JPH10145783A - Image compression / expansion method and apparatus - Google Patents
Image compression / expansion method and apparatusInfo
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- JPH10145783A JPH10145783A JP30864896A JP30864896A JPH10145783A JP H10145783 A JPH10145783 A JP H10145783A JP 30864896 A JP30864896 A JP 30864896A JP 30864896 A JP30864896 A JP 30864896A JP H10145783 A JPH10145783 A JP H10145783A
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 再生側の性能に応じて再生可能なように画像
を階層化することによりディジタル画像の圧縮伸張を行
う画像圧縮伸張方法および装置を提供する。
【解決手段】 入力画像は解像度変換分析部11で複数
の成分に変換され、量子化された後、階層的符号化部1
3で品質別に階層化される。階層化されたデータは伝送
ケーブル30により伝送され、階層的復号化部21で復
号される。復号されたデータは係数再生された後、解像
度変換合成部23で各成分を合成することにより画像が
復元される。
(57) [Problem] To provide an image compression / expansion method and apparatus for compressing / expanding a digital image by hierarchizing the image so that the image can be reproduced according to the performance on the reproduction side. SOLUTION: An input image is converted into a plurality of components by a resolution conversion analysis unit 11 and quantized, and then the hierarchical encoding unit 1
In step 3, it is classified by quality. The hierarchized data is transmitted by the transmission cable 30 and decoded by the hierarchal decoding unit 21. After the decoded data is subjected to coefficient reproduction, the resolution conversion / combination unit 23 combines the components to restore the image.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、ディジタル画像
を圧縮、伸張する方法および装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for compressing and expanding digital images.
【0002】[0002]
【従来の技術】ディジタル画像は伝送、蓄積時に画質の
劣化がなく、また、加工も容易であるため、現在では、
医学、放送、印刷を始めとする多くの分野で利用されて
いる。しかしながら、ディジタル画像はデータ量が多い
ため、伝送に時間がかかったり、蓄積しておく場合に
も、大容量の記憶手段が必要である、等の問題があっ
た。そのため、今日では、さまざまな画像圧縮技術が開
発されており、短時間での画像の加工、伝送が行えると
ともに、わずかな容量の記憶手段に保存しておくことが
可能となった。2. Description of the Related Art Digital images do not suffer from image quality deterioration during transmission and storage and are easy to process.
It is used in many fields, including medicine, broadcasting, and printing. However, the digital image has a large amount of data, and thus has a problem that a large amount of storage means is required even when transmission takes a long time or is stored. For this reason, various image compression techniques have been developed today, and it has become possible to process and transmit an image in a short time and to store the image in a storage device having a small capacity.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】現在、静止画像が多用
される分野では再生品質の高い画像圧縮方式が求められ
ていると共に、データベースに蓄積された画像の検索性
や再利用性の高さが求められている。しかし、従来は、
圧縮率の高い圧縮方式では、検索性が良いが、再利用性
が悪く、圧縮率の低い圧縮方式では、再利用性が良い
が、検索性が悪いという問題があった。本発明は、上記
のような問題を解決するため、再生側の性能に応じて再
生可能なように、画像を階層化して、圧縮、伸張する方
法および装置を提供することを目的とする。At present, in a field where still images are frequently used, an image compression method having a high reproduction quality is required, and the searchability and reusability of the images stored in the database are high. It has been demanded. However, conventionally,
A compression method with a high compression rate has good searchability but poor reusability. A compression method with a low compression rate has good reusability but poor searchability. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method and apparatus for layering, compressing and decompressing images so that the images can be reproduced according to the performance of the reproduction side, in order to solve the above-mentioned problems.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】上記の課題は、画像の解
像度を段階的に変換して異なる画素数の成分を得た後、
解像度変換されたそれぞれの画像成分に対して階層的に
符号化を行って画像を圧縮し、圧縮されたデータに対し
て階層的に復号化を行った後、復号化された解像度の異
なる画像成分を合成して画像を伸張することにより、解
決される。The object of the present invention is to convert the resolution of an image stepwise to obtain components having different numbers of pixels.
After the resolution-converted image components are hierarchically encoded to compress the image, and the compressed data is hierarchically decoded, the decoded image components having different resolutions are decoded. This is solved by synthesizing and expanding the image.
【0005】[0005]
【発明の実施の形態】以下、本発明について説明する。
図1は本発明による画像圧縮伸張装置の一実施形態のブ
ロック図である。図1に示す画像圧縮伸張装置は画像圧
縮装置10と画像伸張装置20により構成されている。
より詳細には、画像圧縮装置10は解像度変換分析部1
1、量子化シンボル生成部12、階層的符号化部13に
より構成され、画像伸張装置20は階層的復号化部2
1、量子化係数再生部22、解像度変換合成部23によ
り構成される。さらに、画像圧縮装置10の階層的符号
化部12と画像伸張装置20の階層的復号化部21はデ
ジタルデータを伝送する伝送ケーブル30によって接続
されている。原画像は解像度変換分析部11で変換され
た後、階層的符号化部13で符号化され、伝送ケーブル
30を介して伝送される。伝送されたデータは階層的復
号化部21で復号化された後、解像度変換合成部23で
解像度変換され、再生画像が得られる。図1では、画像
圧縮装置10と画像伸張装置20は伝送ケーブル30に
より接続されているが、画像圧縮装置10と画像伸張装
置20は接続されていなくても良い。接続されていない
場合は、画像圧縮装置10で圧縮した画像データを記憶
装置に蓄積しておき、伸張時に画像伸張装置20で読み
込むようにすればよい。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below.
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an image compression / decompression device according to the present invention. The image compression / decompression device shown in FIG. 1 includes an image compression device 10 and an image decompression device 20.
More specifically, the image compression device 10 includes the resolution conversion analysis unit 1
1, a quantization symbol generation unit 12 and a hierarchical encoding unit 13, and the image decompression device 20 includes a hierarchical decoding unit 2
1, a quantization coefficient reproduction unit 22 and a resolution conversion synthesis unit 23. Further, the hierarchical encoding unit 12 of the image compression device 10 and the hierarchical decoding unit 21 of the image decompression device 20 are connected by a transmission cable 30 for transmitting digital data. The original image is converted by the resolution conversion analysis unit 11, encoded by the hierarchical encoding unit 13, and transmitted via the transmission cable 30. After the transmitted data is decoded by the hierarchical decoding unit 21, the resolution is converted by the resolution conversion / combination unit 23, and a reproduced image is obtained. In FIG. 1, the image compression device 10 and the image expansion device 20 are connected by the transmission cable 30, but the image compression device 10 and the image expansion device 20 may not be connected. When not connected, the image data compressed by the image compression device 10 may be stored in a storage device, and may be read by the image expansion device 20 at the time of expansion.
【0006】図2は解像度変換分析部11の詳細を示す
ブロック図である。図2に示すように、解像度変換分析
部11はハイパスフィルタ、ローパスフィルタをそれぞ
れ4つ、間引き部を8つ備えた構成となっている。ハイ
パスフィルタは設定された周波数以上の成分だけを、ロ
ーパスフィルタは設定された周波数以下の成分だけを通
過させるようになっており、間引き部は縦、横それぞれ
1/2に間引く機能を有している。FIG. 2 is a block diagram showing details of the resolution conversion analysis unit 11. As shown in FIG. 2, the resolution conversion analysis unit 11 has a configuration including four high-pass filters and four low-pass filters, and eight thinning units. The high-pass filter passes only the components above the set frequency, and the low-pass filter passes only the components below the set frequency. The thinning unit has the function of thinning out both vertically and horizontally by half. I have.
【0007】図3は階層的符号化部13の詳細を示すブ
ロック図である。図3に示すように、階層的符号化部1
3は4つのラン長符号化部を備えた構成となっている。
ラン長符号化とは、ある値がいくつか連続して現れるこ
とが多い場合に有効な符号化方式である。本装置のラン
長符号化部は特に0(零)についてのみラン長符号化を
行う。各ラン長符号化部には閾値Tが設定されており、
入力された数列に対してT未満の値を0とみなす機能を
有し、さらに、これにより符号0からT−1までは零ラ
ン長符号として用いることが可能になるので、ラン長K
をK−1と符号化する機能を有する。また、ラン長がT
より大きいときは複数に分割する。FIG. 3 is a block diagram showing details of the hierarchical encoding unit 13. As shown in FIG. 3, the hierarchical encoding unit 1
Reference numeral 3 denotes a configuration including four run length encoding units.
Run length coding is an effective coding method when a certain value often appears continuously. The run length encoding unit of the present apparatus performs the run length encoding especially only for 0 (zero). A threshold T is set for each run length encoding unit,
It has a function to regard a value less than T as 0 for the input sequence, and furthermore, this makes it possible to use the code 0 to T-1 as a zero run length code.
To K-1. The run length is T
If it is larger, it is divided into multiple parts.
【0008】図4は階層的復合化部21の詳細を示すブ
ロック図である。図4に示すように、階層的復号化部2
1は4つのラン長復号化部を備えた構成となっている。
ラン長復号化とは、ラン長符号化されたデータを元に戻
すことである。FIG. 4 is a block diagram showing details of the hierarchical decoding unit 21. As shown in FIG. 4, the hierarchical decoding unit 2
Reference numeral 1 denotes a configuration including four run length decoding units.
Run length decoding is to restore run length encoded data.
【0009】図5は解像度変換合成部23の詳細を示す
ブロック図である。図5に示すように、解像度変換合成
部23は画素復元部を8つ、周波数成分合成部を4つ備
えた構成となっている。画素復元部は縦、横方向に0値
の画素を挿入することにより、画素数を縦、横方向それ
ぞれ2倍、つまり、全体として4倍にする。すなわち、
解像度変換分析部11の間引き部の逆の機能を有してい
る。さらに,画素復元部はロウパスフィルタまたはハイ
パスフィルタを備えており、画素数を2倍にされた成分
に対して処理を行う。図5中、画素復元部230、23
3、236、239はロウパスフィルタを有しており、
画素復元部231、234、237、240はハイパス
フィルタを有している。周波数成分合成部は高周波成分
と低周波成分の合成を行う機能を有しており、ロウパス
フィルタとハイパスフィルタの出力を加算する。FIG. 5 is a block diagram showing details of the resolution conversion / combination unit 23. As shown in FIG. 5, the resolution conversion / combination unit 23 has a configuration including eight pixel restoration units and four frequency component combination units. The pixel restoration unit inserts zero-valued pixels in the vertical and horizontal directions to double the number of pixels in both the vertical and horizontal directions, ie, quadruple the number of pixels as a whole. That is,
It has a function opposite to that of the thinning unit of the resolution conversion analysis unit 11. Further, the pixel restoration unit includes a low-pass filter or a high-pass filter, and performs processing on a component whose number of pixels is doubled. In FIG. 5, pixel restoration units 230 and 23 are shown.
3, 236 and 239 have low-pass filters,
Each of the pixel restoration units 231, 234, 237, and 240 has a high-pass filter. The frequency component synthesizing section has a function of synthesizing the high frequency component and the low frequency component, and adds the outputs of the low pass filter and the high pass filter.
【0010】図6に本装置のハードウェア構成を示す。
画像圧縮装置10、画像伸張装置20ともにハードウェ
ア構成は同一であり、データバス・アドレスバス41を
介して信号処理装置(DSP:digital signal processor)
42と I/Oバッファメモリ43、演算バッファメモリ4
4、プログラムメモリ45、入力ポート46、出力ポー
ト47が接続されている。画像圧縮装置10と画像伸張
装置20の違いはプログラムメモリに蓄えたソフトウェ
アが異なるだけである。FIG. 6 shows a hardware configuration of the present apparatus.
The image compression device 10 and the image decompression device 20 have the same hardware configuration, and a signal processing device (DSP: digital signal processor) via a data bus / address bus 41.
42, I / O buffer memory 43, operation buffer memory 4
4, a program memory 45, an input port 46, and an output port 47 are connected. The difference between the image compression device 10 and the image decompression device 20 is only the software stored in the program memory.
【0011】次に、画像圧縮装置10の処理概要を図7
のフローチャートを用いて説明する。画像圧縮装置10
では、入力ポート46より入力した画像データを一旦 I
/Oバッファメモリ43に格納する。(S1)Next, the processing outline of the image compression apparatus 10 is shown in FIG.
This will be described with reference to the flowchart of FIG. Image compression device 10
Then, the image data input from the input port 46 is temporarily
It is stored in the / O buffer memory 43. (S1)
【0012】この後、入力した画像データの色空間変換
を行う。入力画像はRGB表色系などで表されている
が、視感度が輝度には敏感で色差には鈍感であること
や、RGB値はそれぞれ相関が高いことから効率的な画
像圧縮のためにYUV表色系に変換する。Y、U、Vは
それぞれ輝度成分、青色成分、赤色成分を表している。
RGB表色系からYUV表色系への変換は特定の変換式
で行われるが、これは公知の技術であるのでここでは詳
細には説明しない。なお、YUVに限らず、La*b*、Lu*
v* 、HSVなどの表色系を用いてもRGB表色系に比
べて効率的な画像圧縮が可能である。この色空間変換
は、カラー画像でない場合は必要ない。(S2)Thereafter, color space conversion of the input image data is performed. The input image is represented by an RGB color system or the like. However, since the visibility is sensitive to luminance and insensitive to color difference, and since the RGB values are highly correlated, YUV is used for efficient image compression. Convert to color system. Y, U, and V represent a luminance component, a blue component, and a red component, respectively.
The conversion from the RGB color system to the YUV color system is performed by a specific conversion formula, which is a known technique and will not be described in detail here. Not only YUV but also La * b *, Lu *
Even if a color system such as v * or HSV is used, image compression can be performed more efficiently than the RGB color system. This color space conversion is not required for non-color images. (S2)
【0013】次に、解像度変換分析部11において、画
像の多重解像度変換を行い、画素数を減少させる。画像
の解像度変換には、単純な間引きのみでは信号の折り返
し雑音が混入するため空間フィルタリング処理が必要で
ある。空間フィルタリング処理は図2に示す解像度変換
分析部11の分析用のハイパスフィルタ、ロウパスフィ
ルタにより行う。色空間変換された入力画像G1は、ハ
イパスフィルタ110、ロウパスフィルタ111に入力
される。そのうち一方は、ハイパスフィルタ110で高
域成分を抽出された後、間引き部112で処理されて成
分Aとして出力される。もう一方は、ロウパスフィルタ
111で低域成分を抽出された後、間引き部113で処
理されて成分A’として出力される。成分A’はさらに
ハイパスフィルタ114、ロウパスフィルタ115に入
力される。このようにして処理が行われ、間引き部11
2からは成分A、間引き部116からは成分B、間引き
部117からは成分C、間引き部118からは成分D、
間引き部119からは成分Eが出力される。間引き部で
は縦、横それぞれ1/2に間引くので、全体の画素数は
1/4になる。すなわち、解像度変換分析部11から出
力される5つの成分のうち、成分D、Eは入力画像G1
の1/256の画素数となる。この解像度変換分析部1
1による解像度変換は一般には、ウェーブレット変換と
呼ばれ、公知である。(S3)Next, the resolution conversion analysis unit 11 performs multi-resolution conversion of the image to reduce the number of pixels. For resolution conversion of an image, spatial filtering is necessary because the aliasing noise of the signal is mixed in only by simple thinning. The spatial filtering process is performed by a high-pass filter and a low-pass filter for analysis of the resolution conversion analyzer 11 shown in FIG. The input image G1 subjected to the color space conversion is input to the high-pass filter 110 and the low-pass filter 111. One of the high-frequency components is extracted by the high-pass filter 110 and then processed by the thinning unit 112 to be output as the component A. The other component is extracted by the low-pass filter 111 and then processed by the thinning unit 113 to be output as the component A ′. The component A ′ is further input to the high-pass filter 114 and the low-pass filter 115. The processing is performed in this manner, and the thinning unit 11
2, component A from the thinning unit 116, component C from the thinning unit 117, component D from the thinning unit 118,
The component E is output from the thinning unit 119. In the thinning-out section, since both the vertical and horizontal sides are thinned out to 1 /, the total number of pixels is 1 /. That is, among the five components output from the resolution conversion analysis unit 11, the components D and E are input image G1.
Becomes 1/256 of the number of pixels. This resolution conversion analysis unit 1
The resolution conversion by 1 is generally called a wavelet transform and is well known. (S3)
【0014】次に、量子化シンボル生成部12が成分A
〜Eの画素値の量子化を行う。量子化とは浮動小数点あ
るいは固定小数点表示の実数を整数に丸める操作であ
る。解像度変換分析部11による解像度変換により元来
整数で表されていた画素のデータが実数になる。実数の
表現には整数に比べたくさんのメモリを必要とするため
整数に丸める。量子化には、その画素成分の特徴により
2通りある。成分A〜Dは高域係数であり、分布が0近
傍に偏るため小振幅部分を細かく、大振幅部分を粗く量
子化する非線形量子化を行う。これにより線形量子化よ
りも量子化誤差を少なく押さえることができる。ここで
は振幅7bit符号1bitの計8bitの符号付き整
数に丸める。成分Eは直流を含む低域係数であるため、
線形量子化を行う。ここでは8bitの符号なし整数に
丸める。(S4)Next, the quantization symbol generation unit 12
EE are quantized. Quantization is the operation of rounding a floating-point or fixed-point real number to an integer. The pixel data originally represented by an integer by the resolution conversion by the resolution conversion analysis unit 11 becomes a real number. Real numbers require more memory than integers, so round to integers. There are two types of quantization depending on the characteristics of the pixel components. The components A to D are high-frequency coefficients, and since the distribution is biased near 0, nonlinear quantization is performed to finely quantize the small amplitude part and coarsely quantize the large amplitude part. As a result, a quantization error can be suppressed smaller than in linear quantization. Here, it is rounded to a signed integer of 8 bits in total, that is, a 7-bit amplitude code and 1 bit. Since the component E is a low-frequency coefficient including direct current,
Perform linear quantization. Here, it is rounded to an 8-bit unsigned integer. (S4)
【0015】次に、階層的符号化部13により、成分A
〜Eを階層的にラン長符号化することによりデータ圧縮
を行う。成分Eは低域係数であるため、ほぼ一様に分布
する。成分Eは単体で入力画像の縮小成分になっている
のでそのままでもサムネール表示等に利用できる。その
ため、成分Eに対してはここでは処理を行わず、成分A
〜Dに対して行う。成分A〜Dは高域係数であり、分布
が0近傍に偏るため、小振幅の係数を削減すれば大幅な
情報圧縮が期待できる。そこで、指定した閾値未満の値
を0とみなし、零ラン長符号化を行う。零ラン長符号化
は、図3に示す階層的符号化部13内の各ラン長符号化
部で行われる。図3の例では、ラン長符号化部が4つで
あるので、4段に階層化されて零ラン長符号化が行われ
ることになる。(S5)Next, the component A
.. E are hierarchically run-length encoded to perform data compression. Since the component E is a low-pass coefficient, it is distributed almost uniformly. Since the component E is a reduced component of the input image by itself, it can be used as it is for thumbnail display or the like. Therefore, no processing is performed on the component E here, and the component A
To D. The components A to D are high-frequency coefficients, and the distribution is biased to around 0. Therefore, if the coefficients with small amplitudes are reduced, significant information compression can be expected. Therefore, a value less than the specified threshold value is regarded as 0, and zero run length encoding is performed. The zero run length coding is performed by each run length coding unit in the hierarchical coding unit 13 shown in FIG. In the example of FIG. 3, since there are four run length encoding units, the hierarchy is divided into four layers and zero run length encoding is performed. (S5)
【0016】次に、図示しない出力データ整列部が、圧
縮された各データを伸張側で効率良く伸張できるよう
に、データを出力順に並べ変えた後、データを出力す
る。ここまでで入力画像G1は、解像度変換分析部11
により空間領域(解像度)で階層化され、階層的符号化
部13により品質領域で階層化され、成分A〜Dがそれ
ぞれ4階層と成分Eの計17のデータに変換されてい
る。データ整列の基準には、図8(a) に示すように品質
階層化を主体とした場合と図8(b) に示すように空間階
層化を主体とした場合と2通りある。品質階層化を主体
とした場合には、図8(a) に示すように、最初に制御情
報が送られる。制御情報とは、画像の画素数、カラ−モ
ノクロの区別、階層の区切りとなる閾値などである。制
御情報の次は、成分Eが送られる。続いて、第1階層成
分D、第1階層成分C、第1階層成分B、第1階層成分
Aのように、品質が第1階層のものが画素数が少ない順
に送られる。さらに、第2階層、第3階層、第4階層の
順に送られる。空間階層化を主体とした場合には、図8
(b) に示すように、最初に制御情報、次に成分Eが送ら
れるのは、品質階層化を主体とした場合と同じである
が、この次からは、第1階層成分D、第2階層成分D、
第3階層成分D、第4階層成分Dのように、成分Dの品
質が高いものから順に送られる。続いて、成分C、成分
B、成分Aの順に送られる。(S6)Next, an output data aligning unit (not shown) rearranges the data in the output order so that the compressed data can be efficiently expanded on the expansion side, and then outputs the data. Up to this point, the input image G1 has been converted to the resolution conversion analysis unit 11
Are hierarchized in the spatial domain (resolution), are hierarchized in the quality domain by the hierarchical encoding unit 13, and the components A to D are converted into a total of 17 data of four layers and a component E, respectively. There are two criteria for data alignment: a case mainly based on quality hierarchy as shown in FIG. 8 (a) and a case mainly based on spatial hierarchy as shown in FIG. 8 (b). When the quality hierarchy is mainly used, control information is transmitted first as shown in FIG. The control information is, for example, the number of pixels of an image, color / monochrome distinction, a threshold value used as a layer break, and the like. Following the control information, the component E is sent. Subsequently, those having the first layer quality, such as the first layer component D, the first layer component C, the first layer component B, and the first layer component A, are transmitted in the order of smaller number of pixels. Furthermore, it is transmitted in the order of the second layer, the third layer, and the fourth layer. In the case where the spatial layering is mainly used, FIG.
As shown in (b), the control information is transmitted first and the component E is transmitted next, as in the case where the quality layering is mainly performed. Hierarchical component D,
As in the case of the third hierarchical component D and the fourth hierarchical component D, the components D are transmitted in descending order of quality. Subsequently, the components are sent in the order of component C, component B, and component A. (S6)
【0017】続いて、画像伸張装置20の処理概要を図
9のフローチャートを用いて説明する。画像伸張装置2
0では、画像圧縮装置10で圧縮された圧縮データを入
力ポート46より入力し、一旦 I/Oバッファメモリ43
に格納する。(S7)Next, the processing outline of the image decompression device 20 will be described with reference to the flowchart of FIG. Image expansion device 2
0, the compressed data compressed by the image compression apparatus 10 is input from the input port 46 and is temporarily stored in the I / O buffer memory 43.
To be stored. (S7)
【0018】次に、図4に示す階層的復合化部21によ
り、符号化された圧縮データの復合化を行う。これは、
図7のフローチャートの工程S5における階層的符号化
部13の作業と全く逆の作業であり、ラン長符号化部1
3dで符号化されたものはラン長復合化部21dで、ラ
ン長符号化部13cで符号化されたものはラン長復合化
部21cで、ラン長符号化部13bで符号化されたもの
はラン長復合化部21bで、ラン長符号化部13aで符
号化されたものはラン長復合化部21aで、それぞれ処
理される。(S8)Next, decoding of the encoded compressed data is performed by the hierarchical decoding unit 21 shown in FIG. this is,
The operation is completely the reverse of the operation of the hierarchical encoding unit 13 in step S5 in the flowchart of FIG.
The one encoded by 3d is a run length decoding unit 21d, the one encoded by the run length encoding unit 13c is a run length decoding unit 21c, and the one encoded by the run length encoding unit 13b is The run-length decoding section 21b processes the data encoded by the run-length decoding section 13a, respectively. (S8)
【0019】次に、量子化係数再生部22で量子化され
た係数を再生する。(S9)Next, the coefficients quantized by the quantized coefficient reproducing section 22 are reproduced. (S9)
【0020】次に、解像度変換合成部23において、工
程S3で解像度変換分析部11により行われた多重解像
度変換の逆変換を行い、画素数を増加させる。詳細に
は、図5に示す解像度変換合成部23おいて、まず、画
素復元部230で成分Eの画素の縦方向、横方向に0値
の画素を挿入して全体として4倍の画素数にした後、ロ
ウパスフィルタで処理する。同様に画素復元部231で
成分Dの画素が全体として4倍にされた後、ハイパスフ
ィルタで処理される。復元された成分Dと成分Eは、周
波数成分合成部232で合成されて成分C’となる。さ
らに成分C’は画素復元部233で処理された後、成分
Cを画素復元部234で処理したものと周波数成分合成
部235で合成されて成分B’となる。同様にして成分
Bは画素復元部237で処理された後、周波数成分合成
部238で合成されて成分A’となり、成分Aは画素復
元部240で処理された後、周波数成分合成部241で
合成されて画像G1が復元される。この解像度変換合成
部23による解像度変換は一般には、ウェーブレット逆
変換と呼ばれ、公知である。さらに、成分A’、B’、
C’、Eは単体で画像G1の縮小成分になっているの
で、そのまま抽出することにより、画像G2、G3、G
4、G5として利用できる。(S10)Next, in the resolution conversion / synthesis unit 23, the inverse conversion of the multiple resolution conversion performed by the resolution conversion analysis unit 11 in step S3 is performed to increase the number of pixels. More specifically, in the resolution conversion / combination unit 23 shown in FIG. 5, first, the pixel restoration unit 230 inserts 0-valued pixels in the vertical and horizontal directions of the pixel of the component E to increase the number of pixels to four times as a whole. After that, it is processed by a low-pass filter. Similarly, the pixel of the component D is quadrupled as a whole by the pixel restoring unit 231 and then processed by a high-pass filter. The restored component D and component E are combined by the frequency component combining unit 232 to become the component C ′. Further, after the component C ′ is processed by the pixel restoring unit 233, the component C processed by the pixel restoring unit 234 and the frequency component synthesizing unit 235 are combined to become the component B ′. Similarly, the component B is processed by the pixel restoring unit 237 and then synthesized by the frequency component synthesizing unit 238 to become the component A ′. The component A is processed by the pixel restoring unit 240 and then synthesized by the frequency component synthesizing unit 241. Thus, the image G1 is restored. The resolution conversion by the resolution conversion synthesizing unit 23 is generally called an inverse wavelet transform and is known. In addition, components A ′, B ′,
Since C ′ and E are the reduced components of the image G1 by themselves, the images G2, G3, G
4. Available as G5. (S10)
【0021】次に、YUV表色系で表されている画像G
1〜G5をRGB表色系に変換する。これは工程S2の
逆の作業であり、変換のための式は公知であるのでここ
では詳細には説明しない。この色空間逆変換も工程S2
と同様にカラー画像でない場合は必要ない。(S11)Next, an image G represented by the YUV color system
1 to G5 are converted to an RGB color system. This is the reverse operation of step S2, and the equations for the conversion are well known and will not be described in detail here. This inverse color space conversion is also performed in step S2.
This is not necessary if the image is not a color image. (S11)
【0022】最後に、画像G1〜G5を表示装置に出力
する。出力は一括して行われるのではなく、工程S10
で処理されたものから順に行われる。この場合は、画素
数の少ない画像G5から順に表示される。(S12)Finally, the images G1 to G5 are output to the display device. The output is not performed collectively, but in step S10.
Are performed in order from the one processed in. In this case, the images G5 having the smaller number of pixels are displayed in order. (S12)
【0023】ここで、工程S5の階層的符号化と工程S
8の階層的復号化を、具体的な数値を用いて説明する。
ここでは、階層的符号化部13のラン長符号化部13
a、ラン長符号化部13bの2つのラン長符号化部のみ
を使い、ラン長符号化部13aの閾値T=8、ラン長符
号化部13bの閾値T=4と設定されている場合につい
て考えてみる。図10(a) に示すような数列aがラン長
符号化部13aに入力されると、閾値T=8以上の数
〔8、11、10、8、9〕はそのまま残し、8未満の
数は、その(連続する個数−1)に符号化される。その
結果、図10(b) に示すような第1次符号化数列bが得
られる。また、8未満の数は図10(c) に示すような第
1次符号化残差数列cとなる。第1次符号化数列bはそ
のまま第1階層のデータとして出力される。第1次符号
化残差数列cは、ラン長符号化部13bに入力され、閾
値T=4で符号化されて図10(d) に示すような第2次
符号化数列d、図10(e) に示すような第2次符号化残
差数列eが得られる。ここでは、ラン長符号化部13
c、ラン長符号化部13dを使用しないので、第2次符
号化数列d、第2次符号化残差数列eはまとめて第2階
層のデータとして出力される。Here, the hierarchical encoding in step S5 and the step S5
8 will be described using specific numerical values.
Here, the run length encoding unit 13 of the hierarchical encoding unit 13
a, A case where only the two run length coding units of the run length coding unit 13b are used, and the threshold T of the run length coding unit 13a is set to 8 and the threshold T of the run length coding unit 13b is set to 4 I'll think about it. When a sequence a as shown in FIG. 10A is input to the run length encoding unit 13a, the number [8, 11, 10, 8, 9] with the threshold T = 8 or more is left as it is, and the number less than 8 is left. Is encoded to that (the number of consecutive times -1). As a result, a first-order encoded sequence b as shown in FIG. 10B is obtained. A number less than 8 is a first-order coded residual number sequence c as shown in FIG. The primary encoded sequence b is output as it is as the data of the first hierarchy. The first-order coded residual sequence c is input to the run length coding unit 13b, coded with the threshold value T = 4, and converted into the second-order coded sequence d as shown in FIG. The second-order coded residual number sequence e as shown in e) is obtained. Here, the run length encoding unit 13
c, since the run length coding unit 13d is not used, the second-order coded sequence d and the second-order coded residual sequence e are collectively output as data of the second hierarchy.
【0024】階層的復号化部21でもラン長復号化部2
1a、ラン長復号化部21bの2つのラン長復号化部の
みが使われるので、第2階層のデータである第2次符号
化数列d、第2次符号化残差数列eはラン長復号化部2
1bに入力される。ラン長復号化部21bでは、第2次
符号化数列dが閾値T=4で復号化され、図10(f)に
示すような復号化数列fが得られる。さらに、第2次符
号化残差数列e、復号化数列fから第1次符号化残差数
列cが復元される。続いて、第1次符号化数列b、第1
次符号化残差数列cはラン長復号化部21aに入力され
る。ラン長復号化部21aでは、第1次符号化数列bが
閾値T=8で復号化され、図10(g) に示すような復号
化数列gが得られる。最後に、第1次符号化残差数列c
復号化数列gが復元される。The run length decoding unit 2 is also used in the hierarchical decoding unit 21.
1a, since only two run length decoding units of the run length decoding unit 21b are used, the second-order coded sequence d and the second-order coded residual sequence e, which are data of the second hierarchy, are run-length decoded. Transformation part 2
1b. In the run length decoding unit 21b, the secondary encoded sequence d is decoded at the threshold T = 4, and a decoded sequence f as shown in FIG. 10 (f) is obtained. Further, the first coded residual number sequence c is restored from the second coded residual number sequence e and the decoded number sequence f. Subsequently, the first encoded sequence b,
The next coded residual number sequence c is input to the run length decoding unit 21a. In the run length decoding unit 21a, the primary encoded sequence b is decoded at the threshold T = 8, and a decoded sequence g as shown in FIG. 10 (g) is obtained. Finally, the first coded residual number sequence c
The decoding sequence g is restored.
【0025】以上、本発明について好適な実施形態を用
いて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるも
のではない。例えば、解像度変換部内のハイパスフィル
タ、ロウパスフィルタの数や、階層的符号化部内のラン
長符号化部の数等は適宜変更可能である。Although the present invention has been described using the preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, the number of high-pass filters and low-pass filters in the resolution converter, the number of run-length encoders in the hierarchical encoder, and the like can be changed as appropriate.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、画像の解像度を段階的に変換して異なる画素数の成
分を得た後、解像度変換されたそれぞれの画像成分に対
して階層的に符号化を行って画像データを圧縮し、圧縮
データに対して階層的に復号化を行った後、復号化され
た解像度の異なる画像成分を合成することにより画像デ
ータを伸張するようにしたので、伸張側では解像度の異
なる複数の画像の再生を選択することが可能となった。
このため、伸張側では、送信に時間のかからない解像度
の低い画像を再生して、内容を即座に確認することがで
きるとともに、少し待てば精彩な解像度の高い画像も再
生することができる。As described above, according to the present invention, the resolution of an image is converted stepwise to obtain components having different numbers of pixels, and then the resolution-converted image components are hierarchized. Image data is compressed by compressing the data, and the compressed data is hierarchically decoded, and then the image data is expanded by combining decoded image components having different resolutions. Therefore, it is possible to select reproduction of a plurality of images having different resolutions on the decompression side.
For this reason, on the decompression side, a low-resolution image that does not take a long time to transmit can be reproduced and its contents can be checked immediately, and a short time can be used to reproduce a vivid high-resolution image.
【図1】本発明による画像圧縮伸張装置の一実施形態の
ブロック図FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an image compression / decompression device according to the present invention.
【図2】解像度変換分析部の詳細を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing details of a resolution conversion analysis unit;
【図3】階層的符号化部の詳細を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing details of a hierarchical encoding unit.
【図4】階層的復号化部の詳細を示すブロック図FIG. 4 is a block diagram showing details of a hierarchical decoding unit.
【図5】解像度変換合成部の詳細を示すブロック図FIG. 5 is a block diagram illustrating details of a resolution conversion / synthesis unit;
【図6】本発明による画像圧縮伸張装置のハードウェア
構成を示すブロック図FIG. 6 is a block diagram showing a hardware configuration of an image compression / decompression device according to the present invention.
【図7】本発明の画像圧縮装置の処理動作を示すフロー
チャートFIG. 7 is a flowchart showing the processing operation of the image compression device of the present invention.
【図8】データ伝送時の伝送の順番を示す説明図FIG. 8 is an explanatory diagram showing the order of transmission during data transmission.
【図9】本発明の画像伸張装置の処理動作を示すフロー
チャートFIG. 9 is a flowchart showing the processing operation of the image decompression device of the present invention.
【図10】階層的符号化部、階層的復号化部により処理
されるデータの説明図FIG. 10 is an explanatory diagram of data processed by a hierarchical encoding unit and a hierarchical decoding unit;
11 解像度変換分析部 13 階層的符号化部 21 階層的復号化部 23 解像度変換合成部 11 Resolution Conversion Analysis Unit 13 Hierarchical Encoding Unit 21 Hierarchical Decoding Unit 23 Resolution Conversion Synthesis Unit
Claims (4)
画素数の成分を得る工程と、解像度変換されたそれぞれ
の画像成分に対して階層的に符号化を行う工程とを有す
ることを特徴とする画像圧縮方法1. A method comprising the steps of: converting a resolution of an image stepwise to obtain components of different numbers of pixels; and hierarchically encoding each of the resolution-converted image components. Image compression method
画素数の成分を得る解像度変換分析部と、解像度変換さ
れたそれぞれの画像成分に対して階層的に符号化を行う
階層的符号化部を備えたことを特徴とする画像圧縮装置2. A resolution conversion analysis unit for converting a resolution of an image stepwise to obtain components of different numbers of pixels, and a hierarchical encoding for hierarchically encoding each of the resolution-converted image components. Image compression apparatus characterized by comprising a section
号化を行う工程と、復号化された解像度の異なる画像成
分を合成する工程を有することを特徴とする画像伸張方
法3. An image decompression method comprising the steps of hierarchically decoding encoded data and synthesizing decoded image components having different resolutions.
号化を行う階層的復号化部と、復号化された解像度の異
なる画像成分を合成する解像度変換合成部を備えたこと
を特徴とする画像伸張装置4. A method according to claim 1, further comprising a hierarchical decoding unit that performs hierarchical decoding on the encoded data, and a resolution conversion combining unit that combines decoded image components having different resolutions. Image expansion device
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30864896A JPH10145783A (en) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | Image compression / expansion method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30864896A JPH10145783A (en) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | Image compression / expansion method and apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10145783A true JPH10145783A (en) | 1998-05-29 |
Family
ID=17983605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30864896A Withdrawn JPH10145783A (en) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | Image compression / expansion method and apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10145783A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7046853B2 (en) | 2001-05-31 | 2006-05-16 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Efficient decoding method and apparatus for gradually coded images |
-
1996
- 1996-11-06 JP JP30864896A patent/JPH10145783A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7046853B2 (en) | 2001-05-31 | 2006-05-16 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Efficient decoding method and apparatus for gradually coded images |
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