运动图像信息的压缩方法及其系统的制作方法

专利名称：运动图像信息的压缩方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及对能够进行预测编码的图象数据用高的压缩率进行高速压缩处理并且能够提高图象质量的运动图像信息压缩方法及其系统。
背景技术：
以往通常是一旦将图象信号变换成别的信号，然后利用变换信号的统计性质分配适当符号进行编码传送。这种情况下，1帧内的冗余度、例如在规则图案的图像和平坦的图像中，因为相邻像素间关联密切，某种程度上可以从已被编码的像素值预测其次应被编码的像素值，只抽出不能预测的成分进行编码处理从而大幅度压缩信息，进行所谓的预测编码。
例如电视电话等运动图像，相继帧的图象是非常相似的，多限于时间上的变化，这种时间上的冗余度可以用跨帧预测的帧间预测编码去除。此时，一般采用给一个符号(symbol)分配一个编码的块编码，将1帧分割成比其小的像素块，利用在各自块内亮度差变小的性质，使用到信息压缩上，采用所谓的块编码处理。
分配对变换信号效率良好的符号以实现数据压缩的所谓熵编码和作为高效的符号制作方法的霍夫曼编码法已广为人知。其中的一个代表是算术符号，它是对应于符号(symbol)系列的出现概率区分分割概率数直线，把表示被分割的区间内的位置的2进小数值作为针对该系列的符号，根据算术运算逐步构成编码。
进而，以往使画像信号高效地编码的3个阶段的块编码系统是由采样(数码录音的一个阶段)、变换以及量化构成的。为了保持此时的图象信号的平面分辨率及高频成分，通常需要以其频率的最高频率成分的2倍速度进行采样。
以往的图象信号信息压缩方式因为使用了烦杂的块编码法，所以，不能对图象信息、声音信息等可以进行预测编码的数据进行高压缩率且高速的压缩处理。
此外，运动图像压缩处理在压缩一般相异信息时，即假设A1与A2为近似值、且在A2信息之前可以得知A1值的情况下，认为A2-A1在0附近的发生概率高，因为采取了使用以往的霍夫曼符号及算术符号的压缩方法，如果A1、A2的可取值为0～n的话，相异A2-A1的取值范围是2n+1个，那么就必须准备2n+1个的霍夫曼编码。但是实际上A2的可取值是n个，n个的编码局部地看并未被使用，因此它变成了冗余符号。进而，如果帧间相异取得很大，就会产生画质急剧恶化、难以获得优质图像等问题。
因此，为了解决上述现有技术中的问题，本发明提供了能对图象信息、声音信息等可以进行预测编码的数据进行高压缩率高速的压缩处理的同时能提高画质的运动图像的压缩方法及其系统。

发明内容
本发明提供了一种运动图像信息压缩方法，其特征在于包括步骤对在空间上或时间上相邻帧间的像素之间分别进行比较，输出相异信息；将相异信息大于所给的参数的部分以及其他部分保存到1比特的位图中，并对大于参数的部分的信息进行压缩处理，从而对帧间冗余信息进行削减。
本发明还提供了一种运动图像信息压缩方法，其特征在于包括步骤对在空间上或时间上相邻帧间的像素之间分别进行比较，输出相异信息；将相异信息大于所给的参数的部分以及其他部分保存到1比特的位图中，对小于参数的部分的信息作为帧间无变化像素进行处理，例如删除，对大于参数的部分的信息进行压缩处理。
本发明还提供了一种运动图像信息压缩方法，它通过对在空间上或时间上相邻像素之间进行比较，输出相异信息，在帧间对冗余信息进行削减，其特征在于包括步骤对上述帧间像素之间分别进行比较，其差的绝对值大于所给的参数的部分以及其他部分保存到1比特的位图中，对大于参数的部分的信息进行压缩处理，从而对帧间冗余信息进行削减。
本发明还提供了一种运动图像信息压缩方法，它通过对在空间上或时间上相邻像素之间进行比较，输出相异信息，在帧间对冗余信息进行削减，其特征在于包括步骤对上述帧间像素之间分别进行比较，其差的绝对值大于所给的参数的部分以及其他部分保存到1比特的位图中，对小于参数的部分的信息作为帧间无变化像素进行处理(删除)，对大于参数的部分的信息进行压缩处理。
本发明还提供了一种运动图像信息的压缩系统，包括通过对在空间上或时间上相邻像素之间进行比较，输出相异信息，从而对帧间冗余信息进行削减的熵编码装置，其特征在于还包括对前述帧间像素t和像素t-1进行比较把其差的绝对值大于所给的参数的部分及其他部分保存到1比特的位图中的位图信息记录装置；和对由该位图信息记录装置保存的两个像素t，t-1的差的绝对值大于参数的部分的信息进行压缩处理的信息压缩装置。
本发明还提供了一种运动图像信息的压缩系统，包括通过对在空间上或时间上相邻像素之间进行比较，输出相异信息，对帧间冗余信息进行削减的熵编码装置，其特征在于还包括对前述帧间的像素t和像素 t-1进行比较把其差的绝对值大于所给的参数的部分及其他部分保存到1比特的位图中的位图信息记录装置；和对由该位图信息记录装置保存的两个像素即像素t，像素t-1的差的绝对值小于参数的部分作为帧间无变化的像素进行处理(删除)、对其他大于参数的部分的信息进行压缩处理的信息压缩装置。
本发明还提供了一种运动图像信息压缩系统，通过对在空间上或时间上相邻像素之间进行比较，输出相异信息，对帧间冗余信息进行削减，其特征在于包括步骤将前述帧间n×m像素(n、m是2以上的整数)作为1个块，分别比较其像素，其差的绝对值大于所给的参数的部分以及其他部分保存在1比特位图中，对大于参数的部分的信息进行压缩处理。
本发明还提供了一种运动图像信息压缩方法，通过对在空间上或时间上相邻像素之间进行比较，输出相异信息，对帧间冗余信息进行削减，其特征在于包括步骤将前述帧间n×m像素(n、m是2以上的整数)作为1个块，分别比较其像素，其差的绝对值大于所给的参数的部分以及其他部分保存在1比特位图中，差的绝对值小于参数的部分作为帧间无变化像素进行处理(删除)，对大于参数的部分的信息进行压缩处理。
本发明还提供了一种运动图像信息压缩系统，包括通过对在空间上或时间上相邻像素之间进行比较，输出相异信息，对帧间冗余信息进行削减的熵编码装置，其特征在于还包括将前述帧内n×m像素(n、m是2以上的整数)作为1个块，对前述帧间像素t和像素t-1进行比较，把其差的绝对值大于所给的参数的部分及其他部分保存到1比特的位图中的位图信息记录装置；和对基于该位图信息记录装置保存的两个像素即象素t，像素t-1的差的绝对值大于参数的部分的信息进行压缩处理的信息压缩装置。
本发明还提供了一种运动图像信息压缩系统，包括通过对在空间上或时间上相邻像素之间进行比较，输出相异信息，对帧间冗余信息进行削减的熵编码装置，其特征在于还包括将前述帧内n×m像素(n、m是2以上的整数)作为1个块，对前述帧间像素t和像素t-1进行比较，把其差的绝对值大于所给的参数的部分及其他部分保存到1比特的位图中的位图信息记录装置；和对基于该位图信息记录装置保存的两个像素即像素t，像素t-1的差的绝对值小于参数的部分作为每帧间无变化的像素进行处理(删除)，对其他大于参数的部分的信息进行压缩处理的信息压缩装置。
本发明还提供了一种运动图像信息压缩方法，包括步骤对输入画面图象(图像)亮度进行块分割，寻求块内的亮度平均值；在块内分成高于平均值亮度组和低于平均值亮度组，把各组的位置作为规定位的位图信息进行记录，寻求各组的平均亮度；和通过用该平均值和前述位图信息作为块符号的同时削减块内、帧内、帧间的冗余信息进行熵编码。
本发明还提供了一种运动图像信息压缩系统，包括对输入图象的亮度进行块分割的像素块分割装置；求块内亮度平均值，在块内分成高于平均值亮度组和低于平均值亮度组，寻求把各组的位置作为规定位的位图信息进行记录的位图信息记录装置；以及基于该位图信息记录装置的各组平均亮度，同时具备了以该平均值和前述位图信息作为块编码装置和削减块内、帧内、帧间冗余信息的熵编码装置。
本发明由位图信息记录装置4保存的1比特位图信息是作为2值画像编码，用游动长度、修正READ(MR、MMR)、修正霍夫曼(MH)、JBIG等方式进行压缩信息，所以画像信息的预测符号可以对可能数据进行有效压缩，比如，可以提高使用公用电话网的数字传真等的画质。
本发明提供了通过对在空间上或时间上相邻像素之间进行比较，输出相异信息，对帧间冗余信息进行削减的运动图像信息的压缩方法。将前述帧间n×m像素(n、m是2以上的整数)例如2×2像素作为1个块，分别比较像素，其差的绝对值大于所给的参数P部分以及其他部分保存在1比特位图中，对大于参数P部分的信息进行压缩处理，所以，在有效压缩运动图像信息的同时可以得到高画质的图象和声音。
本发明提供了通过对在空间上或时间上相邻像素之间进行比较，输出相异信息，对帧间冗余信息进行削减的运动图像信息的压缩方法。将前述帧间n×m像素(n、m是2以上的整数)例如2×2像素作为1个块，分别比较像素，其差的绝对值大于所给的参数P部分以及其他部分保存在1比特位图中，差的绝对值小于参数P部分作为帧间无变化像素进行处理(删除)，对大于参数P部分的信息进行压缩处理，所以，在有效压缩运动图像信息的同时可以得到高画质的图象和声音。
前述帧间2×2像素的编码装置输入数据为A，B，C，D时，求出输出数据a，b，c，d，如同a＝A+B+C+D，b＝A-B+C-D，c＝A+B-C-D，d＝a-4D一样作成2×2位图，得出3Aa+b+c＝3A+B+C-D，3Ba-b+c＝A+3B-C+D 3Ca+b-c＝A-B+3C+D，3Da-b-c＝-A+B+C+3D复原(使编码的数据恢复原状)输出数据，对原画可以期待达到以往平滑滤波与边缘抽出滤波中间(趋于平滑)的效果。1/4的误差扩散到整体，与使用了以往滤波的画像同等的画像可以用3/4的数据进行复原。
前述帧内有无相异信息是对应了帧内2×2块的位图信息，前述帧间相异的有无是将编码装置输入数据(3个的)的均方误差、√{(A-A’)(A-A’)+(B-B’)(B-B’)+(C-C’)(C-C’)}与参数进行比较，如果被断定[有差]，就将其作为帧内相异信息设置相应位，所以画质对于区域内阈值不会产生急剧恶化，可以给画质以直线变化。据此，在不使画质恶化的同时，可以轻易对通信位率进行调整。并且，肉眼看可以得到同样画质的同时，压缩率也可以得到约-20％～50％程度的改善。
因为大于参数的部分的信息是基于预测信息分解复数霍夫曼表后所适应的霍夫曼编码处理而进行信息压缩，所以可以在预测信息的基础上根据表选择器选择多个表，因此画像信息、声音信息等的预测符号可以对可能的数据进行有效压缩。
由位图信息记录装置4保存的1比特的位图信息是对应帧内n×m块(n、m是2以上的整数)的帧内有无相异信息，作为2值画像编码，用游动长度、修正READ(MR、MMR)、修正霍夫曼(MH)、JBIG等方式进行压缩信息，所以画像信息、声音信息等的预测符号可以对可能数据进行有效压缩，比如，可以提高使用公用电话网的数字传真等的画质、音质。
另一方面，对输入画面图象(图像)亮度进行块分割，寻求块内亮度平均值，在块内分成高于该平均值亮度组和低于该平均值亮度组，把各组的位置作为规定位的位图信息进行记录，寻求各组的平均亮度，用该平均值和前述位图信息作为块符号的同时削减块内、帧内、帧间冗余信息进行熵编码，因此可以削减块变换，画像信息、声音信息等的预测符号可以对可能数据进行高压缩率高速度的压缩处理，从而谋求提高画质、音质。
另，寻求分割输入画面图象(图像)亮度的像素块分割装置和块内亮度平均值，在块内分成高于该平均值亮度组和低于该平均值亮度组，寻求把各组的位置作为规定位的位图信息进行记录的位图信息记录装置以及基于该位图信息记录装置的各组平均亮度，同时具备了以该平均值和前述位图信息作为块符号的块编码装置和削减块内、帧内、帧间冗余信息的熵编码装置，所以可以削减块变换，画像信息、声音信息等的预测符号可以对可能的数据进行高压缩率高速度的压缩处理，提高画质、音质。
熵编码装置是根据小于基于由块内的前述位图信息记录装置的有各组平均亮度差的阈值，进行使信息削减的块内的熵编码处理，因此可以对块内的冗余信息进行有效高速的删除。
熵编码装置是基于前述位图信息记录装置而产生的各组平均亮度与近旁块的值进行比较，如果其差小于预设阈值，就视为同值，进行使信息削减的帧内或帧间熵编码处理，所以可以对块内的冗余信息进行有效高速的删除。
上述熵编码装置是附加有霍夫曼表预测信息，在预测信息的基础上选择多个表，使其附加编码的适应霍夫曼编码处理的结构，或者是上述熵编码装置是附加有预测算术表信息，在预测信息的基础上选择多个表，使其附加编码的相应算术编码处理结构，所以可以对适应霍夫曼压缩处理和适应算术压缩处理的以往相异信息发生和霍夫曼编码、或者对相异信息发生和算术编码这种一连的预测编码处理进行一并处理，谋求编码的效率化，画像信息、声音信息等的预测符号可以对可能数据进行有效压缩。


图1是表示运动图像信息压缩路径概况的框图；图2是表示记录在位图信息记录装置中的信息比较路径概况的框图；
图3是表示编码路径概况的说明图；图4是表示解码路径概况的说明图；图5是表示编码路径概况的说明图；图6是表示编码路径概况的块图。
优选实施方式以下，参照

本发明的一实施方式。图1是表示运动图像信息压缩路径概略的框图。例如，用模拟数字变换器1将从摄象机、光盘机、录象机那样的NTSC方式的装置输出的复合的模拟信号变换成数字信号，作为表示电视帧的一条线的信号被数字输出积累在缓冲存储器2中。另，如图1所示，用模拟数字变换器1将从NTSC方式的装置输出的模拟信号变换成数字信号的数字输出在被积累在缓冲存储器2中。但是，本发明不仅局限于此，即本发明是对包括从指定装置输出的一般图象信号在内的所有信号进行有效压缩的发明。
如图1、图2所示，编码装置压缩器3依次比较帧间像素t和像素t-1，具有把其差的绝对值大于所给的作为阈值的参数p的部分和其他部分保存到1位的位图中的位图信息记录装置4。像素t与像素t-1的比较是像素的要素(亮度或色素)。在这里t表示时间，是对现在t的帧的像素(像素t)和对应它(帧内的位置)在时间上刚好在它前面的t-1的帧的像素(像素t-1)进行比较。并且对由位图信息记录装置4保存的两个像素t、像素t-1的差的绝对值小于参数的部分作为帧间无变化像素进行处理，对其他大于参数的部分的信息进行压缩处理，例如，通过多个具有预测信息量的霍夫曼表的适应霍夫曼编码处理进行信息压缩的装置5。编码装置压缩器3为了对在空间上和时间上相邻的像素(像素)进行比较，输出相异信息，对帧间冗余信息进行削减，例如，具有一个熵编码装置6，在该熵编码装置6上附加了适应算术编码处理，其具有预测信息量的算术表，根据预测信息选择多个表进行编码。
本实施方式是将2×2像素作为1块进行处理。根据编码装置压缩器3求出当输入数据为(A、B、C、D)时的输出数据(a、b、c、d)，根据位图信息记录装置4制作如同a＝A+B+C+D b＝A-B+C-Dc＝A+B-C-D d＝a-4D一样精确到必要精度的2×2矩阵的位图，用熵编码装置6对此进行记录或发送。另一方面，由后面阐述的解码装置的解码数据为3Aa+b+c＝3A+B+C-D，3Ba-b+c＝A+3B-C+D 3Ca+b-c＝A-B+3C+D，3Da-b-c＝-A+B+C+3D。据此，适用了以下滤波器的与原画同等的画像，可以用3/4的数据进行复原。例如，输入数据为A(3，1，1，-1)时，可以期待达到平滑滤波(1，1，1，1)和边缘抽出滤波(4，-1，-1，-1)的中间(趋于平滑)效果，可以说是1/4的误差已扩散到整体的状态。此外，对已编了码的输出数据(a，b，c，d)的误差也扩散到2×2块整体，能降低图象的急剧恶化。另，本说明是把2×2像素作为1个块进行处理的，但是不仅限定于此，例如，把2×4像素、4×4像素等作为1块进行处理也是没有任何问题的。
编码后，每帧的块数据被送到位图信息记录装置4的存储器10中，在这里，所存储的帧得块数据是被延迟1帧时间而作为前一个帧存在，然后，用时间变量脉冲响应滤波器—临时(temporary)滤波器11进行滤波。经滤波后，现在的帧数据13和前一个帧数据14被通过压缩器对帧间的冗余性进行调查并计算出其差。即由比较装置12对编码的各块与前一帧对应的块进行比较。将表示该各块是新块还是相对于前一块没有变化的单一位的记号附加在各块上。根据此过程被制成每块1位的帧位图。此时，每帧的位图通过帧间比较加以区别。
在本实施方式中帧间有无相异是将各输入数据(3个的)的均方误差、√{(A-A’)(A-A’)+(B-B’)(B-B’)+(C-C’)(C-C’)}与阈值进行比较，如果被断定[有差]，就将其作为帧内的相异信息设置相应位(作为1)。此时，帧内有无相异信息是对应了帧内2×2块的位图信息，例如，应用后面将阐述的游动长度(Run-Long)编码等的既有压缩方式进行压缩。然后，对输出数据(a，b，c，d)的、例对b，c也进行阈值处理。即当差的绝对值小于所给的作为阈值的参数p时，将其视为0进行处理。
另，将由前述位图信息记录装置保存的1位的位图信息作为2值图像编码，用游动长度、修正READ(MR、MMR)、修正霍夫曼(MH)、JBIG等方式进行信息压缩。具体来说，游动长度编码的情况下，使用一般传真等进行处理的2值文件图象，其白色像素或黑色像素在某种程度上多成块出现，是1维方向的白色或黑色的连续像素块，是将所谓游动长作为编码的单位，将其连续的像素数的长度作为游动长进行编码。例如，利用公用电话网的数字传真通常是对游动长度模型使用了由黑白分别构成的修正霍夫曼符号。
修正霍夫曼编码(MH)的情况下，例如用画像密度8像素/mm读取，作为每1扫描线可以得到1728像素的黑白像素信息的发送传真用1维编码方式被采用，所谓MH符号是表现了这个连续白色像素的块(白游动长)、或黑像素的块(黑游动长)的长度—游动长度，通过利用统计某长度的白游动长、黑游动长的发生概率的偏差分配可变长符号作为数据量压缩的原理。
修正READ(MR、MMR)的情况下，例如这是作为在1维编码方式的基础上加上2维编码方式的标准被采用，MR的情况下，在1维编码后将标准分辨率最大1根、高分辨率最大3根的连续扫描线进行2维编码，MMR的情况下，是将MR编码方式与标准分辨率、高分辨率一起无限大设定。
本发明所涉及的运动图像信息的压缩方法及其系统的基本构造在于通过对空间上或时间上相邻的像素进行比较，输出相异信息，对帧间冗余信息进行削减。即如图2所示，依次比较帧间像素t，像素t-1，将其差的绝对值大于所给的作为阈值的参数P的部分和其他部分作为1位的位图信息进行记录。熵编码装置6是通过分别对帧内、帧间出现的符号进行预测，输出预测的微小出入，从而削减冗余的信息。众所周知，此时进行编码分配来进行编码传送时，每1像素的平均符号长不会降到平均信息量(熵)以下。
以下对适应霍夫曼编码法的算法进行说明。此适应霍夫曼编码对相异信息的发生和霍夫曼编码这种连续预测编码处理进行一并处理，谋求编码的效率化。以往的霍夫曼编码处理通常是用一个霍夫曼表形成编码，每当动态霍夫曼编码进行1语的编码时就更新霍夫曼表，但是，适应霍夫曼符号附加有预测霍夫曼表(符号表)信息，在预测信息的基础上由表选择器选择多个表进行编码。据此，能够高效地对图象信息、声音信息等可以预测编码的数据进行压缩。
以下对适应算术编码法的算法进行说明。此适应算术编码法对相异信息的发生和算术编码这种连续预测编码处理进行一并处理，谋求编码的效率化。以往的算术编码处理通常是用一个发生概率表形成编码，每当动态算术编码进行1语的编码时就更新发生概率表，但是，适应算术符号附加有算术表(解码表)，在预测信息的基础上由表选择器选择多个表进行编码。据此，图象信息的预测符号可以对可能的数据进行有效压缩。
作为相对于动画的适应变换编码是在使用了传送路缓冲存储器的充足度的反馈控制将变换系数缩放后，编码的方法才被采用。这种情况下，求出在针对代表性画像的变换系数的直方图的基础上决定不进行编码的无意系数的阈值、对无意系数的连续性进行编码的游动长度符号以及对有意系数进行编码的适应霍夫曼符号的表，据此，编码方法才被采用。具体的预测编码回路的构成如图3所示，被模数变换的图象输入数据在中途被延迟，在将前面的数据(进行了最适当延迟的数据)值输送到表选择器进行编码的同时，与将图象输入数据直接传送到编码器的数据进行比较，得出相异部分。表选择器是对应图象输入数据，在预测信息的基础上从符号表中选择符号输送到编码器中，在此通过对图象输入数据进行信息压缩作为被调整过的编码。具体的预测解码回路的构成如图4所示，编码被传送到解码器的同时，直接被传送来的编码暂时输送到表选择器中，在此，在预测信息的基础上从解码表中再次选择符号，输送到上述解码器中，通过采用与已被解码的像素的值的相异，作为被调整过的图象输入数据。
以下，参照图5、图6，关于本发明的块分割方法进行说明。例如，从摄象机、CD机、或者录象机等NTSC方式的装置输出的RGB数据的模拟信号通过模拟数字变换器1变换成数字信号，作为表示电视帧的一根线被数字输出积累在缓冲存储器中。由编码装置压缩器3进行处理，例如，分割成N×M像素的块或者矩阵，亦即具有用数字来指示数字亮度值以及两个亮度A或者B中任一者是否记述了该像素的位图的N×M个2色像素。
块的编码方法是在一个块内存在有限量的非冗余性要素，换言之存在被指定为亮度A或亮度B的两个要素，矩阵的位图是每一像素由1位制成。具体来说，位图的位如果是1，其像素就是亮度A，如果是0，其像素就是亮度B。如此各块最初是由三个要素的信息，即亮度A、亮度B 及位图构成。另，这些信息要素的大小依赖于所要求的色精度及矩阵中的像素数中。
编码装置压缩器3的3维表示在新2色+位图编码器中，被制成2×4矩阵或显示像素的块以及对应的像素是亮度A或亮度B的位图(参照图5)。各像素的属性被编码为由格式一致性的高度或由数据长表示的数字字(digital word)编码。这些包含了亮度指定A或B、与在前一帧以及前一块中对应的像素的差。另，为了对应特定的映射模式的发生分布概率，把对某块属于5组映射模式中哪一项进行指定的可变字长进行编码，位图具有可变长度。
编码后，每一帧的块数据被送到位图信息记录装置4存储器10中，在此延迟1帧时间作为前一帧存在，然后，被时间变量脉冲响应滤波器的临时滤波器11滤波。滤波后，现在的帧数据13与前一帧数据14通过压缩器针对帧或者块的冗余性进行调查计算出差。即由比较装置12对被编码的各块与前一帧对应的块进行比较。对其是新块还是是否不同于前一块进行定义的单一位符号附加在各块上。根据此过程被制成每块为1位的帧位图。此时，每帧的位图通过帧间比较加以区别。
本发明所涉及的运动图像信息的压缩方法及其系统的基本构造在于进行块编码和熵编码的2阶段处理。另，因为输入出画像图像设想为YCC4∶1∶1，画像图像在其他彩色模型的情况下，在前后进行彩色模型变化处理。本算法使用的块符号因为以高速处理为目的，所以使用如图5所示的最简单的块编码方法。
即如果根据图6所示进行说明，因为分割块内的像素间的相关性高，基于像素块分割装置将N×M像素的输入图像的亮度Y分割成相对其来说十分小的块n×m。为使处理简单化，n、m分别为2，4。根据位图信息记录装置4，求出n×m块内亮度平均值-Yav，在块内分成高于Yav亮度组-GY1和低于Yav亮度组-GY2，在块内，GY1和GY2各组的位置作为n×m位的位图信息进行记录。称之为块位图信息BBM。然后，根据块编码装置求出GY1和GY2各组的平均亮度Y1和Y2，用这些Y1、Y2、BBM作为块符号。此时，如果加上YCC4∶1∶1的C1和C2，块内可以最大表现为4色。
另，将分割块n、m分别作为2，2或4，4，根据位图信息记录装置，求出在2×2块内或4×4块内的亮度平均值-GY2，在块内分成高于Yav亮度组-GY1和低于Yav亮度组-GY2，在块内，GY1和GY2各组的位置也可以作为2×2位或4×4位的位图信息进行记录。
熵编码装置6分别关于块内、帧内、帧间冗余信息进行削减。此时，众所周知当进行分配编码来进行编码传送时，每1像素的平均符号长是不会达到平均信息量(熵)以下的。另根据块内熵编码，通过预先设定前述比较装置12，在块内将|Y1-Y2|与某阈值进行比较，当比阈值小时视为Y1-Y2，以削减信息，从而可以压缩块。其以外的信息用适应霍夫曼编码法或者适应算术编码法进行压缩。同样根据帧内熵编码、帧间熵编码，将Y1、Y2分别与近旁块的值进行比较，其差小于设定的阈值时视为同值，进行削减信息。另，其以外的信息用适应霍夫曼编码法或者适应算术编码法进行压缩。
本发明的构成如上所述，通过削减块变换，画像信息的预测符号可以用高压缩率高速度对可能的数据进行压缩处理从而谋求提高画质、音质。特别是以往大范围采用帧间的相异，画质就会急剧恶化。但是，通过本发明的将2×2像素作为1块进行处理，可以减轻画质恶化。即根据本发明，对于块内阈值，画质不会恶化，可以给画质以直线变化。据此，在不使画质恶化的情况下，可以容易调整通信位率，用肉眼可以看到同样画质的同时压缩率可以达到约-20％～50％的改善。另，适应霍夫曼压缩处理及适应算术压缩处理对以往的相异信息发生和霍夫曼编码或相异信息发生和算术编码这种连续的预测编码处理可以进行一并处理，谋求编码的效率化，画像信息的预测符号对可能的数据进行有效的压缩。
权利要求
1.一种运动图像信息压缩方法，其特征在于包括步骤对在空间上或时间上相邻帧间的像素之间分别进行比较，输出相异信息；将相异信息大于所给的参数的部分以及其他部分保存到1比特的位图中，并对大于参数的部分的信息进行压缩处理，从而对帧间冗余信息进行削减。
2.一种运动图像信息压缩方法，其特征在于包括步骤对在空间上或时间上相邻帧间的像素之间分别进行比较，输出相异信息；将相异信息大于所给的参数的部分以及其他部分保存到1比特的位图中，对小于参数的部分的信息作为帧间无变化像素进行处理(删除)，对大于参数的部分的信息进行压缩处理。
3.一种运动图像信息压缩方法，它通过对在空间上或时间上相邻像素之间进行比较，输出相异信息，在帧间对冗余信息进行削减，其特征在于包括步骤对上述帧间像素之间分别进行比较，其差的绝对值大于所给的参数的部分以及其他部分保存到1比特的位图中，对大于参数的部分的信息进行压缩处理，从而对帧间冗余信息进行削减。
4.一种运动图像信息压缩方法，它通过对在空间上或时间上相邻像素之间进行比较，输出相异信息，在帧间对冗余信息进行削减，其特征在于包括步骤对上述帧间像素之间分别进行比较，其差的绝对值大于所给的参数的部分以及其他部分保存到1比特的位图中，对小于参数的部分的信息作为帧间无变化像素进行处理(删除)，对大于参数的部分的信息进行压缩处理。
5.如权利要求1-4中任一项所述的运动图像信息压缩方法，其特征在于包括步骤将保存在位图中的1比特位图信息作为2值画像编码，并用游动长度、修正READ(MR、MMR)、修正霍夫曼(MH)、JBIG等方式进行信息压缩。
6.如权利要求1-4中任一项所述的运动图像信息压缩方法，其特征在于包括步骤大于参数的部分的信息是通过多个具有预测信息量的霍夫曼表的适应霍夫曼编码处理进行信息压缩。
7.一种运动图像信息的压缩系统，包括通过对在空间上或时间上相邻像素之间进行比较，输出相异信息，从而对帧间冗余信息进行削减的熵编码装置，其特征在于还包括对前述帧间像素t和像素t-1进行比较把其差的绝对值大于所给的参数的部分及其他部分保存到1比特的位图中的位图信息记录装置；和对由该位图信息记录装置保存的两个像素t，t-1的差的绝对值大于参数的部分的信息进行压缩处理的信息压缩装置。
8.一种运动图像信息的压缩系统，包括通过对在空间上或时间上相邻像素之间进行比较，输出相异信息，对帧间冗余信息进行削减的熵编码装置，其特征在于还包括对前述帧间的像素t和像素t-1进行比较把其差的绝对值大于所给的参数的部分及其他部分保存到1比特的位图中的位图信息记录装置；和对由该位图信息记录装置保存的两个像素即像素t，像素t-1的差的绝对值小于参数的部分作为帧间无变化的像素进行处理(删除)、对其他大于参数的部分的信息进行压缩处理的信息压缩装置。
9.如权利要求7或8所述的运动图像信息压缩系统，其特征在于将位图信息记录装置保存的1比特位图信息作为2值画像编码，并用游动长度、修正READ(MR、MMR)、修正霍夫曼(MH)、JBIG等方式进行信息压缩。
10.如权利要求7或8所述的运动图像信息压缩系统，其特征在于信息压缩装置通过多个具有预测信息量的霍夫曼表的适应霍夫曼编码处理对大于参数的部分的信息进行压缩处理。
11.如权利要求7或8所述的运动图像信息压缩系统，其特征在于在所述熵编码装置上附加适应算术编码处理，其具有预测信息量的算术表，根据预测信息选择多个表进行编码。
12.一种运动图像信息压缩系统，通过对在空间上或时间上相邻像素之间进行比较，输出相异信息，对帧间冗余信息进行削减，其特征在于包括步骤将前述帧间n×m像素(n、m是2以上的整数)作为1个块，分别比较其像素，其差的绝对值大于所给的参数的部分以及其他部分保存在1比特位图中，对大于参数的部分的信息进行压缩处理。
13.一种运动图像信息压缩方法，通过对在空间上或时间上相邻像素之间进行比较，输出相异信息，对帧间冗余信息进行削减，其特征在于包括步骤将前述帧间n×m像素(n、m是2以上的整数)作为1个块，分别比较其像素，其差的绝对值大于所给的参数的部分以及其他部分保存在1比特位图中，差的绝对值小于参数的部分作为帧间无变化像素进行处理(删除)，对大于参数的部分的信息进行压缩处理。
14.如权利要求12或13所述的运动图像信息压缩方法，前述帧间n×m像素表现为2×2像素、2×4像素、4×4像素中的任一种。
15.如权利要求12至14中任一项所述的运动图像信息压缩方法，其特征在于当前述帧间2×2像素的编码装置输入数据为A，B，C，D时，求出输出数据a，b，c，d，如同a＝A+B+C+D，b＝A-B+C-D，c＝A+B-C-D，d＝a-4D那样作成2×2位图，得出3Aa+b+c＝3A+B+C-D，3Ba-b+c＝A+3B-C+D 3Ca+b-c＝A-B+3C+D，3Da-b-c＝-A+B+C+3D的解码输出数据。
16.如权利要求12至15中任一项所述的运动图像信息压缩方法，其中前述帧内有无相异信息是对应了帧内2×2块的位图信息，前述帧间相异的有无是将编码装置输入数据(3个的)的均方误差、√{(A-A’)(A-A’)+(B-B’)(B-B’)+(C-C’)(C-C’)}与参数进行比较，如果被断定[有差]，就将其作为帧内相异信息设立相应位。
17.如权利要求12至16中任一项所述的运动图像信息压缩方法，其特征在于将被保存在位图中的1比特位图信息作为2值画像编码，用游动长度、修正READ(MR、MMR)、修正霍夫曼(MH)、JBIG等方式进行信息压缩。
18.如权利要求12至16中任一项所述的运动图像信息压缩方法，其特征在于大于参数的部分的信息是通过多个具有预测信息量的霍夫曼表的适应霍夫曼编码处理而进行信息压缩。
19.一种运动图像信息压缩系统，包括通过对在空间上或时间上相邻像素之间进行比较，输出相异信息，对帧间冗余信息进行削减的熵编码装置，其特征在于还包括将前述帧内n×m像素(n、m是2以上的整数)作为1个块，对前述帧间像素t和像素t-1进行比较，把其差的绝对值大于所给的参数的部分及其他部分保存到1比特的位图中的位图信息记录装置；和对基于该位图信息记录装置保存的两个像素即象素t，像素t-1的差的绝对值大于参数的部分的信息进行压缩处理的信息压缩装置。
20.一种运动图像信息压缩系统，包括通过对在空间上或时间上相邻像素之间进行比较，输出相异信息，对帧间冗余信息进行削减的熵编码装置，其特征在于还包括将前述帧内n×m像素(n、m是2以上的整数)作为1个块，对前述帧间像素t和像素t-1进行比较，把其差的绝对值大于所给的参数的部分及其他部分保存到1比特的位图中的位图信息记录装置；和对基于该位图信息记录装置保存的两个像素即像素t，像素t-1的差的绝对值小于参数的部分作为每帧间无变化的像素进行处理(删除)，对其他大于参数的部分的信息进行压缩处理的信息压缩装置。
21.如权利要求19或20所述的运动图像信息压缩系统，将由位图信息记录装置保存的对应了帧内n×m块(n、m是2以上的整数)的帧内的有无相异信息的1比特的位图信息作为2值画像编码，用游动长度、修正READ(MR、MMR)、修正霍夫曼(MH)、JBIG等方式进行信息压缩。
22.如权利要求19或20所述的运动图像信息压缩系统，其特征在于对大于参数的部分的信息进行压缩处理的信息压缩装置是基于多个具有预测信息量的霍夫曼表的适应霍夫曼编码处理。
23.如权利要求19或20所述的运动图像信息压缩系统，其特征在于在所述熵编码装置上附加适应算术编码处理，其具有预测信息量的算术表，根据预测信息选择多个表进行编码。
24.一种运动图像信息压缩方法，包括步骤对输入画面图象(图像)亮度进行块分割，寻求块内的亮度平均值；在块内分成高于平均值亮度组和低于平均值亮度组，把各组的位置作为规定位的位图信息进行记录，寻求各组的平均亮度；和通过用该平均值和前述位图信息作为块符号的同时削减块内、帧内、帧间的冗余信息进行熵编码。
25.一种运动图像信息压缩系统，包括对输入图象的亮度进行块分割的像素块分割装置；求块内亮度平均值，在块内分成高于平均值亮度组和低于平均值亮度组，寻求把各组的位置作为规定位的位图信息进行记录的位图信息记录装置；以及基于该位图信息记录装置的各组平均亮度，同时具备了以该平均值和前述位图信息作为块编码装置和削减块内、帧内、帧间冗余信息的熵编码装置。
26.如权利要求25所述的运动图像信息压缩系统，其特征在于熵编码装置进行下述块内熵编码处理，即通过在块内将由前述位图信息记录装置产生的各组平均亮度差视为小于某阈值而使信息削减。
27.如权利要求25或26所述的运动图像信息压缩系统，其特征在于熵编码装置进行下述帧内或帧间熵编码处理通过在由前述位图信息记录装置而产生的各组平均亮度与近旁块值进行比较，如果其差小于预设阈值，就视为同值，从而使信息削减。
28.如权利要求25至27中任一项所述的运动图像信息压缩系统，其特征在于在所述熵编码装置上附加适应霍夫曼预测编码处理，其具有预测信息量的多个霍夫曼表，根据预测信息选择多个表进行编码。
29.如权利要求25至27中任一项所述的运动图像信息压缩系统，其特征在所述熵编码装置上附加适应算术编码处理，其具有预测信息量的算术表，根据预测信息选择多个表进行编码。
全文摘要
提供对能够进行预测编码的图象信息数据进行高压缩率高速度处理的压缩方法系统及其系统。将帧间2×2像素作为1块分别对像素之间进行比较，其差的绝对值大于所给参数的部分和其他部分保存在1位的位图中，其差的绝对值小于所给参数的部分作为帧间无变化像素进行处理(删除)，对大于参数的部分的信息进行压缩处理。帧内有无相异信息是对应了帧内2×2块的位图信息，上述帧内有无相异是编码装置输入数据(3个的)的均方误差、√{(A－A’)(A－A’)+(B－B’)(B－B’)+(C－C’)(C－C’)}与参数进行比较，如果被断定[有差]，就将其作为帧内相异信息设立相应位。
文档编号H04N5/76GK1396769SQ0112313
公开日2003年2月12日 申请日期2001年7月17日 优先权日2001年7月17日
发明者路黎波, 加治木纪子 申请人:时代新技术产业有限公司