JPH06292019A - 画像データ圧縮装置と画像符号圧縮装置 - Google Patents

画像データ圧縮装置と画像符号圧縮装置

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JPH06292019A
JPH06292019A JP7654193A JP7654193A JPH06292019A JP H06292019 A JPH06292019 A JP H06292019A JP 7654193 A JP7654193 A JP 7654193A JP 7654193 A JP7654193 A JP 7654193A JP H06292019 A JPH06292019 A JP H06292019A
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image
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Masayoshi Shimizu
雅芳 清水
Takashi Morihara
隆 森原
Tsuguo Noda
嗣男 野田
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、直交変換処理に従って画像データを
圧縮する構成を採る画像データ圧縮装置と、直交変換処
理に従って符号化された画像符号を圧縮する構成を採る
画像符号圧縮装置に関し、ＪＰＥＧのアルゴリズムに準
じつつ、高いデータ圧縮を実現できるようにすることを
目的とする。 【構成】分割されたブロック画像データの示す画像の複
雑度を検出する検出手段１６と、検出された画像複雑度
の高いブロック画像データの持つ高周波数成分の量子化
直交変換係数等を選択することで画像符号の削減を図る
削減手段１７とを備えるように画像データ圧縮装置を構
成し、一方、ブロック画像データの示す画像の複雑度を
検出する検出手段４０と、検出された画像複雑度の高い
ブロック画像データの持つ画像符号を削減する削減手段
４１とを備えるように画像符号圧縮装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直交変換処理に従って
画像データを圧縮する構成を採る画像データ圧縮装置
と、直交変換処理に従って符号化された画像符号を圧縮
する構成を採る画像符号圧縮装置に関し、特に、ＪＰＥ
Ｇのアルゴリズムに準じつつ、高いデータ圧縮を実現で
きるようにする画像データ圧縮装置と画像符号圧縮装置
とに関するものである。
【０００２】直交変換を用いる画像データの圧縮方式と
して、ＪＰＥＧのアルゴリズムが標準化されている。こ
のＪＰＥＧのアルゴリズムは、雑誌インターフェース９
１年１２月号の特集記事「画像データ圧縮の理解と応用
（131 頁〜203 頁）」や、「JPEG,DIS10918-1 DIGITAL
COMPRESSION AND CODING OF CONTINUOUS-TONE STILLIMA
GES PART I REQUIREMENTS AND GUIDELINES 」に記載さ
れているように、画像データをブロックに分割し、この
分割したブロック画像データに対してＤＣＴ変換（Disc
rete Cosine Transform ）を施すことでＤＣＴ係数を算
出し、この算出したＤＣＴ係数を量子化することで量子
化ＤＣＴ係数を算出して、この算出した量子化ＤＣＴ係
数を低周波数から高周波数へと順番に可変長符号化（非
０値の量子化ＤＣＴ係数と、その直前に連続する０値の
量子化ＤＣＴ係数の個数とをまとめたデータを可変長符
号化する）することで、画像データの圧縮を実現する方
式である。
【０００３】このＪＰＥＧの画像データ圧縮方式を実装
し改良を加えるにあたっては、標準の復号アルゴリズム
を用いて復号できる符号データを出力することを保証し
つつ、更に高いデータ圧縮を実現できる構成を構築して
いく必要がある。
【０００４】
【従来の技術】ＪＰＥＧの画像データ圧縮方式では、Ｄ
ＣＴ係数対応に設定される量子化閾値を用いて量子化Ｄ
ＣＴ係数を算出することになる。すなわち、図１１に示
すように、８×８画素ブロックの画素値に対してＤＣＴ
変換を施すことでＤＣＴ係数Ｓ uvを算出すると、量子化
テーブルの管理する量子化閾値Ｑuvを使って“Ｓuv÷Ｑ
uv”を算出して、この算出値に最も近い整数値を量子化
ＤＣＴ係数として算出していくのである。
【０００５】ＪＰＥＧの画像データ圧縮方式では、この
量子化テーブルの管理する量子化閾値を画像データ全体
で共通なものとする構成を採っている。これは、ブロッ
ク画像データ毎に量子化閾値を変えることを許すと、復
元側に量子化閾値を通知する必要がでてくることにその
理由がある。
【０００６】ところで、画像データは部分的に性質が異
なる場合が多い。例えば、林と空とが含まれるような変
化の激しい画像部分と平坦な画像部分とがある画像デー
タでは、変化の激しい画像部分と平坦な画像部分とで符
号化による劣化の目立ち易さが大きく異なっている。す
なわち、変化の激しい画像部分での画素値の変移は画像
の複雑さに埋もれてしまい認識され難いのに対して、平
坦な画像部分での画素値の変移は僅かなものでも認識さ
れることになる。
【０００７】これから、特開平２-105791 号に開示され
る発明では、直交変換により画像データを圧縮するとき
にあって、平坦な画像部分では細かな量子化閾値を使用
して充分な画質を確保し、変化の激しい画像部分では粗
い量子化閾値を使用して過剰な画質になることを防止す
る構成を採っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
２-105791 号に開示される発明に従うと、画像符号の復
号化処理を可能にするために、復号側装置に対して、ど
のブロック画像データでどの量子化閾値を使用したのか
を通知しなければならないことになる。
【０００９】これでは、ＪＰＥＧの規定する復号化装置
で復号できない。すなわち、ＪＰＥＧの規定するアルゴ
リズムに従う復号側装置は、１つの画像データの中でブ
ロック画像データ毎に量子化閾値を切り替えて画像復元
を行うことを可能にする構成を採っていないので、この
発明で符号側装置を実装すると、このＪＰＥＧの復号側
装置を用いることができないという問題点が出てくるこ
とになる。
【００１０】しかも、この発明に従うと、符号側装置
は、ブロック画像データ毎に別々の量子化閾値を切り替
えるという複雑な処理を強いられるという問題点もあ
る。本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであっ
て、ＪＰＥＧのアルゴリズムに準じて直交変換処理に従
って画像データを圧縮するときにあって、高いデータ圧
縮を実現し、かつ、ＪＰＥＧの画像復号アルゴリズムを
用いて復号することが可能な画像符号を出力する新たな
画像データ圧縮装置の提供を目的とするとともに、ＪＰ
ＥＧのアルゴリズムに従う直交変換処理により符号化さ
れた画像符号を圧縮するときにあって、高いデータ圧縮
を実現し、かつ、ＪＰＥＧの画像復号アルゴリズムを用
いて復号することが可能な画像符号を出力する新たな画
像符号圧縮装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】図１に、本発明の画像デ
ータ圧縮装置の原理構成、図２に、本発明の画像符号圧
縮装置の原理構成を図示する。
【００１２】図１中、１は本発明を具備する画像データ
圧縮装置であって、画像データの圧縮処理を実行するも
のである。この画像データ圧縮装置１は、分割手段１０
と、変換手段１１と、変換係数管理域１２と、量子化手
段１３と、量子化変換係数管理域１４と、符号化手段１
５と、検出手段１６と、削減手段１７とを備える。
【００１３】この分割手段１０は、画像データをブロッ
クに分割する。変換手段１１は、分割手段１０の分割す
るブロック画像データに対して直交変換を施すことで、
周波数成分毎の変換係数を算出する。変換係数管理域１
２は、変換手段１１の算出する変換係数を管理する。量
子化手段１３は、画像データ全体に共通の態様で設定さ
れる量子化閾値（図中のＱuv）を用いて、変換手段１１
の算出する変換係数を量子化することで量子化変換係数
を算出する。
【００１４】量子化変換係数管理域１４は、量子化手段
１３の算出する量子化変換係数を管理する。符号化手段
１５は、量子化手段１３の算出する量子化変換係数を可
変長符号化することで画像符号を生成する。検出手段１
６は、分割手段１０の分割するブロック画像データの示
す画像の複雑度を検出する。削減手段１７は、検出手段
１６の検出する画像複雑度の高いブロック画像データの
持つ画像符号の削減を図る。
【００１５】図２中、２はＪＰＥＧのアルゴリズムに従
って画像データを圧縮する構成を採る画像データ圧縮装
置、３は画像データ圧縮装置２の生成する画像符号を格
納する画像符号ファイル、４は本発明を具備する画像符
号圧縮装置であって、画像符号ファイル３の格納する画
像符号の圧縮処理を実行するものである。
【００１６】図２（イ）に原理構成を図示する画像符号
圧縮装置４は、検出手段４０と、削減手段４１とを備
え、図２（ロ）に原理構成を図示する画像符号圧縮装置
４は、検出手段４０と、復元手段４２と、選択手段４３
と、再符号化手段４４とを備え、図２（ハ）に原理構成
を図示する画像符号圧縮装置４は、検出手段４０と、復
元手段４５と、選択手段４６と、再量子化手段４７と、
再符号化手段４８とを備える。
【００１７】この検出手段４０は、ブロック画像データ
の示す画像の複雑度を検出する。削減手段４１は、検出
手段４０の検出する画像複雑度の高いブロック画像デー
タの持つ画像符号を削減する。
【００１８】復元手段４２は、検出手段４０の検出する
画像複雑度の高いブロック画像データについて量子化変
換係数を復元する。選択手段４３は、復元手段４２の復
元する量子化変換係数を選択する。再符号化手段４４
は、選択手段４３の選択する量子化変換係数を可変長符
号化する。
【００１９】復元手段４５は、検出手段４０の検出する
画像複雑度の高いブロック画像データについて変換係数
を画像データ全体に共通の態様で設定される量子化閾値
を用いつつ復元する。選択手段４６は、復元手段４５の
復元する変換係数を選択する。再量子化手段４７は、選
択手段４６の選択する変換係数を画像データ全体に共通
の態様で設定される量子化閾値を用いつつ量子化する。
再符号化手段４８は、再量子化手段４７の算出する量子
化変換係数を可変長符号化する。
【００２０】
【作用】本発明の画像データ圧縮装置１では、検出手段
１６は、変換手段１１により生成されていく変換係数
や、変換係数管理域１２に展開される変換係数を参照し
て、例えば、この変換係数の絶対値が変換係数対応に設
定される閾値以上となるものの個数を計数して、この計
数値が比較基準値よりも大きな値を示すときに、複雑な
画像のブロック画像データであると検出したり、変換係
数の絶対値のｎ乗の和（ｎは有理数）を算出して、この
算出値が比較基準値よりも大きな値を示すときに、複雑
な画像のブロック画像データであると検出していく。こ
こで、このとき、検出手段１６は、この加算処理にあた
って、周波数に応じた重み付けを用いていくことがあ
る。
【００２１】このようにして、検出手段１６が変換係数
を用いて複雑なブロック画像データであることを検出す
ると、削減手段１７は、変換手段１１の算出する変換係
数を選択することで画像符号の削減を実行したり、量子
化手段１３の算出する量子化変換係数を選択することで
画像符号の削減を実行したり、符号化手段１５の生成す
る画像符号を選択することで画像符号の削減を実行した
りする。
【００２２】すなわち、削減手段１７は、例えば、変換
手段１１の実行する直交変換処理を途中で中止させるこ
とにより変換係数を選択したり、変換手段１１の算出す
る変換係数の内の大きな絶対値を示すものを選択して、
非選択の変換係数をゼロ値に設定することで画像符号の
削減を実行する。あるいは、例えば、量子化手段１３の
実行する量子化処理を途中で中止させることにより量子
化変換係数を選択したり、量子化手段１３の算出する量
子化変換係数の内の大きな絶対値を示すものを選択し
て、非選択の量子化変換係数をゼロ値に設定することで
画像符号の削減を実行する。あるいは、例えば、符号化
手段１５の実行する符号化処理を途中で中止させること
により画像符号の削減を実行する。
【００２３】このとき、途中中止の選択方法を採るとき
にあっては、高周波数成分を一律に削減していくのでは
なくて、例えば、高周波数成分でも大きな絶対値のもの
は選択するというように、規定の基準に従って高周波数
成分についても選択していくことがあり、また、大きな
絶対値の選択方法を採るときにあっては、大きな絶対値
を示さなくて直流成分及び規定の低周波数成分について
は常に選択していくことがある。
【００２４】また、検出手段１６は、量子化手段１３に
より生成されていく量子化変換係数や、量子化変換係数
管理域１４に展開される量子化変換係数を参照して、例
えば、この量子化変換係数の絶対値が量子化変換係数対
応に設定される閾値以上となるものの個数を計数して、
この計数値が比較基準値よりも大きな値を示すときに、
複雑な画像のブロック画像データであると検出したり、
量子化変換係数の絶対値のｎ乗の和（ｎは有理数）を算
出して、この算出値が比較基準値よりも大きな値を示す
ときに、複雑な画像のブロック画像データであると検出
していく。ここで、このとき、検出手段１６は、この加
算処理にあたって、周波数に応じた重み付けを用いてい
くことがある。
【００２５】このようにして、検出手段１６が量子化変
換係数を用いて複雑なブロック画像データであることを
検出すると、削減手段１７は、量子化手段１３の算出す
る量子化変換係数を選択することで画像符号の削減を実
行したり、符号化手段１５の生成する画像符号を選択す
ることで画像符号の削減を実行したりする。
【００２６】すなわち、削減手段１７は、例えば、量子
化手段１３の実行する量子化処理を途中で中止させるこ
とにより量子化変換係数を選択したり、量子化手段１３
の算出する量子化変換係数の内の大きな絶対値を示すも
のを選択して、非選択の量子化変換係数をゼロ値に設定
することで画像符号の削減を実行する。あるいは、例え
ば、符号化手段１５の実行する符号化処理を途中で中止
させることにより画像符号の削減を実行する。
【００２７】このとき、途中中止の選択方法を採るとき
にあっては、高周波数成分を一律に削減していくのでは
なくて、例えば、高周波数成分でも大きな絶対値のもの
は選択するというように、規定の基準に従って高周波数
成分についても選択していくことがあり、また、大きな
絶対値の選択方法を採るときにあっては、大きな絶対値
を示さなくても直流成分及び規定の低周波数成分につい
ては常に選択していくことがある。
【００２８】また、検出手段１６は、符号化手段１５の
生成する画像符号の符号長の和が比較基準値よりも大き
な値を示すときに、複雑な画像のブロック画像データで
あると検出する。ここで、このとき、検出手段１６は、
この加算処理にあたって、周波数に応じた重み付けを用
いていくことがある。
【００２９】このようにして、検出手段１６が画像符号
長を用いて複雑なブロック画像データであることを検出
すると、削減手段１７は、符号化手段１５の生成する画
像符号を選択することで画像符号の削減を実行する。
【００３０】すなわち、削減手段１７は、例えば、符号
化手段１５の実行する符号化処理を途中で中止させるこ
とにより画像符号を選択することで画像符号の削減を実
行する。このとき、高周波数成分を一律に削減していく
のではなくて、例えば、削減対象の高周波数成分でも半
分については選択するというように、規定の基準に従っ
て高周波数成分についても選択していくことがある。
【００３１】このように、本発明の画像データ圧縮装置
１に従うと、直交変換処理に従って画像データを圧縮す
るときにあって、画像データ全体で量子化閾値を共通の
ものとしつつ、複雑なブロック画像データについては、
劣化の目立ち難い余剰な符号量である高周波数成分の画
像符号を削減する構成を採るものであることから、ＪＰ
ＥＧのアルゴリズムを用いて復号可能であることを保証
しつつ、かつ、画質劣化を防止しつつ高いデータ圧縮を
実現できるようになる。
【００３２】図２に原理構成を図示する本発明の画像符
号圧縮装置４では、検出手段４０は、画像符号ファイル
３から送られてくる画像符号の符号長の和が比較基準値
よりも大きな値を示すときに、複雑なブロック画像デー
タの画像符号であると検出したり、画像符号から特定で
きる非０値を示す量子化変換係数の個数が比較基準値よ
りも大きな値を示すときに、複雑なブロック画像データ
の画像符号であると検出していく。
【００３３】このようにして、検出手段４０が複雑なブ
ロック画像データの画像符号であることを検出すると、
図２（イ）の画像符号圧縮装置４では、削減手段４１
は、直流成分を起点とする規定符号量以内に含まれる画
像符号を有効なものとして残し、それ以外を削減してい
くことで圧縮対象の画像符号の削減を実行する。このと
き、高周波数成分の画像符号を一律に削減していくので
はなくて、規定の基準に従って高周波数成分の画像符号
についても有効なものとして残していくことがある。
【００３４】また、図２（ロ）の画像符号圧縮装置４で
は、復元手段４２は、検出手段４０の検出する画像複雑
度の高いブロック画像データについて、画像全体に共通
の態様で設定される量子化閾値を用いつつ量子化変換係
数を復元し、この復元を受けて、選択手段４３は、復元
された量子化変換係数の内の大きな絶対値を示すものを
残すとともに、それ以外の量子化変換係数をゼロ値に設
定することで選択し、この選択を受けて、再符号化手段
４４は、選択された量子化変換係数を可変長符号化す
る。ここで、このとき、選択手段４３は、直流成分及び
規定の低周波数成分の量子化変換係数については、大き
な絶対値を示さなくても常に選択していくことがある。
【００３５】また、図２（ハ）の画像符号圧縮装置４で
は、復元手段４５は、検出手段４０の検出する画像複雑
度の高いブロック画像データについて、変換係数を画像
全体に共通の態様で設定される量子化閾値を用いつつ復
元し、この復元を受けて、選択手段４６は、復元された
変換係数の内の大きな絶対値を示すものを残すととも
に、それ以外の変換係数をゼロ値に設定することで選択
し、この選択を受けて、再量子化手段４７は、選択され
た変換係数を画像データに共通の態様で設定される量子
化閾値を用いつつ量子化し、この量子化を受けて、再符
号化手段４８は、選択された量子化変換係数を可変長符
号化する。ここで、このとき、選択手段４６は、直流成
分及び規定の低周波数成分の変換係数については、大き
な絶対値を示さなくても常に選択していくことがある。
【００３６】このように、本発明の画像符号圧縮装置４
に従うと、ＪＰＥＧのアルゴリズムに従って符号化され
た画像符号を圧縮するときにあって、画像データ全体で
量子化閾値を共通のものとしつつ、複雑なブロック画像
データの画像符号については、劣化の目立ち難い余剰な
符号量である高周波数成分の画像符号を削減する構成を
採るものであることから、ＪＰＥＧのアルゴリズムを用
いて復号可能であることを保証しつつ、かつ、画質劣化
を防止しつつ高いデータ圧縮を実現できるようになる。
【００３７】
【実施例】以下、実施例に従って本発明を詳細に説明す
る。図３に、本発明の画像データ圧縮装置１の実行する
処理フローの一実施例を図示する。
【００３８】この画像データ圧縮装置１は、先ず最初
に、ステップ１で、画像データをブロック分割すると、
次に、ステップ２で、先頭ブロックを選択し、続くステ
ップ３で、選択したブロック画像データを直交変換す
る。続いて、ステップ４で、変数ＣＯＵＮＴにゼロをセ
ットし、続くステップ５で、最低周波数の直交変換係数
を選択する。
【００３９】続いて、ステップ６で、選択した直交変換
係数の絶対値が量子化閾値の１／２以上よりも大きいの
か否かを判断して、小さいと判断するときには、ステッ
プ７に進んで、直交変換係数を量子化閾値に従って量子
化することで量子化直交変換係数を算出し、続くステッ
プ８で、この量子化直交変換係数を可変長符号する。続
いて、ステップ９で、次の直交変換係数があるのか否か
を判断して、次の直交変換係数があると判断するときに
は、ステップ１０に進んで、次の直交変換係数を選択し
てからステップ６に戻っていく。
【００４０】一方、ステップ６で、選択した直交変換係
数の絶対値が量子化閾値の１／２以上よりも大きいと判
断するときには、ステップ１１に進んで、変数ＣＯＵＮ
Ｔの変数値を１つカウントアップし、続くステップ１２
で、このカウントアップした変数値が規定の閾値ＴＨよ
りも大きくなったか否かを判断して、大きくないと判断
するときには、ステップ７に進んで、直交変換係数を量
子化閾値に従って量子化していく。
【００４１】このようにして、直交変換係数の量子化を
進めていくときに、ステップ１２で、変数ＣＯＵＮＴの
変数値が閾値ＴＨよりも大きくなったと判断するときに
は、複雑なブロック画像データであると判断して、ステ
ップ１３に進んで、それ以降の直交変換係数の量子化を
実行することなくブロック終了識別子（ＥＯＢ）を出力
し、続くステップ１４で、次のブロックがあるのか否か
を判断して、次のブロックがあると判断するときには、
ステップ１５に進んで、次のブロックを選択してステッ
プ３に戻っていく。
【００４２】一方、ステップ９で、次の直交変換係数が
ないと判断するときにも、ステップ１３に進んで、ブロ
ック終了識別子（ＥＯＢ）を出力してから、続くステッ
プ１４で、次のブロックがあるのか否かを判断して、次
のブロックがあると判断するときには、ステップ１５に
進んで、次のブロックを選択してステップ３に戻ってい
く。
【００４３】そして、ステップ１４で、次のブロックが
ないと判断するときには、ステップ１６に進んで、デー
タ終了識別子（ＥＯＦ）を出力して処理を終了する。こ
のように、この図３の処理フローを実行することで、画
像データ圧縮装置１は、低周波数成分から順番に直交変
換係数を量子化していくときにあって、絶対値が量子化
閾値の１／２以上となる直交変換係数の累積値（非０量
子化直交変換係数の累積値となる）が規定の閾値ＴＨを
超えるブロック画像データについては、複雑なブロック
画像データであると判断して、それ以降の高周波数成分
の直交変換係数の量子化を中止していく構成を採るもの
である。
【００４４】この構成に従い、直交変換処理に従って画
像データを圧縮するときにあって、画像データ全体で量
子化閾値を共通のものとしながら、画質の劣化を防止し
つつ高いデータ圧縮を実現できるようになる。図４に、
この図３の処理フローを実行する画像データ圧縮装置１
の機能構成を図示する。
【００４５】この図３の処理フローでは、複雑なブロッ
ク画像データであると判断した以降の高周波数成分の直
交変換係数の量子化を一律に中止していく構成を開示し
たが、画質の維持を図るために、それ以降の高周波数成
分の直交変換係数であっても、例えば、大きな絶対値を
示す直交変換係数については有効なものとして残し、そ
れ以外の直交変換係数については値を０に設定していく
というような構成や、例えば、半分の直交変換係数につ
いては有効なものとして残し、残りの半分の直交変換係
数については値を０に設定していくというような構成を
採ることも可能である。
【００４６】また、絶対値が量子化閾値の１／２以上と
なる直交変換係数の累積値をもって、複雑なブロック画
像データであるのか否かを判断していく構成を開示した
が、直交変換係数の２乗和や、直交変換係数の絶対値の
和を判定基準するというような構成を採ることも可能で
あり、更に、このとき、高周波数成分に重みを付けて加
算するというような構成を採ることも可能である。
【００４７】図５に、本発明の画像データ圧縮装置１の
実行する他の処理フローの一実施例を図示する。この画
像データ圧縮装置１は、先ず最初に、ステップ１で、画
像データをブロック分割すると、次に、ステップ２で、
先頭ブロックを選択し、続くステップ３で、選択したブ
ロック画像データを直交変換することで直交変換係数を
算出する。続いて、ステップ４で、この直交変換係数を
量子化することで量子化直交変換係数を算出し、続くス
テップ５で、選択したブロック画像データの持つ非０量
子化直交変換係数の個数（ＣＯＵＮＴ）を計数する。
【００４８】続いて、ステップ６で、計数した非０量子
化直交変換係数の個数が規定の閾値ＴＨよりも大きいの
か否かを判断して、小さいと判断するときには、ステッ
プ７に進んで、そのまま全量子化直交変換係数を可変長
符号化する。一方、大きいと判断するときには、複雑な
ブロック画像データであると判断して、ステップ８に進
んで、絶対値の大きい順にＴＨ個の量子化直交変換係数
を選択し、非選択の量子化値変換係数の値を０に設定し
てから、ステップ７に進んで、その選択した量子化直交
変換係数を可変長符号化する。
【００４９】そして、ステップ７に続いて、ステップ９
で、ブロック終了識別子（ＥＯＢ）を出力し、続くステ
ップ１０で、次のブロックがあるのか否かを判断して、
次のブロックがあると判断するときには、ステップ１１
に進んで、次のブロックを選択してからステップ３に戻
り、次のブロックがないと判断するときには、ステップ
１２に進んで、データ終了識別子（ＥＯＦ）を出力して
処理を終了する。
【００５０】このように、この図５の処理フローを実行
することで、画像データ圧縮装置１は、非０値を示す量
子化直交変換係数の個数が規定の閾値ＴＨを超えるブロ
ック画像データについては、複雑なブロック画像データ
であると判断して、絶対値の大きい順に規定個数の量子
化直交変換係数を選択して、それらのみを可変長符号化
していく構成を採るものである。
【００５１】この構成に従い、直交変換処理に従って画
像データを圧縮するときにあって、画像データ全体で量
子化閾値を共通のものとしながら、画質の劣化を防止し
つつ高いデータ圧縮を実現できるようになる。図６に、
この図５の処理フローを実行する画像データ圧縮装置１
の機能構成を図示する。
【００５２】この図５の処理フローでは、複雑なブロッ
ク画像データであると判断するときには、絶対値の大き
な順に直交変換係数を選択していく構成を開示したが、
画質の維持を図るために、絶対値が小さなものであって
も、直流成分及び規定の低周波数成分については常に選
択していくというような構成を採ることも可能である。
【００５３】また、非０量子化直交変換係数の個数でも
って、複雑なブロック画像データであるのか否かを判断
していく構成を開示したが、量子化直交変換係数の２乗
和や、量子化直交変換係数の絶対値の和を判定基準する
というような構成を採ることも可能であり、更に、この
とき、高周波数成分に重みを付けて加算するというよう
な構成を採ることも可能である。
【００５４】そして、図３／図５の処理フローを実行す
る画像データ圧縮装置１では、直交変換係数／量子化変
換係数を選択することで画像符号の削減を図る構成を開
示したが、例えば、生成していく画像符号の符号長の累
積値が規定の閾値よりも大きいときには複雑なブロック
画像データであると判断して、それ以降の画像符号の生
成処理を中止していくことで画像符号の削減を実行して
いくというような画像符号を直接削減していく構成を採
ることも可能であり、更に、このとき、例えば、中止し
た以降の高周波数成分の画像符号の半分は生成し、残り
の半分は生成しないというような構成を採ることも可能
である。
【００５５】そして、図３の処理フローに示した直交変
換係数の選択手順を量子化直交変換係数の選択手順に適
用する構成を採ることも可能であり、一方、図５の処理
フローに示した量子化直交変換係数の選択手順を直交変
換係数の選択手順に適用する構成を採ることも可能であ
る。
【００５６】また、図３／図５の処理フローを実行する
画像データ圧縮装置１では、複雑なブロック画像データ
であると判断するときには、規定量の直交変換係数／量
子化変換係数を選択していくことで画像符号を削減して
いく構成を開示したが、複雑度の判定閾値を複数定め
て、その判定閾値毎に直交変換係数／量子化変換係数の
選択量を変えていく方法を採ることも効果的である。
【００５７】図７に、本発明の画像符号圧縮装置４の実
行する処理フローの一実施例を図示する。この画像符号
圧縮装置４は、先ず最初に、ステップ１で、先頭ブロッ
クの先頭符号を選択し、次に、ステップ２で、変数ＬＥ
ＮＧＴＨにゼロをセットし、続くステップ３で、一符号
を切り出す。続いて、ステップ４で、切り出した一符号
がブロック終了識別子（ＥＯＢ）であるのか否かを判断
して、ブロック終了識別子（ＥＯＢ）でないと判断する
ときには、ステップ５に進んで、その一符号の符号長
（ＬＥＮＧＴＨ ＯＦ ＣＯＤＥ）を算出する。続い
て、ステップ６で、この算出した符号長を変数ＬＥＮＧ
ＴＨの変数値に加算することで変数ＬＥＮＧＴＨの変数
値を更新し、続くステップ７で、変数ＬＥＮＧＴＨの変
数値が規定の閾値ＴＨよりも大きくなったか否かを判断
する。この判断により、大きくなっていないと判断する
ときには、ステップ８に進んで、切り出した一符号をそ
のまま出力し、続くステップ９で、次の符号を選択して
からステップ３に戻っていく。
【００５８】一方、ステップ７で、変数ＬＥＮＧＴＨの
変数値が閾値ＴＨよりも大きくなったと判断するときに
は、複雑なブロック画像データの画像符号であると判断
して、ステップ１０に進んで、それ以降の符号を出力す
ることなくブロック終了識別子（ＥＯＢ）を出力する。
続いて、ステップ１１で、次のブロックがあるのか否か
を判断して、次のブロックがあると判断するときには、
ステップ１２に進んで、次のブロックの先頭符号を選択
してステップ２に戻っていく。また、ステップ４で、切
り出した一符号がブロック終了識別子（ＥＯＢ）である
と判断するときにも、ステップ１０に進んで、ブロック
終了識別子（ＥＯＢ）を出力していく。
【００５９】そして、ステップ１１で、次のブロックが
ないと判断するときには、ステップ１３に進んで、デー
タ終了識別子（ＥＯＦ）を出力して処理を終了する。こ
のように、この図７の処理フローを実行することで、画
像符号圧縮装置４は、ＪＰＥＧのアルゴリズムに従って
符号化された画像符号を読み出して出力していくときに
あって、符号長の累積値が規定の閾値ＴＨを超えるとき
には、複雑なブロック画像データの画像符号であると判
断して、それ以降の画像符号の出力を中止していく構成
を採るものである。
【００６０】この構成に従い、画像符号圧縮装置４は、
ＪＰＥＧのアルゴリズムに従って符号化された画像符号
を画質の劣化を防止しつつ高効率でもってデータ圧縮で
きるようになる。図８に、この図７の処理フローを実行
する画像符号圧縮装置４の機能構成を図示する。
【００６１】この図７の処理フローでは、複雑なブロッ
ク画像データの画像符号であると判断した以降の高周波
数成分の画像符号を一律に非出力とする構成を開示した
が、画質の維持を図るために、それ以降の高周波数成分
の画像符号であっても、例えば、半分の画像符号につい
ては出力し、残りの半分の画像符号については出力して
いかないというような構成を採ることも可能である。
【００６２】また、符号長の累積値をもって、複雑なブ
ロック画像データの画像符号であるのか否かを判断して
いく構成を開示したが、画像符号から直接特定できる非
０値の量子化変換係数の個数を判定基準するというよう
な構成を採ることも可能である。
【００６３】図９に、本発明の画像符号圧縮装置４の実
行する他の処理フローの一実施例を図示する。この画像
符号圧縮装置４は、先ず最初に、ステップ１で、先頭ブ
ロックを選択すると、次に、ステップ２で、画像符号か
ら特定できる非０値を示す量子化直交変換係数の個数
（ＣＯＵＮＴ）を計数し、続くステップ３で、計数した
非０量子化直交変換係数の個数が規定の閾値ＴＨよりも
大きいのか否かを判断する。
【００６４】このステップ３の判断により、小さいと判
断するときには、ステップ４に進んで、符号データをそ
のまま出力し、続くステップ５で、次のブロックがある
のか否かを判断して、次のブロックがあると判断すると
きには、ステップ６に進んで、次のブロックを選択して
からステップ２に戻り、次のブロックがないと判断する
ときには、ステップ７に進んで、データ終了識別子（Ｅ
ＯＦ）を出力して処理を終了する。
【００６５】一方、ステップ３で、計数した非０量子化
直交変換係数の個数が規定の閾値ＴＨよりも大きいと判
断するときには、複雑なブロック画像データの画像符号
であると判断して、ステップ８に進んで、可変長符号化
の逆変換を実行することで量子化直交変換係数を復号す
る。続いて、ステップ９で、絶対値の小さい順にＴＨ個
を超えた数だけ量子化直交変換係数を選択してその値を
０に設定し、続くステップ１０で再び可変長符号化して
から、続くステップ１１で、ブロック終了識別子（ＥＯ
Ｂ）を出力してステップ５に進んでいく。
【００６６】このように、この図９の処理フローを実行
することで、画像符号圧縮装置４は、ＪＰＥＧのアルゴ
リズムに従って符号化された画像符号を読み出して出力
していくときにあって、非０量子化直交変換係数の個数
が規定の閾値ＴＨを超えるときには、複雑なブロック画
像データの画像符号であると判断し、量子化直交変換係
数を復号して、その内の絶対値の大きい順に規定個数を
選択して、それらのみを可変長符号化していく構成を採
るものである。
【００６７】この構成に従い、画像符号圧縮装置４は、
ＪＰＥＧのアルゴリズムに従って符号化された画像符号
を画質の劣化を防止しつつ高効率でもってデータ圧縮で
きるようになる。図１０に、この図９の処理フローを実
行する画像符号圧縮装置４の機能構成を図示する。
【００６８】この図９の処理フローでは、複雑なブロッ
ク画像データの画像符号であると判断するときには、絶
対値の大きな順に復号した直交変換係数を選択していく
構成を開示したが、画質の維持を図るために、絶対値が
小さなものであっても、直流成分及び規定の低周波数成
分については常に選択していくというような構成を採る
ことも可能である。
【００６９】また、非０量子化直交変換係数の個数でも
って、複雑なブロック画像データの画像符号であるのか
否かを判断していく構成を開示したが、符号長の累積値
でもって、複雑なブロック画像データの画像符号である
のか否かを判断していく構成を採ることも可能である。
【００７０】そして、図９の処理フローを実行する画像
符号圧縮装置４では、量子化直交変換係数を復号して、
それを選択することで画像符号の削減を図る構成を開示
したが、更に、直交変換係数まで復号していって、それ
を選択することで画像符号の削減を図る構成を採ること
も可能である。
【００７１】また、図７／図９の処理フローを実行する
画像符号圧縮装置４では、複雑なブロック画像データの
画像符号であると判断するときには、規定量の画像符号
を削減していく構成を開示したが、複雑度の判定閾値を
複数定めて、その判定閾値毎に画像符号の削減量を変え
ていく方法を採ることも効果的である。
【００７２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像デー
タ圧縮装置に従うと、直交変換処理に従って画像データ
を圧縮するときにあって、画像データ全体で量子化閾値
を共通のものとしつつ、複雑なブロック画像データにつ
いては、劣化の目立ち難い余剰な符号量である高周波数
成分の画像符号を削減する構成を採るものであることか
ら、出力される画像符号はＪＰＥＧのアルゴリズムによ
って復号可能であり、かつ、画質劣化を防止しつつ高い
データ圧縮を実現できるようになる。
【００７３】そして、本発明の画像符号圧縮装置に従う
と、ＪＰＥＧのアルゴリズムに従って符号化された画像
符号を圧縮するときにあって、画像データ全体で量子化
閾値を共通のものとしつつ、複雑なブロック画像データ
については、劣化の目立ち難い余剰な符号量である高周
波数成分の画像符号を削減する構成を採るものであるこ
とから、出力される画像符号はＪＰＥＧのアルゴリズム
によって復号可能であり、かつ、画質劣化を防止しつつ
高いデータ圧縮を実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像データ圧縮装置の原理構成図であ
る。
【図２】本発明の画像符号圧縮装置の原理構成図であ
る。
【図３】画像データ圧縮装置の実行する処理フローの一
実施例である。
【図４】画像データ圧縮装置の機能構成の一実施例であ
る。
【図５】画像データ圧縮装置の実行する処理フローの一
実施例である。
【図６】画像データ圧縮装置の機能構成の一実施例であ
る。
【図７】画像符号圧縮装置の実行する処理フローの一実
施例である。
【図８】画像符号圧縮装置の機能構成の一実施例であ
る。
【図９】画像符号圧縮装置の実行する処理フローの一実
施例である。
【図１０】画像符号圧縮装置の機能構成の一実施例であ
る。
【図１１】量子化ＤＣＴ係数の導出処理の説明図であ
る。
【符号の説明】
１ 画像データ圧縮装置 １０ 分割手段 １１ 変換手段 １２ 変換係数管理域 １３ 量子化手段 １４ 量子化変換係数管理域 １５ 符号化手段 １６ 検出手段 １７ 削減手段 ４０ 検出手段 ４１ 削減手段 ４２ 復元手段 ４３ 選択手段 ４４ 再符号化手段 ４５ 復元手段 ４６ 選択手段 ４７ 再量子化手段 ４８ 再符号化手段

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 画像データをブロックに分割する分割手
    段(10)と、該分割手段(10)の分割するブロック画像デー
    タに対して直交変換を施すことで周波数成分毎の変換係
    数を算出する変換手段(11)と、画像データ全体に共通の
    態様で設定される量子化閾値を用いて該変換手段(11)の
    算出する変換係数を量子化することで量子化変換係数を
    算出する量子化手段(13)と、該量子化手段(13)の算出す
    る量子化変換係数を可変長符号化することで画像符号を
    生成する符号化手段(15)とを備える画像データ圧縮装置
    において、 上記分割手段(10)の分割するブロック画像データの示す
    画像の複雑度を検出する検出手段(16)と、 上記検出手段(16)の検出する画像複雑度の高いブロック
    画像データの持つ画像符号の削減を図る削減手段(17)と
    を備えることを、 特徴とする画像データ圧縮装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の画像データ圧縮装置にお
    いて、 削減手段(17)は、変換手段(11)の算出する変換係数を選
    択することで画像符号の削減を図るよう構成されること
    を、 特徴とする画像データ圧縮装置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の画像データ圧縮装置にお
    いて、 削減手段(17)は、変換手段(11)の実行する直交変換処理
    を途中で中止させることにより変換係数を選択していく
    ことで、画像符号を削減していくよう処理することを、 特徴とする画像データ圧縮装置。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の画像データ圧縮装置にお
    いて、 削減手段(17)は、高周波数成分の変換係数を一律に削減
    していくことで変換係数を選択するのではなくて、規定
    の基準に従って高周波数成分の変換係数についても選択
    していくよう処理することを、 特徴とする画像データ圧縮装置。
  5. 【請求項５】 請求項２記載の画像データ圧縮装置にお
    いて、 削減手段(17)は、変換手段(11)の算出する変換係数の内
    の大きな絶対値を示すものを選択していくことで、画像
    符号を削減していくよう処理することを、 特徴とする画像データ圧縮装置。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の画像データ圧縮装置にお
    いて、 削減手段(17)は、直流成分及び規定の低周波数成分の変
    換係数については常に選択していくよう処理すること
    を、 特徴とする画像データ圧縮装置。
  7. 【請求項７】 請求項１記載の画像データ圧縮装置にお
    いて、 削減手段(17)は、量子化手段(13)の算出する量子化変換
    係数を選択することで画像符号の削減を図るよう構成さ
    れることを、 特徴とする画像データ圧縮装置。
  8. 【請求項８】 請求項７記載の画像データ圧縮装置にお
    いて、 削減手段(17)は、量子化手段(13)の実行する量子化処理
    を途中で中止させることにより量子化変換係数を選択し
    ていくことで、画像符号を削減していくよう処理するこ
    とを、 特徴とする画像データ圧縮装置。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の画像データ圧縮装置にお
    いて、 削減手段(17)は、高周波数成分の量子化変換係数を一律
    に削減していくことで量子化変換係数を選択するのでは
    なくて、規定の基準に従って高周波数成分の量子化変換
    係数についても選択していくよう処理することを、 特徴とする画像データ圧縮装置。
  10. 【請求項１０】 請求項７記載の画像データ圧縮装置に
    おいて、 削減手段(17)は、量子化手段(13)の算出する量子化変換
    係数の内の大きな絶対値を示すものを選択していくこと
    で、画像符号を削減していくよう処理することを、 特徴とする画像データ圧縮装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１０記載の画像データ圧縮装置
    において、 削減手段(17)は、直流成分及び規定の低周波数成分の量
    子化変換係数については常に選択していくよう処理する
    ことを、 特徴とする画像データ圧縮装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１記載の画像データ圧縮装置に
    おいて、 削減手段(17)は、符号化手段(15)の生成する画像符号を
    選択することで画像符号の削減を図るよう構成されるこ
    とを、 特徴とする画像データ圧縮装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１２記載の画像データ圧縮装置
    において、 削減手段(17)は、符号化手段(15)の実行する符号化処理
    を途中で中止させることにより画像符号を選択していく
    ことで、画像符号を削減していくよう処理することを、 特徴とする画像データ圧縮装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１３記載の画像データ圧縮装置
    において、 削減手段(17)は、高周波数成分の画像符号を一律に削減
    していくのではなくて、規定の基準に従って高周波数成
    分の画像符号についても選択していくよう処理すること
    を、 特徴とする画像データ圧縮装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１ないし１４記載の画像データ
    圧縮装置において、 検出手段(16)は、変換係数の絶対値が変換係数対応に設
    定される閾値以上となるものの個数を計数して、この計
    数値が比較基準値よりも大きな値を示すときに、複雑な
    画像であると検出していくよう処理することを、 特徴とする画像データ圧縮装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１ないし１４記載の画像データ
    圧縮装置において、 検出手段(16)は、変換係数の絶対値のｎ乗の和（ｎは有
    理数）を算出して、この算出値が比較基準値よりも大き
    な値を示すときに、複雑な画像であると検出していくよ
    う処理することを、 特徴とする画像データ圧縮装置。
  17. 【請求項１７】 請求項１、７、８、９、１０、１１、
    １２、１３又は１４記載の画像データ圧縮装置におい
    て、 検出手段(16)は、量子化変換係数の絶対値が量子化変換
    係数対応に設定される閾値以上となるものの個数を計数
    して、この計数値が比較基準値よりも大きな値を示すと
    きに、複雑な画像であると検出していくよう処理するこ
    とを、 特徴とする画像データ圧縮装置。
  18. 【請求項１８】 請求項１、７、８、９、１０、１１、
    １２、１３又は１４記載の画像データ圧縮装置におい
    て、 検出手段(16)は、量子化変換係数の絶対値のｎ乗の和
    （ｎは有理数）を算出して、この算出値が比較基準値よ
    りも大きな値を示すときに、複雑な画像であると検出し
    ていくよう処理することを、 特徴とする画像データ圧縮装置。
  19. 【請求項１９】 請求項１、１２、１３又は１４記載の
    画像データ圧縮装置において、 検出手段(16)は、画像符号の符号長の和が比較基準値よ
    りも大きな値を示すときに、複雑な画像であると検出し
    ていくよう処理することを、 特徴とする画像データ圧縮装置。
  20. 【請求項２０】 請求項１５ないし１９記載の画像デー
    タ圧縮装置において、 検出手段(16)は、加算処理にあたって、周波数に応じた
    重み付けを用いるよう処理することを、 特徴とする画像データ圧縮装置。
  21. 【請求項２１】 画像データをブロックに分割する分割
    手段と、該分割手段の分割するブロック画像データに対
    して直交変換を施すことで周波数成分毎の変換係数を算
    出する変換手段と、画像データ全体に共通の態様で設定
    される量子化閾値を用いて該変換手段の算出する変換係
    数を量子化することで量子化変換係数を算出する量子化
    手段と、該量子化手段の算出する量子化変換係数を可変
    長符号化することで画像符号を生成する符号化手段とか
    ら構成される画像データ圧縮装置の生成する画像符号を
    圧縮する画像符号圧縮装置であって、 ブロック画像データの示す画像の複雑度を検出する検出
    手段(40)と、 上記検出手段(40)の検出する画像複雑度の高いブロック
    画像データの持つ画像符号を削減する削減手段(41)とを
    備えることを、 特徴とする画像符号圧縮装置。
  22. 【請求項２２】 請求項２１記載の画像符号圧縮装置に
    おいて、 削減手段(41)は、直流成分を起点とする規定符号量以内
    に含まれる画像符号を有効なものとして残していくよう
    処理することを、 特徴とする画像符号圧縮装置。
  23. 【請求項２３】 請求項２２記載の画像符号圧縮装置に
    おいて、 削減手段(41)は、高周波数成分の画像符号を一律に削減
    していくのではなくて、規定の基準に従って高周波数成
    分の画像符号についても有効なものとして残していくよ
    う処理することを、 特徴とする画像符号圧縮装置。
  24. 【請求項２４】 画像データをブロックに分割する分割
    手段と、該分割手段の分割するブロック画像データに対
    して直交変換を施すことで周波数成分毎の変換係数を算
    出する変換手段と、画像データ全体に共通の態様で設定
    される量子化閾値を用いて該変換手段の算出する変換係
    数を量子化することで量子化変換係数を算出する量子化
    手段と、該量子化手段の算出する量子化変換係数を可変
    長符号化することで画像符号を生成する符号化手段とか
    ら構成される画像データ圧縮装置の生成する画像符号を
    圧縮する画像符号圧縮装置であって、 ブロック画像データの示す画像の複雑度を検出する検出
    手段(40)と、 上記検出手段(40)の検出する画像複雑度の高いブロック
    画像データについて量子化変換係数を復元する復元手段
    (42)と、 上記復元手段(42)の復元する量子化変換係数を選択する
    選択手段(43)と、 上記選択手段(43)の選択する量子化変換係数を可変長符
    号化する再符号化手段(44)とを備えることを、 特徴とする画像符号圧縮装置。
  25. 【請求項２５】 請求項２４記載の画像符号圧縮装置に
    おいて、 選択手段(43)は、復元手段(42)の復元する量子化変換係
    数の内の大きな絶対値を示すものを選択していくよう処
    理することを、 特徴とする画像符号圧縮装置。
  26. 【請求項２６】 請求項２５記載の画像符号圧縮装置に
    おいて、 選択手段(43)は、直流成分及び規定の低周波数成分の量
    子化変換係数については常に選択していくよう処理する
    ことを、 特徴とする画像符号圧縮装置。
  27. 【請求項２７】 画像データをブロックに分割する分割
    手段と、該分割手段の分割するブロック画像データに対
    して直交変換を施すことで周波数成分毎の変換係数を算
    出する変換手段と、画像データ全体に共通の態様で設定
    される量子化閾値を用いて該変換手段の算出する変換係
    数を量子化することで量子化変換係数を算出する量子化
    手段と、該量子化手段の算出する量子化変換係数を可変
    長符号化することで画像符号を生成する符号化手段とか
    ら構成される画像データ圧縮装置の生成する画像符号を
    圧縮する画像符号圧縮装置であって、 ブロック画像データの示す画像の複雑度を検出する検出
    手段(40)と、 上記検出手段(40)の検出する画像複雑度の高いブロック
    画像データについて、 変換係数を画像データ全体に共通の態様で設定される量
    子化閾値を用いつつ復元する復元手段(45)と、 上記復元手段(45)の復元する変換係数を選択する選択手
    段(46)と、 上記選択手段(46)の選択する変換係数を画像データ全体
    に共通の態様で設定される量子化閾値を用いつつ量子化
    する再量子化手段(47)と、 上記再量子化手段(47)の算出する量子化変換係数を可変
    長符号化する再符号化手段(48)とを備えることを、 特徴とする画像符号圧縮装置。
  28. 【請求項２８】 請求項２７記載の画像符号圧縮装置に
    おいて、 選択手段(46)は、復元手段(45)の復元する変換係数の内
    の大きな絶対値を示すものを選択していくよう処理する
    ことを、 特徴とする画像符号圧縮装置。
  29. 【請求項２９】 請求項２８記載の画像符号圧縮装置に
    おいて、 選択手段(46)は、直流成分及び規定の低周波数成分の変
    換係数については常に選択していくよう処理すること
    を、 特徴とする画像符号圧縮装置。
  30. 【請求項３０】 請求項２１ないし２９記載の画像符号
    圧縮装置において、 検出手段(40)は、画像符号の符号長の和が比較基準値よ
    りも大きな値を示すときに、複雑な画像であると検出し
    ていくよう処理することを、 特徴とする画像符号圧縮装置。
  31. 【請求項３１】 請求項２１ないし２９記載の画像符号
    圧縮装置において、 検出手段(40)は、画像符号から特定できる非ゼロ値を示
    す量子化変換係数の個数が比較基準値よりも大きな値を
    示すときに、複雑な画像であると検出していくよう処理
    することを、 特徴とする画像符号圧縮装置。
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