JP2880269B2 - 画像データ圧縮方法および装置 - Google Patents
画像データ圧縮方法および装置Info
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- JP2880269B2 JP2880269B2 JP20143690A JP20143690A JP2880269B2 JP 2880269 B2 JP2880269 B2 JP 2880269B2 JP 20143690 A JP20143690 A JP 20143690A JP 20143690 A JP20143690 A JP 20143690A JP 2880269 B2 JP2880269 B2 JP 2880269B2
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- Japan
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、静止画データを圧縮符号化して伝送また
は記録する際に、圧縮符号化後の符号量が所定の符号量
に近似するように制御する画像データ圧縮方法および装
置に関する。
は記録する際に、圧縮符号化後の符号量が所定の符号量
に近似するように制御する画像データ圧縮方法および装
置に関する。
自然画像(静止画)に対する高能率な圧縮符号化技術
として、直交変換に可変長符号を組み合わせた方式が有
効とされ、カラー自然画像符号化方式の国際標準にもこ
の方式が採用されることが決っている(画像電子学会
誌:Vol18,No.6,P398〜P407)。
として、直交変換に可変長符号を組み合わせた方式が有
効とされ、カラー自然画像符号化方式の国際標準にもこ
の方式が採用されることが決っている(画像電子学会
誌:Vol18,No.6,P398〜P407)。
第4図は、国際標準化方式のうちの「ベースライン・
システム」の処理手順を示す概略図である。このシステ
ムは一画面を、1ブロック8×8画素からなる複数ブロ
ックに分割し、各ブロック毎に離散コサイン変換(DCT:
Discrete Cosine Transform)を行い(処理P1)、得ら
れる8×8個のDCT係数に、8×8個の閾値からなる量
子化マトリクスの各閾値い係数2s(s=0,±1,±2,…
…)を乗算した値を除算して量子化を行う(処理P2)。
係数2sの巾sはスケールファクタと称され、圧縮する画
像の画質および圧縮率を調整するのに使用される。
システム」の処理手順を示す概略図である。このシステ
ムは一画面を、1ブロック8×8画素からなる複数ブロ
ックに分割し、各ブロック毎に離散コサイン変換(DCT:
Discrete Cosine Transform)を行い(処理P1)、得ら
れる8×8個のDCT係数に、8×8個の閾値からなる量
子化マトリクスの各閾値い係数2s(s=0,±1,±2,…
…)を乗算した値を除算して量子化を行う(処理P2)。
係数2sの巾sはスケールファクタと称され、圧縮する画
像の画質および圧縮率を調整するのに使用される。
量子化したDCT係数のうち、直流(DC)成分は前のブ
ロックで量子化したDC成分と差分を取り、その差分のビ
ット数をハフマン符号化する。交流(AC)成分はブロッ
ク内でジグザグスキャンを行い一次元の数列に変換し、
連続する零(無効係数)の個数と有効係数のビット数と
で2次元のハフマン符号化を行う(処理P3,P4)。
ロックで量子化したDC成分と差分を取り、その差分のビ
ット数をハフマン符号化する。交流(AC)成分はブロッ
ク内でジグザグスキャンを行い一次元の数列に変換し、
連続する零(無効係数)の個数と有効係数のビット数と
で2次元のハフマン符号化を行う(処理P3,P4)。
この種の符号化方式では、符号量制御パラメータ、例
えば、スケールファクタsを制御することによって符号
化後の符号量および復号画像の画質を制御することがで
きる。符号量と画質との関係は、符号量が多いほど、す
なわち圧縮の度合いが小さいほど原画像からの画質の劣
化は小さく、逆に、符号量が少ないほど、すなわち圧縮
の度合いが大きいほど原画像からの画質の劣化は大きく
なる。
えば、スケールファクタsを制御することによって符号
化後の符号量および復号画像の画質を制御することがで
きる。符号量と画質との関係は、符号量が多いほど、す
なわち圧縮の度合いが小さいほど原画像からの画質の劣
化は小さく、逆に、符号量が少ないほど、すなわち圧縮
の度合いが大きいほど原画像からの画質の劣化は大きく
なる。
ところで、一般に絵柄の細かな画像は高域成分が多い
ため符号量が多く、逆に、ベタの多い平坦な画像は高域
成分が少ないため符号量が少ない。従って、同じ符号量
制御パラメータで圧縮符号化を行っても、得られる符号
量は対象画像毎に異なってくる。
ため符号量が多く、逆に、ベタの多い平坦な画像は高域
成分が少ないため符号量が少ない。従って、同じ符号量
制御パラメータで圧縮符号化を行っても、得られる符号
量は対象画像毎に異なってくる。
このため、ある記録メディアに数種類の画像を圧縮符
号化して記憶させる場合、圧縮符号化により得られる符
号量が事前に予測できないため、記憶容量が途中で足り
なくなったり、逆に、余りすぎたりして記録メディアの
利用効率が悪いものとなってしまう。
号化して記憶させる場合、圧縮符号化により得られる符
号量が事前に予測できないため、記憶容量が途中で足り
なくなったり、逆に、余りすぎたりして記録メディアの
利用効率が悪いものとなってしまう。
このため、全ブロックについて任意の高域カット周波
数パラメータで事前に圧縮符号化を行い、得られる符号
量が処理の符号量を超える場合は、パラメータを低域側
に落として圧縮し直すか、または画像データを間引きす
るなどして解像度を下げて所定の符号量に近づけ、逆
に、圧縮後の符号量が処理の符号量よりはるかに少ない
場合は、パラメータを高域側に上げて圧縮し直すか、余
ったデータ領域にFILLコードを埋めるなどして処理の符
号量に近づけるようにしていた。しかし、この方式で
は、前処理に時間が掛り、リアルタイムでの伝送または
記録に不都合であった。
数パラメータで事前に圧縮符号化を行い、得られる符号
量が処理の符号量を超える場合は、パラメータを低域側
に落として圧縮し直すか、または画像データを間引きす
るなどして解像度を下げて所定の符号量に近づけ、逆
に、圧縮後の符号量が処理の符号量よりはるかに少ない
場合は、パラメータを高域側に上げて圧縮し直すか、余
ったデータ領域にFILLコードを埋めるなどして処理の符
号量に近づけるようにしていた。しかし、この方式で
は、前処理に時間が掛り、リアルタイムでの伝送または
記録に不都合であった。
この発明は、画像データを効率よく、かつ高速に圧縮
・伝送でき、かつ無駄のない高画質な画像伝送および効
率のよい記憶メディアの使用を実現することのできる画
像データ圧縮方法および装置を提供することを目的とす
る。
・伝送でき、かつ無駄のない高画質な画像伝送および効
率のよい記憶メディアの使用を実現することのできる画
像データ圧縮方法および装置を提供することを目的とす
る。
また、この発明は、顔写真のように人の注目が画面の
中央に集中する画像を圧縮符号化する場合に、画面の中
央と周囲との周波数成分のバラツキが大きい場合は中央
部に適したパラメータで圧縮符号化することにより、画
面の注目部分をできるだけ忠実に再現することの出来る
画像データ圧縮方法および装置を提供することを目的と
する。
中央に集中する画像を圧縮符号化する場合に、画面の中
央と周囲との周波数成分のバラツキが大きい場合は中央
部に適したパラメータで圧縮符号化することにより、画
面の注目部分をできるだけ忠実に再現することの出来る
画像データ圧縮方法および装置を提供することを目的と
する。
この発明による画像データ圧縮方法は、対象画面を、
1ブロックp×p画素からなる複数M×Nブロックに分
割し、上記複数M行のブロックラインの中から所定の間
隔で複数I行のブロックラインを選択し、上記複数N列
のブロックラインの中から所定の間隔で複数J列のブロ
ックラインを選択し、上記選択した「I×N+J×M」
個のブロックに対して圧縮符号化を行い、上記選択した
各ブロックの圧縮率の平均値が上記対象画面全体の固定
圧縮率に近似するような符号量制御パラメータを求め、
この求めた符号量制御パラメータによって上記複数M×
Nの全ブロックを圧縮符号化する。
1ブロックp×p画素からなる複数M×Nブロックに分
割し、上記複数M行のブロックラインの中から所定の間
隔で複数I行のブロックラインを選択し、上記複数N列
のブロックラインの中から所定の間隔で複数J列のブロ
ックラインを選択し、上記選択した「I×N+J×M」
個のブロックに対して圧縮符号化を行い、上記選択した
各ブロックの圧縮率の平均値が上記対象画面全体の固定
圧縮率に近似するような符号量制御パラメータを求め、
この求めた符号量制御パラメータによって上記複数M×
Nの全ブロックを圧縮符号化する。
またこの発明による画像データ圧縮装置は、対象画面
を、1ブロックp×p画素からなる複数M×Nブロック
に分割する手段と、上記複数M行のブロックラインの中
から所定の間隔で複数I行のブロックラインを選択およ
び上記複数N列のブロックラインの中から所定の間隔で
複数J列のブロックラインを選択する手段と、上記選択
した「I×N+J×M」個のブロックに対して圧縮符号
化を行う手段と、上記選択した各ブロックの圧縮率の平
均値が上記対象画面全体の固定圧縮率に近似するような
符号量制御パラメータを求める手段と、この求めた符号
量制御パラメータによって上記複数M×Nの全ブロック
を圧縮符号化する手段と、を備える。
を、1ブロックp×p画素からなる複数M×Nブロック
に分割する手段と、上記複数M行のブロックラインの中
から所定の間隔で複数I行のブロックラインを選択およ
び上記複数N列のブロックラインの中から所定の間隔で
複数J列のブロックラインを選択する手段と、上記選択
した「I×N+J×M」個のブロックに対して圧縮符号
化を行う手段と、上記選択した各ブロックの圧縮率の平
均値が上記対象画面全体の固定圧縮率に近似するような
符号量制御パラメータを求める手段と、この求めた符号
量制御パラメータによって上記複数M×Nの全ブロック
を圧縮符号化する手段と、を備える。
また、上記選択した各ブロックの圧縮率の平均値は、
上記対象画面の中央部に属する行あるいは列内の各ブロ
ックの圧縮率を重くみて加重平気を取った値とする。
上記対象画面の中央部に属する行あるいは列内の各ブロ
ックの圧縮率を重くみて加重平気を取った値とする。
この発明において、分割した複数M×Nブロックの中
から、複数I行のブロックラインと複数J列のブロック
ラインとを一定の間隔で選択し、この選択した各ライン
のブロックに対して仮の符号量制御パラメータで圧縮符
号化を行う。そして、圧縮符号化した各ブロックの圧縮
率の平均値が所定の圧縮率に近似するような符号量制御
パラメータを求め、この求めた符号量制御パラメータに
よって各ブロックを圧縮符号化した際の圧縮率で画像全
体の圧縮率を予測し、全ブロックに対する圧縮符号化を
行う。
から、複数I行のブロックラインと複数J列のブロック
ラインとを一定の間隔で選択し、この選択した各ライン
のブロックに対して仮の符号量制御パラメータで圧縮符
号化を行う。そして、圧縮符号化した各ブロックの圧縮
率の平均値が所定の圧縮率に近似するような符号量制御
パラメータを求め、この求めた符号量制御パラメータに
よって各ブロックを圧縮符号化した際の圧縮率で画像全
体の圧縮率を予測し、全ブロックに対する圧縮符号化を
行う。
また、画面の中央に注目が集中する画像を圧縮符号化
する場合は、選択した各ブロックの圧縮率の平均値を求
める際に、画面の中央部に属する行あるいは列のブロッ
クの圧縮率を重くみて加重平均を取り、その結果の値を
圧縮率の平均値とすることにより、注目部分に適したパ
ラメータで全ブロックを圧縮符号化し、注目部分を忠実
に再現するようにする。
する場合は、選択した各ブロックの圧縮率の平均値を求
める際に、画面の中央部に属する行あるいは列のブロッ
クの圧縮率を重くみて加重平均を取り、その結果の値を
圧縮率の平均値とすることにより、注目部分に適したパ
ラメータで全ブロックを圧縮符号化し、注目部分を忠実
に再現するようにする。
〔実施例〕 第1図は、この発明による画像で圧縮の処理手順の一
実施例を示すフローチャートである。
実施例を示すフローチャートである。
この実施例は、まず、対象画面を、1ブロックp×p
画素からなる複数M×Nブロックに分割し(ステップS
1)、次いで、複数M行のブロックラインの中から(I
+1)行目毎に、M/(I+1)行目,2×M/(I+1)行
目,3×M/(I+1)行目,……,I×M/(I+1)行目の
各ブロックラインを選択し、さらに、複数N列のブロッ
クラインの中から(J+1)列目毎に、N/(J+1)列
目,2×N/(J+1)列目,3×N/(J+1)列目,……,J
×N/(J+1)列目の各ブロックラインを選択する(ス
テップS2)。
画素からなる複数M×Nブロックに分割し(ステップS
1)、次いで、複数M行のブロックラインの中から(I
+1)行目毎に、M/(I+1)行目,2×M/(I+1)行
目,3×M/(I+1)行目,……,I×M/(I+1)行目の
各ブロックラインを選択し、さらに、複数N列のブロッ
クラインの中から(J+1)列目毎に、N/(J+1)列
目,2×N/(J+1)列目,3×N/(J+1)列目,……,J
×N/(J+1)列目の各ブロックラインを選択する(ス
テップS2)。
従って、対象画面は、第2図に示すように、横方向に
複数M行、縦方向に複数N列の複数M×N個のブロック
に分割され、その中から(I+1)行目毎に複数I行の
ブロックラインが選択され、(J+1)列目毎に複数J
列のブロックラインが選択される。いま、M,N=20、I,J
=3とすると、対象画面は、横方向に20行、縦方向に20
列の計400ブロックに分割され、5行目,10行目,15行目
および5列目,10列目,15列目の各ブロックラインが選択
される。
複数M行、縦方向に複数N列の複数M×N個のブロック
に分割され、その中から(I+1)行目毎に複数I行の
ブロックラインが選択され、(J+1)列目毎に複数J
列のブロックラインが選択される。いま、M,N=20、I,J
=3とすると、対象画面は、横方向に20行、縦方向に20
列の計400ブロックに分割され、5行目,10行目,15行目
および5列目,10列目,15列目の各ブロックラインが選択
される。
続いて、仮の高域カット周波数パラメータFを設定し
(ステップS3)、このパラメータFによって選択した各
ブロックの圧縮符号化を行う(ステップS4)。この高域
カット周波数パラメータFによる圧縮符号化は、例え
ば、前述した処理P1〜P4におけるスケールファクタsを
適宜の値に設定することによって行う。
(ステップS3)、このパラメータFによって選択した各
ブロックの圧縮符号化を行う(ステップS4)。この高域
カット周波数パラメータFによる圧縮符号化は、例え
ば、前述した処理P1〜P4におけるスケールファクタsを
適宜の値に設定することによって行う。
次いで、選択した各ブロックの圧縮率Ymn(m=M/
(I+1),2M/(I+1),……,IM/(I+1),n=1,
2,……,N、および、m=1,2,……,M,n=N/(J+1),2
N/(J+1),……,JN/(J+1))を求め(ステップ
S5)、この求めた各圧縮率から次式によって平均圧縮率
Yを求める(ステップS6)。
(I+1),2M/(I+1),……,IM/(I+1),n=1,
2,……,N、および、m=1,2,……,M,n=N/(J+1),2
N/(J+1),……,JN/(J+1))を求め(ステップ
S5)、この求めた各圧縮率から次式によって平均圧縮率
Yを求める(ステップS6)。
次いで、求めた平均圧縮率Yと対象画像の所定の圧縮
率X(=固定符号量/画像データ量)とを比較し(ステ
ップS7)、平均圧縮率Yが圧縮率Xに近似していなけれ
ば“No"と判定し、次いで「Y>X」か否か判定する
(ステップS8)。「Y>X」であればパラメータFを低
域化し(ステップS9)、「Y<X」であればパラメータ
Fを高域化する(ステップS10)。こうして新たに求め
たパラメータFによって再びステップ4以後の処理を繰
り返し、平均圧縮率Yが所定の圧縮率Xに近似するよう
にパラメータFを制御する。平均圧縮率Yが圧縮率Xに
近似すると、ステップ7で“Yes"と判定し、そのときの
パラメータFによって画像全体の圧縮符号化を行い(ス
テップS11)、一連の処理を終了する。
率X(=固定符号量/画像データ量)とを比較し(ステ
ップS7)、平均圧縮率Yが圧縮率Xに近似していなけれ
ば“No"と判定し、次いで「Y>X」か否か判定する
(ステップS8)。「Y>X」であればパラメータFを低
域化し(ステップS9)、「Y<X」であればパラメータ
Fを高域化する(ステップS10)。こうして新たに求め
たパラメータFによって再びステップ4以後の処理を繰
り返し、平均圧縮率Yが所定の圧縮率Xに近似するよう
にパラメータFを制御する。平均圧縮率Yが圧縮率Xに
近似すると、ステップ7で“Yes"と判定し、そのときの
パラメータFによって画像全体の圧縮符号化を行い(ス
テップS11)、一連の処理を終了する。
これら一連の処理は、選択した行または列に属する合
成(I×N+J×M)個のブロック(重なったブロック
は重複してかまわない)から画像全体の周波数成分を予
測し、所定の圧縮率Xになる高域カット周波数パラメー
タFを求め、選択した複数のブロックに対してこのパラ
メータFで圧縮符号化した際の圧縮率をもって画像全体
を圧縮した場合の圧縮率を予測するわけである。
成(I×N+J×M)個のブロック(重なったブロック
は重複してかまわない)から画像全体の周波数成分を予
測し、所定の圧縮率Xになる高域カット周波数パラメー
タFを求め、選択した複数のブロックに対してこのパラ
メータFで圧縮符号化した際の圧縮率をもって画像全体
を圧縮した場合の圧縮率を予測するわけである。
なお、画面の中央部を重視して、ステップS6における
平均圧縮率Yの算出を、次式のように中央の行および列
を重くみた加重平均で求めるようにしてもよい。なお、
次式は、前述したM,N=20、I,J=3の例において、10行
目および10列目の各ブロックに係数10を掛けて加重平均
を求めた例である。
平均圧縮率Yの算出を、次式のように中央の行および列
を重くみた加重平均で求めるようにしてもよい。なお、
次式は、前述したM,N=20、I,J=3の例において、10行
目および10列目の各ブロックに係数10を掛けて加重平均
を求めた例である。
また、画面の中央部を重視して、ステップS2で選択す
る行および列を、第3図に示すように中央部に偏重させ
るようにしてもよい。
る行および列を、第3図に示すように中央部に偏重させ
るようにしてもよい。
この発明によれば、符号量に応じた高速・高品質な画
像圧縮が可能となり、画像データの記録メディアへの蓄
積が効率よく行うことができる。また、画像伝送におい
ても、伝送前処理が大幅に短縮されるので通信時間が画
像の性質にかかわらず一定となり、高速・高品質な画像
伝送が可能となる。
像圧縮が可能となり、画像データの記録メディアへの蓄
積が効率よく行うことができる。また、画像伝送におい
ても、伝送前処理が大幅に短縮されるので通信時間が画
像の性質にかかわらず一定となり、高速・高品質な画像
伝送が可能となる。
第1図はこの発明による画像データ圧縮の処理手順の一
例を示すフローチャート、 第2図は第1図の処理手順を説明するための画面構成
図、 第3図は画面構成図の他の例、 第4図は自然画像符号化のうちの「ベースライン・シス
テム」の処理手順を示す概略図である。
例を示すフローチャート、 第2図は第1図の処理手順を説明するための画面構成
図、 第3図は画面構成図の他の例、 第4図は自然画像符号化のうちの「ベースライン・シス
テム」の処理手順を示す概略図である。
Claims (6)
- 【請求項1】対象画面を、1ブロックp×p画素からな
る複数M×Nブロックに分割し、上記複数M行のブロッ
クラインの中から所定の間隔で複数I行のブロックライ
ンを選択し、上記複数N列のブロックラインの中から所
定の間隔で複数J列のブロックラインを選択し、上記選
択した「I×N+J×M」個のブロックに対して圧縮符
号化を行い、上記選択した各ブロックの圧縮率の平均値
が上記対象画面全体の固定圧縮率に近似するような符号
量制御パラメータを求め、この求めた符号量制御パラメ
ータによって上記複数M×Nの全ブロックを圧縮符号化
することを特徴とする画像データ圧縮方法。 - 【請求項2】対象画面を、1ブロックp×p画素からな
る複数M×Nブロックに分割する手段と、上記複数M行
のブロックラインの中から所定の間隔で複数I行のブロ
ックラインを選択および上記複数N列のブロックライン
の中から所定の間隔で複数J列のブロックラインを選択
する手段と、上記選択した「I×N+J×M」個のブロ
ックに対して圧縮符号化を行う手段と、上記選択した各
ブロックの圧縮率の平均値が上記対象画面全体の固定圧
縮率に近似するような符号量制御パラメータを求める手
段と、この求めた符号量制御パラメータによって上記複
数M×Nの全ブロックを圧縮符号化する手段と、を備え
たことを特徴とする画像データ圧縮装置。 - 【請求項3】前記符号量制御パラメータを求める手段
が、前記選択した「I×N+J×M」のブロックに対し
て設定された符号量制御パラメータによって圧縮符号化
を行って圧縮率を求め、求めた圧縮率の平均値が前記対
象画像全体の固定圧縮率に近似されるよう上記設定され
た符号量制御パラメータの値を変更して求めるようにし
たことを特徴とする請求項1記載の画像データ圧縮装
置。 - 【請求項4】前記符号量制御パラメータが、前記複数M
×Nブロックの各ブロックに対して離散コサイン変換を
行い、得られたDCT係数に量子化マトリックスの各閾値
で除算して量子化を行うときの前記量子化マトリックス
に乗算するスケールファクタであることを特徴とする請
求項2または3記載の画像データ圧縮装置。 - 【請求項5】前記選択した各ブロックの圧縮率の平均値
は、前記対象画面の中央部に属する行あるいは列内の各
ブロックの圧縮率を重くみて加重平均を取った値である
ことを特徴とする請求項2,3または4記載の画像データ
圧縮装置。 - 【請求項6】前記各ブロックの圧縮率の平均値を、前記
複数I行のブロックラインおよび前記複数J列のブロッ
クラインの中から前記対象画面の中央部に属する行およ
び列の各ブロックに対するものであることを特徴とする
請求項2,3または4記載の画像データ圧縮装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20143690A JP2880269B2 (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | 画像データ圧縮方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20143690A JP2880269B2 (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | 画像データ圧縮方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0487468A JPH0487468A (ja) | 1992-03-19 |
| JP2880269B2 true JP2880269B2 (ja) | 1999-04-05 |
Family
ID=16441060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20143690A Expired - Fee Related JP2880269B2 (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | 画像データ圧縮方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2880269B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5956430A (en) * | 1996-02-19 | 1999-09-21 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Image information coding apparatus and method using code amount of a selected pixel block for changing coding parameter |
-
1990
- 1990-07-31 JP JP20143690A patent/JP2880269B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0487468A (ja) | 1992-03-19 |
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