JP3299774B2 - 画像の符号化方法 - Google Patents
画像の符号化方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ファクシミリ等にお
いて用いられる、画像の符号化方法に関し、特に多値デ
ィザ画像を算術符号によりデータ圧縮する方法に関する
ものである。
いて用いられる、画像の符号化方法に関し、特に多値デ
ィザ画像を算術符号によりデータ圧縮する方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この分野の技術としては、例えば
下記の文献に開示されるものがあった。 文献１：田中 他、「多値ディザ法による画像と文字の
合成方法」電子情報通信学会 研究会資料 ＩＥ８９ー
５１、１９８９ 文献２：渡部 他、「多値画像の算術符号化に関する一
考察」電子情報通信学会 研究会資料 ＩＴ８８ー１１
５、１９８８
下記の文献に開示されるものがあった。 文献１：田中 他、「多値ディザ法による画像と文字の
合成方法」電子情報通信学会 研究会資料 ＩＥ８９ー
５１、１９８９ 文献２：渡部 他、「多値画像の算術符号化に関する一
考察」電子情報通信学会 研究会資料 ＩＴ８８ー１１
５、１９８８
【０００３】前記文献１に開示されているように、熱転
写方式等の数階調程度の表示が可能な装置においては、
多値ディザという表示法を用い、見かけ上更に多くの階
調表現が可能となる。
写方式等の数階調程度の表示が可能な装置においては、
多値ディザという表示法を用い、見かけ上更に多くの階
調表現が可能となる。
【０００４】１画素がｍレベルの階調を表示できる多値
ディザ法は次のようになる。 （ａ）階調０をＬ0、第ｋ（ｋ＝１、２、・・・、ｍ−
１）番目の階調をＬkとする。画素位置（i,j）の入力画
素の階調値ｇ（i,j）が、 Ｌk≦ｇ（i,j）≦Ｌk+1 （ｋ＝０、１、・・・、ｍ−２） （１） の範囲にあるならば、表示出力ｙはＬkかＬk+1の何れか
一方の値をとるものとする。
ディザ法は次のようになる。 （ａ）階調０をＬ0、第ｋ（ｋ＝１、２、・・・、ｍ−
１）番目の階調をＬkとする。画素位置（i,j）の入力画
素の階調値ｇ（i,j）が、 Ｌk≦ｇ（i,j）≦Ｌk+1 （ｋ＝０、１、・・・、ｍ−２） （１） の範囲にあるならば、表示出力ｙはＬkかＬk+1の何れか
一方の値をとるものとする。
【０００５】（ｂ）（Ｌk，Ｌk+1）間の閾値係数マトリ
クスＴk（k=0、1、・・・、m-2）を、 Ｔk ＝Ｄn／[（ｍ−１）・ｎ2]＋（ｋ・ｎ2＋0.5）Ｕn （２） とする。但し、Ｄnは２値ディザ法に於ける閾値順序マ
トリクスであり、Ｕnは各要素がすべて１のｎ×ｎマト
リクスである。実際の閾値は、この係数マトリクスＴk
に多値画像の階調範囲Ｒを乗じたものとなる。
クスＴk（k=0、1、・・・、m-2）を、 Ｔk ＝Ｄn／[（ｍ−１）・ｎ2]＋（ｋ・ｎ2＋0.5）Ｕn （２） とする。但し、Ｄnは２値ディザ法に於ける閾値順序マ
トリクスであり、Ｕnは各要素がすべて１のｎ×ｎマト
リクスである。実際の閾値は、この係数マトリクスＴk
に多値画像の階調範囲Ｒを乗じたものとなる。
【０００６】（ｃ）画素（i,j）の階調値ｇ（i,j）は、
式（１）でその範囲が決まると（ｂ）で得られたディザ
マトリクス内の対応する閾値と比較され、ｍレベルの出
力信号ｙにディザ化される。
式（１）でその範囲が決まると（ｂ）で得られたディザ
マトリクス内の対応する閾値と比較され、ｍレベルの出
力信号ｙにディザ化される。
【０００７】このｍ値ディザ画像を符号化する方法とし
て、例えば、文献２に開示された算術符号を用いる方法
が知られている。多値画像からディザ法でｍ値ディザ画
像を生成し、そのｍ値ディザ画像を算術符号化法で符号
化する方法を図２に示す。図２は従来の符号化方法を実
現するための符号化装置の構成を示す機能ブロック図で
ある。
て、例えば、文献２に開示された算術符号を用いる方法
が知られている。多値画像からディザ法でｍ値ディザ画
像を生成し、そのｍ値ディザ画像を算術符号化法で符号
化する方法を図２に示す。図２は従来の符号化方法を実
現するための符号化装置の構成を示す機能ブロック図で
ある。
【０００８】この符号化装置は、ディザ量子化処理部１
０と、シンボル出現確率推定部２１と算術符号化部２２
とから成る算術符号化部２０とを備えている。ディザ量
子化処理部１０は、前述の式（１）、（２）に基づき、
入力多値画像Ｄ1からディザ閾値Ｄ4に基づいてｍ値ディ
ザ画像Ｄ2を生成し、そのｍ値ディザ画像Ｄ2をシンボル
出現確率推定部２１及び算術符号構成部２２に出力す
る。
０と、シンボル出現確率推定部２１と算術符号化部２２
とから成る算術符号化部２０とを備えている。ディザ量
子化処理部１０は、前述の式（１）、（２）に基づき、
入力多値画像Ｄ1からディザ閾値Ｄ4に基づいてｍ値ディ
ザ画像Ｄ2を生成し、そのｍ値ディザ画像Ｄ2をシンボル
出現確率推定部２１及び算術符号構成部２２に出力す
る。
【０００９】算術符号化部２０は、シンボル出現確率推
定部２１と算術符号構成部２２から成る。シンボル出現
確率推定部２１はｍ値ディザ画像Ｄ2を入力し、着目画
素より以前にｍ値化されたｍ値シンボルを用い、当該着
目画素で出現するｍ値シンボルの出現確率を推定してシ
ンボル出現確率を求め、算術符号構成部２２に出力する
手段である。算術符号構成部２２は、シンボル出現確率
を符号化パラメータとしてｍ値ディザ画像Ｄ2から算術
符号Ｄ3を構成する手段である。
定部２１と算術符号構成部２２から成る。シンボル出現
確率推定部２１はｍ値ディザ画像Ｄ2を入力し、着目画
素より以前にｍ値化されたｍ値シンボルを用い、当該着
目画素で出現するｍ値シンボルの出現確率を推定してシ
ンボル出現確率を求め、算術符号構成部２２に出力する
手段である。算術符号構成部２２は、シンボル出現確率
を符号化パラメータとしてｍ値ディザ画像Ｄ2から算術
符号Ｄ3を構成する手段である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
符号化方法では、算術符号を効率よく構成する上で、量
子化処理が適当なものとなっていないという問題点があ
った。すなわち、従来の方法では、多値画像の階調値と
ディザ閾値との距離（これを量子化誤差と称する）が小
さく、量子化でＬkシンボル（文献１参照）としてもＬ
k+1シンボルとしても画質には殆ど影響がない場合で
も、量子化規則で定まる所定のシンボルを符号化するこ
とで、符号長に大きな影響を与える場合が生じていた。
符号化方法では、算術符号を効率よく構成する上で、量
子化処理が適当なものとなっていないという問題点があ
った。すなわち、従来の方法では、多値画像の階調値と
ディザ閾値との距離（これを量子化誤差と称する）が小
さく、量子化でＬkシンボル（文献１参照）としてもＬ
k+1シンボルとしても画質には殆ど影響がない場合で
も、量子化規則で定まる所定のシンボルを符号化するこ
とで、符号長に大きな影響を与える場合が生じていた。
【００１１】この発明は、以上述べたように、従来のｍ
（＞２）値ディザ量子化方法が算術符号を用いたデータ
圧縮に適していなかったという問題点を除去し、ｍ値デ
ィザ画像を高圧縮率で符号化する画像の符号化方法を提
供することを目的とする。
（＞２）値ディザ量子化方法が算術符号を用いたデータ
圧縮に適していなかったという問題点を除去し、ｍ値デ
ィザ画像を高圧縮率で符号化する画像の符号化方法を提
供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を
解決するために、ディザ処理により多値画像データにお
ける着目画素を対応するディザ閾値でｍ値（＞２）ディ
ザ量子化することによりｍ値ディザ画像を生成するディ
ザ量子化処理を行う工程と、前記ｍ値ディザ画像におけ
る着目画素で出現するｍ値の量子化シンボルの出現確率
を推定するシンボル出現確率推定処理を行う工程と、前
記量子化シンボルの出現確率を符号化パラメータとして
前記ｍ値ディザ画像を符号化する算術符号化処理を行う
工程とを備えた、画像の符号化方法において、多値画像
の階調値とデイザ閾値との距離が距離評価パラメータよ
り小さく、かつ、符号長が所定の符号長パラメータより
長くなると判断したとき前記ディザ閾値を増減して調整
するディザ閾値調整工程とを設けたことを特徴とする。
解決するために、ディザ処理により多値画像データにお
ける着目画素を対応するディザ閾値でｍ値（＞２）ディ
ザ量子化することによりｍ値ディザ画像を生成するディ
ザ量子化処理を行う工程と、前記ｍ値ディザ画像におけ
る着目画素で出現するｍ値の量子化シンボルの出現確率
を推定するシンボル出現確率推定処理を行う工程と、前
記量子化シンボルの出現確率を符号化パラメータとして
前記ｍ値ディザ画像を符号化する算術符号化処理を行う
工程とを備えた、画像の符号化方法において、多値画像
の階調値とデイザ閾値との距離が距離評価パラメータよ
り小さく、かつ、符号長が所定の符号長パラメータより
長くなると判断したとき前記ディザ閾値を増減して調整
するディザ閾値調整工程とを設けたことを特徴とする。
【００１３】
【作用】本発明によれば、以上のように、多値画像の階
調値とディザ閾値との距離が距離評価パラメータより小
さく、かつ、量子化で出現するシンボルが符号長に大き
な影響を与える場合、即ち符号長が所定の符号長パラメ
ータより長くなると判断した場合に、ディザ閾値を増減
して調整し、閾値に対する量子化シンボルを反転させる
（前述の式（１）のＬk，Ｌk+1について、ＬkをＬ
k+1に、或いはＬk+1をＬkに反転させる）。そして、こ
の結果に基づいてディザ量子化処理がおこなわれる。こ
れにより、算術符号を用いたデータ圧縮に適した量子化
処理が行われ、ｍ値ディザ画像を高圧縮率で符号化する
ことができ、前記課題が解決される。
調値とディザ閾値との距離が距離評価パラメータより小
さく、かつ、量子化で出現するシンボルが符号長に大き
な影響を与える場合、即ち符号長が所定の符号長パラメ
ータより長くなると判断した場合に、ディザ閾値を増減
して調整し、閾値に対する量子化シンボルを反転させる
（前述の式（１）のＬk，Ｌk+1について、ＬkをＬ
k+1に、或いはＬk+1をＬkに反転させる）。そして、こ
の結果に基づいてディザ量子化処理がおこなわれる。こ
れにより、算術符号を用いたデータ圧縮に適した量子化
処理が行われ、ｍ値ディザ画像を高圧縮率で符号化する
ことができ、前記課題が解決される。
【００１４】
【実施例】図１は本発明の実施例を示すもので、本発明
の画像の符号化方法を実現する符号化装置の構成を示す
機能ブロック図である。この符号化装置は、ディザ量子
化処理部３０、ディザ閾値調整部４０、及び算術符号化
部５０から構成される。また、算術符号化部５０は、シ
ンボル出現確率推定部５１と算術符号構成部５２から成
る。
の画像の符号化方法を実現する符号化装置の構成を示す
機能ブロック図である。この符号化装置は、ディザ量子
化処理部３０、ディザ閾値調整部４０、及び算術符号化
部５０から構成される。また、算術符号化部５０は、シ
ンボル出現確率推定部５１と算術符号構成部５２から成
る。
【００１５】ディザ量子化処理部３０は、入力される多
値画像Ｄ11における画素位置（i,j）の着目画素を対応
するディザ閾値で量子し、ｍ値ディザ画像Ｄ12を生成す
る手段である。
値画像Ｄ11における画素位置（i,j）の着目画素を対応
するディザ閾値で量子し、ｍ値ディザ画像Ｄ12を生成す
る手段である。
【００１６】ディザ閾値調整部４０は、シンボル出現確
率推定部５１で推定されたシンボル出現確率ｐk（0≦k
≦m-1）の値に応じて、ディザ閾値を調整しディザ量子
化処理部３０に出力する手段である。
率推定部５１で推定されたシンボル出現確率ｐk（0≦k
≦m-1）の値に応じて、ディザ閾値を調整しディザ量子
化処理部３０に出力する手段である。
【００１７】算術符号化部５０はディザ量子化処理部３
０からのｍ値ディザ画像Ｄ12を入力し、算術符号を構成
する手段であり、シンボル出現確率推定部５１で推定さ
れたシンボル出現確率を符号化パラメータとして、算術
符号構成部５２で符号Ｄ13を構成する。
０からのｍ値ディザ画像Ｄ12を入力し、算術符号を構成
する手段であり、シンボル出現確率推定部５１で推定さ
れたシンボル出現確率を符号化パラメータとして、算術
符号構成部５２で符号Ｄ13を構成する。
【００１８】次に、実施例の符号化装置の処理手順を、
図３、４を用いて説明する。 [ステップＳ１，Ｓ２]算術符号化部５０及び入力される
多値画像Ｄ11の着目画素の位置（i,j）を初期化する。
図３、４を用いて説明する。 [ステップＳ１，Ｓ２]算術符号化部５０及び入力される
多値画像Ｄ11の着目画素の位置（i,j）を初期化する。
【００１９】[ステップＳ３]シンボル出現確率推定部５
１で、既に出現しているｍ値シンボルから画素位置（i,
j）におけるシンボル出現確率ｐk(0≦ｋ≦ｍ−１)を推
定する。
１で、既に出現しているｍ値シンボルから画素位置（i,
j）におけるシンボル出現確率ｐk(0≦ｋ≦ｍ−１)を推
定する。
【００２０】[ステップＳ４]ディザ量子化処理部３０に
おいて、前式（１）に基づき階調値ｇ(i,j)が存在する
範囲を求める。すなわち、式（１）を満足するｋを求め
る。
おいて、前式（１）に基づき階調値ｇ(i,j)が存在する
範囲を求める。すなわち、式（１）を満足するｋを求め
る。
【００２１】[ステップＳ５、Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９]
ディザ閾値調整部４０において、階調値ｇ(i,j)をディ
ザ閾値Ｔkで量子化し、その結果をＳ（i,j）に格納する
と共にシンボル出現確率ｐk、ｐk+1を比較用バッファｐ
(1)、ｐ(2)に格納する。すなわち、ステップＳ５で階調
値ｇ（i,j）が閾値Ｔk以上のときには、ステップＳ６で
Ｌk+1をＳ（i,j）に格納すると共にステップＳ７で
ｐk、ｐk+1を比較用バッファｐ(1)、ｐ(2)に各々格納す
る。ステップＳ５で階調値ｇ（i,j）が閾値Ｔk未満のと
きには、ステップＳ８でＬkをＳ（i,j）に格納すると共
にステップＳ９でｐk、ｐk+1を各々比較用バッファｐ
(2)、ｐ(1)に格納する。
ディザ閾値調整部４０において、階調値ｇ(i,j)をディ
ザ閾値Ｔkで量子化し、その結果をＳ（i,j）に格納する
と共にシンボル出現確率ｐk、ｐk+1を比較用バッファｐ
(1)、ｐ(2)に格納する。すなわち、ステップＳ５で階調
値ｇ（i,j）が閾値Ｔk以上のときには、ステップＳ６で
Ｌk+1をＳ（i,j）に格納すると共にステップＳ７で
ｐk、ｐk+1を比較用バッファｐ(1)、ｐ(2)に各々格納す
る。ステップＳ５で階調値ｇ（i,j）が閾値Ｔk未満のと
きには、ステップＳ８でＬkをＳ（i,j）に格納すると共
にステップＳ９でｐk、ｐk+1を各々比較用バッファｐ
(2)、ｐ(1)に格納する。
【００２２】[ステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１２、Ｓ１
３] ディザ閾値調整部４０において、前記階調値ｇ(i,j)と
ディザ閾値Ｔkとの距離｜ｇ(i,j)−Ｔk｜がη（η：距
離評価パラメータ）より小さく、かつ符号長が長くなる
と判断される場合（比較用バッファｐ(2)に格納された
シンボル出現確率＜ε*比較用バッファｐ(1)に格納され
たシンボル出現確率、ε：符号長評価パラメータ）、閾
値ＴkをΔＴk増減させ、ディザ量子化処理部３０はこの
結果に基づいて量子化結果Ｓ（i.j）を反転させる。即
ち、ステップＳ１１でＳ（i,j）にＬkが格納されている
か判断され、Ｓ（i,j）にＬkが格納されていると判断さ
れた場合は、ステップＳ１２でＳ（i,j）にＬk+1を格納
することにより量子化結果が反転され、また、Ｓ（i,
j）にＬkが格納されていないと判断された場合にはＳ
（i,j）にＬk+1が格納されているので、ステップＳ１３
でＳ（i,j）にＬkを格納することにより量子化結果が反
転される。
３] ディザ閾値調整部４０において、前記階調値ｇ(i,j)と
ディザ閾値Ｔkとの距離｜ｇ(i,j)−Ｔk｜がη（η：距
離評価パラメータ）より小さく、かつ符号長が長くなる
と判断される場合（比較用バッファｐ(2)に格納された
シンボル出現確率＜ε*比較用バッファｐ(1)に格納され
たシンボル出現確率、ε：符号長評価パラメータ）、閾
値ＴkをΔＴk増減させ、ディザ量子化処理部３０はこの
結果に基づいて量子化結果Ｓ（i.j）を反転させる。即
ち、ステップＳ１１でＳ（i,j）にＬkが格納されている
か判断され、Ｓ（i,j）にＬkが格納されていると判断さ
れた場合は、ステップＳ１２でＳ（i,j）にＬk+1を格納
することにより量子化結果が反転され、また、Ｓ（i,
j）にＬkが格納されていないと判断された場合にはＳ
（i,j）にＬk+1が格納されているので、ステップＳ１３
でＳ（i,j）にＬkを格納することにより量子化結果が反
転される。
【００２３】[ステップＳ１４，Ｓ１５] 算術符号構成部５２において、ステップＳ１０の条件が
満足された場合、反転シンボルに対応する比較用バッフ
ァｐ(1)に格納されたシンボル出現確率で算術符号を構
成する。ステップＳ１０の条件が満足されない場合、比
較用バッファｐ(2)に格納されたシンボル出現確率で算
術符号を構成する。
満足された場合、反転シンボルに対応する比較用バッフ
ァｐ(1)に格納されたシンボル出現確率で算術符号を構
成する。ステップＳ１０の条件が満足されない場合、比
較用バッファｐ(2)に格納されたシンボル出現確率で算
術符号を構成する。
【００２４】[ステップＳ１６，Ｓ１７，Ｓ１８、Ｓ１
９]着目画素の座標値を制御する。すなわち、全ての座
標値についてステップＳ１５までの処理が終了していな
ければ、ステップＳ１７あるいはステップＳ１９を経て
ステップＳ３に戻り、前述の処理を繰り返す。ここで、
ステップＳ１６，Ｓ１８におけるｘmax、ｙmaxは各々画
像のｘ座標値、ｙ座標値の最大値である。
９]着目画素の座標値を制御する。すなわち、全ての座
標値についてステップＳ１５までの処理が終了していな
ければ、ステップＳ１７あるいはステップＳ１９を経て
ステップＳ３に戻り、前述の処理を繰り返す。ここで、
ステップＳ１６，Ｓ１８におけるｘmax、ｙmaxは各々画
像のｘ座標値、ｙ座標値の最大値である。
【００２５】以上、多値画像の量子化とその符号化の手
順を説明した。復号化においては、シンボル出現確率推
定の為の参照画素が符号化と同じであれば、符号化の逆
演算で元のｍ値ディザ画像を得ることができる。
順を説明した。復号化においては、シンボル出現確率推
定の為の参照画素が符号化と同じであれば、符号化の逆
演算で元のｍ値ディザ画像を得ることができる。
【００２６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、白黒の２値より多くの階調数ｍ（ｍ＞２）を表示
できる、例えば、熱転写方式のプリンタにｍ値ディザ画
像を出力することにおいて、その画質を損なうことなく
ｍ値ディザ画像のデータ圧縮性能を向上させることが可
能である。
れば、白黒の２値より多くの階調数ｍ（ｍ＞２）を表示
できる、例えば、熱転写方式のプリンタにｍ値ディザ画
像を出力することにおいて、その画質を損なうことなく
ｍ値ディザ画像のデータ圧縮性能を向上させることが可
能である。
【００２７】以下、本発明の効果をシミュレーションに
より評価した結果を示す。 [シミュレーション条件] 多値画像：ＳＣＩＤ Ｎ０．２（階調８ｂｉｔ） ｍ＝４，ε＝０．２５、η＝３２ [シミュレーション結果]本発明の符号量は、従来の方式
の符号量より１０％減少することができた。
より評価した結果を示す。 [シミュレーション条件] 多値画像：ＳＣＩＤ Ｎ０．２（階調８ｂｉｔ） ｍ＝４，ε＝０．２５、η＝３２ [シミュレーション結果]本発明の符号量は、従来の方式
の符号量より１０％減少することができた。
【図１】本発明の実施例の符号化装置の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】従来の符号化装置の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】実施例の装置の処理手順を示すフロー図であ
る。
る。
【図４】実施例の装置の処理手順を示すフロー図であ
る。
る。
３０ ディザ量子化処理部 ４０ ディザ閾値調整部 ５０ 算術符号化部 ５１ シンボル出現確率推定部 ５２ 算術符号構成部 Ｄ１１ 多値画像 Ｄ１２ ｍ値ディザ画像 Ｄ１３ 符号
Claims (1)
- 【請求項１】 ディザ処理により多値画像データにおけ
る着目画素を対応するディザ閾値でｍ値（＞２）ディザ
量子化することによりｍ値ディザ画像を生成するディザ
量子化処理を行う工程と、前記ｍ値ディザ画像における
着目画素で出現するｍ値の量子化シンボルの出現確率を
推定するシンボル出現確率推定処理を行う工程と、前記
量子化シンボルの出現確率を符号化パラメータとして前
記ｍ値ディザ画像を符号化する算術符号化処理を行う工
程とを備えた、画像の符号化方法において、 多値画像の階調値とデイザ閾値との距離が距離評価パラ
メータより小さく、かつ、符号長が所定の符号長パラメ
ータより長くなると判断したとき前記ディザ閾値を増減
して調整するディザ閾値調整工程とを設けたことを特徴
とする画像の符号化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13067792A JP3299774B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 画像の符号化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13067792A JP3299774B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 画像の符号化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05328138A JPH05328138A (ja) | 1993-12-10 |
| JP3299774B2 true JP3299774B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=15039977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13067792A Expired - Fee Related JP3299774B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 画像の符号化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3299774B2 (ja) |
-
1992
- 1992-05-22 JP JP13067792A patent/JP3299774B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05328138A (ja) | 1993-12-10 |
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