JPH02214261A - 符号データ格納・読出方式 - 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】 ［概要］ 多値画像の符号データ格納・読出方式に関し、階層的に
画像を復元する時の符号データの切出しの処理シーケン
スの簡略化を図ることができる符号データ格納方式を提
供することを目的とし、符号データを格納する符号デー
タ格納手段と、該符号データ格納手段の出力を受けて符
号データの符号長を復元する符号長復元手段と、該符号
長復元手段の符号長出力を受けて、前記符号データ格納
手段に格納されている符号データから当該符号星型の符
号データを切出して出力する符号データ切出し手段とを
具備し、符号データを符号データ格納手段に格納する場
合にはブロック内の全ての符号データをブロック間で接
続して格納し、階層的復元のために符号データを符号デ
ータ格納手段から読出す場合には、各ブロック毎の復元
ステージで必要となる個数分の符号データの符号長を符
号長復元手段により復元し、得られた符号長骨の符号デ
ータを符号データ切出し手段により切出し、復元ステー
ジで必要な符号データを符号データ格納手段より読出す
ように構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は多値画像の符号データ格納・読出方式に関し、
更に詳しくは直交変換により符号化されたデータを階層
的或いは逐次的に画像に復元できるようにした符号デー
タの格納・読出方式に関する。

数値データに比較して情報量が桁違いに大きい画像デー
タ、特に中間調画像やカラー画像のデータを蓄積し、或
いは高速、高品質で伝送するためには、画素毎の階調値
を高能率に符号化する必要がある。データベース検索等
においては、受信者が早い時期から画像の概略を認識で
きるように、先ず粗い画像から高品質画像へと段階的に
画質が向上する階層的復元が望まれている。一方、ハー
ドコピー装置に出力する場合には、例えば画面の左上か
ら右下に逐次的に復元する必要がある。

［従来の技術］ 画像データの高能率な圧縮方式として、例えば適応離散
コサイン変換符号化方式がある。適応離散コサイン変換
符号化方式（ＡｄａｐｔｉｖｅＤｉｓｃｒｅｔｅ　　Ｃ
ｏ５１ｎｅ　　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　　以下、ＡＤＣＴ
と略す）について、次に説明する。ＡＤＣＴは、画像を
８×８画素からなるブロックに分割し、各ブロックの画
像信号を２次元離散コサイン変換（以下、ＤＣＴと略す
）により空間周波数分布の係数に変換し、視覚に適応し
た閾値で量子化し、求まった量子化係数を統計的に求め
たハフマン・テーブルにより符号化するものである。

第４図に示すＡＤＣＴの基本ブロック図に従って、符号
化動作を詳細に説明する。画像を第５図に示す８×８画
素からなるブロックに分割し、端子１からＤＣＴ変換部
２に入力する。なお、第５図に示すブロック中の数字は
画素データ（輝度データ）である。ＤＣＴ変換部２では
、入力された画像信号をＤＣＴにより直交変換して第６
図に示す空間周波数分布の係数（ＤＣＴ係数）に変換し
、線形量子化部３に出力する。線形量子化部３では、入
力されたＤＣＴ係数を視覚実験により求められた第７図
に示す閾値で構成する量子化マトリクス４により線形量
子化する。この量子化の結果、第８図に示すように閾値
以下のＤＣＴ係数は０になり、ＤＣ成分とわずかのＡＣ
成分のみが値を持つ量子化係数が生成される。

２次元的に配列された量子化係数は、第９図に示すジグ
ザグスキャンにより１次元に変換され、可変長符号化部
５に入力される。該可変長符号化部５は、各ブロック先
頭のＤＣ成分と前ブロックのＤＣ成分との差分を可変長
符号化する。ＡＣ成分については有効係数（値が０でな
い係数）の値とそこまでの無効係数（値が０の係数）の
ランの長さを可変長符号化する。ＤＣ，ＡＣ各成分は、
画像毎の統計量を基に作成するハフマン・テーブルで構
成する符号表６を用いて符号化される。そして、符号化
された符号データは、符号データ格納部７に順次格納さ
れる。

一方、符号データは以下の方法により画像に復元される
。先ず、逐次的に画像に復元する場合は、ブロック毎に
ブロック内の符号データを量子化係数に復元し、逆ＤＣ
Ｔを行うことにより、ブロック単位に順次画像を復元す
る。また、階層的に画像を復元する場合には、第１０図
に示すように各ステージ毎に復元する符号データの１ブ
ロツク当たりの個数を予め指定しておき、指定した個数
の符号データを量子化係数に復元することで、ブロック
内の量子化係数を低周波側からいくつかのステージに分
割し、各ステージ毎に分割して復元した量子化係数と、
以前のステージで復元された量子化係数とを合わせると
共に、未受信の量子化係数は全て０として１ブロツクを
構成し、逆ＤＣＴ変換を行うことにより、階層的に画像
を復元する。

このような階層的復元により、初期のステージの量子化
係数は主に低周波成分からなるため、これを復元するこ
とで大まかな画像が復元される。

また、後段のステージでは、高周波成分に対応する量子
化係数であるので、これを復元することでより精細な画
像が復元される。

前述した逐次的復元１階層的後元の両方に対応できる符
号データ格納方式として、例えば文献［昭和６３年電子
情報通信学会秋期全国大会予稿Ｄ−７２Ｊに記載の方法
がある。この方法は、先ず画像を８×８画素からなるブ
ロックに分割し、各ブロックの画像信号をＤＣＴにより
空間周波数分布の係数に変換して得られた変換係数を視
覚に適応した閾値により量子化する。そして、得られた
量子化係数を周波数成分の低い部分から高い部分に向か
ってジクザクにスキャンしていき、ＤＣ成分は前ブロッ
クとの差分を符号化し、ＡＣ成分は値が０でない有効係
数の値と値が０である無効係数の有効係数までのラン長
をブロック毎に符号化する。

１画面の全てのブロックに対して以上の符号化処理を行
い、ブロック毎の符号データをブロック間で接続して符
号データ格納部に格納する。

第１１図はファイル化された符号データ列の一構成例を
示す図である。図では第１ブロツクと第２ブロツクにつ
いて示すが、以下同様である。図において、Ｄｉ　　（
ｉは整数）はＤＣ成分の差分値、１ｉは有効係数の値、
Ｒｉは無効係数のランの長さがｉであることを示す符号
、Ｒｅｏｂはブロックの最後が無効係数のランで終了す
ることを示す符号である。このような符号データから画
像を復元する時は、これらの可変長符号データを前記符
号データ格納部から読出し、画像に復元する。

第１２図は従来法による符号データ読出し回路の実施例
のブロック図である。第４図と同一のものは、同一の符
号を付して示す。先ず、逐次的に画像に復元する場合は
、符号データ格納部７の先頭アドレスから符号データを
順次読出し、端子１１を介して復元回路（図示せず）に
出力し、ブロック単位に順次画像を復元する。

階層的に画像を復元する場合には、第１０図に示すよう
に各ステージ毎に１ブロツク当たりに予め指定された個
数の符号データを符号データ格納部７から読出し、端子
１１を介して復元回路に出力し、階層的に画像を復元す
る。具体的には、各ステージ毎に符号データ格納部７に
格納されている符号データを読出し、可変長復元部１２
に入力する。該可変長復元部１２では、符号表６（第４
図参照）のハフマン番テーブルと逆のテーブルで構成さ
れる復元表１３により入力された符号データを量子化係
数に復元し、係数抽出部１４に出力する。

該係数抽出部１４では、入力された量子化係数を各ブロ
ック毎に分割し、係数格納部１５にブロック単位に格納
する。次に係数抽出部１４は、係数格納部１５に格納し
た量子化係数の内、各ステージに対してそれまでのステ
ージで処理されていない量子化係数で現在のステージで
指定された個数の量子化係数を各ブロック単位に抽出し
、有効係数とそこまでの無効係数のラン長を可変長符号
化部１６に出力する。該可変長符号化部１６は、入力さ
れた有効係数とそこまでの無効係数のラン長を符号表１
７を用いて再び元の符号データに可変長符号化し、その
ステージで指定された個数の符号データを端子１１を介
して復元回路に出力する。

［発明が解決しようとする課題］ 前述した従来の方式では、１画面分の符号データ列から
復元した量子化係数を再び元の符号データに可変長符号
化しなければならず、格納された１画面分の符号データ
列から各復元ステージに対応した符号データの切出し処
理のシーケンスが複雑になるという不具合があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって
、階層的に画像を復元する時の符号データの切出しの処
理シーケンスの簡略化を図ることができる符号データ格
納方式を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明方式の原理ブロック図である。

図において、２０は符号データを格納する符号データ格
納手段、３０は該符号データ格納手段２０の出力を受け
て符号データの符号長を復元する符号長復元手段、４０
は該符号長復元手段３０の符号長出力を受けて、前記符
号データ格納手段２０に格納されている符号データから
当該符号星型の符号データを切出して出力する符号デー
タ切出し手段である。

［作用］ 符号データを符号データ格納手段２０に格納する場合に
はブロック内の全ての符号データをブロック間で接続し
て格納し、逐次復元のために符号データ格納手段２０か
ら読出す場合には該符号データ格納手段２０の先頭アド
レスから連続して順次読出し、階層的復元のために符号
データを符号データ格納手段２０から読出す場合には、
各ブロック毎の復元ステージで必要となる個数分の符号
データの符号長を符号長復元手段３０により復元し、得
られた符号要分の符号データを符号データ切出し手段４
０により切出し、復元ステージで必要な符号データを符
号データ格納手段２０より読出すようにする。これによ
り、階層的に画像を復元する時の符号データの切出しの
処理シーケンスの簡略化を図ることができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第２図は本発明方式の一実施例を示す構成ブロック図で
ある。第１図と同一のものは、同一の符号を付して示す
。図において、符号データ格納手段２０としては、符号
長復元手段３０の出力を受けて格納アドレスを算出する
格納アドレス算出部２１、該格納アドレス算出部２１と
接続され、格納アドレス算出部２１で算出された格納ア
ドレスを保持する格納アドレス保持部２２及び該格納ア
ドレス保持部２２の出力をアドレスとして受ける符号デ
ータ格納部２３より構成されている。

符号長復元手段３０は、符号データ格納手段２０の出力
を受けて符号長表３２に基づいて符号長を復元する符号
長復元部３１及び該符号長復元部３１の出力（符号長）
を受けて符号長の加算を行う符号長加算部３３より構成
されている。該符号長加算部３３の出力は格納アドレス
算出部２１に入っている。符号データ切出し手段４０と
しては符号データ切出し部４１が用いられる。そして、
該符号データ切出し部４１から符号データが出力されて
復元回路（図示せず）に入力されることになる。このよ
うに構成された回路の動作を説明すれば、以下のとおり
である。

図に示す実施例は、第３図に示すように各ブロック毎に
復元ステージの先頭アドレスＰｍｎ　（第ｍブロックの
ｎステージの先頭アドレス）と符号長Ｓｍｎ　（第ｍブ
ロックのｎステージの符号長）を求め、１画面分連続し
た符号データ列より必要な符号データを切出すようにし
、符号データから量子化係数を復元しないようにすると
共に、再び符号データに符号化する処理をも行なわない
ようにしている。従って、逐次復元のために格納した１
画面分連続した符号データ列より階層的復元のステージ
で必要な符号データ列を高速に読出すことができる。

符号データ格納部２３には、従来技術と同様の方法によ
り第１１図に示すようなブロック毎の符号データ列がブ
ロック間で接続して格納される。

この符号データ列から画像を逐次復元する場合には、符
号データ格納部２３の先頭アドレスから連続して符号デ
ータを読出し、端子５０から復元回路に出力する。

一方、階層的に画像を復元する場合には、１回のステー
ジで復元する符号データの個数を第１０図のように指定
し、以下の方法により実現する。

先ず、各ブロックの先頭アドレス（ブロックアドレスｐ
Ｈ，Ｐ２１．・・・）を格納アドレス保持部２２に保持
する。例えば、符号データ格納部２３に格納した符号デ
ータからＲｅｏｂを検出して各ブロックの境界を検出す
ることにより得た各ブロックの先頭アドレスを保持して
おく。この先頭アドレスの算出は、符号長復元手段３０
の出力を受ける格納アドレス算出部２１により行われる
。

符号データ格納部２３の第１ブロツクの先頭アドレス（
ｐＨ；アドレス０）から符号データ（Ｄ３８４・・・）
を読出し、符号データ切出し部４１に入力すると共に、
符号長復元部３１に人力する。符号長復元部３１では、
入力された符号データ（Ｄ３８４・・・）の符号長を各
符号データの符号長テーブルで構成する符号長表３２を
用いて復元して符号長加算部３３に出力する。それと同
時に、符号データ切出し部４１にも出力する。例えば、
符号データＤ３８４の符号長が１０ビツトならば、“１
０”を符号長加算部３３と符号データ切出し部４１に出
力する。

符号長加算部３３は、第１ステージで復元する符号デー
タの個数は１個であるので、人力された符号長“１０”
をそのまま格納アドレス算出部２１に出力する。格納ア
ドレス算出部２１は、格納アドレス保持部２２に保持さ
れている第１ブロツクの先頭アドレスｐＨ（−０）と、
符号長加算部３３で算出された第１ステージの符号長″
１０゜を加算する。そして、格納アドレス保持部２２に
保持する第１ブロツクのアドレスを、第２ステージの先
頭アドレスＰ１２（ｐＨ＋“１０″−“１０″）に更新
する。

一方、符号データ切出し部４１は、入力された符号長“
１０”ビット分の符号データ即ち第１ブロツクの第１ス
テージの符号データＤ３８４を切出し、端子５０を介し
て復元回路に出力する。

第１ブロツクの切出しが終了したら、次に第２ブロツク
の先頭アドレス（Ｐ２１）に従って符号データ格納部２
３から第２ブロツクの最初の符号データ（Ｄ３８４・・
・）を読出し、符号データ切出し部４１に入力するとと
共に、符号長復元部３１に入力する。符号長復元部３１
では、入力された符号データ（Ｄ３８４・・・）の符号
長を符号長表３２を用いて復元して符号データＤ３８４
の符号長“１０”を符号長加算部３３に出力するとと共
に、符号データ切出し部４１に出力する。

符号長加算部３３は、第１ステージで復元する符号デー
タの個数は１個であるので、入力された符号長“１０°
をそのまま格納アドレス算出部２１に出力する。格納ア
ドレス算出部２１は、格納アドレス保持部２２に保持さ
れている第２ブロツクの先頭アドレスＰ２１と符号長加
算部３３で算出した第１ステージの符号長“１０”を加
算する。

そして、格納アドレス保持部２２に保持する第２ブロツ
クのアドレスを、第２ステージの先頭アドレスＰ’２２
（−Ｐ２１＋“１０”）ｐこ更新する。

一方、符号データ切出し部４１は、入力された符号長１
０ビット分の符号データ、即ち第２ブロツクの第１ステ
ージの符号データＤ３８４を切出し、端子５０を介して
復元回路に出力する。第２ブロツクの切出しが終了した
ら、以下１画面全てのブロックの第１ズテージの符号デ
ータを切出すことにより、第１ステージの画像が復元回
路（図示せず）で復元される。

第２ステージ以降の復元処理も、第１ステージと同様に
行う。先ず、符号データ格納部２３の第１ブロツクの第
２ステージの先頭アドレスＰ１２（−’１０’　）　カ
ラ符号デー９ＣＲＯｌ−９６ＲＯｌ−６４・・・）を読
出し、符号データ切出し部４１と符号長復元部３１に入
力する。符号長復元部３１では、入力された符号データ
（ＲＯｌ−９６ＲＯｌ−６４・・・）の符号長を符号長
表３２を用いて復元して符号長加算部３３と符号データ
切出し部４１に出力する。例えば、符号データＲＯの符
号長が４ビツトならば“４”を符号長加算部３３と符号
データ切出し部４１に出力する。

符号長加算部３３は、第２ステージで復元する符号デー
タの個数が４個であるので、入力された符号長“４°を
保持し、残り３個の符号データ（１−９６ＲＯｌ−６４
）の符号長“８″′４“、　“７“を全て加算し、その
合計値“２３゜を格納アドレス算出部２１に出力する。

格納アドレス算出部２１は、格納アドレス保持部２２に
保持されている第１ブロツクの第２ステージの先頭アド
レスＰ１２（−“１０°）と符号長加算部３３で算出さ
れた第２ステージの符号長“２３”を加算する。そして
、格納アドレス保持部２２に保持する第１ブロツクのア
ドレスを、第３ステージの先頭アドレスＰ１３（Ｐ１２
＋“２３″−“３３°）に更新する。

一方、符号データ切出し部４１は、入力された符号長“
４”、　“８“、　“４”、　“７°の合計“２３”ビ
ット分の符号データ、即ち第１ブロツクの第２ステージ
の符号データ（ＲＯｌ−９６ＲＯｌ−６４）を順次切出
し、端子５ｏを介して復元回路に出力する。

第１ブロツクの切出しが終了したら、次に第２ブロツク
の第２ステージの先頭アドレスＰ２２に従って、符号デ
ータ格納部２３から符号データ（ＲＯｌ−９６Ｒ１１３
２・・・）を読出し、符号データ切出し部４１と符号長
復元部３１に入力する。符号長復元部３１では、入力さ
れた符号データ（ＲＯｌ−９６Ｒ１１３２・・・）の符
号長を符号長表３２を用いて復元して符号データ（ＲＯ
ｌ−９６Ｒ１１３２）の符号長（“４”、　“８°、“
５”、　“６”）を符号データ切出し部４１と符号長加
算部３３に出力する。

符号長加算部３３は、第２ステージで復元する４個の符
号データの符号長を加算し、その加算結果“２３″を格
納アドレス算出部２１に出力する。

該格納アドレス算出部２１は、格納アドレス保持部２２
に保持されている第２ブロツクの第２ステージの先頭ア
ドレスＰ２２と符号長加算部３３で算出された第２ステ
ージの符号長″２３′を加算する。そして、格納アドレ
ス保持部２２に保持する第２ブロツクのアドレスを、第
３ステージの先頭アドレスＰ２３　（−Ｐ２２＋“２３
”）に更新する。

一方、符号データ切出し部４１は、入力された符号長“
４”、　“８”、　“５°、　“６”の合計“２３”ビ
ット分の符号データ、即ち第２ブロツクの第２ステージ
の符号データ（ＲＯｌ−９６Ｒ１１３２）を順次切出し
、端子５ｏを介して復元回路に出力する。第２ブロツク
の切出しが終了したら、以下１画面分会てのブロックの
第２ステージの符号データを切出すことにより、第２ス
テージの画像が復元される。

以上のシーケンスを第４ステージまで繰り返すことによ
り、第１〜第４ステージの符号データがそれぞれ切出さ
れ、各ステージの画像が順次復元される。

［発明の効果］ 以上、詳細に説明したように、本発明によれば量子化し
たＤＣＴ係数を符号化したデータをブロック間で接続し
て格納し、階層的復元を行う際に各符号の符号長のみを
復元して各ブロック毎に各ステージの先頭アドレスを保
持しておき、符号データを切り出す構成とすることによ
り、階層的に画像を復元する時の符号データの切出しの
処理シーケンスの簡略化を図ることができる符号データ
格納方式を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方式の原理ブロック図、第２図は本発明
方式の一実施例を示す構成ブロック図、 第３図は本発明の符号データ切出し方法を説明する図、 第４図はＡＤＴＣ方式の符号化回路のブロック図、 第５図は原画像信号の８×８画素のブロック図、第６図
はＤＣＴ係数を示す図、 第７図はＯＣＴ係数に対する閾値を示す図、第８図は量
子化係数を示す図、 第９図は量子化係数の走査順序を示す図、第１０図は復
元ステージの読出し符号データ列を示す図、 第１１図は符号データ列の説明図、 第１２図は従来法による符号データ読出し回路の実施例
のブロック図である。 第１図において、 ２０は符号データ格納手段、 ３０は符号長復元手段、 ４０は符号データ切出し手段である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 原画像をそれぞれが複数の画素からなる複数のブロック
   に分割し、各ブロック毎に当該ブロック内の複数の画素
   の階調値を２次元離散コサイン変換して得られた変換係
   数を量子化し、得られた量子化係数を符号化した符号デ
   ータを格納・読出す符号データの格納・読出方式であっ
   て、 符号データを格納する符号データ格納手段（２０）と、 該符号データ格納手段（２０）の出力を受けて符号デー
   タの符号長を復元する符号長復元手段（３０）と、 該符号長復元手段（３０）の符号長出力を受けて、前記
   符号データ格納手段（２０）に格納されている符号デー
   タから当該符号長分の符号データを切出して出力する符
   号データ切出し手段（４０）とを具備し、 符号データを符号データ格納手段（２０）に格納する場
   合にはブロック内の全ての符号データをブロック間で接
   続して格納し、 階層的復元のために符号データを符号データ格納手段（
   ２０）から読出す場合には、各ブロック毎の復元ステー
   ジで必要となる個数分の符号データの符号長を符号長復
   元手段（３０）により復元し、得られた符号長分の符号
   データを符号データ切出し手段（４０）により切出し、
   復元ステージで必要な符号データを符号データ格納手段
   （２０）より読出すようにしたことを特徴とする符号デ
   ータ格納・読出方式。