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JP2955761B2 - Image sampling method - Google Patents

Image sampling method

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Publication number
JP2955761B2
JP2955761B2 JP2034419A JP3441990A JP2955761B2 JP 2955761 B2 JP2955761 B2 JP 2955761B2 JP 2034419 A JP2034419 A JP 2034419A JP 3441990 A JP3441990 A JP 3441990A JP 2955761 B2 JP2955761 B2 JP 2955761B2
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JP
Japan
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image
pixels
pixel
stage
sampling
Prior art date
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JP2034419A
Other languages
Japanese (ja)
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JPH03238969A (en
Inventor
甲子雄 松井
康弘 中村
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Toyo Tsushinki KK
Original Assignee
Toyo Tsushinki KK
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Publication date
Application filed by Toyo Tsushinki KK filed Critical Toyo Tsushinki KK
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は順次伝送方式に用いられる画像の標本化方法
に関し、特に画像を認識するのに要する時間をより短縮
し得る方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for sampling an image used in a sequential transmission system, and more particularly to a method capable of further reducing the time required for recognizing an image.

(従来技術) 近年、画像処理技術の向上と画像メディアに対する需
要の増大から、各種の画像データベースが構築されつつ
ある。これらのデータベースシステムのうち、比較的伝
送速度の遅い通信回線を用いて静止画像を伝送する場合
等においては、画像の伝送完結までの長い待ち時間が受
信者に心理的負担となることから、速やかな検索・伝送
を考慮した階層的符号化法・順次伝送方式が種々提案さ
れていて、例えばカラー画像伝送においてはCCITT勧告
でADCT方式が推奨されている。
(Prior Art) In recent years, various image databases have been constructed due to improvements in image processing technology and an increase in demand for image media. Among these database systems, when transmitting a still image using a communication line having a relatively low transmission speed, etc., a long waiting time until the completion of image transmission puts a psychological burden on a receiver, so Various hierarchical coding methods and sequential transmission methods in consideration of search and transmission have been proposed. For example, in color image transmission, the ADCT method is recommended by the CCITT recommendation.

この画像の階層的符号化法は、画像の局所的冗長性を
削減すべく原画像から逐次情報量を削減するもので、例
えば安田・高木等による「階層的符号化法による静止画
像の階層的伝送および表示」(電子通信学会論文誌1980
年NO.4)に詳しく述べられている。
This hierarchical coding method for images is to sequentially reduce the amount of information from the original image in order to reduce the local redundancy of the image. For example, Yasuda and Takagi et al. Transmission and Display ”(Transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, 1980)
No. 4).

これを簡単に説明すると、第9図に示すようにまず原
画像1を大きなブロックに分割し、各ブロックの平均値
濃度レベルを量子化、符号化したものを第1段階の画像
P1として伝送し、第2段階以後の画像P2,P3,………Pnは
ブロックの大きさを順次小さく分割して伝送するという
ものである。
Briefly explaining this, first, as shown in FIG. 9, the original image 1 is divided into large blocks, and the average value density level of each block is quantized and coded to obtain a first stage image.
The image is transmitted as P1, and the images P2, P3,... Pn after the second stage are transmitted by dividing the block size into smaller ones.

第10図(a)は各段階の伝送画像の作成方法を示す図
でピラミッド構造と呼ばれ、同図(b)はその側面図で
ある。同図においてL1はピラミッドの最下層であり、こ
こに2N*2Nに分割した原画像を置いて第1階層とする。
第1階層画素L1中の2i*2i個の画素、例えば4個の画素
から新たに1個の拡大された画素を作成し、これらの集
合を第2階層画素L2と名付ける。次に第2階層画素L2中
の4個の画素から新たに1個の拡大された第3階層画素
L3を作成する。以後同様にしてブロックの大きさを大き
くしていき、最上位階層の画素Liを得、これを第1段階
の画像として伝送する。第2段階以降は最上位階層Liよ
り1つずつ下の階層の画像を伝送するものである。
FIG. 10 (a) is a diagram showing a method of creating a transmission image at each stage, called a pyramid structure, and FIG. 10 (b) is a side view thereof. In the figure, L1 is the lowermost layer of the pyramid, where the original image divided into 2N * 2N is placed as the first layer.
One new enlarged pixel is created from 2 i * 2 i pixels, for example, four pixels, in the first layer pixel L1, and a set of these is referred to as a second layer pixel L2. Next, from the four pixels in the second layer pixel L2, a newly enlarged third layer pixel is obtained.
Create L3. Thereafter, similarly, the size of the block is increased to obtain the pixel Li of the highest hierarchy, and this is transmitted as the first stage image. From the second stage onward, the images of the layers one by one lower than the highest layer Li are transmitted.

この際、第1段階の初期画像Liは濃度値そのものを、
第2段階の画像からは上位階層との濃度差を量子化する
ことによりデータ圧縮を行うのが一般的である。
At this time, the first stage initial image Li represents the density value itself,
In general, data compression is performed from the image at the second stage by quantizing the density difference from the upper layer.

この方法によれば受信側では大きなブロックから順に
復号し、順次細かいブロックのデータを加算してモニタ
に表示することにより、粗い近似画面から細かい精密画
面への段階表示が可能である。
According to this method, the receiving side decodes in order from the largest block, sequentially adds the data of the finer blocks, and displays them on the monitor, so that a step-by-step display from a rough approximate screen to a finer precision screen is possible.

また、遠藤・山崎による「会話形画像通信に適したフ
ァクシミリ信号の順次再生符号化方式」(電子通信学会
論文誌1984年NO.12)には離散的に画素の符号化を行
い、順次その標本化間隔を小さくして伝送することが提
案されており、これによれば受信側では離散的に符号化
された伝送画像に対して補間処理を行うことによって、
上述の方法と同様粗い画面から細かい画面への段階表示
を可能としている。
In addition, Endo and Yamazaki's “Sequential Reproduction and Coding of Facsimile Signals Suitable for Conversational Image Communication” (Transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, 1984, No.12) encodes pixels discretely, It has been proposed that the transmission be performed with a smaller coding interval. According to this, the receiving side performs an interpolation process on the transmission image discretely coded,
As in the above-described method, a step display from a coarse screen to a fine screen is enabled.

これら上述したような階層的符号化法においては、均
等あるいは局所量域内の濃度分布に応じて標本化間隔を
決定し、画像を構成する要素数を削減することにより、
上位階層画像を得ている。従ってこの画像を上位階層か
ら順次伝送した場合、受信側では当初全体的にぼやけた
画像が、その後逐次詳細化した画像が表示されるため、
伝送の初期の段階で画像の大体の様子を把握することが
でき、この時点で受信側で不要な画面は、受信側からセ
ンタへのコマンドにより送信を中止させ、次の画像検索
へ移ることができる。この結果、全画面が受信されては
じめて全容がつかめる通常の線順次走査に比べ、受信者
の心理的負担が軽減されると共に伝送コストも削減され
る。
In these hierarchical coding methods as described above, the sampling interval is determined in accordance with the density distribution in the uniform or local quantity area, and the number of elements constituting the image is reduced.
The upper layer image is obtained. Therefore, if this image is transmitted sequentially from the upper layer, the image on the receiving side is initially blurred as a whole, and then the image that is sequentially detailed is displayed.
At the initial stage of transmission, it is possible to grasp the general state of the image. At this point, the unnecessary screen on the receiving side can be stopped by a command from the receiving side to the center, and the next image search can be started. it can. As a result, the psychological burden on the receiver is reduced and the transmission cost is reduced as compared with the ordinary line-sequential scanning in which the entire image is received only when the entire screen is received.

しかしながら、上述したような階層的符号化方法では
以下のような欠点があった。
However, the hierarchical coding method as described above has the following disadvantages.

即ち、画像の冗長性を削減することによって上位階層
画像を得ているため、冗長性の少ない画像に適用するこ
とは困難である。つまり、細かい画像を伝送する場合は
詳細化した画像が表示されるのに時間がかかり、線順次
走査に比べれば短いものの精密画像が送致されるまでは
っきりと認識できないという欠点があった。
That is, since the upper layer image is obtained by reducing the redundancy of the image, it is difficult to apply the image to the image with less redundancy. In other words, when transmitting a fine image, it takes time to display a detailed image, and there is a disadvantage that it is not clearly recognizable until a precise image is sent, although it is shorter than line sequential scanning.

また、細かい画像に限らず人物の顔写真や製品の目録
等を扱う特定目的のデータベースシステムにおいては、
対象物たる被写体が画像の中心付近に位置づけられるこ
とが多い。このため、受信者は短時間に表示される初期
段階の画像に対しては、画像の中心付近で濃度変化の急
峻なエッジ部分に着目して画像の特徴をとらえようとす
るが、この場合も結局、中心部が細かく表示されるまで
ははっきりと認識できない。
In addition, in a special-purpose database system that handles not only small images but also portraits of people and catalogs of products,
In many cases, a subject as an object is positioned near the center of an image. For this reason, the receiver tries to capture the characteristics of the image in the early stage image displayed in a short time by focusing on the edge portion where the density change is sharp near the center of the image. After all, it cannot be clearly recognized until the center is displayed in detail.

(発明の目的) 本発明は上述したような従来の画像の階層的符号化、
順次伝送法の欠点を除去するためになされたものであっ
て、より短時間に画像を認識することが可能な画像の階
層的符号化、伝送のための標本化法を提供することを目
的とする。
(Object of the Invention) The present invention provides a conventional image hierarchical coding as described above,
The purpose of the present invention is to eliminate the disadvantages of the sequential transmission method, and to provide a hierarchical coding method for images capable of recognizing images in a shorter time, and a sampling method for transmission. I do.

(発明の概要) 上記目的を達成するため、本発明は従来の均等標本化
による画像のピラミッド構造に代えて、標本化間隔を画
像の中心部ほど密とするいわゆる「摺鉢形」の標本化法
を採用することによって画像の中心部を優先して順次詳
細化するものであるから、対象物が画像の中心付近に位
置しているならば、従来の方法と同程度の伝送レートで
あっても、受信者はより短時間に画像を認識することが
可能となる。
(Summary of the Invention) In order to achieve the above object, the present invention provides a so-called "slurry bowl-shaped" sampling method in which the sampling interval is closer to the center of the image instead of the conventional pyramid structure of the image by uniform sampling. Is adopted, the detail is sequentially refined with priority given to the center of the image.If the object is located near the center of the image, even if the transmission rate is the same as that of the conventional method, Thus, the receiver can recognize the image in a shorter time.

(実施例) 以下、図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明
する。
(Examples) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated examples.

第1図は本発明における各段階での伝送画素を示すも
のである。原画像1を最初に大きなブロックに分割して
第1段階の画像Q1として伝送し、第2段階以後の画像Q
2,Q3,………Qnはブロックの大きさを小さくして伝送す
ること自体は従来の順次伝送方式と同じである。しかし
て本発明は、顔写真等の画像を対象としたデータベース
における被写体は画像の中心付近に位置することが多い
事実に着目し、画像の中心付近のブロックの大きさある
いは標本化間隔を周辺部に先立って優先的に小さくした
ことを特徴とする。これによって受信者が早期にその画
像を認識することが可能となり、あるいは伝送時間を同
一とする、即ち同一情報量を伝送した場合に表現される
画像の視覚的評価を向上させるものである。
FIG. 1 shows transmission pixels at each stage in the present invention. The original image 1 is first divided into large blocks and transmitted as a first-stage image Q1.
2, Q3,..., Qn is the same as the conventional sequential transmission method in that the block size is reduced and transmitted. Thus, the present invention focuses on the fact that a subject in a database for images such as face photographs is often located near the center of the image, and the size of the block or the sampling interval near the center of the image is changed to the peripheral part. Characterized in that it is preferentially reduced prior to. This makes it possible for the receiver to recognize the image at an early stage, or to make the transmission time the same, that is, to improve the visual evaluation of the image expressed when the same amount of information is transmitted.

第2図は本発明に係る標本化法の原理を示す図であ
る。同図においてL1〜Liは従来のピラミッド構造での各
階層に対応するものであるが、本発明ではこれとは異な
り同図M1〜Mkに示すように各階層の標本化間隔を画像の
中心部ほど密に、周辺部ほど粗になるように摺鉢形の曲
面とする。
FIG. 2 is a diagram showing the principle of the sampling method according to the present invention. In the figure, L1 to Li correspond to each layer in the conventional pyramid structure, but in the present invention, unlike this, as shown in M1 to Mk in the figure, the sampling interval of each layer is set at the center of the image. The shape of the bowl is curved so that it is denser and rougher at the periphery.

まず初めに、各段階での伝送画素を求める標本化手順
を説明する。
First, a sampling procedure for obtaining a transmission pixel at each stage will be described.

まず原画像を2N*2N個のブロックに分割してピラミッ
ドの最下層に置き、その2N*2N画素全てを標本化する。
即ち、原画像を一番細かいブロックに分割して標本化す
る。
First, the original image is divided into 2 N * 2 N blocks, placed at the bottom of the pyramid, and all 2 N * 2 N pixels are sampled.
That is, the original image is divided into the finest blocks and sampled.

次に画像の中心部から周辺部に向かって各画素が第1
段階の画素に属するか否かを後述するように予め設定し
たパラメータに基づいて調べる。属する場合は該画素を
第1段階の画素として記憶し、次の画素へ移る。属さな
い場合は、その画素及びそれより外側に位置する画素全
てについてそれら画素中の2i*2i個、例えば4個の画素
から新たに1個の拡大された画素を作成する。
Next, from the center of the image to the periphery,
Whether or not the pixel belongs to the pixel at the stage is checked based on a parameter set in advance as described later. If so, the pixel is stored as a first-stage pixel, and the process proceeds to the next pixel. If they do not belong to the pixel, a new enlarged pixel is created from 2 i * 2 i , for example, 4 pixels among the pixel and all the pixels located outside the pixel.

拡大された各画素Li(Xi,Yi)(Xi,Yi=1,2………
2Ni)は従来同様直下階層Li-1内近傍4画素への4分木
構造をしているものとし、次のように定義する。
Each enlarged pixel Li (Xi, Yi) (Xi, Yi = 1, 2 .........)
2 Ni ) has a quadtree structure to four neighboring pixels in the immediately lower hierarchy Li-1 as in the past, and is defined as follows.

Li(Xi,Yi)={Li-1(2Xi-1−1,2Yi-1−1) +Li-1(2Xi-1,2Yi-1−1) +Li-1(2Xi-1−1,2Yi-1) +Li-1(2Xi-1,2Yi-1)}/4 ………(1) ここで(Xi,Yi)は画像原点からの画素数を示す座標
である。このXiをX方向の距離、YiをY方向の距離と呼
び、以下画素数を「距離」と称する。但し座標上の距離
が同一であっても階層によって画素の大きさが異なるた
め、実際の距離は階層によって異なる点に注意する。従
って式(1)の意味することは、第Li階層に属し座標
(Xi,Yi)に位置する画素は第Li−1階層に属し座標が
(2Xi-1−1,2Yi-1−1),(2Xi-1,2Yi-1−1),(2X
i-1−1,2Yi-1),(2Xi-1,2Yi-1)に位置する4画素の
平均濃度ということである。
Li (Xi, Yi) = {L i-1 (2X i-1 -1,2Y i-1 -1) + L i-1 (2X i- 1,2Y i-1 -1) + L i-1 (2X i-1 -1,2Y i-1 ) + L i-1 (2X i-1 , 2Y i-1 )} / 4 ... (1) where (Xi, Yi) is the number of pixels from the image origin. Coordinates. Xi is referred to as a distance in the X direction, Yi is referred to as a distance in the Y direction, and the number of pixels is hereinafter referred to as “distance”. However, it should be noted that even if the distances on the coordinates are the same, the pixel size differs depending on the hierarchy, so that the actual distance differs depending on the hierarchy. The mean of the formula (1) is therefore a pixel located at the coordinate (Xi, Yi) belonging to the Li hierarchy coordinates belong to the Li-1 hierarchy (2X i-1 -1,2Y i- 1 -1 ), (2X i-1 , 2Y i-1 -1), (2X i-1
i-1 -1,2Y i-1) , is that the average concentration of the four pixels positioned in (2X i-1, 2Y i -1).

このように拡大された画素を新たに作成したら、その
部分から外側に向かって上記同様第1段階の画素に属す
るか否かを調べる。属する場合は該画素を第1段階の画
素として記憶し、属さない場合は新たに1個の拡大され
た画素を作成する。以後同様にして順に外側の画素を作
成し、画像の最外部が第1段階の画素となったら標本化
を終了する。以上の手順により、初期画像として伝送す
べき最上位階層の画像Mkが得られ、この画像は周辺部の
画素が大きく、中心部の画素が小さいものとなる。
After newly creating a pixel enlarged in this way, it is checked whether or not the pixel belongs to the pixel of the first stage from the portion outward. If it belongs, the pixel is stored as a first-stage pixel, and if it does not belong, one new enlarged pixel is created. Thereafter, outer pixels are created in the same manner in the same manner, and when the outermost part of the image becomes the first stage pixel, sampling is completed. By the above procedure, an image Mk of the highest hierarchy to be transmitted as an initial image is obtained, and this image has large peripheral pixels and small central pixels.

さて、第2段階以降の各階層の画像は第1段階の画像
を作成する際に、下位画像情報を保存しておくことによ
り容易に得られる。即ち、初期画像Mkに属する各画素を
もとに4分木構造を順次下降すればよい。このとき原画
像のレベルまで下降し終えた各画素は以下の曲面には含
めない。従って、画像の中心部が原画像と一致したと
き、その後伝送する画像は前記中心部を除いた周辺部の
みとなり、全て片仮名の『ロ』の字型をなすことにな
る。このため、上位画像から階層的に伝送を行った場
合、後半に伝送される情報は画像の中心部に関与せず、
その周辺部を詳細化するためにのみ役立つことになる。
By the way, the image of each layer after the second stage can be easily obtained by storing the lower image information when creating the image of the first stage. That is, the quadtree structure may be sequentially lowered based on each pixel belonging to the initial image Mk. At this time, each pixel that has finished descending to the level of the original image is not included in the following curved surface. Therefore, when the center of the image coincides with the original image, the image to be transmitted thereafter is only the peripheral portion excluding the center, and all the characters have a katakana-shaped "B" shape. For this reason, when the transmission is performed hierarchically from the upper image, the information transmitted in the latter half does not relate to the center of the image,
It will only serve to refine its periphery.

以上説明した手順では初期画像作成の際にMk曲面より
上位に位置する画素を求める必要がない。従ってLiから
Li′階層に属する全ての画素を求めてからMkを求める場
合に比較して処理量を削減することができ、この効果は
原画像に近い画像中心付近ほど顕著である。
According to the above-described procedure, it is not necessary to find a pixel located higher than the Mk curved surface when creating an initial image. Therefore from Li
The processing amount can be reduced as compared with the case where Mk is obtained after obtaining all the pixels belonging to the Li ′ hierarchy, and this effect is more prominent near the center of the image closer to the original image.

次に、前述したパラメータについて説明する。 Next, the parameters described above will be described.

第3図は前述した摺鉢型のMk曲面の例である。同図に
おいてB1はMk曲面の最外部の画素で、B2,B3………は各
々Mk曲面の最外部からの距離が2,3,………である画素で
あり、Bmは一番内側の画素である。ここで最外部の画素
B1が属するLiの階層を定め、そのときのiの値をi′と
する。このMk曲面を表現するパラメータをベクトルSと
し、その要素S1,S2,………SmをB1,B2………Bmに対応さ
せて以下のように規定する。
FIG. 3 shows an example of the above-mentioned mortar-shaped Mk curved surface. In the figure, B1 is the outermost pixel of the Mk curved surface, B2, B3 ... are the pixels whose distances from the outermost of the Mk curved surface are 2,3, ..., respectively, and Bm is the innermost pixel. Pixel. Where the outermost pixel
The layer of Li to which B1 belongs is determined, and the value of i at that time is defined as i '. A parameter representing the Mk surface is defined as a vector S, and its elements S1, S2,..., Sm are defined as follows in correspondence with B1, B2,.

まず、Mk曲面の最外部の画素B1に注目し、その画素が
それより内側の画素B2よりも大きなブロックである場合
は、S1=1とし、同じ大きさのブロックである場合はS1
=0とする。
First, pay attention to the outermost pixel B1 of the Mk curved surface. If the pixel is a block larger than the inner pixel B2, set S1 = 1, and if the pixel is a block of the same size, set S1.
= 0.

次に一つ内側の画素B2に注目し、その画素が更にそれ
より内側の画素B3よりも大きなブロックであるか否かを
調べる。大きな場合はS2=1,同じ大きさの場合はS2=0
とする。これを順次内側の画素について繰り返し、中心
の画素まで調べSmを求めたら終了する。
Next, attention is paid to the pixel B2 on the inner side, and it is checked whether or not the pixel is a block larger than the pixel B3 on the inner side. S2 = 1 if large, S2 = 0 if same
And This is sequentially repeated for the inner pixels, and the process is completed when Sm is obtained up to the center pixel.

例えば、第3図に示す7階層のピラミッド構造のよう
にB1が属するLiの階層が4、即ちi′=4である場合
は、最下位平面L1までの階層差は3であるので、S内の
1の個数は最大でも3個までである。この例ではMkを示
すパラメータは s={1,0,0,1,0,0,1,0,0,0,0,0} ………(2) となり、これをもとにk=3,2,1階層の各曲面M3,M2,M1
を自動的に決定できる。即ち、各段階で伝送すべき画像
内での画素の大きさが決定できる。
For example, when the layer of Li to which B1 belongs is 4 as in the pyramid structure of 7 layers shown in FIG. 3, that is, i ′ = 4, the layer difference up to the lowest plane L1 is 3, so The number of 1 is at most three. In this example, the parameter indicating Mk is s = {1,0,0,1,0,0,1,0,0,0,0,0} (2), and based on this, k = Each surface M3, M2, M1 of 3,2,1 layer
Can be automatically determined. That is, the size of a pixel in an image to be transmitted at each stage can be determined.

なお、実際は標本化の簡便のため形状パラメータベク
トルSを変換して、Mk曲面の画素がピラミッド構造のど
の階層に属するのかその階層数で表すベクトルS′を用
いる。ベクトルS′の要素をS′1,S′2………S′m
とする。S′の添字1,2………mはベクトルSとは異な
り、曲面の中心からの距離を示す。
Actually, the shape parameter vector S is converted for the sake of simplicity of sampling, and a vector S ′ is used which indicates to which layer of the pyramid structure the pixel of the Mk curved surface belongs by the number of layers. The elements of the vector S 'are S'1, S'2 ... S'm
And .., M of S ′ are different from the vector S and indicate the distance from the center of the curved surface.

例えば、上述のパラメータSで表されるMk曲面は画像
中心からピラミッド構造において1,1,1,1,1,1,2,2,2,3,
3,3,4,階層よりなるのでS′は以下のように表される。
For example, the Mk surface represented by the parameter S described above is 1,1,1,1,1,1,2,2,2,3,
Since there are three, three, four, and layers, S 'is expressed as follows.

S′={1,1,1,1,1,1,2,2,2,3,3,3,4} …(3) そして次に、各段階毎に伝送すべき画素数の計算手順
を説明する。
S ′ = {1,1,1,1,1,1,1,2,2,2,3,3,3,4} (3) Then, the calculation procedure of the number of pixels to be transmitted for each stage Will be described.

まず計算しようとする段階の画素Mk曲面の最外部とブ
ロックの大きさが同じであるピラミッド構造の平面Liを
用意し、画像中心からの距離jに応じてLi,jのグループ
に分割する。これにより中心部は正方形、その外側は複
数の片仮名の『ロ』の字形のグループに分割される。画
像中心からの距離がjであるグループに属する画素数Nj
は画像中心からの距離がjである正方形の総画素数から
距離がj−1である正方形の総画素数を引いたものであ
る。よって Nj=(2j)2−{2−(j−1)} =8j−4 ………(4) となる。最外部のグループはMk曲面に属するので、その
画素数を計算する。
First, a plane Li having a pyramid structure having the same block size as the outermost part of the pixel Mk curved surface at the stage to be calculated is prepared, and divided into groups of Li, j according to the distance j from the image center. As a result, the central portion is divided into squares, and the outside portion is divided into a plurality of katakana-shaped "B" -shaped groups. The number of pixels Nj belonging to the group whose distance from the image center is j
Is obtained by subtracting the total number of pixels of the square whose distance is j−1 from the total number of pixels of the square whose distance from the image center is j. Therefore, Nj = (2j) 2- {2- (j-1)} 2 = 8j-4 (4). Since the outermost group belongs to the Mk surface, the number of pixels is calculated.

次に内側のグループに移る。これがMk曲面に属する場
合はこのグループの画素数を計算して累計する。属さな
い場合はそのグループ及びこれより内側を一階層下のピ
ラミッド構造の平面Lk-1として、再び中心からの距離に
応じて分割する。上記同様に各グループがMkに属するか
否かを調べ、属する場合は画素数を累計し、属さない場
合は更に一階層下のピラミッド構造の平面Lk-2として再
び中心からの距離に応じて分割する。
Then move to the inner group. If this belongs to the Mk surface, the number of pixels in this group is calculated and accumulated. If the group does not belong to the group, the group and the inside of the group are set as the plane Lk-1 of the pyramid structure one level lower, and are again divided according to the distance from the center. In the same manner as above, check whether each group belongs to Mk, if it belongs, accumulate the number of pixels, if not, further as a plane L k-2 of the pyramid structure one layer lower according to the distance from the center again To divide.

以下、順次内側の画素数を累計し、画像中心まで、あ
るいはその段階の最も内側まで累計が終われば、その合
計数がその段階の伝送画素数である。
Hereinafter, the number of pixels on the inner side is sequentially accumulated, and when the accumulation is completed up to the center of the image or the innermost part of the stage, the total number is the number of transmitted pixels at that stage.

例えば上述の実施例では初期画像として伝送すべき画
素数は388であり、第3段階での伝送画素数は2176であ
る。
For example, in the above embodiment, the number of pixels to be transmitted as the initial image is 388, and the number of transmitted pixels in the third stage is 2176.

そして最後に、従来の方法と本標本化法とを比較検討
する。第2図においてLiと同一画素数からなるMkを得た
とすると、LiとMkの交点より外側ではLiが、内側ではMk
の方が画素のブロックの大きさは小さく画質が良好であ
る。
Finally, the conventional method is compared with the present sampling method. In FIG. 2, if Mk having the same number of pixels as Li is obtained, Li is located outside the intersection of Li and Mk, and Mk is located inside the intersection.
Is smaller in pixel size and has better image quality.

即ち、同一ビットレートの条件のもとでは交点の外側
でMkをLiの上位に位置させたjの幅よりも、交点の内側
のjの幅を大きく取ることができる。従って、Mk曲面が
Li平面の下になるようなブロックの小さい画素を画像中
心により多く割り当てることが可能となり、中心部がよ
り詳細に表され、画質が向上する。
That is, under the condition of the same bit rate, the width of j inside the intersection can be made larger than the width of j where Mk is positioned higher than Li outside the intersection. Therefore, the Mk surface is
It is possible to allocate more pixels of the block below the Li plane to the center of the image, and the center is represented in more detail, and the image quality is improved.

逆に、中心部のブロックの大きさが従来のものと同じ
であれば画質はほとんど変わらずに伝送画素数を減らす
ことができる。
Conversely, if the size of the central block is the same as that of the conventional block, the number of transmission pixels can be reduced without substantially changing the image quality.

以上説明した標本化、形状パラメータ変換、伝送画素
数計算の各手順をまとめると以下のようになる。又、第
5図〜第7図は各手順を示すフローチャートである。
The procedures of the sampling, the shape parameter conversion, and the calculation of the number of transmission pixels described above are summarized as follows. FIG. 5 to FIG. 7 are flowcharts showing each procedure.

<標本化手順> 手順1:2N*2N画素からなる原画像L1を用意し、画像中心
からの距離jに応じてLi,jのグループに分割する。
<Sampling Procedure> Procedure 1: An original image L1 composed of 2N * 2N pixels is prepared, and divided into Li, j groups according to the distance j from the image center.

手順2:jの最大値をjm=2N-1とし、i=1,j=1,p=1と
おく。
Step 2: The maximum value of j is set to j m = 2 N−1, and i = 1, j = 1, and p = 1.

手順3:p>pmならば終了、そうでなければ手順4へ。Step 3: p> p m if the end, to step 4 otherwise.

手順4:もし、i=S′pならば、Li,jの画素は標本化が
終了しているので、そのまま出力画素とする。そうでな
ければ手順6へ。
Step 4: If i = S′p, since the sampling of the pixel of Li, j has been completed, the pixel is directly used as the output pixel. Otherwise, go to step 6.

手順5:j=j+1,p=p+1として手順4へ。Step 5: j = j + 1, p = p + 1 and proceed to step 4.

手順6:jからjmまでの全てのLi,jについて式(1)の演
算によりLi+1,(j+1)/2のグループを生成する。
Step 6: For all L i, j from j to j m, a group of L i + 1, (j + 1) / 2 is generated by the operation of equation (1).

手順7:i=i+1,j=(j+1)/2,p=p+1,jm=jm/2と
して手順3へ。
Step 7: Set i = i + 1, j = (j + 1) / 2, p = p + 1, j m = j m / 2, and go to step 3.

<形状パラメータベクトル交換手順> 手順1:p=1,S′=S1,S1=i′とする 手順2:p=p+1とし、p>pmならば手順5へ 手順3:もし、S′=1ならばi′=i′−1とする 手順4:S′=Sp,Sp=i′として手順2へ 手順5:もし、S′=1ならばi′=i′−1とする 手順6:pm=pm+1としてSm=i′とする 手順7:Sのpに関する順序を逆にし、S′とする <伝送画素数計算手順> 手順1:階層番号 q=i′ 画像中心からの距離 J=2mq-1 画素数累計 B=Nj Sの添字 p=1 とおく。<Shape parameter vector Replacing> Step 1: p = 1, S ' = S1, S1 = i' to Step 2: p = p + 1 and to, p> p m steps if to step 5. 3: If, S '= If 1, set i '= i'-1. Procedure 4: Set S' = Sp, Sp = i 'and go to step 2. Step 5: If S' = 1, set i '= i'-1. : p m = p m +1 as S m = i 'to Step 7: the order regarding p of S Conversely, S' to <transmits pixel number calculation procedure> Step 1: layer number q = i 'image center J = 2 mq-1 Total number of pixels B = N j Suffix p = 1

手順2:p>pmならば終了。そうでなければ Sp=0のとき j=j−1,B=B+Njとして手順3へ Sp=1のとき q=q−1,j=2*(j−1),B=B+Njとして
手順3へ 手順3:p=p+1として手順2へ 上記手順からも明らかなように、q=1となれば以降
のSpは0でなければならない。
Step 2: p> p m if the end. Otherwise, if Sp = 0, go to step 3 as j = j-1, B = B + Nj. If Sp = 1, go to step 3 as q = q-1, j = 2 * (j-1), B = B + Nj. Step 3: Go to step 2 with p = p + 1 As is clear from the above steps, if q = 1, the subsequent Sp must be 0.

第4図は本発明に係る階層的符号化法を実現する装置
の一実施例を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of an apparatus for realizing the hierarchical encoding method according to the present invention.

同図において2はパラメータ設定部であり、画像標本
化のためのパラメータSを設定すると共にSをS′に変
換する。標本化部3では前記パラメータ設定部2にて設
定したSあるいはS′に基づいて原画像1を取り込んで
標本化し、その結果をメモリする。標本化部3の出力は
量子化部4、符号化部5を介し伝送される。以上は送信
側6の構成であるが、受信側7は逆の構成であるので詳
細な説明は省略する。
In the figure, reference numeral 2 denotes a parameter setting unit which sets a parameter S for image sampling and converts S into S '. The sampling section 3 takes in and samples the original image 1 based on S or S 'set by the parameter setting section 2, and stores the result. The output of the sampling unit 3 is transmitted via the quantization unit 4 and the encoding unit 5. The above is the configuration of the transmitting side 6, but the receiving side 7 has the opposite configuration, so that the detailed description is omitted.

以上説明した方法に基づいて種々実験を行ったところ
極めて良好な結果を得た。
When various experiments were performed based on the method described above, extremely good results were obtained.

例えば、標準画像データベースSIDBAのGIRL(256*25
6画素8ビット)は顔画像の典型的な例であるが、この
画像に対して本発明を適用した実験を行った。まず、比
較のため画像を16*16,8*8,4*4,2*2画素のブロック
に分割し、各々のブロック内の平均濃度値でブロックを
全体置き換えると、これらはそれぞれ256,1024,4096,16
384画素からなる。同様に、本方法により構成画素数が
ほぼ同一の220,1036,3964,16204画素となるようにi′
及びSを設定して曲面を作成した。この曲面を第8図に
示す。
For example, the standard image database SIDBA GIRL (256 * 25
6 pixels, 8 bits) is a typical example of a face image, and an experiment using the present invention was performed on this image. First, the image is divided into blocks of 16 * 16,8 * 8,4 * 4,2 * 2 pixels for comparison, and the entire block is replaced with the average density value in each block. , 4096,16
It consists of 384 pixels. Similarly, according to the present method, i ′ is set so that the number of constituent pixels becomes almost the same 220,1036,3964,16204 pixels.
And S were set to create a curved surface. This curved surface is shown in FIG.

両者を比較すると画素数が1024以上の場合においては
本発明にて伝送した画像の方が良画質であった。これ
は、顔写真の場合には人の着目点はどうしても顔に集中
するからであり、画像の縁の部分の若干のぼけはあまり
気にならないことに起因する。しかし画素数が256の場
合では若干画質が劣る。これは、画像の詳細部分がつか
めないとき、人は大域的な特徴、即ち画像全体を眺めた
平均値から画像を把握しようとするためと思われる。
Comparing the two, when the number of pixels is 1024 or more, the image transmitted by the present invention has better image quality. This is because in the case of a face photograph, the point of interest of a person is inevitably concentrated on the face, and a slight blur at the edge of the image is not so noticeable. However, when the number of pixels is 256, the image quality is slightly inferior. This seems to be because when the details of the image cannot be grasped, the person tries to grasp the image from global features, that is, the average value of the whole image.

ところで、被写体が画像の中心に位置しない場合は画
像がはっきりと認識できるまでに時間がかかるが、その
場合はブロックの大きさを小さくする部分を画像の中心
からずらし、被写体のある箇所を画像の中心と見なして
上述の処理を行えばよい。このようにすれば被写体が画
像のいかなる位置にあっても伝送時間を短縮することが
できる。
By the way, when the subject is not located at the center of the image, it takes time for the image to be clearly recognizable.In such a case, the portion where the size of the block is reduced is shifted from the center of the image, and the portion where the subject is located is located The above processing may be performed assuming that the center is the center. In this way, the transmission time can be reduced regardless of the position of the subject in the image.

本発明は上記実施例に限らず、種々の変形をしてもよ
い。例えば上記実施例では説明を簡単にするため原画像
は1辺の長さが2のべき乗である正方形としたが、特に
それに限ることはなく、種々の大きさのものでよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, but may be variously modified. For example, in the above-described embodiment, the original image is a square whose one side is a power of 2 for the sake of simplicity, but the present invention is not limited to this and may be of various sizes.

また、4個の画素から新たに1個の拡大された画素を
作成した例を示したが、被写体と背景が明確に区別でき
る場合は16あるいは64等多くの画素から拡大された画素
を作成してもよい。これをMk曲面で考えれば画像の背景
領域から被写体領域に入る部分で曲面の傾斜即ち階層差
を大きくすることである。即ち、画像の識別にあまり関
係のない背景領域の画素数を削減することにより、伝送
速度を更に上げることができる。
Also, an example is shown in which one new enlarged pixel is created from four pixels. However, if the subject and the background can be clearly distinguished, an enlarged pixel is created from as many as 16 or 64 pixels. You may. Considering this as an Mk curved surface, the slope of the curved surface, that is, the hierarchical difference, is increased at a portion that enters the subject region from the background region of the image. In other words, the transmission speed can be further increased by reducing the number of pixels in the background area that is not so related to the image identification.

なお、その場合における伝送画素数の計算は、q=q
−1及びj=2*(j−1)の演算を階層差に応じて複
数回実行する必要がある。
In this case, the number of transmission pixels is calculated by q = q
It is necessary to execute the operations of -1 and j = 2 * (j-1) plural times according to the hierarchy difference.

更に、上記実施例では簡便のためパラメータSは式
(3)の通りで固定したが、これは画像内の被写体の大
きさ等により適応的に変更してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the parameter S is fixed as in Equation (3) for simplicity, but this may be adaptively changed according to the size of the subject in the image.

もちろん、パラメータSをS′に変換する手順は上述
のものに限る必要はないし、S′を予め設定しておいて
もよい。
Of course, the procedure for converting the parameter S into S 'need not be limited to the above, and S' may be set in advance.

なお、上記実施例では画像中心部のブロックの大きさ
を画像周辺部より小さくした場合について述べたが、標
本化間隔を小さくした場合でも同じように画像を認識す
るのに要する時間は短くて済む。
In the above embodiment, the case where the size of the block at the center of the image is smaller than that at the periphery of the image has been described. However, even when the sampling interval is reduced, the time required for recognizing the image similarly can be reduced. .

また本発明は従来の階層的符号化方式に限らず、各種
符号化方式にも適用可能である。
In addition, the present invention is applicable not only to the conventional hierarchical coding method but also to various coding methods.

(発明の効果) 本発明には以上説明したように画像の中心部ほど標本
化間隔を密にするものであるから、従来の階層的符号化
と同一ビットレートにおいて中心付近がより詳細に表示
されるため短時間に画像を認識する上で著しい効果があ
り、特に人の顔写真等の特定目的の画像データベースに
対して非常に有効である。
(Effect of the Invention) As described above, in the present invention, the sampling interval is made closer at the center of the image, so that the vicinity of the center is displayed in more detail at the same bit rate as the conventional hierarchical coding. Therefore, it has a remarkable effect in recognizing an image in a short time, and is very effective particularly for an image database for a specific purpose such as a photograph of a human face.

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

第1図は本発明における各段階での伝送画素を示す図、
第2図は本発明に係る標本化法の原理を示す図、第3図
及び第8図は標本化曲面の一例を示す図、第4図は本発
明の一実施例を示すブロック図、第5図〜第7図は各々
標本化、パラメータベクトル変換、伝送画素数計算のフ
ローチャート、第9図は従来の各段階での伝送画素を示
す図、第10図は従来の標本化法の原理を示す図である。 Q1〜Qn……第1〜第n段階画像、 M1〜Mk……第1〜第k階層曲面、 B1〜Bm……Mk曲面の画素、 1……原画像、2……パラメータ部、 3……標本化部、4……量子化部、 5……符号化部、6……送信側、 7……受信側
FIG. 1 is a diagram showing transmission pixels at each stage in the present invention,
FIG. 2 is a diagram showing the principle of the sampling method according to the present invention, FIGS. 3 and 8 are diagrams showing an example of a sampling surface, FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 5 to 7 are flowcharts of sampling, parameter vector conversion, and calculation of the number of transmission pixels, respectively. FIG. 9 is a diagram showing transmission pixels at each stage in the related art, and FIG. 10 is a diagram illustrating the principle of the conventional sampling method. FIG. Q1 to Qn: first to n-th stage images, M1 to Mk: first to k-th hierarchical surface, B1 to Bm: pixels of the Mk surface, 1 ... original image, 2 ... parameter section, 3 ... ... Sampling unit, 4 ... Quantization unit, 5 ... Encoding unit, 6 ... Transmission side, 7 ... Reception side

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−54971(JP,A) 特開 昭52−143712(JP,A) 安田晴彦他、“階層的符号化法による 静止画像の段階的伝送及び表示”電子通 信学会論文誌、社団法人電子通信学会、 昭和55年4月25日、第J63−B巻、第4 号、P.379−386 遠藤俊明他、“会話型画像通信に適し たファクシミリ信号の順次再生符号化方 式”電子通信学会論文誌、社団法人電子 通信学会、昭和59年12月25日、第J67− B号、第12号、P.1462−1469 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 1/41 - 1/419 Continuation of the front page (56) References JP-A-3-54971 (JP, A) JP-A-52-143712 (JP, A) Haruhiko Yasuda et al., "Stepwise Transmission and Display of Still Images by Hierarchical Coding""Transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, Japan, April 25, 1980, J63-B, No. 4, p. 379-386 Toshiaki Endo et al., "Sequential Reproduction Coding Method of Facsimile Signals Suitable for Conversational Image Communication" Transactions of the Institute of Electronics, Communication and Engineers, IEICE, December 25, 1984, J67-B No. 12, p. 1462-1469 (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H04N 1/41-1/419

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1段階の画像として、原画像を所要ブロ
ックに分割し各ブロックの平均値濃度レベルを量子化、
符号化したものを伝送し、第2段階以後は前記ブロック
の大きさを順次小さくした画像を伝送する場合の画像の
標本化方法において、 画像の所定部分の画素密度が他の部分より密となるよう
各段階の画像を標本化することを特徴とする画像の標本
化方法。
As an image at a first stage, an original image is divided into required blocks, and an average density level of each block is quantized.
In an image sampling method for transmitting an encoded image and transmitting an image in which the size of the block is sequentially reduced after the second step, the pixel density of a predetermined portion of the image becomes denser than other portions. A method for sampling an image, comprising sampling an image at each stage.
【請求項2】第1段階の画像として、原画像の画素を離
散的に量子化、符号化したものを伝送し、第2段階以後
は標本化間隔を順次小さくした画像を伝送する場合の画
像の標本化方法において、 画像をピラミッド状に階層化すると共に画像の所定部分
の画素密度が他の部分より密となるよう各段階の画像を
標本化することを特徴とする画像の標本化方法。
2. An image for transmitting an image obtained by discretely quantizing and encoding pixels of an original image as an image of a first stage, and transmitting an image in which sampling intervals are successively reduced after the second stage. The image sampling method according to claim 1, wherein the image is hierarchized in a pyramid shape, and the image at each stage is sampled so that a predetermined portion of the image has a higher pixel density than other portions.
【請求項3】画像中心部の画素密度をその他の部分より
密にすることを特徴とする特許請求の範囲1項又は2項
記載の画像標本化方法。
3. An image sampling method according to claim 1, wherein the pixel density at the center of the image is made denser than at other portions.
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安田晴彦他、"階層的符号化法による静止画像の段階的伝送及び表示"電子通信学会論文誌、社団法人電子通信学会、昭和55年4月25日、第J63−B巻、第4号、P.379−386
遠藤俊明他、"会話型画像通信に適したファクシミリ信号の順次再生符号化方式"電子通信学会論文誌、社団法人電子通信学会、昭和59年12月25日、第J67−B号、第12号、P.1462−1469

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