JPH0614738B2 - 画像圧縮方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は画像圧縮方法に係り、特に、再生画像中のノイ
ズを少なくするのに好適な画像圧縮方法に関する。

〔発明の背景〕

膨大な情報量を持つ画像を情報媒体として使用する場
合、画像情報を圧縮する技術が不可欠になってきてい
る。

画像情報を圧縮する従来技術として、例えば電子通信学
会論文誌’85/9VoL．Ｊ68−ＢNO.９の1088に、原画像を
アダマール変換して変換データを得、各変換データに配
分するビット数を変換データの特徴に応じて変える方法
が記載されている。

圧縮率を上げるには配分ビット数を少なくすればよい。
しかし、配分ビット数を少なくすると、再生画像中にノ
イズが多くなり原画像との差が大きくなってしまう。そ
こで、画像の特定の箇所だけ配分ビット数を多くするの
が一般的である。どこに多くのビット数を配分するかで
再生画像の画質が決まるが、上記従来の画像圧縮方法
は、アダマール変換データの特徴だけを用いてビットを
配分しているため、非可逆圧縮した画像を再生したと
き、再生画像中にノイズが多く含まれ、視覚特性が十分
でないという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、再生画像中のノイズが少なく視覚特性
が良好な画像圧縮方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明では、原画像と、該原
画像の縮小画像を拡大した画像との差画像を直交変換
し、該直交変換データをビット配分テーブルを参照しな
がら桁落させる非可逆画像圧縮方法において、ビット配
分テーブルを参照して桁落させた前記差画像の直交変換
データを当該ビット配分テーブルを参照して桁上げし、
桁落前と桁上後の両直交変換データの差データを調べて
ビット配分テーブルのビット配分を修正し、該修正ビッ
ト配分テーブルを用いて前記差画像の直交変換データを
桁落させて圧縮する。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第６図は本発明の一実施例に係る画像圧縮方法を行なう
ハード構成図であり、中央処理装置（ＣＰＵ）１と、高
速演算回路２と、記憶媒体３と、ディスプレイ４と、図
示しない画像読取装置とは、バス５により相互に接続さ
れている。ＣＰＵ１は、高速演算回路２や記憶媒体３を
制御・アクセスし後述する直交変換を高速演算回路２に
命令したり、記憶媒体３にデータを格納したりする。

第１図は本発明の一実施例に係る画像圧縮方法の説明図
である。本実施例では、まず第一段階として、原画像
(a)６を縮小して縮小画像(S)７を得、この縮小画像(S)
７を記憶媒体３に格納する。また、縮小画像(S)７を補
間拡大して拡大画像(a′)８を作る。

第２段階として、原画像(a)６と拡大画像(a′)８との差
画像（Ａ＝ａ−a′)９を作り、これとビット配分テーブ
ル（ＢＡＴ）10とを用い、ビット配分テーブル修正処理
11を行って修正ビット配分テーブル(BAT′)を作る。

ビット配分テーブル修正処理11の詳細を第２図で説明す
る。ビット配分テーブル修正処理は、大きく分けて段階
Ｉと段階IIに分けられる。段階Ｉでは、先ず、画像（Ａ
＝ａ−a′)９にマダマール変換等の直交変換を施して変
換データ(B)13を得る。次に、ビット配分テーブル10を
参照しながら変換データ13を桁落させ、桁落変換データ
14を作る。ビット配分テーブル10は、最初は適当に決め
てよい。例えばデータのヒストグラムを求めて配分ビッ
トを一様に４ビットとする。そして、変換データ13を16
ビットのうち12ビットシフトさせて値を小さくし桁落変
換データ14を作る。その後、再びビット配分テーブル10
を参照し、桁落変換データ14を逆に12ビットシフトして
桁上げし、変換データ(B′)15を得る。この変換データ1
5を直交逆変換することで画像(A)９の再生画像(A′)16
を作る。変換データ(B′)15は、粗く作ったビット配分
テーブル10を参照しながら変換データ(B)13を桁落ち・
桁上げして作成したため、Ｂ≠Ｂである。従って、画像
Ａ≠再生画像A′である。

段階IIとして、画像Ａから再生画像A′を差し引いた差
画像(A-A′)17を作り、これを直交変換して変換データ1
8を求める。この変換データ18を調べ、他より大きな値
をとる箇所をさがす。他より大きな箇所がｘ，ｙであっ
たとすると、ビット配分テーブル10の当該箇所ｘ，ｙの
配分ビット数を大きくし、修正ビット配分テーブル12を
得る。

このようにして修正された修正ビット配分テーブル12
は、もとのビット配分テーブル10よりも正確になってい
る。より正確な修正ビット配分テーブルを欲する場合
は、修正ビット配分テーブル12を段階Ｉのビット配分テ
ーブル10として段階Ｉ，IIの手順を繰り返すことで得ら
れる。

第２図に示すビット配分テーブル修正処理では、画像
(A)とその再生画像(A′)との差画像(A-A′)を直交変換
した変換データ18を調べてビット配分修正箇所ｘ，ｙを
さがしたが、第３図に示すように、段階Ｉにおける変換
データ(B)13と変換データ(B′)15との差18′を調べてビ
ット配分修正箇所ｘ，ｙをさがしても、数学的に等価で
ある。

以上のようにして修正ビット配分テーブル12を作成した
後、第１図の第三段階で、差画像(A＝a-a′)９を修正ビ
ット配分テーブル12を用いて圧縮する。まず、差画像９
を直交変換して変換データ19を作る。そして、修正ビッ
ト配分テーブル12を参照しながら桁落させて桁落変換デ
ータ20を作り、容量を少なくするためにこれを後述する
ように充填して充填データ（ＣＰ）21を得、記憶媒体３
に格納する。また、修正ビット配分テーブル12も充填し
て充填ビット配分テーブル22を得、記録媒体３に格納す
る。

「充填」とは、次の様な処理をいう。例えば画像の各画
素に夫々16ビットを割り振って画像をデジタル信号化し
メモリ内に格納する場合、16ビット単位に構成されたメ
モリの各アドレスに１画素づつ格納すると膨大なメモリ
容量を必要とする。そこで、ハフマン符号等の可変長符
号を用い、出現確率の高い画素情報ほど短い符号長（ビ
ット数）を割り振ることで画像をデジタル化し、これを
メモリに格納するときは、メモリの構成単位に関係なく
隙間なく順次つめて格納する。これを充填という。つま
り、４ビット構成，５ビット構成，７ビット構成と異な
る符号長で表わされた画素データを、16ビット単位のメ
モリに隙間なく順次つめて格納する。これにより、例え
ば第４図に示すように、夫々16ビットで表わされた６つ
の画素をメモリに格納する場合、６アドレス×16ビット
の容量を必要としていたものが、充填処理により、２ア
ドレス×16ビットの容量で済むようになる。充填して格
納したメモリから画像データを読み出す場合は、ハフマ
ン符号等の可変長符号の規則を格納したテーブルを参照
しながら読み出すことで充填前の元のデータを復元する
ことができる。これを「伸長」という。

次に、画像ａを再生する手順を第５図を参照して説明す
る。記憶媒体３から、縮小画像(S)７と、充填データ(C
P)21と、充填ビット配分テーブル22を読み出す。縮小画
像７を補間拡大して拡大画像(a′)８を作る。充填デー
タ21，充填ビット配分テーブル22は、夫々前述した「伸
長」処理を行なうことで桁落変換データ20，修正ビット
配分テーブル12に戻す。そして、桁落変換データ20を、
修正ビット配分テーブル12を参照しながら桁上げし、桁
上変換データ23を作る。この桁上変換データ23を直交逆
変換すると、差画像(a-a′)の再生画像24が得られる。
この再生差画像(a-a′)24と、拡大画像(a′)８とを加算
すると、画像ａの再生画像25が得られる。

以上のようにして得られた再生画像25は、原画像６（第
１図）を高精度に再現するもので、ノイズが少なく視覚
特性が優れている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、再生画像中のノイズが少なく原画像と
の差が小さくなるので、再生画像の視覚特性，忠実性が
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る画像圧縮方法の説明
図、第２図は第１図に示すビット配分テーブル修正処理
の詳細説明図、第３図はビット配分テーブル修正処理の
別手順を示す説明図、第４図は第１図に示す充填方法の
説明図、第５図は画像再生方法の説明図、第６図はハー
ド構成図である。 ３…記憶媒体、６…原画像、７…縮小画像、８…拡大画
像、９…差画像、10…ビット配分テーブル、12…修正ビ
ット配分テーブル、24…再生差画像、25…再生画像。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原画像と、該原画像の縮小画像を拡大した
   画像との差画像を直交変換し、該直交変換データをビッ
   ト配分テーブルを参照しながら桁落させる非可逆画像圧
   縮方法において、ビット配分テーブルを参照して桁落さ
   せた前記差画像の直交変換データを当該ビット配分テー
   ブルを参照して桁上げし、桁落前と桁上後の両直交変換
   データの差データを調べてビット配分テーブルのビット
   配分を修正する修正処理を行ない、得られた修正ビット
   配分テーブルを用いて前記差画像の直交変換データを圧
   縮することを特徴とする画像圧縮方法。