JPH04229382A - Digital image data resolution exchange device - Google Patents
Digital image data resolution exchange deviceInfo
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- JPH04229382A JPH04229382A JP2415059A JP41505990A JPH04229382A JP H04229382 A JPH04229382 A JP H04229382A JP 2415059 A JP2415059 A JP 2415059A JP 41505990 A JP41505990 A JP 41505990A JP H04229382 A JPH04229382 A JP H04229382A
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】この発明はフルカラー画像のよう
な連続階調を有するディジタル画像の高能率符号化方式
における解像度変換方法および装置に関し、ファクシミ
リ等の画像伝送装置、画像ファイル等の画像蓄積装置な
どに適用して好適なものである。[Field of Industrial Application] The present invention relates to a resolution conversion method and apparatus in a high-efficiency encoding system for digital images having continuous gradation such as full-color images, and relates to an image transmission apparatus such as a facsimile, an image storage apparatus such as an image file, etc. It is suitable for application to, etc.
【0002】0002
【従来の技術】ディジタル画像データ、特にフルカラー
画像等の連続階調画像の高能率符号化方式としてDCT
(Discrete Cosine Transfor
m :離散コサイン変換)が注目されている。例えば、
CCITT(国際電信電話諮問委員会)によるテレビ電
話/テレビ会議用動画符号化方式、CCITTおよびI
SO(国際標準化機関)の合同機関JPEG(Join
t Photographic Experts Gr
oup)によるカラー静止画符号化方式、ISOのMP
EG(Moving Picture Experts
Group)による蓄積系動画符号化方式の何れの方
式においてもDCTによる高能率符号化方式が採用され
る予定である。この他、ディジタル電子スチルカメラや
光ディスクによる画像ファイリング装置等にもDCTを
採用する動きが広がっている。[Prior Art] DCT is used as a high-efficiency encoding method for digital image data, especially continuous tone images such as full-color images.
(Discrete Cosine Transfer
m: discrete cosine transform) is attracting attention. for example,
Video encoding system for video calls/video conferences by CCITT (International Telegraph and Telephone Consultative Committee), CCITT and I
SO (International Organization for Standardization) joint organization JPEG (Join
t Photographic Experts Gr.
oup) color still image encoding method, ISO MP
EG (Moving Picture Experts)
It is planned that a high-efficiency coding method using DCT will be adopted in all of the storage-based video coding methods proposed by the Japanese Yahoo! Group. In addition, there is a growing movement to adopt DCT in digital electronic still cameras, image filing devices using optical disks, and the like.
【0003】図7はDCTを利用したカラー静止画符号
化装置の一例を示すブロック図である。同図において、
原画像メモリ21は、例えば、512×512画素から
なる画像を、各画素8ビットで符号化して階調を有する
画像データとして格納するメモリで、512×512画
素の画像を1ブロックM×N画素、例えば、8×8画素
からなる複数ブロックに分割してDCT回路22に供給
する。DCT回路22では、各ブロック毎に2次元DC
Tを行いM×Nマトリクスの変換係数を得る。FIG. 7 is a block diagram showing an example of a color still image encoding device using DCT. In the same figure,
The original image memory 21 is, for example, a memory that encodes an image consisting of 512 x 512 pixels with 8 bits for each pixel and stores it as image data having gradation. For example, it is divided into a plurality of blocks each consisting of 8×8 pixels and is supplied to the DCT circuit 22. In the DCT circuit 22, two-dimensional DC
T is performed to obtain the transform coefficients of the M×N matrix.
【0004】DCTは周波数領域における直交変換の一
種で、1ブロックの画像データをfij (i=0,1
,…,M−1、j=0,1,…,N−1)、変換係数を
Fuv (u=0,1,…,M−1、v=0,1,…,
N−1)とすると、DCT is a type of orthogonal transformation in the frequency domain, and converts one block of image data into fij (i=0,1
,...,M-1, j=0,1,...,N-1), and the conversion coefficients are Fuv (u=0,1,...,M-1, v=0,1,...,
N-1), then
【数1】
ただし、Cu ,Cv =1/21/2 (u,v=0
) =1
(u,v≠0)で定義される。今の場合、8×
8マトリクスであるので、M=N=8となる。[Equation 1] However, Cu , Cv = 1/21/2 (u, v = 0
) =1
It is defined as (u, v≠0). In this case, 8×
Since there are 8 matrices, M=N=8.
【0005】DCT係数Fuvは1ブロックの画像デー
タfijの空間周波数成分を表し、そのうちの係数F0
0は画像データfijの平均値に比例した値(DC成分
)を表し、他の係数は交流(AC)成分をそれぞれ表す
。AC成分の係数は変数u,vが大きくなるにつれて空
間周波数の高い成分を表す。DCT係数は一般に11ビ
ット程度の精度が要求されている。[0005] The DCT coefficient Fuv represents a spatial frequency component of one block of image data fij, of which the coefficient F0
0 represents a value (DC component) proportional to the average value of image data fij, and the other coefficients represent alternating current (AC) components, respectively. The coefficients of the AC component represent components with higher spatial frequencies as the variables u and v become larger. DCT coefficients are generally required to have an accuracy of about 11 bits.
【0006】DCT回路22で得られた8×8個のDC
T係数は、量子化回路23で8×8個の閾値からなる量
子化マトリクスの各閾値で除算され量子化される。図8
に輝度信号用量子化マトリクスの一例を示す。8×8 DCs obtained by the DCT circuit 22
The T coefficient is quantized by the quantization circuit 23 by dividing it by each threshold value of a quantization matrix consisting of 8×8 threshold values. Figure 8
shows an example of a quantization matrix for luminance signals.
【0007】量子化されたDCT係数は可変長符号化回
路24に供給され、DC成分F00は前のブロックで量
子化されたDC成分と差分が取られ、その差分のビット
数が可変長符号化される。AC成分はブロック内で低域
成分から高域成分に向かって図9に示す順序でジグザグ
スキャンされて一次元の数列に変換され、その連続する
零の係数の数、つまりランレングスと、次に続く零でな
い係数(有効係数)のビット数とで2次元の可変長符号
化が行われる。可変長符号としてはハフマン符号が用い
られる。The quantized DCT coefficients are supplied to the variable length encoding circuit 24, and the difference between the DC component F00 and the DC component quantized in the previous block is taken, and the number of bits of the difference is variable length encoded. be done. The AC component is zigzag scanned within the block from the low frequency component to the high frequency component in the order shown in Figure 9 and converted into a one-dimensional number sequence, and the number of consecutive zero coefficients, that is, the run length, is then Two-dimensional variable length encoding is performed using the number of bits of the subsequent non-zero coefficients (effective coefficients). A Huffman code is used as the variable length code.
【0008】こうして生成された可変長符号は、伝送路
を通して、あるいは記憶装置に蓄積さたのち読み出され
て復号側に送られる。復号側では、符号時とは逆の手順
で復号処理を行う。すなわち、可変長復号化回路25に
おいて、可変長符号を符号化と逆の手順で復号化し、量
子化されている8×8個のDCT係数を得る。次いで、
逆量子化回路26において、量子化で用いと同様の量子
化マトリクスを用いて量子化前の8×8個のDCT係数
Fuvを得る。The variable length code thus generated is read out and sent to the decoding side through a transmission line or stored in a storage device. On the decoding side, decoding processing is performed in the reverse procedure to that used for encoding. That is, in the variable length decoding circuit 25, the variable length code is decoded in the reverse procedure of encoding to obtain 8×8 quantized DCT coefficients. Then,
In the inverse quantization circuit 26, a quantization matrix similar to that used in quantization is used to obtain 8×8 DCT coefficients Fuv before quantization.
【0009】そして、逆DCT回路27において、逆量
子化回路26で得られたDCT係数Fuvを、下記に示
す変換式■によって逆変換し、1ブロック8×8画素の
画像データfijを得る。[0009] Then, in the inverse DCT circuit 27, the DCT coefficient Fuv obtained by the inverse quantization circuit 26 is inversely transformed using the transformation formula (2) shown below to obtain image data fij of one block of 8×8 pixels.
【数2】
ただし、Cu ,Cv =1/21/2 (u,v=0
) =1
(u,v≠0)である。なお、今の場合、M=
N=8である。[Formula 2] However, Cu, Cv = 1/21/2 (u, v=0
) =1
(u, v≠0). In addition, in this case, M=
N=8.
【0010】こうして得られた1ブロック8×8画素の
画像データfijは、再生画像メモリ28に格納され、
メモリ28で元の512×512画素に組み合わされる
ことにより原画像に復元される。The image data fij of one block of 8×8 pixels obtained in this way is stored in the reproduced image memory 28,
The original image is restored by combining the original 512×512 pixels in the memory 28.
【0011】なお、フルカラー画像の場合は、RGB各
色8ビット階調を有するとすれば、各色それぞれについ
て前述の操作を行えばよい。これはYMC、YCb C
r など他の色空間を用いる場合でも同様である。In the case of a full-color image, assuming that each RGB color has an 8-bit gradation, the above-described operation may be performed for each color. This is YMC, YCb C
The same applies when using other color spaces such as r.
【0012】このように、図7における符号化方式では
、1ブロック8×8画素の各画素の階調を8ビットとし
、変換後の各係数の精度を11ビット程度として、図1
0に示すように、DCTおよび逆DCT(IDCT)の
操作を行う。このような一連の操作によって復元される
画像は原画像をほぼ忠実に復元することができる。As described above, in the encoding method shown in FIG. 7, the gradation of each pixel in one block of 8×8 pixels is set to 8 bits, and the accuracy of each coefficient after conversion is set to about 11 bits.
0, perform DCT and inverse DCT (IDCT) operations. The image restored by such a series of operations can be restored almost faithfully to the original image.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】ところで、フルカラー
画像を取り扱う入出力機器としては、テレビカメラ、ス
キャナ、ディスプレイ装置、フルカラープリンタ等があ
る。しかし、これらの多くは解像度、階調数など画像を
構成する基本機能で相互に異なっており、これらの装置
間で画像データを転送するには解像度の相違等を吸収す
るための変換処理が必要となる。By the way, input/output devices that handle full-color images include television cameras, scanners, display devices, full-color printers, and the like. However, many of these devices differ in the basic functions that make up the image, such as resolution and number of gradations, and in order to transfer image data between these devices, conversion processing is required to absorb differences in resolution, etc. becomes.
【0014】解像度変換処理の一方法として画素の濃度
補間を利用する方法がある。濃度補間にはいくつかの方
法があるが、連続階調画像の補間法として最も優れてい
る方法の1つに3次補間(Cubic Convolu
tion )法がある。この方法は、図11(a) に
示すように、ディジタル画像の各画素を示す格子点(x
i ,yj )から非格子点(uo ,vo )を求め
るときに、同図(b) に示す関数g(x) =( s
inπx)/(πx)の3次元多項式近似を用いて周囲
の格子点から非格子点(uo ,vo )の濃度を求め
る方法で、求める非格子点の濃度をg(uo ,vo
)とすると、One method of resolution conversion processing is to utilize pixel density interpolation. There are several methods for density interpolation, but one of the best methods for interpolating continuous tone images is cubic interpolation.
tion) There is a law. This method uses grid points (x
When finding non-lattice points (uo, vo) from i, yj), the function g(x) = (s
In this method, the concentration of a non-lattice point (uo, vo) is determined from the surrounding lattice points using a three-dimensional polynomial approximation of
), then
【数3】
となる。ただし、D(x) は前述したg(x) の3
次多項式近似で、周囲の16個の格子点から補間する場
合は、 D(x) =1−2|x|2
+|x|3 (0≦|x|<
1) =4−8|x|
+5|x|2 −|x|3 (1≦|x|<2)
=0
(2≦
|x|)となる。[Math. 3] However, D(x) is 3 of g(x) mentioned above.
When interpolating from 16 surrounding grid points using degree polynomial approximation, D(x) = 1-2|x|2
+|x|3 (0≦|x|<
1) =4-8|x|
+5 | x | 2 - | x | 3 (1≦|x|<2)
=0
(2≦
|x|).
【0015】しかし、この方法は参照する周囲画素が多
く計算量等の実装コストが高くなるため実時間の処理に
は専用のLSIを必要とするという不都合がある。補間
法としてはこのほかにも最近傍法、線形補間法等があり
、3次補間法より簡易な方法であるが、何れも再生画像
の品質が劣るという不都合がある。However, this method has the disadvantage that it requires a dedicated LSI for real-time processing because there are many surrounding pixels to refer to, which increases the implementation cost such as the amount of calculation. Other interpolation methods include the nearest neighbor method and the linear interpolation method, which are simpler than the cubic interpolation method, but each has the disadvantage that the quality of the reproduced image is inferior.
【0016】また、高能率画像符号化方式を利用するフ
ルカラー画像の伝送・蓄積等の装置では、前述したDC
Tによる画像符号化機能の他に、解像度変換機能を付加
する必要があるためシステムコストが増す結果となり不
都合である。[0016] Furthermore, in an apparatus for transmitting and storing full-color images using a high-efficiency image encoding system, the above-mentioned DC
Since it is necessary to add a resolution conversion function in addition to the image encoding function using T, the system cost increases, which is inconvenient.
【0017】この発明は、フルカラー画像のような連続
階調を有するディジタル画像の高能率符号化方式におい
て、特別な機能を付加することなしに解像度変換機能を
有するディジタル画像データの解像度変換方法および装
置を提供することを目的とする。The present invention provides a method and apparatus for resolution conversion of digital image data, which has a resolution conversion function without adding any special functions, in a high-efficiency encoding system for digital images having continuous gradations such as full-color images. The purpose is to provide
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】この発明によるディジタ
ル画像データの解像度変換方法は、第1のサイズの2次
元画素ブロックに直交変換を施し、得られる第1のサイ
ズの2次元係数のブロックから第2のサイズの2次元係
数のブロックを生成し、これに上記直交変換の逆変換を
施すことによって第2のサイズの2次元画素ブロックを
得ることを特徴とする。[Means for Solving the Problems] A resolution conversion method for digital image data according to the present invention performs orthogonal transformation on a two-dimensional pixel block of a first size, and converts a block of two-dimensional coefficients of the first size into a first size. The present invention is characterized in that a block of two-dimensional coefficients of a size of 2 is generated, and a two-dimensional pixel block of a second size is obtained by performing an inverse transformation of the orthogonal transformation on this block.
【0019】また、この発明によるディジタル画像デー
タの解像度変換装置は、ディジタル画像データで表され
る原画像を圧縮符号化し伝送または蓄積する符号化手段
と、この圧縮符号化した画像データを伸張復号化して再
生画像を得る復号化手段とを備え、符号化手段は、原画
像を1ブロックm×n画素にブロック化する手段と、上
記m×n画素ブロックに2次元直交変換を施してm×n
個の変換係数を得る手段と、上記m×n個の変換係数か
らp×q個の変換係数を得る手段と、上記p×q個の変
換係数を量子化し、この量子化した変換係数に可変長符
号化を施す手段とから成り、復号化手段は、符号化手段
で圧縮符号化した画像データに可変長復号化を施し、得
られるp×q個の変換係数を逆量子化する手段と、上記
逆量子化によって得られるp×q個の変換係数に2次元
直交変換を施して1ブロックp×q画素の画像データを
得る手段と、上記p×q画素ブロックの画像データを組
み合わせて再生画像を得る手段とから成ることを特徴と
する。The resolution conversion device for digital image data according to the present invention also includes encoding means for compressing and encoding an original image represented by digital image data and transmitting or storing the compressed image data, and decompressing and decoding the compressed and encoded image data. and a decoding means for obtaining a reproduced image using a block of m×n pixels.
means for obtaining p x q transform coefficients from the m x n transform coefficients, quantizing the p x q transform coefficients, and varying the quantized transform coefficients; The decoding means performs variable length decoding on the image data compressed and encoded by the encoding means, and dequantizes the obtained p×q transform coefficients; means for performing two-dimensional orthogonal transformation on the p x q transform coefficients obtained by the inverse quantization to obtain image data of one block of p x q pixels; and a means for generating a reproduced image by combining the image data of the p x q pixel block. It is characterized by consisting of a means for obtaining.
【0020】[0020]
【作用】この発明による解像度変換方法および装置は、
まず、原画像のディジタル画像データを、第1のサイズ
、例えば、m×m画素ブロックに分割し、各ブロック毎
に直交変換を行ってm×mの変換係数を得る。次いで、
第2のサイズ、例えば、n×n画素ブロックを得るには
、n<mの場合、m×mの変換係数のうち空間周波数の
高い成分を水平および垂直方向に「m−n」個分削減し
、得られるn×nの変換係数について逆変換を行う。こ
の結果、n/m倍に縮小されたn×n画素ブロックの再
生画像が得られる。[Operation] The resolution conversion method and device according to the present invention have the following features:
First, digital image data of an original image is divided into blocks of a first size, for example, m×m pixels, and orthogonal transformation is performed for each block to obtain m×m transform coefficients. Then,
To obtain a second size, e.g., an n×n pixel block, if n<m, reduce the high spatial frequency components of the m×m transform coefficients by “m−n” in the horizontal and vertical directions. Then, inverse transform is performed on the obtained n×n transform coefficients. As a result, a reproduced image of n×n pixel blocks reduced by n/m times is obtained.
【0021】また、m<nの場合は、m×mマトリクス
の変換係数のうち空間周波数成分の高い側に水平および
垂直方向に「n−m」個分ずつ係数を外挿補間し、得ら
れるn×nマトリクスの変換係数について逆変換を行う
。この結果、n/m倍に拡大されたn×n画素ブロック
の再生画像が得られる。[0021] If m<n, the transform coefficients of the m x m matrix are extrapolated to the side with higher spatial frequency components by "n-m" coefficients in the horizontal and vertical directions. Inverse transform is performed on the transform coefficients of the n×n matrix. As a result, a reproduced image of n×n pixel blocks enlarged by n/m times is obtained.
【0022】さらに、第1のサイズをm×n画素ブロッ
ク、第2のサイズをp×q画素ブロックとすると、水平
方向にp/m倍、垂直方向にq/n倍というように、異
なる倍率での解像度変換が可能となる。この場合、例え
ば、水平方向には拡大、垂直方向には縮小といった変換
も可能である。Further, if the first size is an m×n pixel block and the second size is a p×q pixel block, different magnifications such as p/m times in the horizontal direction and q/n times in the vertical direction are obtained. resolution conversion is possible. In this case, for example, conversion such as expansion in the horizontal direction and reduction in the vertical direction is also possible.
【0023】従って、この発明によれば、直交変換を利
用して解像度変換を行うことが出来るので、直交変換を
利用した高能率画像符号化装置では、特別な機能を付加
することなしに解像度変換を行うことが出来る。Therefore, according to the present invention, since resolution conversion can be performed using orthogonal transformation, a high-efficiency image encoding device using orthogonal transformation can perform resolution conversion without adding any special functions. can be done.
【0024】[0024]
【実施例】図1乃至図5を参照して、この発明によるデ
ィジタル画像データの解像度変換方法について説明する
。前述したDCTを利用したカラー静止画符号化方式で
は、図10に示したように、1ブロック8×8マトリク
スの変換係数F00〜F77を、逆DCTによって1ブ
ロック8×8画素の画像データf00〜f77に復元す
るようにしたが、例えば、図1に示すように、8×8マ
トリクスの変換係数F00〜F77のうち、左上部4×
4マトリクスの変換係数F00〜F33のみを利用し、
逆DCTの際に式■においてM=N=4とすれば、1ブ
ロック4×4画素の画像データf00〜f33を再生画
像を得ることが出来る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method of converting the resolution of digital image data according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. In the color still image encoding method using DCT described above, as shown in FIG. 10, transform coefficients F00 to F77 of one block of 8x8 matrix are converted to image data of 8x8 pixels of one block f00 to f00 by inverse DCT. For example, as shown in FIG. 1, among the conversion coefficients F00 to F77 of the 8×8 matrix,
Using only the conversion coefficients F00 to F33 of 4 matrices,
If M=N=4 in equation (2) during inverse DCT, a reproduced image can be obtained from image data f00 to f33 of one block of 4×4 pixels.
【0025】これは、原理的には8×8画素ブロックの
画像を、サンプルレートを1/2として4×4画素ブロ
ックの画像に再サンプルしたことに相当する。また、こ
の方法では、変換係数F00〜F33以外の空間周波数
が高い成分の係数を削除するため再サンプルによって通
常発生する折り返し歪みを防止することができ、フィル
タリング効果を同時に達成することができる。この処理
によって512×512画素の画像が256×256画
素の画像に縮小または解像度変換される。In principle, this corresponds to resampling an 8×8 pixel block image into a 4×4 pixel block image by reducing the sample rate to 1/2. In addition, in this method, since coefficients of components having high spatial frequencies other than the transform coefficients F00 to F33 are deleted, aliasing distortion that normally occurs due to resampling can be prevented, and a filtering effect can be achieved at the same time. This process reduces or converts the resolution of a 512 x 512 pixel image to a 256 x 256 pixel image.
【0026】また、同様の処理において、例えば、図2
に示すように、8×8マトリクスの変換係数の周囲に係
数“0”を付け加えて(外挿補間)、12×12マトリ
クスの変換係数を生成し、式■においてM=N=12と
して逆変換することにより、1ブロック12×12画素
の再生画像を得ることができる。この処理によって51
2×512画素の画像が768×768画素の画像に拡
大または解像度変換さる。なお、外挿補間する係数は“
0”ばかりではなく、線形予測するなど他の外挿補間法
によってもよい。Furthermore, in similar processing, for example, FIG.
As shown in Figure 2, a coefficient "0" is added around the 8x8 matrix transform coefficient (extrapolation) to generate a 12x12 matrix transform coefficient, and inverse transformation is performed as M=N=12 in equation (■). By doing so, it is possible to obtain a reproduced image of 1 block of 12×12 pixels. With this process, 51
A 2 x 512 pixel image is enlarged or resolution converted to a 768 x 768 pixel image. Note that the coefficient for extrapolation is “
In addition to 0'', other extrapolation methods such as linear prediction may be used.
【0027】これらの処理を一般化すると、前述のDC
T変換の式■においてM=N=mとし、前述の逆DCT
変換の式■においてM=N=nとすると、n/m倍の解
像度変換が可能であることを示している。When these processes are generalized, the above-mentioned DC
In the T-transform equation (■), set M=N=m, and perform the above-mentioned inverse DCT
If M=N=n in the conversion equation (2), it shows that resolution conversion of n/m times is possible.
【0028】図3および図4を参照してさらに詳細に説
明すると、まず、図3において、原画像を1ブロックm
×m画素に分割し(同図a)、式■においてM=N=m
としてDCT変換を行いm×mマトリクスの変換係数を
得る。次いで、n<mの場合にはm×mマトリクスの変
換係数のうち空間周波数の高い成分を水平および垂直方
向に「m−n」個分削減し(同図b)、得られるn×n
マトリクスの変換係数について式■においてM=N=n
として逆DCT変換を行う。この結果、1ブロックn×
n画素の再生画像が得られ(同図c)、n/m倍の縮小
が行える。To explain in more detail with reference to FIGS. 3 and 4, first, in FIG. 3, the original image is divided into one block m
Divide into xm pixels (a in the same figure), and in the formula (■), M=N=m
DCT transform is performed as follows to obtain transform coefficients of an m×m matrix. Next, in the case of n<m, among the conversion coefficients of the m×m matrix, components with high spatial frequencies are reduced by “m−n” in the horizontal and vertical directions (see figure b), and the resulting n×n
Regarding the conversion coefficient of the matrix, in the formula ■, M=N=n
Inverse DCT transformation is performed as follows. As a result, 1 block n×
A reproduced image of n pixels is obtained (c in the same figure) and can be reduced by n/m times.
【0029】また、m<nの場合は、図4において、m
×mマトリクスの変換係数のうち空間周波数成分の高い
側に水平および垂直方向に「n−m」個分ずつ係数を外
挿補間し(同図b)、得られるn×nマトリクスの変換
係数について式■においてM=N=nとして逆DCT変
換を行う。この結果、1ブロックn×n画素の再生画像
が得られ(同図c)、n/m倍の拡大ができる。In addition, in the case of m<n, in FIG.
About the conversion coefficients of the n×n matrix obtained by extrapolating "n-m" coefficients horizontally and vertically to the higher spatial frequency component among the transform coefficients of the ×m matrix (see figure b). In the equation (2), inverse DCT transformation is performed with M=N=n. As a result, a reproduced image of 1 block of n×n pixels is obtained (c in the same figure), and the image can be enlarged by a factor of n/m.
【0030】さらに、図5に示すように、DCT変換式
■において、M=m,N=nとし、逆DCT変換式■に
おいて、M=p,N=qとすると、水平方向にp/m倍
、垂直方向にq/n倍というように、異なる倍率での解
像度変換が可能となる。この場合、例えば、水平方向に
は拡大、垂直方向には縮小といった変換もあり得る。
この方式によれば、例えば、アスペクト比が異なる符号
化装置間での解像度変換のような場合に有効である。Furthermore, as shown in FIG. 5, in the DCT transformation formula (■), if M=m, N=n, and in the inverse DCT transformation formula (■), M=p, N=q, then p/m in the horizontal direction. It is possible to perform resolution conversion at different magnifications, such as q/n times in the vertical direction. In this case, for example, conversion may be performed such as expansion in the horizontal direction and reduction in the vertical direction. This method is effective in, for example, resolution conversion between encoding devices with different aspect ratios.
【0031】なお、以上の説明では、復号化時に変換係
数F00〜F77の一部削除、または外挿補間を行い、
解像度を変換するようにしたが、符号化時に変換係数F
00〜F77の一部削除、または外挿補間を行い、解像
度の変換をするようにしてもよい。In the above explanation, some of the transform coefficients F00 to F77 are deleted or extrapolated during decoding,
I tried converting the resolution, but when encoding, the conversion coefficient F
The resolution may be converted by partially deleting 00 to F77 or performing extrapolation.
【0032】次に、この発明によるディジタル画像デー
タの解像度変換装置を、静止画用高能率符号化装置に適
用した場合の一実施例を、図6を参照して説明する。こ
の実施例では、符号化時に変換係数の一部削除、または
外挿補間を行う例を示している。Next, an embodiment in which the resolution conversion device for digital image data according to the present invention is applied to a high-efficiency encoding device for still images will be described with reference to FIG. This embodiment shows an example in which part of the transform coefficients are deleted or extrapolated during encoding.
【0033】図6において、カラースキャナ1は、例え
ば、A4サイズ200dpi の解像度を有するとする
と、1画面2376×1728画素程度の画像を読み取
ることができる。これに対して、カラーCRT2は、例
えば、1画面768×488画素の解像度を有している
とすると、解像度の比は、横方向が768/2376、
縦方向は488/1728となり、簡単な整数比で表す
と、横方向が3/9(=p/m)、縦方向が3/11(
=q/n)程度が適当である。従って、この場合は前述
した図5における変換方法において、m×nは9×11
、p×qは3×3と置くことが出来る。In FIG. 6, if the color scanner 1 has a resolution of, for example, A4 size 200 dpi, it can read an image of approximately 2376×1728 pixels on one screen. On the other hand, if the color CRT 2 has a resolution of 768 x 488 pixels per screen, for example, the resolution ratio is 768/2376 in the horizontal direction,
The vertical direction is 488/1728, and when expressed in simple integer ratios, the horizontal direction is 3/9 (=p/m) and the vertical direction is 3/11 (
=q/n) is appropriate. Therefore, in this case, m×n is 9×11 in the conversion method shown in FIG.
, p×q can be set as 3×3.
【0034】図6において、カラースキャナ1から読み
込まれた画像データは、第1のバッファメモリ3に一旦
書き込まれる。バッファメモリ3上のデータは、ブロッ
ク化回路4によって1ブロックm×n画素毎に読み出さ
れてDCT回路5に供給され、前述したように各ブロッ
ク毎に2次元DCTされ、m×nマトリクスの変換係数
を得る。In FIG. 6, image data read from the color scanner 1 is temporarily written into the first buffer memory 3. The data on the buffer memory 3 is read out for each m×n pixel block by the blocking circuit 4 and supplied to the DCT circuit 5, where it is subjected to two-dimensional DCT for each block as described above, and is converted into an m×n matrix. Get the conversion coefficients.
【0035】次いで、マトリクス変換回路6によってm
×nマトリクスの変換係数を、p×qマトリクスの変換
係数に変換する処理を行う。この例の場合、1ブロック
9×11(m×n)から3×3(p×q)への変換であ
るので、水平および垂直方向とも縮小となり、前述した
図3における手順が適用される。また、このときブロッ
ク化回路4,DCT回路5,マトリクス変換回路6にお
けるm,n,p,qの各値はブロック化制御回路7によ
って設定される。Next, the matrix conversion circuit 6 converts m
Processing is performed to convert the transformation coefficients of the ×n matrix into the transformation coefficients of the p×q matrix. In this example, since one block is converted from 9×11 (m×n) to 3×3 (p×q), it is reduced in both the horizontal and vertical directions, and the procedure in FIG. 3 described above is applied. Further, at this time, the values of m, n, p, and q in the blocking circuit 4, DCT circuit 5, and matrix conversion circuit 6 are set by the blocking control circuit 7.
【0036】こうして得られたp×qマトリクスの変換
係数は、次いで、量子化回路8で量子化され、さらに可
変長符号化回路9でハフマン符号化されて伝送または蓄
積される。The thus obtained p×q matrix transform coefficients are then quantized by a quantization circuit 8, further Huffman encoded by a variable length encoding circuit 9, and transmitted or stored.
【0037】復号化は可変長復号化回路10におけるハ
フマン復号化、逆量子化回路11における逆量子化を経
て逆DCT回路12におけるp×qマトリクスの変換係
数の逆DCTにより、1ブロックp×q画素の画像デー
タを得る。このデータを一旦第2のバッファメモリ13
に書き込み、全ブロックの画像データが書き込まれた時
点で読み出すことにより、カラースキャナ1で読み取っ
た画像データを、CRT2の解像度で表示することがで
きる。Decoding is performed by Huffman decoding in the variable length decoding circuit 10, inverse quantization in the inverse quantization circuit 11, and inverse DCT of the transform coefficients of the p×q matrix in the inverse DCT circuit 12. Obtain pixel image data. This data is temporarily stored in the second buffer memory 13.
By writing the image data into the CRT 2 and reading it when all the blocks of image data have been written, the image data read by the color scanner 1 can be displayed at the resolution of the CRT 2.
【0038】なお、復号化においてもp,qの各値はブ
ロック化制御回路14によって制御される。また、m,
n,p,qの各値は、符号化側の入力装置(カラースキ
ャナ1)の解像度と復号化側の出力装置(カラーCRT
2)の解像度とから図示しない制御部によって前述のよ
うに演算し、予めブロック化制御回路7および14に格
納しておく。[0038] Also in decoding, each value of p and q is controlled by the blocking control circuit 14. Also, m,
Each value of n, p, and q depends on the resolution of the input device on the encoding side (color scanner 1) and the output device on the decoding side (color CRT).
2) is calculated as described above by a control section (not shown) and stored in the blocking control circuits 7 and 14 in advance.
【0039】なお、前述の実施例では、この発明を静止
画用高能率符号化方法および装置に適用する場合につい
て述べたが、この発明の本質的な部分は直交変換の処理
に関する部分であり、これは動画像符号化方式にも適用
可能であることは明らかである。In the above-described embodiments, the present invention was applied to a still image high-efficiency encoding method and apparatus, but the essential part of the present invention is related to orthogonal transformation processing. It is clear that this can also be applied to video encoding systems.
【0040】[0040]
【発明の効果】この発明によれば、直交変換を利用した
解像度変換が可能となるため、直交変換を利用する高能
率画像符号化方式に特別な機能を付加することなしに直
ちに適用することができ、システムコストの増加を招く
ことなしに解像度や階調数の異なる装置間での画像デー
タの転送が可能となる。[Effects of the Invention] According to the present invention, resolution conversion using orthogonal transformation becomes possible, so it can be immediately applied to a high-efficiency image coding method that uses orthogonal transformation without adding any special functions. This makes it possible to transfer image data between devices with different resolutions and numbers of gradations without increasing system costs.
【図1】この発明による8×8画素/4×4画素変換例
を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of 8×8 pixel/4×4 pixel conversion according to the present invention.
【図2】この発明による8×8画素/12×12画素変
換例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of 8×8 pixel/12×12 pixel conversion according to the present invention.
【図3】この発明によるm×m画素/n×n画素(n<
m)変換例を示す図である。FIG. 3: m×m pixels/n×n pixels (n<
m) A diagram showing an example of conversion.
【図4】この発明によるm×m画素/n×n画素(m<
n)変換例を示す図である。FIG. 4: m×m pixels/n×n pixels (m<
n) is a diagram showing a conversion example.
【図5】この発明によるm×n画素/p×q画素変換例
を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of m×n pixel/p×q pixel conversion according to the present invention.
【図6】この発明を適用した静止画用高能率符号化装置
のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a high-efficiency still image encoding device to which the present invention is applied.
【図7】DCTを利用した従来のカラー静止画符号化装
置のブロック図である。FIG. 7 is a block diagram of a conventional color still image encoding device using DCT.
【図8】量子化マトリクスを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a quantization matrix.
【図9】ジグザグスキャンのテーブルを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a zigzag scan table.
【図10】図7に示す装置における8×8画素/8×8
画素変換例を示す図である。FIG. 10: 8×8 pixels/8×8 in the device shown in FIG. 7
FIG. 3 is a diagram showing an example of pixel conversion.
【図11】非格子点の濃度補間法の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a density interpolation method for non-lattice points.
1 カラースキャナ
2 カラーCRT
3,13 バッファメモリ
4 ブロック化回路
5 DCT回路
6 マトリクス変換回路7,14 ブ
ロック化制御回路
8 量子化回路
9 可変長符号化回路
10 可変長復号化回路
11 逆量子化回路
12 逆DCT回路1 Color scanner 2 Color CRT 3, 13 Buffer memory 4 Blocking circuit 5 DCT circuit 6 Matrix conversion circuit 7, 14 Blocking control circuit 8 Quantization circuit 9 Variable length encoding circuit 10 Variable length decoding circuit 11 Dequantization circuit 12 Inverse DCT circuit
Claims (8)
直交変換を施し、得られる上記第1のサイズの2次元係
数のブロックから第2のサイズの2次元係数のブロック
を生成し、これに上記直交変換の逆変換を施すことによ
って上記第2のサイズの2次元画素ブロックを得ること
を特徴とするディジタル画像データの解像度変換方法。Claim 1: Perform orthogonal transformation on a two-dimensional pixel block of a first size, generate a block of two-dimensional coefficients of a second size from the resulting block of two-dimensional coefficients of the first size, and generate a block of two-dimensional coefficients of a second size; A method for converting the resolution of digital image data, characterized in that a two-dimensional pixel block of the second size is obtained by performing an inverse transformation of the orthogonal transformation.
の2次元係数のブロックの生成は、前記直交変換を施し
た後の前記第1のサイズの2次元係数ブロックから空間
周波数成分の高い成分側の係数を除去して残りの係数の
みで生成することを特徴とするディジタル画像データの
解像度変換方法。2. In claim 1, the generation of the second-sized two-dimensional coefficient block is performed by generating high spatial frequency components from the first-sized two-dimensional coefficient block after the orthogonal transformation. A method for converting the resolution of digital image data, characterized by removing side coefficients and generating only the remaining coefficients.
の2次元係数のブロックの生成は、前記直交変換を施し
た後の前記第1のサイズの2次元係数ブロックから空間
周波数成分の高い成分側に係数を補間して生成すること
を特徴とするディジタル画像データの解像度変換方法。3. In claim 1, the generation of the two-dimensional coefficient block of the second size is performed by generating high spatial frequency components from the two-dimensional coefficient block of the first size after the orthogonal transformation. A method for converting the resolution of digital image data, characterized in that the resolution conversion method of digital image data is generated by interpolating coefficients on the side.
像を、m×m画素にブロック化し、これに直交変換を施
した後にn×n画素(n<m)に縮小する際に、空間周
波数の高い成分側の係数を水平および垂直方向にそれぞ
れ「m−n」個ずつ削除した後、n×nの逆変換を施す
ことにより、n/m倍の解像度変換を行うことを特徴と
するディジタル画像データの解像度変換方法。4. When an original image represented by digital image data is divided into blocks of m×m pixels, subjected to orthogonal transformation, and then reduced to n×n pixels (n<m), the spatial frequency is A digital image characterized by performing n/m-fold resolution conversion by deleting "m-n" coefficients on the higher component side in the horizontal and vertical directions and then performing n×n inverse transformation. Data resolution conversion method.
像を、m×m画素にブロック化し、これに直交変換を施
した後にn×n画素(m<n)に拡大する際に、空間周
波数の高い成分側に水平および垂直方向にそれぞれ「m
−n」個ずつ係数を補間した後、n×nの逆変換を施す
ことにより、n/m倍の解像度変換を行うことを特徴と
するディジタル画像データの解像度変換方法。5. When an original image represented by digital image data is divided into blocks of m×m pixels, subjected to orthogonal transformation, and then enlarged to n×n pixels (m<n), the spatial frequency is "m" horizontally and vertically on the high component side, respectively.
1. A method for converting the resolution of digital image data, characterized in that the resolution is converted by a factor of n/m by interpolating the coefficients by "-n" coefficients and then performing an inverse conversion of n×n.
像を、m×n画素にブロック化し、これに直交変換を施
して得られるm×n係数ブロックからp×q係数ブロッ
クを生成し、これにp×q逆変換を施してp×q画素ブ
ロックを得ることを特徴とするディジタル画像データの
解像度変換方法。6. Block an original image represented by digital image data into m×n pixels, perform orthogonal transformation on this, generate a p×q coefficient block from the resulting m×n coefficient block, and A method for converting the resolution of digital image data, the method comprising performing p×q inverse transformation to obtain p×q pixel blocks.
像を圧縮符号化し伝送または蓄積する符号化手段と、上
記圧縮符号化した画像データを伸張復号化して再生画像
を得る復号化手段とを備え、上記符号化手段は、原画像
を1ブロックm×n画素にブロック化する手段と、上記
m×n画素ブロックに2次元直交変換を施してm×n個
の変換係数を得る手段と、上記m×n個の変換係数から
p×q個の変換係数を得る手段と、上記p×q個の変換
係数を量子化し、この量子化した変換係数に可変長符号
化を施す手段とから成り、上記復号化手段は、上記符号
化手段で圧縮符号化した画像データに可変長復号化を施
し、得られるp×q個の変換係数を逆量子化する手段と
、上記逆量子化によって得られるp×q個の変換係数に
2次元直交変換を施して1ブロックp×q画素の画像デ
ータを得る手段と、上記p×q画素ブロックの画像デー
タを組み合わせて再生画像を得る手段とから成る、こと
を特徴とするディジタル画像データの解像度変換装置。7. An encoding device for compressing and encoding an original image represented by digital image data and transmitting or storing the compressed image data; and a decoding device for decompressing and decoding the compressed and encoded image data to obtain a reproduced image, The encoding means includes means for dividing the original image into one block of m×n pixels, means for performing two-dimensional orthogonal transformation on the m×n pixel block to obtain m×n transform coefficients, and It consists of means for obtaining p×q transform coefficients from ×n transform coefficients, and means for quantizing the p×q transform coefficients and subjecting the quantized transform coefficients to variable length encoding, The decoding means performs variable length decoding on the image data compressed and encoded by the encoding means, and dequantizes the obtained p×q transform coefficients, and the p×q transform coefficients obtained by the dequantization. The method comprises means for performing two-dimensional orthogonal transformation on q transform coefficients to obtain image data of one block of p×q pixels, and means for obtaining a reproduced image by combining the image data of the p×q pixel blocks. A resolution conversion device for digital image data.
換は離散コサイン変換であることを特徴とするディジタ
ル画像データの解像度変換方法および装置。8. A resolution conversion method and apparatus for digital image data according to claim 1, wherein the orthogonal transformation is a discrete cosine transformation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2415059A JPH04229382A (en) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | Digital image data resolution exchange device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2415059A JPH04229382A (en) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | Digital image data resolution exchange device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04229382A true JPH04229382A (en) | 1992-08-18 |
Family
ID=18523468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2415059A Pending JPH04229382A (en) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | Digital image data resolution exchange device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04229382A (en) |
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-
1990
- 1990-12-27 JP JP2415059A patent/JPH04229382A/en active Pending
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