JPH02226984A

JPH02226984A - 画像データ処理装置

Info

Publication number: JPH02226984A
Application number: JP1047220A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyori Takizawa; 義順瀧澤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-02-28
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1990-09-10

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】［発明の目的］（産業上の利用分！ｌ’ｆ）この発明は、画像データの記録や伝送等に際してデータ
量圧縮を行なうとともに、この圧縮されたデータを再生
時に伸張して元の画像データを得る画像データ処理装置
の改良に関する。

（従来の技術）周知のように、画像情報のデータ量は莫大であり、その
記録や伝送等を行なう場合には、一般的に何らかのデー
タ量圧縮を施し、再生時にその圧縮されたデータを伸張
して元の画像データに復元するようにしている。

第１Ｏ図は、このような従来の画像データの圧縮。

伸張手段を概念的に示している。すなわち、第１０図（
ａ）に示すように、原画像１１を複数（図示の場合は２
５個）のＮｘＮ画素の正方形ブロック（以下サブブロッ
クという）１２゜１２．・・・・・・に分割し、各サブ
ブロック１２．１２．・・・・・・毎に独立にデータ量
圧縮が施される。

そして、再生時には、各サブブロック１２．１２゜・・
・・・・毎に独立にデータの伸張が行なわれ、第１Ｏ図
（ｂ）に示すように、元のサブブロック１２．１２゜・
・・・・・と同じサブブロック１２’　、　１２’　、
・・・・・・が再生されて、ここに、元の原画像１１と
同じ再生画像１１′が得られるものである。

ここで、データの圧縮方式には、ＤＰＣＭ方式。

直交変換方式及びベクトル量子化方式等、種々の方式が
提案されているが、上記のようなブロック分割型圧縮方
式と併用して効果を上げている。

しかしながら、上記のような圧縮、伸張処理を行なう、
従来の画像データ処理装置では、どの圧縮方式を用いた
場合でも、各サブブロック１２．１２゜・・・・・・毎
に独立に圧縮、伸張処理を行なうことから、各サブブロ
ック１２．１２．・・・・・・の圧縮、伸張処理に誤差
があると、再生画像１１’上で各サブブロック１２’　
、　１２’　、・・・・・・の境が格子状に目立つ、い
わゆるブロック歪みが発生するという問題が生じる。

そこで、従来では、例えば再生画像１１’の各サブブロ
ック１２’　、　１２’　、・・・・・・の周辺画素に
対し、その近傍画素を作って重み付は加算を行なう手段
や、サブブロック１２．１２．・・・・・・の隣接部を
鋸歯状にする手段、あるいは再生画像１１’の各サブブ
ロック１２’　、　１２’　、・・・・・・の周辺部に
ホワイトノイズを加算する手段等を設けて、ブロック歪
みを低減させるようにしているが、このような手段だけ
ではまだまだ十分にブロック歪みを取り除くことができ
ないとともに、サブブロックの周辺部だけに“ぼけ“が
生じてしまい、かえって画質の劣化を招くという不都合
が生じている。

（発明が解決しようとする課題）以上のように、従来の画像データ処理装置では、原画像
を複数のサブブロックに分割し、各サブブロック毎に独
立に圧縮、伸張処理を施しているため、再生画像にブロ
ック歪みが発生するという問題を有している。

そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもので
、原画像を複数のブロックに分割し、各ブロック毎に独
立に圧縮、伸張処理を施しても、再生画像にブロック歪
みが生じないようにすることができる極めて良好な画像
データ処理装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）この発明に係る画像データ処理装置は、原画像を複数の
ブロックに分割し、各ブロック毎にデータ量圧縮を行な
うとともに、この圧縮されたデータを各ブロック毎に伸
張し、伸張した各ブロックを合成して原画像を復元する
ものを対象としている。

そして、原画像を互いの周辺部が重なり合うように複数
のブロックに分割する分割手段と、この分割手段で分割
された各ブロックに独立にデータ量圧縮を施す圧縮手段
と、この圧縮手段の出力を各ブロック毎に独立に伸張す
るとともに、各ブロックの重複部分には重複しているブ
ロックに重み付けして加算する伸張手段と、この伸張手
段で伸張した各ブロックを合成して原画像を得る合成手
段とを備えたものである。

（作用）上記のような構成によれば、原画像を複数のブロックに
分割する際に、各ブロックの周辺部が隣接するブロック
と重なるようにし、伸張時に各ブロックの重複部分には
、重複しているブロックに所定データを重み付けして加
算するようにしたので、再生された原画像の各ブロック
の周辺部の画素は、重複している複数のブロックのデー
タに基づいて生成されたものとなり、重複部分により各
ブロックの継目がなめらかになって、再生画像にブロッ
ク歪みが生じなくなるものである。

（実施例）以下、この発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。第２図において、入力端子１３に供給され
た原画像データは、サブブロック分割回路１４により複
数のＮＸＮ画素でなる正方形のサブブロックに分割され
る。この場合、サブブロック分割回路１４は、第１図に
示すように、各サブブロックの周辺部が互いに所定の重
なりＣをもつように、原画像データの分割を行なうよう
に動作する。

すなわち、今、第１図中の１つのサブブロック１５に注
目すると、その図中左及び右の周辺部に、サブブロック
１５の図中左側及び右側に隣接するサブブロック１６．
１７との重複部分１５ａ　、　１５ｂが存在し、また、
サブブロック１５の図中上及び下の周辺部に、サブブロ
ック１５の図中上側及び下側に隣接するサブブロック１
８．１９との重複部分１５ｃ　、　１５ｄが存在し、さ
らに、サブブロック１５の４つの角部の周辺部に、サブ
ブロック１５の４つの角部に隣接するサブブロック２０
〜２３との重複部分１５ｅ　−１５ｈが存在することに
なる。

そして、上記サブブロック分割回路１４によって分割さ
れた各サブブロックのデータは、圧縮回路２４により各
サブブロック毎にそれぞれ独立してデータ量圧縮が施さ
れる。このデータ量圧縮には、前述したように、ＤＰＣ
Ｍ方式、直交変換方式及びベクトル量子化方式等、種々
の方式が使用される。

このようにしてデータ量圧縮の施された画像データは、
所定の記録媒体に記録されたり伝送されたりした後、再
生側において伸張回路２５に供給される。この伸張回路
２５は、入力された各サブブロック毎の圧縮データに、
その圧縮方式に対応する方式を用いてそれぞれ独立して
伸張処理を施すとともに、各サブブロックの周辺部の重
複部分については、重複しているサブブロックの全てに
所定データを重み付けして加算するように動作する。

すなわち、伸張回路２５は、例えば第１図に示した重複
部分１５ａ〜１５ｄのように、２つのサブブロックが重
なり合っている部分には、それぞれのサブブロックのデ
ータに１／２を重み付けして加算し、重複部分１５ｅ〜
１５ｈのように、４つのサブブロックが重なり合ってい
る部分には、それぞれのサブブロックのデータに１／４
°を重み付けして加算するように機能する。

そして、伸張回路２５で各サブブロック毎に伸張された
画像データは、サブブロック合成回路２６により合成さ
れ元の原画像データに復元されて、出力端子２７から取
り出され画像表示に供される。

上記実施例のような構成によれば、原画像データを複数
のサブブロックに分割する際に、各サブブロックの周辺
部が隣接するサブブロックと重なるようにし、伸張時に
各サブブロックの重複部分については、重複しているサ
ブブロックの全てに所定データを重み付けして加算する
ようにしたので、再生された原画像データの各サブブロ
ックの周辺部の画素は、重複している複数のサブブロッ
クのデータに基づいて生成されたものとなり、重複部分
により各サブブロックの継目がなめらかになって、再生
画像にブロック歪みが全く見られなくなる。

なお、この場合、重複部分だけ情報量が増加するが、複
数の帯域に分割し高域の重複部分をなくすことにより、
情報量の増加を抑えることができる。また、直流成分の
みに重複部分をもたせた場合、情報量の増加はなく、か
つ、視覚的にブロック歪みの最も目立つ直流成分に歪み
がなくなるため、より一層の効果を得ることができる。

さらに、重複部分への重み付けの仕方としては、第３図
に示すようにしてもよい。すなわち、第３図（ａ）に示
すようにサブブロック１５．　１７に注目すると、サブ
ブロック１５．１７に対し、同図（ｂ）。

（Ｃ）に示すように、重複していない部分には１の重み
付けを施し、重複部分１５ｂにはブロックの中心から遠
（なるほど小さ（なる重み付けを施すようにすれば、ブ
ロック歪みの低減に一層効果的となる。

ここで、第１図では、サブブロックをＮＸＮ画素の正方
形として分割するようにしたが、これは例えば圧縮方式
として直交変換を用いた場合に演算を容易にする、つま
りＮを２のべき乗とし高速演算アルゴリズムを用いると
きに便利だからである。

しかしながら、分割するサブブロックの形状は正方形に
限らず、長方形、三角形１円形等でもよいことはもちろ
んである。第４図は、サブブロックの形状を円形にした
場合を示している。この場合、１つの円形サブブロック
２８の周辺部には、２つの円形サブブロックが重なる重
複部分２８ａと、３つの円形サブブロックが重なる重複
部分２８ｂとが存在することになる。

そして、伸張時には、２つの円形サブブロックが重なり
合っている部分２８ａには、それぞれの円形サブブロッ
クのデータに１／２を重み付けして加算し、３つの円形
サブブロックが重なり合っている部分２８ｂには、それ
ぞれの円形サブブロックのデータに１／３を重み付けし
て加算するようにすれば、ブロック歪みのない再生画像
を得ることができる。

一般画像は、統計的性質が等しい部分が同心円状に存在
する性質（アイソトロピカルな性質）を有しているので
、サブブロックの形状として円形を選ぶと、自然な再生
画像を得ることができる。

また、円形サブブロックの配置は、第４図に示したよう
に、奇数番目のブロックラインと偶数番目のブロックラ
インとで位相が異なるようにすれば、さらにブロック歪
みの低減に効果的となる。

なお、円形サブブロックで４−少量圧縮を行なう場合に
は、その形状ゆえにある程度の制約を受けることになる
が、例えば円形サブブロックの中心画素を出発点として
、螺旋状に走査をしながら前画素との差分を符号化して
いく、ＤＰＣＭ方式の圧縮が有効である。

以上のようにして、画像の情報量圧縮を行なえば、ブロ
ック歪みをなくし高画質の再生画像を得ることができる
。ところで、第１図に示した実施例の場合、各サブブロ
ックの重複部分についてはデータが複数回伝送されるた
めに、データの圧縮効率が低下する。一方、よりブロッ
ク歪みを小さくするためには、重複部分の面積を広くす
ればよいが、逆にデータ量が増加するという矛盾が生じ
る。

第５図は、上述した画質と情報量との矛盾の軽減を図る
ようにした、この発明の第２の実施例を示すもので、ブ
ロック歪みが低域周波数はど視覚的に目立つという現象
を利用してなされたものである。すなわち、入力端子２
９に供給された原画像データは、フィルタ回路３０〜３
２に入力され低域。

中域及び高域の各成分に分離される。

これら各フィルタ回路３０〜３２の特性は、第６図の１
〜■に示すようになっており、各周波数に対して合成利
得が°１′″になるように設定されている。つまり、３
つのフィルタ回路３０〜３２の出力和は、正確に入力画
像データに等しくなるように分離されているものである
。

そして、上記各フィルタ回路２９〜３０によって帯域制
限された各画像データは、サブブロック分割回路３３〜
３５にそれぞれ供給され、周辺部が互いに所定の幅Ｃを
もって重なり合うように複数のサブブロックに分割され
る。この場合、各サブブロックの重複部分の幅は、帯域
毎に異ならせている。

例えば低域信号用のサブブロック分割回路３３の重複部
分の幅を第１図に示したように“Ｃ”とすれば、中域信
号用のサブブロック分割回路３４の重複部分の幅を“Ｃ
／２”とし、高域信号用のサブブロック分割回路３５に
おいては重複部分をもたないようにしてサブブロックに
分割するようにする。

そ１−で、各サブブロック分割回路３３〜３５から出力
されたデータは、圧縮回路３６〜３８にそれぞれ供給さ
れて各サブブロック毎に独立にデータ量圧縮が行なわれ
た後、同時化回路３９により同時化されて１つの画像デ
ータとして出力される。

このようにしてデータ量圧縮の施された画像データは、
所定の記録媒体に記録されたり伝送されたりした後、再
生側において分離回路４０に供給される。この分離回路
４０は、入力された画像データを同時化回路３９で同時
化された通りに、低域、中域及び高域の３つの帯域成分
に分離するものである。

そして、この分離回路４０で分離された低域１中域及び
高域の各帯域成分の画像データは、それぞれ伸張回路４
１〜４３に供給される。これら伸張回路４１〜４３は、
入力された各サブブロック毎の圧縮データに、その圧縮
方式に対応する方式を用いてそれぞれ独立して伸張処理
を施すとともに、各サブブロックの周辺部のｆ［腹部分
（高域にはない）については、重複しているサブブロッ
クの全てに所定データを重み付けして加算するように動
作する。

この場合、各伸張回路４１〜４３は、圧縮回路３Ｂ〜３
８とそれぞれ対応しており、同じ方式で圧縮／伸張処理
が行なわれることになるが、各帯域における圧縮／伸張
の方式は、必ずしも同じである必要はない。すなわち、
圧縮回路３６及び伸張回路４１の組においてはＤＰＣＭ
方式を用い、圧縮回路３７及び伸張回路４２の組におい
ては直交変換方式を用い、圧縮回路３８及び伸張回路４
３の組においてはベクトル量子化方式を用いるというよ
うに、各帯域の特徴を生かすように自由に圧縮／伸張方
式を選択することが可能である。

そして、各伸張回路４１〜４３でそれぞれ帯域毎に伸張
された画像データは、サブブロック合成回路４４〜４Ｂ
により合成されて、フィルタ回路３０〜３２で分離され
た各帯域毎の画像データに復元される。

そして、各サブブロック合成回路４４〜４Ｂから出力さ
れる各帯域毎の画像データが、合成回路４７により合成
され元の原画像データに復元されて、出力端子４８から
取り出され画像表示に供される。

以上のような処理を行なえば、原画像データの高域はど
サブブロックの重複部分が少なくなるため、伝送データ
量が少なくなるとともに、再生画像°に視覚的にブロッ
ク歪みが目立たなくなり、歪みの少ない高画質の画像を
得ることができる。なお、第５図では、原画像データの
を３つの帯域成分に分離するようにしたが、この帯域分
割数は３つに限らずいくつでもよいことはもちろんであ
る。

次に、第７図は、この発明の第３の実施例を示している
。まず、入力端子４９に供給された原画像データは、サ
ブブロック分割回路５０．５１に供給されて複数のサブ
ブロックに分割される。この場合、サブブロック分割回
路５０は直流成分処理用のもので、分割された各サブブ
ロックがその周辺部に所定幅の重複部分をもつように分
割処理を行なう。

また、サブブロック分割回路５１は交流成分処理用のも
ので、分割された各サブブロックが重複部分をもたない
ように分割処理を行なうものである。

そして、サブブロック分割回路５１によって分割された
重複部分をもたない各サブブロックの大きさは、後の処
理を考えて第８図に示すようにＮＸＮ画素の正方形とす
る。また、サブブロック分割回路５０によって分割され
た各サブブロックは、第９図に示すように周辺部に幅Ｃ
なる重複部分をもつものとする。なお、両サブブロック
分割回路５０、５１で分割された各サブブロックの中心
は、同位置とする。

今、ここで、Ｎ−８とすれば、交流用には重複部分のな
い８ｘ８画素のサブブロックが用られ、Ｃ−２とすれば
、直流用には交流用サブブロックを外側に１画素大きく
したＩＯＸ　１０画素のサブブロックが用いられること
になる。

そして、サブブロック分割回路５０で分割された各サブ
ブロックのデータは、平均値回路５２により各サブブロ
ックの平均値が計算される。この平均値は、取りも直さ
ず、サブブロック分割回路５ｏで分割された各サブブロ
ックの直流分であり、それぞれのサブブロック毎にただ
１つ算出されるものである。

この直流分は、圧縮回路５３により圧縮されるが、ここ
では、隣接サブブロック間で差分をとり圧縮を行なうＤ
ＰＣＭ方式の圧縮処理を用いている。

また、各サブブロックの平均値は、減算回路５４により
サブブロック分割回路５１で重複部分なくサブブロック
分割されたデータから減算される。すなわち、サブブロ
ック分割回路５１から得られるサブブロックのデータか
ら、平均値つまり直流成分だけを取り除くことになる。

ただし、重複部分のあるサブブロックと重複部分のない
サブブロックとでは、その大きさがわずかに異なるため
両者の平均値は完全に一致していないが、その差は小さ
く実用上全く開運が生じることはない。

そして、減算回路５４により平均値が取り除かれた原画
像データは、圧縮回路５５により圧縮される。

ここで、圧縮回路５５の圧縮方式は、フーリエ変換やコ
サイン変換等の直交変換を用いた変換方式とする。この
方式の特徴は、画像の空間情報が空間周波数情報に変換
されることにある。そして、この圧縮回路５５で圧縮さ
れたデータは、交流成分抽出回路５Ｂにより交流成分が
抽出される。

この場合、圧縮回路５５で直交変換されたデータには、
直流成分が含まれていないため、直流成分値はぜａとな
っている。このため、交流成分抽出回路５６で交流成分
のみを抽出しても画像情報には何ら不都合が生じること
はない。このようにして、圧縮回路５３から得られる直
流成分の圧縮データと、交流成分抽出回路５Ｂから得ら
れる交流成分の圧縮データとは、同時化回路５７により
同時化されて１つの画像データとして出力される。

このようにしてデータ量圧縮の施された画像データは、
所定の記録媒体に記録されたり伝送されたりした後、再
生側において分離回路５８に供給される。この分離回路
５８は、入力された画像データを、直流成分の圧縮デー
タと交流成分の圧縮データとに分離する。そして、直流
成分の圧縮データは、伸張回路５９によりＤＰＣＭ方式
で伸張された後、サブブロック合成回路６０でサブブロ
ック合成される。この場合、直流成分の圧縮データは、
サブブロックに重複部分をもっているが、この重複部分
については前述した各実施例と同様に重み付は加算が行
なわれる。

また、交流成分の圧縮データは、伸張回路６１により直
交変換方式で伸張される。このとき、伝送されてきた圧
縮データには直流成分が含まれていないために、直流成
分は′０″として扱われる。

そして、伸張回路６Ｌの直交変換により空間情報に変換
されたデータは、サブブロック合成回路６２によりサブ
ブロック合成される。この場合、交流成分の圧縮データ
は、サブブロックに重複部分をもっていないため、重み
付は加算は行なわれない。

このようにして、独立に処理されてきた直流成分と交流
成分とは、合成回路Ｂ３により合成され元の原画像デー
タに復元されて、出力端子θ４から取り出され画像表示
に供される。

上記′Ｎ４３の実施例によれば、視覚的に最も目立つ直
流成分のブロック歪みをなくシ、再生画像の画質向上を
図ることができる。また、この第３の実施例の１つの重
要な点は、直流成分というのは各サブブロックに１つし
か存在しないもので、サブブロックが重複部分を持って
も持たなくでも、その合計の情報量は変わらないという
ことである。

つまり、この第３の実施例によれば、情報量を増やすこ
となく画質の向上を図ることができるわけである。

なお、この発明は上記各実施例に限定されるものではな
く、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施することができる。

［発明の効果］以上詳述したようにこの発明によれば、原画像を複数の
ブロックに分割し、各ブロック毎に独立に圧縮、伸張処
理を施しても、再生画像にブロック歪みが生じないよう
にすることができる極めて良好な画像データ処理装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る画像データ処理装置の一実施例
を示すもので、サブブロック分割を説明するための図、
第２図は同実施例を実現するための構成を示すブロック
構成図、第３図は同実施例の重み付けを説明するための
図、第４図は同実施例の変形例を示すもので、円形サブ
ブロックを用いた状態を示す図、第５図はこの発明の第
２の実施例を示すブロック構成図、第６図は同第２の実
施例のフィルタ回路の特性を示す特性図、第７図はこの
発明の第３の実施例を示すブロック構成図、第８図及び
第９図はそれぞれ同第３の実施例のサブブロック分割を
説明するための図、第１０図は従来の画像データの圧縮
、伸張を概念的に示す図である。・・・原画像、１２・・・サブブロック、１３・・・入
力端子、１４・・・サブブロック分割回路、１５〜２３
・・・サブブロック、２４・・・圧縮回路、２５・・・
伸張回路、２Ｂ・・・・サブブロック合成回路、２７・
・・出力端子、２８・・・円形サブブロック、２９・・
・入力端子、３０〜３２・・・フィルタ回路、３３〜３
５・・・サブブロック分割回路、３６〜３８・・・圧縮
回路、３９・・・同時ｆヒ回路、４０・・・分離回路、
４１〜４３・・・伸張回路、４４〜４６・・・サブブロ
ック合成回路、４７・・・合成回路、４Ｂ・・・出力端
子、４９・・・入力端子、５０．５１・・・サブブロッ
ク分割回路、５２・・・平均値回路、５３・・・圧縮回
路、５４・・・減算回路、５５・・・圧縮回路、５Ｂ・
・・交流成分抽出回路、５７・・・同時化回路、５８・
・・分離回路、５９・・・伸張回路、６０・・・サブブ
ロック合成回路、８１・・・伸張回路、６２・・・サブ
ブロック合成回路、Ｂ３・・・合成回路、Ｂト・・出力
端子。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦図面の浄書（内容に変更なし）第３第４図利得第図竺図第９図手続補正書平成元年４．ｎ４日特許庁長官　古　１）文　毅　殿１、事件の表示特願平１−４７２２０号４゜事件との関係　特許出願人（３０７）株式会社　東　芝

Claims

【特許請求の範囲】

（１）原画像を複数のブロックに分割し、各ブロック毎
にデータ量圧縮を行なうとともに、この圧縮されたデー
タを各ブロック毎に伸張し、伸張した各ブロックを合成
して前記原画像を得る画像データ処理装置において、前
記原画像を互いの周辺部が重なり合うように複数のブロ
ックに分割する分割手段と、この分割手段で分割された
各ブロックに独立にデータ量圧縮を施す圧縮手段と、こ
の圧縮手段の出力を各ブロック毎に独立に伸張するとと
もに、各ブロックの重複部分には重複しているブロック
に重み付けして加算する伸張手段と、この伸張手段で伸
張した各ブロックを合成して前記原画像を得る合成手段
とを具備してなることを特徴とする画像データ処理装置
。
（２）前記分割手段は、前記原画像の低域で各ブロック
の重ね合わせる量を大きくし、高域になるほど各ブロッ
クの重ね合わせる量を少なくすることを特徴とする請求
項１記載の画像データ処理装置。
（３）前記分割手段は、前記原画像を直流成分と交流成
分とに分割し、直流成分は互いの周辺部が重なり合うよ
うに複数のブロックに分割し、交流成分は重なり合わな
いように複数のブロックに分割することを特徴とする請
求項１記載の画像データ処理装置。