JP2561292B2 - Image data compression device - Google Patents
Image data compression deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術(第4図(a)第4図(b)) 発明が解決しようとする問題点 問題点を解決するための手段 作用 実施例 符号化回路の説明(第1図(a)) 復号化回路の説明(第1図(b)) 階調/分解能成分分離回路の説明(第2図) ベクトル量子化符号器の説明(第3図) 変形例 発明の効果 〔概要〕 画像データの圧縮装置に係り、特に多値中間調画像の
画像データの圧縮装置に関し 制御及び回路構成を単純とすることができ、且つ高能
率に画像データを圧縮することができるようにすること
を目的として、 画像を所定数の画素からなるブロックに分割するとと
もに、ブロック内の階調変化の大きさに応じた階調の数
を予め設定しておき、各ブロックごとに、ブロック内の
画素データから、該画素データの最大値及び最小値並び
に両者の差分を求め、該差分の大きさから対応した階調
数を選択するとともに、該最大値と最小値との間を上記
階調数で等分し、各画素に各画素が等分したどの階調値
に属するかの階調番号を与え、1ブロック分の階調番号
の並びをベクトルとし、予め設定した出現頻度の大きい
階調番号の並びのベクトルの組から該ブロックのベクト
ルに最も近い階調番号の並びを持つ出力ベクトルを選択
し、この選択した出力ベクトルの階調番号の並びを用
い、該ブロックの画素の平均階調を求め、該ブロックの
画情報を上記平均階調と上記出力ベクトルを指定するイ
ンデックスとで表わすように構成する。DETAILED DESCRIPTION [Table of Contents] Outline Industrial field of application Conventional technology (Fig. 4 (a) Fig. 4 (b)) Problems to be solved by the invention Means for solving problems Example Description of coding circuit (Fig. 1 (a)) Description of decoding circuit (Fig. 1 (b)) Description of gradation / resolution component separation circuit (Fig. 2) Description of vector quantization encoder ( FIG. 3) Modification Example Effect of the invention [Overview] A compressor for image data, and more particularly, a compressor for image data of a multi-value halftone image. Control and circuit configuration can be simplified and the image can be efficiently processed. For the purpose of enabling compression of data, the image is divided into blocks of a predetermined number of pixels, and the number of gradations according to the magnitude of gradation change in the block is preset. Every other block, the pixel data The maximum value and the minimum value of the pixel data and the difference between the two, and select the corresponding number of gradations from the magnitude of the difference. A gradation number is assigned to each pixel, and a gradation number indicating which gradation value each pixel belongs to is given to each pixel. An output vector having a gradation number sequence closest to the vector of the block is selected from the set of vector vectors, and the average gradation of the pixels of the block is calculated by using the gradation number sequence of the selected output vector. Then, the image information of the block is represented by the average gradation and the index designating the output vector.
本発明は画像データの圧縮装置に係り、特に多値中間
調画像の画像データの圧縮装置に関する。The present invention relates to an image data compression apparatus, and more particularly to an image data compression apparatus for a multi-value halftone image.
画像データを表わすために必要な情報量は、数値デー
タに比して桁違いに多いものとなる。この情報量は、画
像データの中でも特に多値中間調画像やカラー画像で著
しく大きなものとなる。The amount of information required to represent image data is orders of magnitude greater than that of numerical data. This information amount becomes extremely large especially in multi-value halftone images and color images among image data.
このような画像データを蓄積し、あるいは高速高品質
で伝送するには、画像ごとの階調情報を高能率に圧縮し
て符号化する必要がある。In order to store such image data or to transmit at high speed and high quality, it is necessary to highly efficiently compress and encode the gradation information for each image.
このように画像データを高能率に圧縮する画像データ
の圧縮方式として例えばブロック符号化方式が提案され
ている。このブロック符号化方式は画像を所定の複数の
画素からなるブロックに分割し、このブロック内の画情
報を2階調からなる階調成分とそのブロック内におい
て、この階調がどのように配置されているかを示す分解
能成分とによって表わすものである(例えば電子通信学
会誌1979年1月号,Vol.J62−B,No1「静止画像のブロッ
ク符号化方式」参照)。Thus, for example, a block coding method has been proposed as a compression method of image data for compressing image data with high efficiency. In this block coding method, an image is divided into blocks each including a plurality of predetermined pixels, and image information in the blocks is divided into two gradation components and how the gradations are arranged in the blocks. It is represented by a resolution component indicating whether or not there is an error (see, for example, the Journal of the Institute of Electronics and Communication, January 1979, Vol. J62-B, No. 1, "Block Coding Method for Still Images").
しかしながら、このブロック符号化方式は、画像情報
をブロックごとに2階調で近似するため復元した画像の
画質の劣化が大きいものとなる。このため次のような改
良されたブロック符号化方式が提案されている。この改
良されたブロック符号化方式は、画像をN×Nのブロッ
クに分割し、このブロック内における階調の変化の程度
に応じてそのブロックを1乃至4階調からなる階調成分
と、これらの階調をブロック内でどのように配置するか
を示す分解能成分とに分けて表示して符号化するもので
ある(例えば画像電子学会1986年予稿86−02−05「濃淡
画像の多階調型ブロック符号化」参照)。However, in this block coding method, since the image information is approximated by two gradations for each block, the quality of the restored image is greatly deteriorated. Therefore, the following improved block coding scheme has been proposed. This improved block coding method divides an image into N × N blocks, and divides the block into 1 to 4 gradation components according to the degree of gradation change in the blocks, and Is displayed separately from the resolution component that indicates how to arrange in the block and is encoded (for example, 1986 Proceedings of the Institute of Image Electronics, 1986, 86-02-05, "Multi-gradation of grayscale image". Type block coding ").
このようなブロック符号化方式を採用する装置として
次のようなものがある。第4図(a)はこのブロック符
号化方式を採用する装置の符号化回路を示すものであ
る。この例において、4×4の画素の画素を1つのブロ
ックとして処理を行なうようにしている。同図におい
て、1は入力端子2から入力する画像データを1ブロッ
クライン(4ライン)分格納する第1のブロックライン
バッファ、3は上記のブロックラインバッファ1から入
力する1ブロック分の画像データの階調を決定する階調
決定回路、4は階調数決定回路で決定して階調数に基づ
いて画像データを階調成分と分解成分に分離する階調/
分解能成分分離回路、5は階調成分を符号化するDPCM
(Differential Pulse Code Modulation)符号器、6は
分解能成分を1ブロックライン(4ライン)づつ格納す
る第2のブロックラインバッファ、7はこのブロックラ
インバッファに格納した分解能成分をMR(Modified REA
D)符号化して送出するMR符号器、8はDPCM符号化され
た階調成分とMR符号化された分解能成分とをブロックラ
インごとに切り替えて出力端子9から出力するマルチプ
レクサを示している。The following devices are available as devices that employ such a block coding method. FIG. 4 (a) shows an encoding circuit of an apparatus adopting this block encoding method. In this example, the processing is performed by using pixels of 4 × 4 pixels as one block. In the figure, 1 is a first block line buffer for storing one block line (4 lines) of image data input from the input terminal 2, and 3 is one block of image data input from the block line buffer 1. A gradation determining circuit for determining gradation and a gradation determining circuit 4 for separating image data into gradation components and decomposition components based on the gradation number determined by the gradation number determining circuit.
Resolution component separation circuit, 5 is DPCM for encoding gradation components
(Differential Pulse Code Modulation) encoder, 6 is a second block line buffer that stores resolution components one block line (4 lines) at a time, and 7 is MR (Modified REA) that stores the resolution components stored in this block line buffer.
D) An MR encoder for encoding and transmitting, and 8 denotes a multiplexer for switching the DPCM-encoded gradation component and MR-encoded resolution component for each block line and outputting from the output terminal 9.
このような符号回路において、上記の階調決定回路3
では最大階調LMax及び最小階調LMinを求め、これらの値
に基づいて階調変化Ld=LMax−LMinを計算し、予め設定
していた閾値T1,T2,T3(T1<T2<T3)と比較してそのブ
ロックの表示する階調数を決定する。これは、例えば Ld<T1のとき1階調 T1≦Ld<T2のとき2階調 T2≦Ld<T3のとき3階調 T3≦Ldのとき4階調 とするようにしている。また階調/分解能成分分離回路
4は階調決定回路3で決定した階調数に従って階調変化
を等分割し、この分割した区間内に入る画素の平均階調
Li(k)を求め、これを表示すべき階調とする。ここで
添字のkはk番めのブロックに関することを示してお
り、K番めのブロックにおいて表示する階調数は最大4
階調であるから、最大でL1(k)〜L4(k)のが出力さ
れ、これが階調成分として出力される。そしてブロック
中のどの画素がどの階調であるかを示す信号が分解能成
分として1画素あたり最大2ビットの信号として出力さ
れる。In such an encoding circuit, the gradation determining circuit 3 described above is used.
Then, the maximum gradation L Max and the minimum gradation L Min are obtained, gradation change L d = L Max −L Min is calculated based on these values, and the preset thresholds T 1 , T 2 , T 3 are calculated. (T 1 <T 2 <T 3 ) and the number of gradations displayed by the block is determined. For example, 1 gradation when L d <T 1 2 gradations when T 1 ≦ L d <T 2 3 gradations when T 2 ≦ L d <T 3 4 gradations when T 3 ≦ L d I am trying to. Further, the gradation / resolution component separation circuit 4 equally divides the gradation change according to the number of gradations determined by the gradation determination circuit 3, and the average gradation of the pixels falling within this divided section.
L i (k) is obtained and this is the gradation to be displayed. Here, the subscript k indicates that it relates to the kth block, and the maximum number of gradations displayed in the Kth block is 4
Since it is a gradation, a maximum of L 1 (k) to L 4 (k) is output, and this is output as a gradation component. Then, a signal indicating which pixel in the block has which gray scale is output as a signal of maximum 2 bits per pixel as a resolution component.
そして、上記の階調成分はDPCM符号器5において符号
化されるがこの符号化は以下の差分を求めこの差分値
D1,D2,D3,D4を符号化することによって実行される。Then, the above-mentioned gradation component is encoded in the DPCM encoder 5, and this encoding calculates the following difference and the difference value
It is performed by encoding D 1 , D 2 , D 3 , D 4 .
D1=L1(K−1)−L1(K) D2=L2(K)−L1(K) D3=L3(K)−L2(K) D4=L4(K)−L3(K) また分解能成分は、ライン毎の処理を可能とするた
め、ブロックラインバッファ6に1ブロックライン分格
納されラインごとに読み出され、階調の番号を示す自然
2進化数を符号化が容易となるようにGray符号に変換し
た後、上位ビットと下位ビットとに分けてMR符号化方式
でビットプレート符号化される。そして、上記のDPCM符
号及びMR符号とはブロックラインごとにマルチプレクサ
8で切替えられ出力される。D 1 = L 1 (K-1) -L 1 (K) D 2 = L 2 (K) -L 1 (K) D 3 = L 3 (K) -L 2 (K) D 4 = L 4 ( K) −L 3 (K) Further, since the resolution component can be processed for each line, one block line is stored in the block line buffer 6 and is read out for each line, and the natural binarization indicating the gradation number is performed. After converting the number into a Gray code so that it can be easily encoded, it is bit-plate encoded by the MR encoding method by dividing it into upper bits and lower bits. The DPCM code and MR code are switched by the multiplexer 8 for each block line and output.
次にこの符号化された画像データを復号する復号化回
路について説明する。第4図(b)において、11は入力
端子12から入力される圧縮された画像データの1ブロッ
ク毎の分解能成分と階調成分を分離するデマルチプレク
サ、13はMR符号化された分解能成分を復号するMR復号
器、14は復号された分解能成分を1ブロックライン分格
納する第1のブロックラインバッファ、15はDPCM符号化
された階調成分を復号するDPCM復号器、16は分解能成分
から各ブロックの階調数を読み出す階調数検出回路、17
は階調成分と、分解能成分とを合成して画像データを作
成する階調/分解能成分合成回路、18は階調/分解能成
分合成回路からの信号を1ブロックずつ格納し1ブロッ
クライン分格納したら出力端子19に出力する第2のブロ
ックラインバッファを示している。Next, a decoding circuit for decoding the encoded image data will be described. In FIG. 4 (b), 11 is a demultiplexer for separating the resolution component and the gradation component of each block of the compressed image data input from the input terminal 12, and 13 is the decoding of the MR encoded resolution component. MR decoder, 14 is a first block line buffer that stores the decoded resolution component for one block line, 15 is a DPCM decoder that decodes the DPCM-encoded gradation component, and 16 is each block from the resolution component Gradation number detection circuit that reads the gradation number of
Is a gradation / resolution component synthesizing circuit for synthesizing the gradation component and the resolution component to create image data, and 18 is storing the signals from the gradation / resolution component synthesizing circuit one block at a time and storing one block line The second block line buffer for outputting to the output terminal 19 is shown.
ここで階調成分は1ブロックを単位として、また分解
能成分はラインを単位として符号化、復号化されるた
め、階調成分を一旦第1のブロックラインバッファ14に
格納してブロック単位で扱えるようにした後、階調/分
解能成分合成回路17は階調成分と分解能成分とをブロッ
クごとに取り込み、両成分を正確に合成できるように制
御されている。Here, since the gradation component is encoded and decoded in units of one block and the resolution component in units of line, the gradation component is temporarily stored in the first block line buffer 14 so that it can be handled in units of blocks. After that, the gradation / resolution component synthesizing circuit 17 takes in the gradation component and the resolution component for each block, and controls so that both components can be accurately synthesized.
ところで、上述の従来の画像データの圧縮方式にあっ
ては分解能成分はMR方式で符号化を行なうようにしてい
るため分解能成分についてはライン毎に処理する一方、
階調成分はブロック毎に処理が行なわれている。そこで
これらの整合を図るため、符号回路や復号回路にブロッ
ク単位の画像データをライン毎に、またライン単位の情
報をブロック毎に処理できるようにするために画像デー
タを蓄積するブロックラインバッファを設けなければな
らず、回路の構成が複雑になり画像データの処理手順や
制御も複雑になるという問題が有る。By the way, in the above-described conventional image data compression method, the resolution component is encoded by the MR method, so the resolution component is processed line by line,
The gradation component is processed for each block. Therefore, in order to match these, a block line buffer for accumulating image data is provided in the encoding circuit and the decoding circuit so that image data in block units can be processed line by line and information in line units can be processed block by block. However, there is a problem in that the circuit configuration becomes complicated and the image data processing procedure and control become complicated.
そこで、本発明の目的は、制御及び回路構成を単純と
することができ、且つ高能率に画像データを圧縮するこ
とができる画像データの圧縮方式を提供することであ
る。Therefore, it is an object of the present invention to provide an image data compression method capable of simplifying control and circuit configuration and highly efficiently compressing image data.
本発明において、上記の問題点を解決するための手段
は、画像を所定数の画素からなるブロックに分割すると
ともに、ブロック内の階調変化の大きさに応じた階調の
数を予め設定しておき、各ブロックごとに、ブロック内
の画素データから、該画素データの最大値及び最小値並
びに両者の差分を求める手段と、該差分の大きさから対
応した階調数を選択する手段23と、該最大値と最小値と
の間を上記階調数で等分し、各画素に各画素が等分した
どの階調値に属するかの階調番号を与え、1ブロック分
の階調番号の並びをベクトルにするとともに、該ベクト
ルを近似して得られる出力ベクトルの階調番号の並びを
用い、該ブロックの階調番号に対応する画素の平均階調
を求める手段24と、予め設定した出現頻度の大きい階調
番号の並びのベクトルの組から該ブロックのベクトルに
最も近い階調番号の並びを持つ出力ベクトルを選択する
手段26とを備える画像データの圧縮装置である。In the present invention, a means for solving the above-mentioned problem is to divide an image into blocks each having a predetermined number of pixels, and preset the number of gradations according to the magnitude of gradation change in each block. For each block, means for obtaining the maximum value and the minimum value of the pixel data and the difference between the two from the pixel data in the block, and means 23 for selecting the corresponding number of gradations from the magnitude of the difference. , The maximum value and the minimum value are equally divided by the number of gradations, and each pixel is given a gradation number indicating which gradation value each pixel belongs to, the gradation number for one block. Means for obtaining the average gradation of pixels corresponding to the gradation number of the block by using the arrangement of gradation numbers of the output vector obtained by approximating the vector Vector of a sequence of tone numbers that appear frequently Means for selecting an output vector having a sequence of gradation numbers closest to the vector of the block from the set of.
本発明では階調成分も階調成分のブロック内の並び
(分解能成分)もブロックを単位として処理するように
しているから、処理系の構成が簡単となり制御も容易に
なる。また分解能成分をベクトル量子符号化で非保存型
の符号化をするため情報の圧縮率が向上することとなる 〔実施例〕 第1図は本発明に係る画像データの圧縮装置の画像デ
ータ符号化回路の原理説明図である。同図において、21
は画像データの入力端子、22はブロックラインバッフ
ァ、23は階調数決定回路、24は階調/分解能成分分離回
路、25はDPCM符号器、26はベクトル量子化符号器、27は
マルチプレクサ、28は圧縮データの出力端子を示してい
る。In the present invention, the gradation components and the arrangement of the gradation components within the block (resolution component) are processed in units of blocks, so that the configuration of the processing system is simple and the control is easy. Further, since the resolution component is non-conservatively encoded by vector quantum encoding, the information compression rate is improved. [Embodiment] FIG. 1 is an image data encoding of an image data compression apparatus according to the present invention. It is a principle explanatory view of a circuit. In the figure, 21
Is an image data input terminal, 22 is a block line buffer, 23 is a gradation number determination circuit, 24 is a gradation / resolution component separation circuit, 25 is a DPCM encoder, 26 is a vector quantization encoder, 27 is a multiplexer, 28 Indicates an output terminal of compressed data.
この符号化回路のブロックラインバッファ22は入力端
子21から入力してくる画素単位の画像データ蓄積して、
1ブロックライン分の画像データを格納する。このブロ
ックバッファメモリに格納された画像データは1ブロッ
クずつ読み出され必要な処理が施される。The block line buffer 22 of this encoding circuit stores image data in pixel units input from the input terminal 21,
The image data for one block line is stored. The image data stored in the block buffer memory is read block by block and subjected to necessary processing.
この例においては画像データを256階調(0〜255)、
1ブロックを4×4画素、1ブロックを最大4階調で表
示するものとして説明する。先ず階調数決定回路23は1
ブロック分の画像データをブロックラインバッファ22か
ら読み取り、従来で説明したのと同様の方法で階調数
(1〜4)を決定する。そして画像データは階調/分解
能成分分離回路24で階調成分と、分解能成分とに分離さ
れ、分解能成分はベクトル量子化符号器26でベクトル量
子符号化、および可変長符号化される。In this example, the image data has 256 gradations (0 to 255),
It is assumed that one block is displayed with 4 × 4 pixels and one block is displayed with a maximum of 4 gradations. First, the gradation number determination circuit 23 is 1
The image data for a block is read from the block line buffer 22, and the number of gradations (1 to 4) is determined by the same method as described above. Then, the image data is separated into a gradation component and a resolution component by the gradation / resolution component separation circuit 24, and the resolution component is vector-quantized and variable-length coded by the vector quantization encoder 26.
ここでベクトル量子化された分解能成分は元の画像デ
ータの分解能成分とは同一ではなくなり、階調数、階調
の分布も異なるため、このベクトル量子化後の分解能成
分が再度階調分解能/成分分離装置に入力されて、この
ベクトル符号化された後のブロックの階調番号の並びを
用い、該ブロックの画素の平均階調を求める。この計算
した平均階調を階調成分として、DPCM符号器25に出力す
る。DPCM符号器25は従来で示したのと同様の手順で符号
化を実行し、マルチプレクサ27に出力する。マルチプレ
クサ27は上記のベクトル量子化された分解能成分と、DP
CM符号化された階調成分とがブロックごとに1ブロック
ずつ切替られて出力端子28に圧縮データとして出力す
る。Since the vector-quantized resolution component is not the same as the resolution component of the original image data and the number of gradations and the distribution of gradations are different, the resolution component after vector quantization is again the gradation resolution / component. Using the arrangement of the gradation numbers of the block after being input to the separation device and having been vector-encoded, the average gradation of the pixels of the block is obtained. The calculated average gradation is output to the DPCM encoder 25 as a gradation component. The DPCM encoder 25 performs encoding in the same procedure as shown in the related art and outputs it to the multiplexer 27. The multiplexer 27 uses the vector quantized resolution component and DP
The CM-encoded gradation component is switched for each block one by one and is output to the output terminal 28 as compressed data.
第1図(b)は本発明に係る画像データの圧縮装置の
復号化回路の原理を示す図である。FIG. 1 (b) is a diagram showing the principle of the decoding circuit of the image data compression apparatus according to the present invention.
同図において31は圧縮データが入力される入力端子、
32はデマルチプレクサ、33はベクトル量子化復号器、34
はDPCM復号器、35は階調/分解能成分合成回路、36はブ
ロックラインバッファ、37は出力端子を示している。In the figure, 31 is an input terminal for inputting compressed data,
32 is a demultiplexer, 33 is a vector quantization decoder, 34
Is a DPCM decoder, 35 is a gradation / resolution component synthesis circuit, 36 is a block line buffer, and 37 is an output terminal.
この復号化回路において、デマルチプレクサ32は入力
端子31から入力した圧縮データを1ブロックの階調成分
と分解能成分に分割して、分解能成分をベクトル量子化
復号器33に、階調成分をDPCM復号器34に出力する。ベク
トル量子化復号器33はベクトル量子化された分解能成分
を復号して、1ブロック中のどの画素にどの階調が存在
するかという画像データの分解能成分を階調/分解能成
分合成回路35に、またこの復号で判明したその1ブロッ
ク中の使用階調数をDPCM復号器34と階調/分解能成分合
成回路35に出力する。DPCM復号器34はDPCM符号化された
階調成分を複合して1ブロックで使用する階調を順次復
号し、階調/分解能成分合成回路35に出力する。そして
階調/分解能成分合成回路35は、上記の1ブロックの分
解能成分と階調数、及びそのブロックで使用する階調の
内容を受け、1ブロックずつの画像データを合成してブ
ロックラインバッファ36に出力し、ブロックラインバッ
ファ36はこの画像データを1ブロックライン格納して、
復号した画像データを出力端子36に出力する。In this decoding circuit, the demultiplexer 32 divides the compressed data input from the input terminal 31 into one block of grayscale components and resolution components, the resolution components to the vector quantization decoder 33, and the grayscale components to DPCM decoding. Output to the container 34. The vector quantization decoder 33 decodes the vector-quantized resolution component, and the resolution component of the image data indicating which pixel in one block has which gradation exists in the gradation / resolution component combining circuit 35. Further, the number of gray levels used in the one block found by this decoding is output to the DPCM decoder 34 and the gray level / resolution component synthesizing circuit 35. The DPCM decoder 34 combines the DPCM-encoded gradation components and sequentially decodes the gradations used in one block, and outputs them to the gradation / resolution component synthesizing circuit 35. Then, the gradation / resolution component synthesizing circuit 35 receives the resolution component of one block, the number of gradations, and the contents of the gradations used in the block, and synthesizes the image data of each block to synthesize the block line buffer 36. The block line buffer 36 stores this image data for one block line,
The decoded image data is output to the output terminal 36.
次に上述した符号化回路の階調/分解能成分分離回路
24とベクトル量子化符号器26の詳細な構造について説明
する。第2図は上述した符号化回路の階調/分解能成分
分離回路を示すものである。同図において、41は区間分
割回路、42,43及び44は第1、第2及び第3のレジス
タ、45はパイプラインレジスタ、46,47及び48は第1、
第2及び第3の比較器、49は階調番号変換回路、50はマ
ルチプレクサ、51,52,53及び54は第1、第2、第3及び
第4の平均値回路を示している。この階調/分解能成分
分離回路において階調数決定回路23から1ブロック中に
おける最小の階調LMin、階調変化Ld及び階調数mが区間
分割回路41に入力すると、区間分割回路41はそのブロッ
クで使用する階調の区間の境界値S1,S2,S3を決定して第
1乃至第3のレジスタ42,43,44に保持する。この境界値
S1,S2,S3は以下の式に従って計算される。Next, the gradation / resolution component separation circuit of the above-mentioned encoding circuit
The detailed structures of 24 and the vector quantization encoder 26 will be described. FIG. 2 shows the gradation / resolution component separation circuit of the above-mentioned encoding circuit. In the figure, 41 is an interval dividing circuit, 42, 43 and 44 are first, second and third registers, 45 is a pipeline register, 46, 47 and 48 are first,
Second and third comparators, 49 is a gradation number conversion circuit, 50 is a multiplexer, and 51, 52, 53 and 54 are first, second, third and fourth average value circuits. In this gradation / resolution component separating circuit, when the minimum gradation L Min , gradation change L d and gradation number m in one block are inputted from the gradation number determining circuit 23 to the interval dividing circuit 41, the interval dividing circuit 41 Determines the boundary values S 1 , S 2 , S 3 of the gradation section used in the block and holds them in the first to third registers 42, 43, 44. This boundary value
S 1 , S 2 , and S 3 are calculated according to the following formula.
階調数m=1のとき S1=S2=S3=255 階調数m=2のとき S1=LMin+Ld/2 S2=S3=255 階調数m=3のとき S1=LMin+Ld/3 S2=LMin+2×Ld/3 S3=255 階調数m=4のとき S1=LMin+Ld/4 S2=LMin+2×Ld/4 S3=LMin+3×Ld/4 そして、この境界値S1,S2,S3の値は第1乃至第3の比
較器46,47,48に出力される。一方、パイプラインレジス
タ45にはブロックラインバッファ22からの1ブロック分
の画像データが格納され、このパイプラインレジスタ45
から次々出力される。1画素についての画像データは比
較器46,47,48で夫々の境界値S1,S2,S3と比較され、境界
値S1,S2,S3より小さければ「0」大きければ「1」が出
力され、この情報は階調番号変換回路49に入力される。
本実施例において、上記の比較器46,47,48の及び階調番
号変換回路は以下の表に従って階調番号を出力する。When S 1 = S 2 = S 3 = 255 When the gray scale number m = 2 S 1 = L Min + L d / 2 S 2 = S 3 = 255 gradation number m = 3 when the gray scale number m = 1 S 1 = L Min + L d / 3 S 2 = L Min + 2 × L d / 3 S 3 = 255 When the number of gradations m = 4 S 1 = L Min + L d / 4 S 2 = L Min + 2 × L d / 4 S 3 = L Min + 3 × L d / 4 Then, the values of the boundary values S 1 , S 2 and S 3 are output to the first to third comparators 46, 47 and 48. On the other hand, the pipeline register 45 stores the image data for one block from the block line buffer 22.
Are output one after another. The image data for one pixel is compared with the respective boundary values S 1 , S 2 , S 3 by the comparators 46, 47, 48. If it is smaller than the boundary values S 1 , S 2 , S 3 , it is "0". 1 ”is output, and this information is input to the gradation number conversion circuit 49.
In this embodiment, the comparators 46, 47 and 48 and the gradation number conversion circuit output the gradation numbers according to the following table.
そして求められた1ブロック分の階調番号n1乃至n16
はベクトル量子化符号器に入力される。 Then, the gradation numbers n 1 to n 16 for one block obtained
Is input to the vector quantization encoder.
第3図はベクトル量子化符号器26を示すものである。
同図において、61は第1のレジスタ、62−1乃至62−16
は第1乃至第16の減算器、63−1乃至63−16は第1乃至
第16の絶対値回路、64は加算器、65は最小値検出回路、
66は第2のレジスタ、67は出力ベクトルコードテーブル
ROM、68はインデックスカウンタ、69は可変長符号化器
を示している。FIG. 3 shows the vector quantization encoder 26.
In the figure, 61 is a first register, 62-1 to 62-16.
Are first to sixteenth subtractors, 63-1 to 63-16 are first to sixteenth absolute value circuits, 64 is an adder, 65 is a minimum value detection circuit,
66 is the second register, 67 is the output vector code table
ROM, 68 is an index counter, and 69 is a variable length encoder.
このベクトル量子化符号化器26において、まず階調/
分解能成分分離回路24からの1ブロック分の各画素の分
解能成分b1乃至b16が第1のレジスタ61に格納される。
そして、本実施例において、この出力ベクトルコードテ
ーブルROMには予め設定した、出現頻度の大きい階調番
号の並びの組(ベクトル)、例えばインデックスナンバ
ー0乃至255が付された256組のベクトルが格納されてい
る。そしてインデックスカウンタ68がインデックスナン
バーを0から255までカウントアップすると、次々にそ
のインデックスナンバーに相当するベクトルを第2のレ
ジスタ66に出力する。第1乃至第16の減算器62−1〜62
−16には上記の第1のレジスタ61が格納している画像デ
ータの分解能成分b1乃至b16と第2のレジスタ66に順次
格納される出力ベクトルコードテーブルROM67からの1
組の値bi1乃至bi16(iはインデックスナンバー)が入
力され、その差が計算されて出力される。そして、その
差の絶対値が絶対値回路63−1〜63−16で算出され加算
器64で加算される。In this vector quantization encoder 26, the gradation /
The resolution components b 1 to b 16 of each pixel for one block from the resolution component separation circuit 24 are stored in the first register 61.
In the present embodiment, the output vector code table ROM stores a set (vector) of a series of gradation numbers having a high appearance frequency set in advance, for example, 256 sets of vectors to which index numbers 0 to 255 are attached. Has been done. When the index counter 68 counts up the index number from 0 to 255, the vectors corresponding to the index number are sequentially output to the second register 66. First to sixteenth subtracters 62-1 to 62
-16 is the resolution components b 1 to b 16 of the image data stored in the first register 61 and 1 from the output vector code table ROM 67 sequentially stored in the second register 66.
A set of values b i1 to b i16 (i is an index number) is input, and the difference is calculated and output. Then, the absolute value of the difference is calculated by the absolute value circuits 63-1 to 63-16 and added by the adder 64.
これで、 なる値を全てのインデックスナンバーのベクトルの組に
ついて計算する。with this, Is calculated for all index number vector sets.
そして最小値検出回路65はこれらの値のうち最小のも
のを検出して、このインデックスナンバを保持するとと
もにこの検索が終了した後、最小の値となったインデッ
クスナンバーをインデックスカウンタ68に出力させ、第
2のレジスタ66にそのインデックスナンバーの組のベク
トルを格納する。またこのインデックスナンバーは、頻
繁に使用するインデックスナンバーほど短い符号を割振
る可変長符号化器に入力されて符号化され、これが当該
ブロックの画像データの圧縮された分解能成分となる。Then, the minimum value detection circuit 65 detects the minimum of these values, holds this index number, and outputs the index number having the minimum value to the index counter 68 after this search is completed, The vector of the set of index numbers is stored in the second register 66. Further, this index number is input to and encoded by a variable length encoder that allocates shorter codes to index numbers that are used more frequently, and this becomes the compressed resolution component of the image data of the block.
ここで、このベクトルの値は、このベクトル量子化符
号器に入力された画像データの分解能成分に最も近いベ
クトルではあるものの、この2つの値は必ずしも一致す
るわけではない。そこで、この第2のレジスタ66の値を
再び階調/分解能成分分離回路24に送出して出力すべき
階調成分の平均値を計算するようにしている。Here, although the value of this vector is the vector closest to the resolution component of the image data input to this vector quantization encoder, these two values do not necessarily match. Therefore, the value of the second register 66 is again sent to the gradation / resolution component separation circuit 24 to calculate the average value of the gradation components to be output.
第2図においてベクトル量子化符号器26からのベクト
ル量子化された後の各画素の階調番号の列(階調番号0
〜3の組合せ)はマルチプレクサ50に入力される。する
とマルチプレクサ50はパイプラインレジスタ45に格納さ
れたベクトル量子化が実行されるまえの1ブロック分の
画像データを順番に上記ベクトル量子化された後の階調
番号に従って位置が対応する画素の階調(0〜255)を
その階調番号0,1,2,3に対応する平均値回路51,52,53,54
に入力する。In FIG. 2, a sequence of gradation numbers of each pixel after the vector quantization from the vector quantization encoder 26 (gradation number 0
Combinations of 3 to 3) are input to the multiplexer 50. Then, the multiplexer 50 sequentially processes the image data of one block stored in the pipeline register 45 before the vector quantization is performed, in order, according to the tone number after the vector quantization, the tone of the pixel corresponding to the position. (0 to 255) is the average value circuit 51,52,53,54 corresponding to the gradation number 0,1,2,3
To enter.
平均値回路51,52,53,54は夫々入力されてきた階調の
値の平均値を計算して、それぞれの階調番号に対応する
平均階調値を階調番号を表示する代表階調としてDPCM符
号器25に出力してDPCM符号化する。これが当該ブロック
の圧縮された画像データの階調成分となる。The average value circuits 51, 52, 53, 54 calculate the average value of the input gradation values and display the average gradation value corresponding to each gradation number as a representative gradation Is output to the DPCM encoder 25 and is DPCM encoded. This is the gradation component of the compressed image data of the block.
これで上記の分解能成分と合せて1ブロック分の画像
データの圧縮及び符号化が終了する。This completes the compression and encoding of the image data for one block together with the above resolution component.
尚、上記の実施例において、第3図に示したベクトル
量子化符号器において、画像データからの分解能成分
と、出力ベクトルコードテーブルROMからのベクトルと
の比較は両値の差分絶対和値としたが、これは二乗誤差
等の他の方式を採用することができる。また同様に出力
ベクトルの探索には、簡単の為に全探索法(full searc
h)法を用いる場合について説明したが、この探索は木
探索法(tree search)等の高速探索法を用いることが
できるのは勿論である。In the above-described embodiment, in the vector quantization encoder shown in FIG. 3, the comparison between the resolution component from the image data and the vector from the output vector code table ROM is the absolute difference absolute value of the two values. However, other methods such as square error can be adopted. Similarly, for the search of the output vector, the full search method (full searc
Although the case of using the h) method has been described, it goes without saying that a high-speed search method such as a tree search method can be used for this search.
以上説明したように本発明による画像圧縮装置によれ
ば、画像データの階調成分と分解能成分とを両方ともブ
ロック単位で処理することができるから、符号化及び復
号化をより単純な回路で実行することができる。このた
め装置の制御も簡単にすることができるという効果を奏
する。また本発明によれば、分解能成分の符号化も情報
非保存型の符号化である方式を採用したから、圧縮率が
向上して処理を高速に実行することができるという効果
を奏する。As described above, according to the image compression apparatus of the present invention, both the gradation component and the resolution component of image data can be processed in block units, so that encoding and decoding can be performed with a simpler circuit. can do. Therefore, there is an effect that the control of the device can be simplified. Further, according to the present invention, since the encoding of the resolution component is also the information non-preserving type encoding, there is an effect that the compression rate is improved and the processing can be executed at high speed.
第1図(a)は本発明の符号化回路のブロック図、第1
図(b)本発明の復号化符号化回路のブロック図、第2
図は第1図に示した符号化回路の階調/分解能成分分離
回路を示すブロック図、第3図は第1図にに示した符号
化回路のベクトル量子化符号器を示すブロック図、第4
図は(a)は従来の符号化回路を示すブロック図、第4
図(b)は従来の復号化回路を示すブロック図である。 22……ブロックラインバッファ 23……階調数決定回路 24……階調/分解能成分分離回路 25……DPCM符号器 26……ベクトル量子化符号器FIG. 1 (a) is a block diagram of an encoding circuit of the present invention.
FIG. 2B is a block diagram of the decoding / encoding circuit of the present invention,
1 is a block diagram showing a gradation / resolution component separating circuit of the encoding circuit shown in FIG. 1, FIG. 3 is a block diagram showing a vector quantization encoder of the encoding circuit shown in FIG. Four
FIG. 4A is a block diagram showing a conventional encoding circuit, FIG.
FIG. 1B is a block diagram showing a conventional decoding circuit. 22 …… Block line buffer 23 …… Gradation number determination circuit 24 …… Gradation / resolution component separation circuit 25 …… DPCM encoder 26 …… Vector quantization encoder
Claims (1)
割するとともに、ブロック内の階調変化の大きさに応じ
た階調の数を予め設定しておき、 各ブロックごとに、 ブロック内の画素データから、該画素データの最大値及
び最小値並びに両者の差分を求める手段と、該差分の大
きさから対応した階調数を選択する手段と、 該最大値と最小値との間を上記階調数で等分し、各画素
に各画素が等分したどの階調値に属するかの階調番号を
与え、1ブロック分の階調番号の並びをベクトルにする
とともに、該ベクトルを近似して得られる出力ベクトル
の階調番号の並びを用い、該ブロックの階調番号に対応
する画素の平均階調を求める手段と、 予め設定した出現頻度の大きい階調番号の並びのベクト
ルの組から該ブロックのベクトルに最も近い階調番号の
並びを持つ出力ベクトルを選択する手段と を備えることを特徴とする画像データの圧縮装置。1. An image is divided into blocks composed of a predetermined number of pixels, and the number of gradations is preset according to the magnitude of gradation change in each block. Between the pixel data, a maximum value and a minimum value of the pixel data and a difference between them, a means for selecting a gradation number corresponding to the magnitude of the difference; The number of gradations is equally divided, each pixel is given a gradation number indicating which gradation value each pixel belongs to, and the arrangement of the gradation numbers for one block is made into a vector, and the vector is approximated. Means for obtaining the average gradation of the pixels corresponding to the gradation numbers of the block using the arrangement of the gradation numbers of the output vector obtained by To the floor closest to the vector of the block And a unit for selecting an output vector having a sequence of key numbers.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21549087A JP2561292B2 (en) | 1987-08-31 | 1987-08-31 | Image data compression device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21549087A JP2561292B2 (en) | 1987-08-31 | 1987-08-31 | Image data compression device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6460059A JPS6460059A (en) | 1989-03-07 |
| JP2561292B2 true JP2561292B2 (en) | 1996-12-04 |
Family
ID=16673248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2561292B2 (en) |
-
1987
- 1987-08-31 JP JP21549087A patent/JP2561292B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
| JPS6460059A (en) | 1989-03-07 |
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