得た各ブロック画像と対応する信号の境界におい
て波形の不連続が生じて画質の劣化が生じることが問題
になる。

前記した矩形窓関数の影響と再生波形の不連続などの問
題について波形図、その他の図を参照して説明すると次
のとおりである（なお、説明、及び図示の簡単化のため
に１−次元信号を例に用いて説明する）。

第１６図は１次元的な連続信号が矩形窓によって時間軸
上で一定の時間長毎にブロック信号として区切ったこと
を表わしている図であり、また、第１７図は前記した第
１６図に示されている１次元的な信号波形が矩形窓によ
って一定の時間長毎にブロック信号とされた場合におけ
る数学的な取扱い上の信号波形を示している。

前記した第１６図に示されているような正弦波の連続信
号の周波数スペクトラムは、周知のように単一の周波数
成分だけであるから第１８図に示されているものになる
が、矩形窓により不連続波となされた前記した第１７図
に示されているような信号のスペクトラムは第１９図に
示すようにスペクトラムに拡がりが生じる。

また、第２０図はサンプリングの対象にされた信号がサ
ンプリング周波数ｆｓの半分以下の周波数成分だけの場
合においては、折返し歪が生じることがなく、サンプリ
ング周波数ｆｓの半分以下の周波数成分を低域通過濾波
器で抽出することにより、無歪な状態の再生信号が得ら
れることを示しており、第２１図はサンプリングの対象
にされた信号がサンプリング周波数ｆｓの半分以上の周
波数成分をも含んでいる場合には、折返し歪が生じて無
歪な状態の再生信号が得られないことを示している。

前記したような歪と、データ圧縮時における直交変換後
の再量子化と一部の成分の切捨てによって、再生時にお
ける隣接のブロック間の波形の不連続が生じ、また、折
返し歪は再生画像中にモアレを生じさせる。第２２図は
データ圧縮前の原信号波形を例示したものであり、また
、第２３図は第２２図示の信号をデータ圧縮伸長した後
の信号波形を例示したものであり、第２２図中における
ａｌ、ａ２．ａ３で示されている信号の部分と、第２３
図中におけるａ　１　ｊ　、　ａ　２　ｊ　、　ａ　３
　ｊで示されている信号の部分とは対応している信号部
分である。

そして、前記の波形の不連続は、再生画像上にブロック
画像毎に輝度や色彩が少しずつ異なるモザイク・パター
ンを生じさせることになる。

（問題点を解決するための手段） 本発明は隣接する各ブロック画像間に予め定められた重
複領域を設けておき、前記したブロック画像のデジタル
・データに対してフーリエ変換によってデータ圧縮が行
われる以前のデジタル・データと２デ一タ圧縮時とは逆
変換によりデータ伸長が行われた後のデジタル・データ
とに重み付けを与える窓関数として、隣接する各ブロッ
クの重複領域部分と対応する部分における各ブロック画
像間の重複部分の信号に対する重み付けが、データ圧縮
時とデータ伸長時との双方による信号処理を総合して１
となされるべきものを用いて、フーリエ変換によってデ
ータの圧縮が行われるべきデジタル・データに対して前
記の窓関数を適用するとともに、データの圧縮時とは逆
変換によってデータの伸長が行われたデジタル・データ
に対しても前記の窓関数を適用する手段と、前記した隣
接する各ブロック画像間に予め定められた重複領域の部
分と対応するデジタル・データを加算する手段とを備え
てなるデジタル画像データの圧縮伸長方式を提供する。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明のデジタル画像データ
の圧縮伸長方式の具体的な内容について詳細に説明する
。第１図はデジタル画像データをデータ圧縮して送受信
し、また、受信したデジタル画像データをデータ伸長し
た後にアナログ画像信号として出力しうるように構成し
た本発明のデジタル画像データの圧縮伸長方式の一実施
例を示すブロック図であり、この第１図において送受の
対象にされているアナログ画像信号（記録再生の対象に
されている画像信号の場合でも同じ）は、アナログ・デ
ジタル変換器（Ａ　Ｄ　Ｃ）　１によってデジタル信号
に変換されてから、画像信号□における１フレ一ム期間
を切換周期として切換動作を行う切換スイッチ２によっ
て１フレ一ム期間毎の画像データが図面符号３で示され
ているメモリ１と図面符号４で示されているメモリ２と
に順次交互に書込まれて記憶される。

メモリ１とメモリ２とは、それの一方のものが書込みモ
ードになされているときには、他方のものが読出しモー
ドとなされている。そして、書込みモードになされてい
る一方のメモリに対して切換スイッチ２を介してデジタ
ル・データが供給されているときには、読出しモードに
なされてＶする他方のメモリから読出されたデジタル・
データは切換スイッチ５を介して後続の回路に供給され
る。

第１図中の切換スイッチ２，５と、図面符号３゜４で示
されているメモリ１，２とによる前述のような動作の態
様は、第１図中に図面符号１２，１３で示されているメ
モリ３．メモリ４と切換スイッチ１１．１４とによる動
作態様ならびに図面符号１７．１８で示されているメモ
リ５．メモリ６と切換スイッチ１６．１９とによる動作
態様についても同様である。

第１図示のデジタル画像データの圧縮伸長方式において
は、図中で図面符号３，４で示されているメモリ１，２
から切換スイッチ５を介して出力されたデジタル・デー
タは２次元窓関数乗算器２１に供給されるが、この２次
元窓関数乗算器２１では例えば第２５図中に窓関数とし
て示されているような重み付けを第２５図中の原波形と
示されている信号に与えて、第２６図中に示されている
ような波形の信号を出力する。

第２４図は隣接する各ブロック画像間に予め定められた
重複領域が設けられている前記した各ブロック画像のデ
ジタル・データにおける順次のブロックｂｌ、ｂ２．ｂ
３の重複領域を模式的に示したーであり、隣接する各ブ
ロック画像間に予め定められた重複領域が設けられてい
る前記した各ブロック画像のデジタル・データにおける
順次のブロックｂｌ、ｂ２．ｂ３の重複領域を模式的に
示した図であり、前記したように第２５図中で原波形と
して示されている信号は、第２４図中における１つのブ
ロック画像部分と対応する信号部分を示している。

隣接する各ブロック画像間に予め定められた重複領域が
設けられている前記した各ブロック画像のデジタル・デ
ータに対してフーリエ変換によってデータ圧縮が行われ
る以前のデジタル・データと、データ圧縮時とは逆変換
によりデータ伸長が行われた後のデジタル・データとに
重み付けを与えるために前記した２次元窓関数乗算器２
１でデジタル・データに乗算されるべき窓関数としては
。

隣接する各ブロックの重複領域部分と対応する部分にお
ける各ブロック画像間の重複部分の信号に対する重み付
けが、データ圧縮時とデータ伸長時との双方による信号
処理を総合して１になされつるようなものが使用される
。

前記した２次元窓関数乗算＠２１におＩ；１て窓関数に
よって重み付けがなされたデジタル・データは直交変換
器６に供給される。直交変換器６では１フレ一ム期間の
画像データを複数のブロックに分割した各ブロックの画
像データについてフーリエ変換し、次に、前記の直交変
換器６による直交変換によってデータ圧縮されたデジタ
ル・データは、それの２次元周波数成分がベクトル量子
化器７における再量子化や切捨て等により、さらにデー
タの圧縮が行われてから変調器８に供給される。

そして、前記のようにデータ圧縮されたデジタル・デー
タは変調器８において所定の変調方式で変調されてから
記録、あるいは伝送される。

前記のようにデータ圧縮されたデジタル・データは、復
調器９において復調された後に逆ベクトル量子化器１０
において逆ベクトル量子化が行われる。

逆ベクトル量子化器１０において逆ベクトル量子化処理
が行われたデジタル・データは、切換スイッチ１１と図
面符号１２で示されているメモリ３及び図面符号１３で
示されているメモリ４と切換スイッチ１４とによる回路
配置における２個のメモリに順次交互に書込まれ、また
、順次交互に読出されて、読出されたデジタル・データ
は逆直交変換器１５に供給される。

前記の逆直交変換器１５ではそれに供給されたデジタル
・データに逆直交変換処理を施こしてデータを伸長する
。第２８図は前記の逆直交変換器１５からの出力信号を
模式的に示したものであり、前記の逆直交変換器１５か
らの出力信号は２次元窓関数乗算器２２に供給されて、
２次元窓関数乗算＠２２において窓関数による重み付け
がなされた後にオーバーラツプ部加算部２３に供給され
る。

オーバーラツプ部加算部２３は隣接する各ブロック画像
間に設定されている予め定められた重複領域の部分と対
応する信号部分を加算する動作を行うもので、隣接する
各ブロック画像間に予め定められた重複領域の信号の加
算は、バッファメモリに記憶させておいた隣接の各ブロ
ックにおける所定の重複領域の信号を読出して行われて
第２９図に示されるような信号を生じさせうるようなデ
ジタル・データが出力される。

オーバーラツプ部加算部２３からの出力信号は切換スイ
ッチ１６と図面符号１７で示されているメモリ５及び図
面符号１８で示されているメモリ６と切換スイッチ１９
とによる回路配置における２個のメモリに順次交互に書
込まれ、また、順次交互に読出されて、読出されたデジ
タル・データはデジタル・アナログ変換器２０に供給さ
れる。

デジタル・アナログ変換器２０では、それに供給された
デジタル・データをデジタル・アナログ変換して、アナ
ログ信号形態の画像信号を出力する。

第２図は記録（または伝送系）のタイミング・チャート
であり、また、第３図は再生（または受信）系のタイミ
ング・チャートであり、各回においてＷＴは書込み、Ｒ
Ｄは読出しを表わしている。

この第１図示の本発明のデジタル画像データの圧縮伸長
方式においては、隣接する各ブロック画像間に予め定め
られた重複領域が設けられている前記した各ブロック画
像のデジタル・データに対してフーリエ変換によってデ
ータ圧縮が行われる以前のデジタル・データと、データ
圧縮時とは逆変換によりデータ伸長が行われた後のデジ
タル・データとに重み付けを与えるために前記した２次
元窓関数乗算器２１．２２でデジタル・データに乗算さ
れるべき窓関数として、隣接する各ブロックの重複領域
部分と対応する部分における各ブロック画像間の重複部
分の信号に対する重み付けが、データ圧縮時とデータ伸
長時との双方による信号処理を総合して１になされうる
ようなものが使用されていることにより、スペクトルの
拡がりが既述した従来例における第１９図に示されてい
るものよりに比べて改善されている第２７図に例示され
ているようなものになり、したがって、折返し歪が少な
く、また、フーリエ変換によってデータの圧縮が行われ
るべきデジタル・データに対して前記の窓関数を適用す
るとともに、データ圧縮時とは逆変換によってデータの
伸長が行われたデジタル・データに対しても前記の窓関
数を適用し、さらに隣接する各ブロック画像間に予め定
められた重複領域の部分と対応するデジタル・データを
加算しているために隣接する各ブロック画像間における
信号波形の連続性が良好なものになり、画質の良好な再
生画像を容易に得ることができる。

次に、第４図を参照して２次元窓関数の一例についての
説明を行うと次のとおりである。隣接配置された複数の
ブロック画像の一部のものを示している第４図において
、隣接する各ブロック画像間には予め定められた重複領
域が設けられていることが示されている。

今、第４図中に示されているブロック画像Ｂ（ｉ＋１）
、ｊに着目すると、ブロック画像Ｂ（ｉ＋１）＊ｊにお
ける領域（Ａ）、（Ｃ）、ＣＧ）、（Ｉ）は、ブロック
画像Ｂ（ｉ＋ＩＬｊの四辺にそれぞれ隣接している４個
のブロック画像との間の重複領域であり、この重複領域
はＸ、Ｙの両方向に窓関数による重み付けがなされてい
る。

またブロック画像Ｂ（ｉ＋１）、ｊにおける領域（Ｂ）
。

ＣＤ）、（Ｆ）、（Ｈ）は、ブロック画像Ｂ（ｉ＋１）
、ｊの四辺にそれぞれ隣接している４個のブロック画像
の内の２個のブロック画像との間の重複領域であり、こ
の重複領域はＸの方向またはＹの方向の何れか一方の方
向だけに窓関数による重み付けがなされている。

さらに、ブロック画像Ｂ（ｉ＋１）、ｊにおける領域（
Ｅ）は、ブロック画像Ｂ（ｉ＋１）、ｊの四辺にそれぞ
れ隣接している４個のブロック画像の何れのものとも画
素の重複が無い領域であり、窓関数による重み付けは１
とされている領域である。

第４図は第１図示の本発明のデジタル画像データの圧縮
伸長方式において、隣接する各ブロック画像間に予め定
められた重複領域が設けられている前記した各ブロック
画像のデジタル・データに対してフーリエ変換によって
データ圧縮が行われる以前のデジタル・データと、デー
タ圧縮時とは逆の変換によりデータ伸長が行われた後の
デジタル・データとに重み付けを与えるために前記した
２次元窓関数乗算器２１．２２でデジタル・データに乗
算されるべき窓関数として、隣接する各ブロックの重複
領域部分と対応する部分における各ブロック画像間の重
複部分の信号に対する重み付けが、データ圧縮時とデー
タ伸長時との双方による信号処理を総合して１になされ
るように、隣接しているブロックとの重複領域に対する
重み付けが正弦関数で行われる場合の例である。

それで、第１図示のデジタル画像データの圧縮伸長方式
の系全体を通してブロック画像Ｂ（ｉ＋１）。

ｊにおける領域（Ａ）について行われる総合的な重み付
けは、 Ｂ（ｉ＋１）、ｊの成分 ＝（ｓｉｎ（πＸ／２・Ｑ２）ｓｉｎ（πｙ／２・ｍ２
））”　　＝４１）Ｂｉ、ｊの成分 ＝＝　［５ｉｎ（ｘ　（Ｑ　２−Ｘ）／２・Ｉｔ　２）
ｓｉｎ（ｘ　ｙ／２・ｗ＋２）］”＝（ｃｏｓ（πＸ／
２・ｎ　２）ｓｉｎ（πｙ／２・曹２））２　　・・・
（２）Ｂ　（ｉ＋１）、（ｊ　＋１）の成分 −［５ｉｎ（πＸ／：”　　Ｑ　２）ｓｉｎ（π（＋＋
＋２−ｙ）／２・ｍ２））コ２＝（ｓｉｎ（ｃＸ／２・
Ｑ２）ｃｏｓ（πｙ／２・ｍ２））”　　−（３）Ｂｉ
、（ｊ　＋１）の成分 ＝　［５ｉｎ（ｔｃ　（ｎ　２−Ｘ）／２・Ｑ　２）ｓ
ｉｎ（π（Ｑ　２−ｙ）／２・ｍ２）］”＝（ｃｏｓ（
πＸ／２・Ｑ２）ｃｏｓ（πｙ／：’＋ａ２））”　　
−（４）ココテ、（πＸ／２・Ω２）　＝Ｘ、　ｈｃｙ
／２・ｍ２）＝Ｙとおいて、前記の（１）〜（４）式に
示されている４つの成分の加算値Ｔａを求めると、 Ｔ　ａ　＝ｓｉｎ”Ｘ−５ｉｎ”Ｙ　＋ｃｏｓ”Ｘ−５
ｉｎ”Ｙ　＋ｓｉｎ”Ｘ・ｃｏｓ’　Ｙ　＋　ｃｏｓ”
　Ｘ　＠ｃｏｓ”　Ｙ＝（ｓｕｎ”Ｘｌｌ５ｉｎ”Ｘ）
（ｓｉｎ”Ｙ　＋ｃｏｓ”Ｙ）＝　１−（５）前記の（
５）式のように、第１図示のデジタル画像データの圧縮
伸長方式の系全体を通してブロック画像Ｂ（ｉ＋１）、
ｊにおける領域（Ａ）について行われる総合的な重み付
けは１となる。

前記したブロック画像Ｂ（ｉ＋１）、ｊにおける領域（
Ａ）と領域（Ｃ）、（Ｇ）、（Ｉ）などとは同一の条件
にあるから、第１図示のデジタル画像データの圧縮伸長
方式の系全体を通してブロック画像Ｂ（ｉ＋１）、ｊに
おける領域（Ｃ）、ＣＧ）、（Ｉ）について行われる総
合的な重み付けも１となることはいうまでもない。

次に、第１図示のデジタル画像データの圧縮伸長方式の
系全体を通してブロック画像Ｂ（ｉ＋１）、ｊにおける
領域（Ｂ）について行われる総合的な重み付けは、 Ｂ（ｉ＋１）、ｊの成分 ＝（ｓｉｎ（ｚｙ／２・ｌ１２））’　　＝−（６）Ｂ
　（ｉ＋１）、（ｊ　＋１）の成分 ＝　［５ｉｎ（７Ｃ（ｍ２−ｙ）／２・ｍ２））］”＝
（ｃｏｓ（πｙ／２・ｍ２））”　　−（７）ここで、
（πｙ／２・ｍ２）＝Ｙとおいて、前記の（６）。

（７）式に示されている２つの成分の加算値Ｔｂを求め
ると、 Ｔ　ｂ　＝−ｓｉｎ”　Ｙ　＋ｃｏｓ”　Ｙ　＝　１−
（８）前記の（８）式のように、第１図示のデジタル画
像データの圧縮伸長方式の系全体を通してブロック画像
Ｂ　（ｉ＋　１）、ｊにおける領域（Ｂ）について行わ
れる総合的な重み付けは１となる。

また、第１図示のデジタル画像データの圧縮伸長方式の
系全体を通してブロック画像Ｂ（ｉ＋１）、ｊ　　　　
　−における領域（Ｄ）について行われる総合的な重み
付けは、 Ｂｉ、ｊの成分 ＝　（ｓｉｎ（ｘ　ｘ／２・ｎ　２））”　　−（９）
Ｂ　（１＋　１）　ｖ　ｊの成分 ＝　［５ｉｎ（ｔｃ　（１１２−ｙ）／２・Ｑ　２））
］”＝（ｃｏｓ（πｙ／２・ｍ２））”　　−（１０）
ここで、（ｚｘ／２・Ｑ　２）＝　Ｘ　、　（ｚｙ／２
・ｍ２）＝　Ｙとおいて、前記の（９）　、（１０）式
に示されている２つの成分の加算値Ｔｂを求めると、 Ｔｄ＝ｓｉｎ”　Ｘ　＋ｃｏｓ”　Ｙ　＝　１−（１１
）前記の（１１）式のように、第１図示のデジタル画像
データの圧縮伸長方式の系全体を通してブロック画像Ｂ
　（ｉ＋　１）　ｔｊにおける領域（Ｄ）について行わ
れる総合的な重み付けは１となる。

このように、隣接する各ブロック画像の重複領域部分と
対応する部分における各ブロック画像間の重複部分の信
号に対する重み付けが、正弦関数で行われる場合には、
データ圧縮時とデータ伸長時との双方による信号処理を
総合して１となされて、もとの画像が正しく再現される
ことになる。

なお、画像の端部についての総合的な重み付けは１とは
ならないが１例えば、端部に黒レベルのダミー画素を付
加するなどの手段を適用することにより再現性の問題は
解決できる。

隣接する各ブロックの重複領域部分と対応する部分にお
ける各ブロック画像間の重複部分の信号に対する重み付
けが、データ圧縮時とデータ伸長時との双方による信号
処理を総合して１になされるように、隣接しているブロ
ックとの重複領域に対して適用されるべき重み付けの態
様部しては、前記した正弦関数の他に１例えば次のよう
に示される関数であってもよい。

すなわち、２次元窓関数ｆ　（ｘ＊ｙ）　ｅ　ｇ　ｈ、
ｙ）を同じものとし、Ｏ≦Ｘ≦Ｑ１＋Ｑ２，０≦ｙ≦ｍ
ｌ＋ｍ２において、 （ｆ７７””ＦＴ）（ｆｙｌ；Ｔ）　　　：Ｘ≦Ｑ　２
．７６ｍ２（ｆ７７１１）　　　　　　　：　ｘ≦Ｑ２
．ｍ２≦ｙ≦ｍ１（ｆｖ７１ｄ）　　　　　　　：　ｍ
２≦ｙ≦ａｔ、７６ｍ２゜１　　　　　　　　：　Ｑ２
≦Ｘ≦Ｉｌｌ、ｍ２≦ｙ≦ｍ１（ｍｌ＋ｍ２−ｙ／ｍ２
）：ｆ１２≦Ｘ≦Ｑ　１．７２ｍ１（ＱＬ＋Ｑ２−Ｘ）
／Ｅ１２）：　ｘ≧Ｑｌ、ｍ２≦ｙ≦ｍｌ。

（Ｑ１＋ｆｆ１２−ｘ）／Ｑ２）（ｍｌ＋ｍ２−ｙ）／
ｍ２）：Ｘ≦１１ｔ、７５ｍ１ （ｆ７７１了）（ｍｌ＋ｍ２−ｙ）／ｍ２）：Ｘ≦Ω２
，７５ｍ１ （１２１＋１２−：ｃ）／ｊ！２）（ｖ”；）’ｍ２）
、：Ｘ≧ａｘ、７６ｍ２ 前記のように表わされる関数ｆ　（ｘ＋ｙ）ｔ　ｇ　（
ｘ、ｙ）であってもよいのである。

第５図は１ブロック画像を示しており、カラー画像の場
合における各画素（Ｐｉｊ）は、例えば輝度成分と２つ
の色差成分、あるいは３原色成分、などのように複数の
要素からなる。

カラー画像を輝度成分と２つの色差成分とによって表わ
している場合には、周知のように色差成分は輝度成分よ
りも少ない情報量とされてもよく。

例えば、１行目の奇数項、２行目の偶数項、３行目の奇
数項・・・というような情報だけを有効情報として、デ
ータ量を輝度情報のデータ量に対して半減させるように
してもよい。この場合に色差信号のブロック・サイズを
水平と垂直との双方とも２倍にすると、情報量が輝度信
号の情報量と同じになって信号処理が同様に行えるため
に合理的である。

輝度要素　　：　Ｐｌｌ、Ｐｌ２．・・・Ｐ２１．Ｐ２
２・・・色差要素−１：　Ｐｌｌ、Ｐｌ３．・・・Ｐ２
２．Ｐ２４．・・・Ｐ３１．Ｐ３３色差要素−２：　Ｐ
ｌ２．Ｐｌ４．・・・Ｐ２１．Ｐ２３．・・・Ｐ３２．
Ｐ３４このようにすると、輝度メモリ２フレームでカラ
ー画像の１フレームのメモリが構成できる。

第６図は２次元窓関数による重み付は加算を説明するの
に使用している図であり、この例は１ブロック両像が１
６Ｘ１６画素からなり、また、隣接するブロック画像と
の重複領域が各方向について４ビツトであるとした場合
を示している。

そして、各ブロック画像の重複領域に対して適用される
窓関数が正弦関数であるとし、また、第６図の左下の画
素をＰｌ、１とし、第６図の右上の画素をＰｌ６．ｌｆ
ｉとして、第６図示の１ブロック画像における各画素の
重み付は後の状態はＰ１１′〜Ｐ　１６，１６’それぞ
れ次のように示される。

Ｐｉ、１’＝Ｏ，・・・　　・・・Ｐ　１，１６’　＝
　ＯＦ２，１’＝Ｏ，Ｐ２，２’＝ｓｉｎ（π／８）ｓ
ｉｎ（π／８）Ｐ２，２Ｐ　２．３’　＝　５ｉｎ（π
／８）ｓｉｎ（２ｔｃ　／８）　Ｐ　２，３Ｐ　２．４
’　＝　５ｉｎ（π／８）ｓｉｎ（３ｎ　／８）　Ｐ　
２ｅ４Ｐ２，５’＝ｓｉｎ（ｓ／８）Ｐ２，５−・・−
・・第７図は左側に示されている１ブロック画像の画素
データを、第７図の右側に示されている２次元フーリエ
変換データに直交変換する状態を示している。実際には
高速フーリエ変換により高速演算が可能である。

第８図の左側に示されている図は第７図の右側に示され
ている２次元フーリエ変換データの図であり、また、第
８図の右側に示されている図は第８図の右側に示されて
いる充分な精度を有する２次元フーリエ変換データを、
データ圧縮のためにベクトル量子化した状態を示してい
る。

一般には周波数の低い（左下のＦｏ、Ｆｏに近い）成分
は細かな量子化（多いビット数で量子化）し、また、周
波数の高い成分は粗い量子化（少ないビット数で量子化
）を行い、さらには右上の周波数成分は切捨てたりする
。

第９図は前記のようにデータ圧縮したものを逆フーリエ
変換によって再生画素データを得る場合の説明図であり
、逆フーリエ変換はフーリエ変換と類似した演算で容易
に実現でき、逆ＦＦＴにより高速演算も可能である。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したところから明らかなように、本発
明のデジタル画像データの圧縮伸長方式は、隣接する各
ブロック画像間に予め定められた重複領域を設けておき
、前記したブロック画像のデジタル・データに対してフ
ーリエ変換によってデータ圧縮が行われる以前のデジタ
ル・データと、データ圧縮時とは逆変換によりデータ伸
長が行われた後のデジタル・データとに重み付けを与え
る窓関数として、隣接する各ブロックの重複領域部分と
対応する部分における各ブロック画像間の重複部分の信
号に対する重み付けが、データ圧縮時とデータ伸長時と
の双方による信号処理を総合して１となされるべきもの
を用いて、フーリエ変換によってデータの圧縮が行われ
るべきデジタル・データに対して前記の窓関数を適用す
るとともに。

データの圧縮時とは逆変換によってデータの伸長が行わ
れたデジタル・データに対しても前記の窓関数を適用す
る手段と、前記した隣接する各ブロック画像間に予め定
められた重複領域の部分と対応するデジタル・データを
加算する手段とを備えてなるデジタル画像データの圧縮
伸長方式であって、この本発明のデジタル画像データの
圧縮伸長方式では、従来のデータ圧縮伸長が実施された
場合におけるデジタル・データの信号処理が２次元窓関
数として矩形窓関数を用いたことに相当するものであっ
たために、折返し周波数成分による誤差が発生し、また
、再生時に逆変換して得た各ブロック画像と対応する信
号の境界において波形の不連続が生じて画質の劣化が生
じていた問題点は生じることがなく本発明によれば良好
な画質の再生画像を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はデジタル画像データをデータ圧縮して送受信し
、また、受信したデジタル画像データをデータ伸長した
後にアナログ画像信号として出力しうるように構成した
本発明のデジタル画像データの圧縮伸長方式の一実施例
を示すブロック図、第２図及び第１１図は記録（ま赳は
伝送系）のタイミング・チャート、第３図及び第１２図
は再生（または受信）系のタイミング・チャート、第４
ｙＡｉ士隣接配置された複数のブロック画像の一部のも
のを示すとともに、隣接する各ブロック画像間には予め
定められた重複領域が設けられていることが示している
図、第５図乃至第９図及び第１３図乃至第２９図は動作
の説明用の図、第１０図はデジタル画像データをデータ
圧縮して送受信し、また、受信したデジタル画像データ
をデータ伸長した後にアナログ画像信号として出力しつ
るように構成した従来のデジタル画像データの圧縮伸長
方式のブロック図である。 １・・・アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）、２゜５
．１１，１４，１６．１９・・・切換スイッチ、３゜４
．１２，１３，１７，１８・・・メモリ、６・・・直交
変換器、７・・・ベクトル量子化器−８・・・変調器、
９−・・復調器、１０・・・逆ベクトル量子化器、１５
・・・逆直交変換器、２１．２２・・・２次元窓関数乗
算器、２３・・・オーバーラツプ部加算部、２０・・・
デジタル・アナログ変換器、 −ＱＱ− 索更 】６０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 隣接する各ブロック画像間に予め定められた重複領域を
   設けておき、前記したブロック画像のデジタル・データ
   に対してフーリエ変換によってデータ圧縮が行われる以
   前のデジタル・データと、データ圧縮時とは逆変換によ
   りデータ伸長が行われた後のデジタル・データとに重み
   付けを与える窓関数として、隣接する各ブロックの重複
   領域部分と対応する部分における各ブロック画像間の重
   複部分の信号に対する重み付けが、データ圧縮時とデー
   タ伸長時との双方による信号処理を総合して１となされ
   るべきものを用いて、フーリエ変換によってデータの圧
   縮が行われるべきデジタル・データに対して前記の窓関
   数を適用するとともに、データの圧縮時とは逆変換によ
   ってデータの伸長が行われたデジタル・データに対して
   も前記の窓関数を適用する手段と、前記した隣接する各
   ブロック画像間に予め定められた重複領域の部分と対応
   するデジタル・データを加算する手段とを備えてなるデ
   ジタル画像データの圧縮伸長方式