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JP2934342B2 - Image compression coding device - Google Patents
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JP2934342B2 - Image compression coding device - Google Patents

Image compression coding device

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JP2934342B2
JP2934342B2 JP19543491A JP19543491A JP2934342B2 JP 2934342 B2 JP2934342 B2 JP 2934342B2 JP 19543491 A JP19543491 A JP 19543491A JP 19543491 A JP19543491 A JP 19543491A JP 2934342 B2 JP2934342 B2 JP 2934342B2
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noise ratio
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、静止画像或いは動画像
に対する画像圧縮符号化装置、特に画像の信号対雑音比
(以下、SN比という)、つまり品質を制御する画像圧
縮符号化装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image compression encoding apparatus for a still image or a moving image, and more particularly to an image compression encoding apparatus for controlling a signal-to-noise ratio (hereinafter, referred to as an SN ratio) of an image, that is, quality. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば次のような文献に記載されるものがあった。
2. Description of the Related Art Conventionally, techniques in such a field include:
For example, there is one described in the following literature.

【0003】アイイーイーイー トランスアクションズ
オン コミュニケーシヨンズ(IEEE TRANSACTIONS ON
COMMUNICATIONS )COM−25[II](1977−1
1)(米)ALI HABIBI、“サーベイ オフ
アダプティブ イメージ コーディング テクニクス
(Survey of Adaptive Image Coding Techniques)”
P.1275−1283従来、画像圧縮符号化装置とし
ては、前記文献に記載されているように、画像の空間的
または時間的な冗長(相関)を取り除くことにより、画
像の効率的圧縮を行うようになっている。以下、その構
成を図を用いて説明する。
[0003] IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS
COMMUNICATIONS) COM-25 [II] (1977-1
1) (US) ALI HABIBI, “Survey Off
Survey of Adaptive Image Coding Techniques ”
P. Conventionally, as described in the above-mentioned document, an image compression / encoding device performs efficient compression of an image by removing spatial or temporal redundancy (correlation) of the image. ing. Hereinafter, the configuration will be described with reference to the drawings.

【0004】図2は、前記文献に記載された従来の画像
圧縮符号化装置の一構成例を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional image compression encoding apparatus described in the above-mentioned document.

【0005】この画像圧縮符号化装置は、入力画像Si
を入力する情報量圧縮手段11を有している。この情報
量圧縮手段11は、入力画像Siの時間的又は空間的冗
長を取り除き、画像信号S11を出力するもので、例え
ば離散的余弦変換(DCT)手段や、予測(DPCM)
手段等で構成されている。この情報量圧縮手段11の出
力側には、量子化手段12を介して符号化手段13が接
続されている。
[0005] This image compression encoding apparatus uses an input image Si
Is input. The information amount compression means 11 removes the temporal or spatial redundancy of the input image Si and outputs the image signal S11. For example, a discrete cosine transform (DCT) means, a prediction (DPCM)
It is composed of means and the like. An encoding unit 13 is connected to an output side of the information amount compression unit 11 via a quantization unit 12.

【0006】量子化手段12は、冗長の取り除かれた画
像データS11を量子化して量子化データS12を出力
するものであり、Midtread型の線形量子化器等
で構成されている。符号化手段13は、量子化データ
12を符号化して圧縮された符号化データSoを出力す
るものであり、各量子化データS12の性質(例えば、
分散)に応じてビットを割当て固定長符号化する手段
や、或いは量子化データS12の出現確率に応じて符号
を割当てて符号化する可変長符号化手段等で構成されて
いる。
The quantizing means 12 quantizes the image data S11 from which the redundancy has been removed and outputs quantized data S12, and is constituted by a Midread-type linear quantizer or the like. The encoding means 13 generates the quantized data S
12 and outputs encoded data So compressed by compressing the compressed data S12.
(Variance), or variable length coding means for allocating codes according to the appearance probability of the quantized data S12 and coding.

【0007】次に、図3を参照しつつ、図2の動作を説
明する。図3は、従来のMidtread型の線形量子
化器を示す図である。横軸のxは量子化入力、縦軸のy
は量子化出力である。hは量子化ステップ幅である。
Next, the operation of FIG. 2 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing a conventional Midread-type linear quantizer. X on the horizontal axis is the quantization input, y on the vertical axis
Is the quantized output. h is the quantization step width.

【0008】入力画像Siは、情報量圧縮手段11によ
って空間的又は時間的冗長が取り除かれる。この冗長の
取り除かれた画像信号S11は、量子化手段12及び符
号化手段13によってそのデータ量(ビット数)が圧縮
され、符号化データSoが出力される。
[0008] The information image compression means 11 removes spatial or temporal redundancy from the input image Si. The data amount (the number of bits) of the image signal S11 from which the redundancy has been removed is compressed by the quantization means 12 and the coding means 13, and the coded data So is output.

【0009】ここで、量子化手段12を例えば図3に示
すMidtread型の線形量子化器で構成した場合、
該線形量子化器では画像信号S11を量子化して量子化
データS12を符号化手段13へ出力する。この量子化
データS12、つまり図3に示す量子化出力yは、次式
(1)で表すことができる。
Here, when the quantization means 12 is constituted by, for example, a Midread-type linear quantizer shown in FIG.
In the linear quantizer, the image signal S11 is quantized and quantized.
The data S12 is output to the encoding means 13. This quantization
The data S12, that is, the quantized output y shown in FIG. 3 can be expressed by the following equation (1).

【0010】[0010]

【数1】 (Equation 1)

【0011】この(1)式において、INT[x]はx
の整数部を取ることを意味する。そして、この量子化出
力yは、符号化手段13によって符号化され、圧縮され
符号化データSoが出力される。
In the equation (1), INT [x] is x
Means taking the integer part of Then, the quantized output y is encoded by the encoding means 13, and compressed encoded data So is output.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の装置では、量子化手段12内の量子化ステップ幅h
等を変えることにより、画像の圧縮率を制御することが
できるが、画像のSN比、つまり品質を制御することが
困難であった。そのため、ある一定品質(SN比)の画
像圧縮が要求される場合に、従来の装置では、対応でき
ず、画像の品質が不安定であるという問題を生じ、それ
を解決することが困難であった。
However, in the apparatus having the above configuration, the quantization step width h in the quantization means 12 is not limited to the above.
By changing the compression ratio, the compression ratio of the image can be controlled, but it is difficult to control the SN ratio of the image, that is, the quality. Therefore, when image compression of a certain quality (SN ratio) is required, the conventional apparatus cannot cope with the problem and the problem of unstable image quality occurs, and it is difficult to solve the problem. Was.

【0013】本発明は、前記従来技術が持っていた課題
として、圧縮画像の品質の不安定性について解決した画
像圧縮符号化装置を提供するものである。
An object of the present invention is to provide an image compression encoding apparatus which solves the problem of the prior art as to the instability of the quality of a compressed image.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のうちの第1の発明は、量子化による結果を
予測して量子化を制御するFeed Forward方
式の画像圧縮符号化装置であって、次のような手段を備
えている。
Means for Solving the Problems] To solve the above problems
In the first aspect of the present invention, the result of quantization is
Feed Forward method for predicting and controlling quantization
An image compression encoding apparatus of the type comprising the following means:
I have.

【0015】即ち、この第1の発明では、入力画像の時
間的冗長または空間的冗長を取り除いた画像信号を出力
する情報量圧縮手段と、量子化手段制御データを用いて
前記情報量圧縮手段より出力される前記画像信号を量子
化して量子化データを出力する量子化手段と、前記入力
画像の統計的性質を演算してその統計量を出力する統計
量演算手段と、予め与えられた圧縮画像のSN比と前記
量子化手段の特性との関係を前記統計量を用いて予測
し、前記SN比が所定レベルになるように前記量子化手
段を制御する前記量子化手段制御データを前記量子化手
段へ出力するSN比予測手段と、前記量子化手段より出
力される前記量子化データを符号化して符号化データを
出力する符号化手段とを、備えている。
That is, in the first invention, when an input image is
Outputs image signals without intermittent or spatial redundancy
Using information compression means and quantization means control data
Quantizing the image signal output from the information amount compression means
Quantizing means for converting and outputting quantized data;
Statistics that calculate the statistical properties of an image and output the statistics
Amount calculating means, and the S / N ratio of a predetermined compressed image
Predict the relationship with the characteristics of the quantization means using the statistics
And the quantization step is performed so that the SN ratio becomes a predetermined level.
The quantization means control data for controlling the stage
And an output from the quantization means.
Encoding the input quantized data to obtain encoded data.
Encoding means for outputting.

【0016】第2の発明では、第1の発明のSN比予測
手段は、前記予測の結果を予め演算により求めてテーブ
ル化しておき、前記統計量に応じた前記量子化手段制御
データを読出して出力する構成にしている。
In the second invention, the S / N ratio predicting means of the first invention obtains the result of the prediction in advance by calculation, and
And control of the quantization means according to the statistics.
It is configured to read and output data.

【0017】第3の発明では、第1または第2の発明の
SN比予測手段は、前記予め与えられた圧縮画像のSN
比と前記統計量に応じて定まる予測量子化誤差電力と、
前記情報量圧縮手段より出力される前記画像信号と前記
画像信号の量子化結果を実測した実測量子化後信号との
誤差である実測量子化誤差電力とを、比較して画像の分
布関数を調節する構成にしている。
In a third aspect of the present invention, the SN ratio predicting means of the first or second aspect of the present invention comprises the step of:
Predicted quantization error power determined according to the ratio and the statistic ,
The distribution function of the image is adjusted by comparing the measured quantization error power, which is an error between the image signal output from the information amount compression unit and the actually measured quantization signal obtained by measuring the quantization result of the image signal. Configuration.

【0018】[0018]

【作用】第1の発明によれば、以上のように画像圧縮符
号化装置を構成したので、入力画像が統計量演算手段及
び情報量圧縮手段へ入力されると、該統計量演算手段で
は、入力画像の統計的性質を演算してその統計量をSN
比予測手段へ与える。情報量圧縮手段では、入力画像の
冗長を取り除いてその冗長の取り除かれた画像信号を量
子化手段へ与える。SN比予測手段は、予め与えられた
圧縮画像のSN比と量子化手段の特性(例えば、量子化
ステップ幅)との関係を入力画像の統計量を用いて予測
し、このSN比(画質)が要求を満たすように量子化手
段を制御する量子化手段制御データを該量子化手段へ出
力する。
According to the first aspect of the present invention, since the image compression encoding apparatus is configured as described above, when an input image is input to the statistic calculation means and the information compression means, the statistic calculation means: Calculate the statistical properties of the input image and calculate the statistic as SN
Give to ratio prediction means. The information amount compression unit removes the redundancy of the input image and supplies the image signal from which the redundancy has been removed to the quantization unit. The SN ratio prediction means is provided in advance.
The S / N ratio of the compressed image and the characteristics of the quantization means (for example, quantization
Prediction using the input image statistics
In order to satisfy this requirement, the S / N ratio (image quality)
The quantizer control data for controlling the stage is output to the quantizer.
Power.

【0019】量子化手段では、量子化手段制御データを
用いて、画像信号を量子化して量子化データを符号化手
段へ与える。符号化手段は、量子化データを符号化して
符号化データを出力する。
In the quantizing means, the quantizing means control data is
To quantize the image signal and encode the quantized data
Give to the column. The encoding means encodes the quantized data and
Output encoded data.

【0020】第2の発明によれば、SN比予測手段は、
例えば予め相関係数等を想定して演算をしておき、その
演算結果をテーブル化しているので、統計量演算手段
ら出力される統計量を入力すると、その統計量に応じた
量子化手段制御データを読出して量子化手段を制御す
る。
According to the second invention, the SN ratio predicting means includes:
For example, the calculation is performed in advance by assuming a correlation coefficient or the like, and the calculation result is tabulated .
If you enter a statistic that is al outputted, according to the statistic
The quantization means control data is read to control the quantization means.

【0021】第3の発明によれば、SN比予測手段は、
予測量子化誤差電力と実測量子化誤差電力とを比較して
画像の分布関数を調節することにより、予測を行う。
According to the third invention, the SN ratio predicting means comprises:
Comparing predicted quantization error power and measured quantization error power
The prediction is performed by adjusting the distribution function of the image.

【0022】[0022]

【実施例】図1は、本発明の実施例を示す画像圧縮符号
化装置の構成ブロック図であり、従来の図2中の要素と
共通の要素には共通の符号が付されている。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an image compression encoding apparatus according to an embodiment of the present invention. Elements common to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.

【0023】この画像圧縮符号化装置では、従来と同様
に、入力画像Siの冗長を取り除いて画像信号S11を
出力する情報量圧縮手段11と、量子化手段制御データ
S23(例えば、量子化ステップ幅等)に基づき画像信
S11を量子化して量子化データS12を出力する量
子化手段12と、量子化データS12を符号化して符号
化データSoを出力する符号化手段13とを備えてい
る。この装置が従来のものと異なる点は、入力画像Si
を入力する統計量演算手段21と、量子化手段12の入
出力側に接続される量子化誤差計測手段22と、該量子
化誤差計測手段22及び統計量演算手段21の出力側に
接続されるSN比予測手段23とを、付加したことであ
る。
In this image compression encoding apparatus, as in the prior art, the information amount compression unit 11 for removing the redundancy of the input image Si and outputting the image signal S11, and the quantization unit control data S23 (for example, the quantization step width) image signal on the basis of an equal)
Issue S11 and quantization means 12 for outputting the quantized data S12 to quantize, code by encoding the quantized data S12
Encoding means 13 for outputting encoded data So. This device differs from the conventional one in that the input image Si
, A quantization error measurement unit 22 connected to the input / output side of the quantization unit 12, and connected to the output side of the quantization error measurement unit 22 and the statistic calculation unit 21. That is, an SN ratio prediction unit 23 is added.

【0024】統計量演算手段21は、入力された1枚の
入力画像Siの統計的性質(例えば、画像の平均、分散
及び相関等)を求め、それらの統計量S21をSN比予
測手段23へ与える機能を有している。量子化誤差計測
手段22は、入力された1画像の量子化前後の画像信号
S11及び量子化データS12から、実測量子化誤差電
S22を計測し、それをSN比予測手段23へ与える
機能を有している。SN比予測手段23は、画像の統計
量S21に基づき、所定の量子化方法(例えば、量子化
ステップ幅)を用いた場合の該量子化ステップ幅と圧縮
SN比との関係を算出し、その予測圧縮SN比が外部か
らの要求SI、或いは内部所定のSN比と一致するよう
に、制御データS23(例えば、量子化ステップ幅)を
算出し、その量子化ステップ幅を量子化手段12へ与え
る機能を有している。さらに、このSN比予測手段23
は、量子化誤差計測手段22で計測された実圧縮画像の
実測量子化誤差電力S22と予測量子化誤差電力との比
から、圧縮SN比の予測精度を向上する機能を有してい
る。
The statistic calculation means 21 obtains the statistical properties (for example, average, variance, correlation, etc.) of one input image Si, and sends the statistic S21 to the SN ratio prediction means 23. It has the function of giving. The quantization error measuring means 22 calculates an actually measured quantization error signal from the input image signal S11 before and after the quantization of one image and the quantized data S12.
It has a function of measuring the force S22 and giving it to the SN ratio prediction means 23. The SN ratio prediction unit 23 calculates the relationship between the quantization step width and the compressed SN ratio when a predetermined quantization method (for example, quantization step width) is used, based on the image statistics S21. The control data S23 (for example, a quantization step width) is calculated so that the predicted compression S / N ratio matches an externally requested SI or an internal predetermined S / N ratio, and the quantization step width is given to the quantization means 12. Has a function. Further, the SN ratio prediction means 23
Is the actual compressed image measured by the quantization error measuring means 22.
It has a function of improving the prediction accuracy of the compressed SN ratio from the ratio between the measured quantization error power S22 and the predicted quantization error power .

【0025】次に、動作を説明する。入力画像Siが統
計量演算手段21及び情報量圧縮手段11に入力される
と、該統計量演算手段21では、入力された一枚のM×
Nの入力画像Si=g(x,y)に対し、次式(2)〜
(5)より、そのg(x,y)の平均値μ、分散σ2
横方向の相関係数ρH 、及び縦方向の相関係数ρV を求
める。
Next, the operation will be described. When the input image Si is input to the statistic calculation means 21 and the information amount compression means 11, the statistic calculation means 21 outputs one input M ×
For N input images Si = g (x, y), the following equations (2) to
From (5), the average value μ of the g (x, y), the variance σ 2 ,
The horizontal correlation coefficient ρ H and the vertical correlation coefficient ρ V are obtained.

【0026】[0026]

【数2】 (Equation 2)

【0027】そして、それらの統計量S21=(μ,σ
2 ,ρH ,ρV )をSN比予測手段23へ出力する。
Then, the statistics S21 = (μ, σ)
2 , ρ H , ρ V ) to the SN ratio prediction means 23.

【0028】情報量圧縮手段11では、例えば、入力画
像Siを小ブロック(n×n)に分割した後、離散的余
弦変換(DCT)し、相関を取り除く。このDCTで
は、入力画像Si=gb (x,y)に対し、画像信号
11=yb (u,v)が次式(6)〜(8)のようにな
る。
In the information amount compression means 11, for example, after dividing the input image Si into small blocks (n × n), a discrete cosine transform (DCT) is performed to remove the correlation. In this DCT, an image signal S is applied to an input image Si = g b (x, y).
11 = y b (u, v) is expressed by the following equations (6) to (8).

【0029】[0029]

【数3】 (Equation 3)

【0030】量子化手段12は、SN比予測手段23か
ら与えられた制御データS23、例えば量子化ステップ
幅hを用い、入力された画像信号S11=yb (u,
v)に対して図3及び(1)式の量子化を行い、量子化
データS12=Zb (u,v)を次式(10)に従い出力
する。
The quantization means 12 uses the control data S23 given by the SN ratio prediction means 23, for example, the quantization step width h, and uses the input image signal S11 = y b (u, u
v) perform 3 and (1) quantization relative to quantization
Data S12 = Z b (u, v ) is output in accordance with the following equation (10) a.

【0031】[0031]

【数4】 (Equation 4)

【0032】符号化手段13は、量子化データS12に
対して、予め設定した符号を割り当て、その符号化デー
Soを出力する。
The coding means 13 assigns the quantized data S12, a code preset, the encoded data
Data So is output.

【0033】量子化誤差計測手段22では、1画像の量
子化前の画像信号S11と、量子化後の量子化データ
12との平均自乗誤差(実測量子化誤差電力)S22
(=MSE)を計測し、その実測量子化誤差電力S22
(=MSE)をSN比予測手段23へ出力する。
In the quantization error measuring means 22, the image signal S11 of one image before quantization and the quantized data S
Mean square error ( actually measured quantization error power ) S12 with S12
(= MSE) and its measured quantization error power S22
(= MSE) to the SN ratio prediction means 23.

【0034】量子化前の画像信号S11をy(x,
y)、量子化後の量子化データS12をz(x,y)と
すると、実測量子化誤差電力S22(=MSE)は、次
式(11)のようになる。
The image signal S11 before quantization is converted to y (x,
y), assuming that the quantized data S12 after quantization is z (x, y), the measured quantization error power S22 (= MSE) is expressed by the following equation (11).

【0035】[0035]

【数5】 (Equation 5)

【0036】SN比予測手段23では、先ず、統計量演
算手段21から与えられた統計量S21中の画像の相関
係数に基づき、情報量圧縮手段11で冗長が取り除かれ
た画像信号S11の分散を予測する。例えば、情報量圧
縮手段11がブロック余弦変換を用いるとすると、正規
化された画像信号S11(σ2 =1)のブロック余弦変
換後の各成分yb (u,v)の分散σN 2 ,v)
は、次式(12)で表わせる。 n-1 n-1 n-1 n-1 |x-x1| σ2 N (u,v)= Σ Σ Σ Σ ρ H x=0 y=0 x1=0 y1=0 |y-y1| × ρV ・ φ(u,v) (x,y)・φ(u,v) (x1,y1) ・・・(12) そして、DCT後の各成分の分布が確率密度関数f
(x,σ,r)で表わせるとし、それを用いて量子化に
よる画像の量子化誤差電力を予測する。ここで、確率密
度関数f(x,σ,r)は、一般に、次式(13)で表わ
すことができる。
In the SN ratio prediction means 23, first, based on the correlation coefficient of the image in the statistic S21 given from the statistic calculation means 21, the variance of the image signal S11 from which the information amount compression means 11 has removed redundancy is used. Predict. For example, assuming that the information amount compressing unit 11 uses block cosine transform, the variance σ N 2 (of the components y b (u, v) of the normalized image signal S11 (σ 2 = 1) after block cosine transform is used. u , v)
Can be expressed by the following equation (12). n-1 n-1 n-1 n-1 | x-x1 | σ 2 N (u, v) = Σ Σ Σ Σ ρ H x = 0 y = 0 x1 = 0 y1 = 0 | y-y1 | × ρ V · φ (u, v) (x, y) · φ (u, v) (x1, y1) (12) Then, the distribution of each component after DCT is the probability density function f
(X, σ, r), which is used to predict the quantization error power of the image by quantization. Here, the probability density function f (x, σ, r) can be generally represented by the following equation (13).

【0037】[0037]

【数6】 (Equation 6)

【0038】rは、分布特性を示すパラメータである。
画像の分布として良く用いられるガウス分布はr=2
で、ラプラス分布はr=1である。
R is a parameter indicating a distribution characteristic.
A Gaussian distribution often used as an image distribution is r = 2
In the Laplace distribution, r = 1.

【0039】量子化手段12として、例えば図3及び
(1)式の量子化器を用いる場合、量子化ステップ幅が
hで、量子化ステップ数が十分多い(Nが十分大きい)
とすると、正規化画像データのDCT後の各成分の量子
化誤差電力σEN 2 (u,v)は、次式(16)で表わすこ
とができる。 N (l+1/2)h σEN 2 (u,v)= Σ ∫ [x−lh]2 × l=-N (l-1/2)h f(x,σ N (u,v),r)dx ・・・(16) 正規化画像の平均量子化誤差電力σEN 2 は、次式(17)
のようになる。
When the quantizing means 12 uses, for example, the quantizer shown in FIG. 3 and equation (1), the quantization step width is h and the number of quantization steps is sufficiently large (N is sufficiently large).
Then, the quantization error power σ EN 2 (u, v) of each component of the normalized image data after DCT can be expressed by the following equation (16). N (l + 1/2) h σ EN 2 (u, v) = Σ ∫ [x-lh] 2 × l = -N (l-1 / 2) h f (x, σ N (u, v) , R) dx (16) The average quantization error power σ EN 2 of the normalized image is given by the following equation (17).
become that way.

【0040】[0040]

【数7】 (Equation 7)

【0041】そして、分散がσ2 の画像の予測量子化誤
差電力(σE 2 )とSN比(SNR)は、次式(18),
(19)のようになる。
Then, the predicted quantization error power (σ E 2 ) and SN ratio (SNR) of an image having a variance of σ 2 are given by the following equations (18),
It becomes like (19).

【0042】[0042]

【数8】 (Equation 8)

【0043】以上の演算より、画像データの分布が既知
のものとし、ある画像の相関係数が分かれば、その画像
の正規化量子化誤差電力、及び圧縮SN比と量子化ステ
ップ幅との関係が予測できる。即ち、外部から要求され
る圧縮SN比が与えられたとすると、そこから量子化ス
テップ幅を予測することができる。
From the above calculations, it is assumed that the distribution of the image data is known, and if the correlation coefficient of a certain image is known, the normalized quantization error power of the image and the relationship between the compression SN ratio and the quantization step width are obtained. Can be predicted. That is, assuming that a compression S / N ratio required from the outside is given, the quantization step width can be predicted therefrom.

【0044】また、上述の演算は、予め相関係数を想定
して行うことができる。そのため、その演算結果をテー
ブル化しておけば、実画像に対する演算処理は、ルック
アップテーブルの形式で、非常に高速にできる。
The above calculation can be performed by assuming a correlation coefficient in advance. Therefore, if the calculation results are tabulated, the calculation processing on the actual image can be performed at a very high speed in the form of a lookup table.

【0045】図4〜図6は、相関係数ρH =ρv =ρと
して予め算出した正規化量子化ステップ幅hと、正規化
量子化誤差電力σ2 ENとの関係を示す図である。図4は
ガンマ(1/2)分布(r=1/2)の場合、図5はラ
プラス分布(r=1)の場合、図6はガウス分布(r=
2)の場合である。
FIGS. 4 to 6 are diagrams showing the relationship between the normalized quantization step width h calculated in advance as the correlation coefficient ρ H = ρ v = ρ and the normalized quantization error power σ 2 EN . . FIG. 4 shows the case of the gamma (1/2) distribution (r = 1/2), FIG. 5 shows the case of the Laplace distribution (r = 1), and FIG.
This is the case of 2).

【0046】さらにSN比予測手段23では、予測量子
化誤差電力σ2 E 実測量子化誤差電力MSEとの比S S=MSE/σE 2 ・・・(20) と取る。そして、S>1であれば分布係数rを少し上
げ、S<1ならばrを少し下げるなどして、予測の精度
を高めることができる。次式(21)は、分布係数rの変
更法の一例を示すものである。
Further, the SN ratio prediction means 23 takes the ratio SS = MSE / σ E 2 (20) between the predicted quantization error power σ 2 E and the measured quantization error power MSE. Then, if S> 1, the distribution coefficient r is slightly increased, and if S <1, r is slightly decreased, and the accuracy of prediction can be improved. The following equation (21) shows an example of a method of changing the distribution coefficient r.

【0047】[0047]

【数9】 (Equation 9)

【0048】このように、本実施例では、外部からの圧
縮SN比に対する要求SIに答えることができ、それに
よって安定した画質の画像圧縮が可能となる。
As described above, in the present embodiment, it is possible to respond to the request SI for the compression S / N ratio from the outside, thereby enabling image compression of stable image quality.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1の発明
によれば、予め与えられた圧縮画像のSN比と量子化手
段の特性との関係を入力画像の統計量を用いて予測し、
このSN比が所定レベルになるように量子化手段を制御
する量子化手段制御データを出力するSN比予測手段を
設けたので、ある一定品質(SN比)の圧縮画像が要求
された場合、その要求に答えることができ、安定した画
質の画像圧縮が可能となる。
As described in detail above, according to the first aspect, the S / N ratio of a given compressed image and the quantization
Predict the relationship with the step characteristics using the statistics of the input image,
Control the quantization means so that this SN ratio becomes a predetermined level
SNR prediction means for outputting quantization means control data
Provided, a compressed image of a certain quality (SN ratio) is required
If the request is
Quality image compression is possible.

【0050】第2の発明によれば、SN比予測手段を、
予め相関係数等を想定して演算をし、その演算結果をメ
モリ等を用いてテーブル化するようにしたので、統計量
に応じた量子化手段制御データが読出され、その読出さ
れた制御データにより量子化手段が制御されるので、高
速処理が実現できる。
According to the second invention, the SN ratio prediction means is
Was calculated by assuming a pre-correlation coefficient, etc., since the calculation result so that the table by using a memory or the like, quantization means control data based on the statistical quantity <br/> is read, the read Since the quantization means is controlled by the control data obtained, high-speed processing can be realized.

【0051】第3の発明によれば、SN比予測手段は、
予測量子化誤差電力と実測量子化誤差電力とを比較し、
画像の分布関数を調節する構成になっているので、該S
N比予測手段における予測精度を向上でき、それによっ
て所望の圧縮SN比(画質)をより的確に得ることがで
きる。
According to the third aspect, the SN ratio predicting means includes:
Compare the predicted quantization error power with the measured quantization error power ,
Since the configuration is such that the distribution function of the image is adjusted,
The prediction accuracy of the N-ratio predicting means can be improved, whereby a desired compressed S / N ratio (image quality) can be more accurately obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例を示す画像圧縮符号化装置の構
成ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image compression encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来の画像圧縮符号化装置を示す構成ブロック
図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a conventional image compression encoding apparatus.

【図3】Midtread型線形量子化器を説明する図
である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a Midstream-type linear quantizer.

【図4】情報量圧縮された画像がガンマ分布の場合の実
施例における正規化量子化ステップ幅hと正規化量子化
誤差電力σEN 2 との関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a normalized quantization step width h and a normalized quantization error power σ EN 2 in the embodiment when the information-compressed image has a gamma distribution.

【図5】情報量圧縮された画像がラプラス分布の場合の
実施例における正規化量子化ステップ幅hと正規化量子
化誤差電力σEN 2 との関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a normalized quantization step width h and a normalized quantization error power σ EN 2 in an embodiment in a case where an information amount compressed image has a Laplace distribution.

【図6】情報量圧縮された画像がガウス分布の場合の実
施例における正規化量子化ステップ幅hと正規化量子化
誤差電力σEN 2 との関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a normalized quantization step width h and a normalized quantization error power σ EN 2 in the embodiment in the case where the information-compressed image has a Gaussian distribution.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 情報量圧縮手段 12 量子化手段 13 符号化手段 21 統計量演算手段 22 量子化誤差計測手段 23 SN比予測手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Information amount compression means 12 Quantization means 13 Encoding means 21 Statistical amount calculation means 22 Quantization error measurement means 23 SN ratio prediction means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桜田 孔司 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電 気工業株式会社内 (72)発明者 原田 洋子 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電 気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−222593(JP,A) 電子情報通信学会技術研究報告,IE 88−88 P.53−60 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Koji Sakurada 1-7-12 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Oki Electric Industry Co., Ltd. (72) Inventor Yoko Harada 1-712 Toranomon, Minato-ku, Tokyo No. Oki Electric Industry Co., Ltd. (56) Reference JP-A-63-222593 (JP, A) IEICE Technical Report, IE 88-88 53−60

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入力画像の時間的冗長または空間的冗長
を取り除いた画像信号を出力する情報量圧縮手段と、 量子化手段制御データを用いて前記情報量圧縮手段より
出力される前記画像信号を量子化して量子化データを出
力する量子化手段と、 前記入力画像の統計的性質を演算してその統計量を出力
する統計量演算手段と、 予め与えられた圧縮画像の信号対雑音比と前記量子化手
段の特性との関係を前記統計量を用いて予測し、前記信
号対雑音比が所定レベルになるように前記量子化手段を
制御する前記量子化手段制御データを前記量子化手段へ
出力する信号対雑音比予測手段と、 前記量子化手段より出力される前記量子化データを符号
化して符号化データを出力する符号化手段と、 を備えたことを特徴とする画像圧縮符号化装置。
1. An information amount compression unit for outputting an image signal from which a temporal redundancy or a spatial redundancy of an input image has been removed, and the image signal output from the information amount compression unit using quantization unit control data. Quantizing means for quantizing and outputting quantized data; statistic calculating means for calculating a statistical property of the input image and outputting a statistic thereof; and a signal-to-noise ratio of a given compressed image and The relation between the characteristic of the quantizing means and the statistical quantity is predicted, and the quantizing means control data for controlling the quantizing means so that the signal-to-noise ratio becomes a predetermined level is output to the quantizing means. An image compression encoding apparatus comprising: a signal-to-noise ratio prediction unit that performs encoding; and an encoding unit that encodes the quantized data output from the quantization unit and outputs encoded data.
【請求項2】 前記信号対雑音比予測手段は、 前記予測の結果を予め演算により求めてテーブル化して
おき、前記統計量に応じた前記量子化手段制御データを
読出して出力することを特徴とする請求項1に記載の画
像圧縮符号化装置。
2. The signal-to-noise ratio prediction means calculates a result of the prediction in advance and forms a table, and reads and outputs the quantization means control data according to the statistic. The image compression encoding apparatus according to claim 1.
【請求項3】 前記信号対雑音比予測手段は、前記予め与えられた圧縮画像の信号対雑音比と前記統計
量に応じて定まる 予測量子化誤差電力と、 前記情報量圧縮手段より出力される前記画像信号と前記
画像信号の量子化結果を実測した実測量子化後信号との
誤差である実測量子化誤差電力とを、 比較して画像の分布関数を調節することを特徴とする請
求項1または2に記載の画像圧縮符号化装置。
3. The signal-to-noise ratio predictor includes a signal-to-noise ratio of the predetermined compressed image and the statistical value.
The predicted quantization error power determined according to the amount, and the measured quantization error power which is the error between the image signal output from the information amount compression unit and the measured quantization signal obtained by actually measuring the quantization result of the image signal. 3. The image compression encoding apparatus according to claim 1, wherein the image compression function is adjusted by comparing the following.
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