JPH0342968A - カラー画像情報符号化方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、カラー原稿読み取り装置又はカラーＴＶカメ
ラ等により取り込まれた多値カラー画像情報の符号化を
行うカラー画像情報符号化方式に関するものである。

〔従来技術〕

従来より、画像情報の伝送、蓄積の際には、その効率を
考慮し、符号化により冗長度を抑圧するのが一般的であ
る。この様な符号化においては、その対象となる画像情
報は、２値の白／黒又はカラー情報が大半であった。

しかし、近年、画像情報の多値化が進み高精細化が計ら
れており、さらにカラーの多値化も行なわれている。

従って、多値カラー画像情報に対しても符号化を行わな
ければならないのであるが、これまでは、従来の白／黒
用の手法を、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブル
ー）の三原色基々に施したり、又、各画素毎に、ＲＧＢ
３原色間の色相関を利用し量子化する等が考えられてい
る。前者の手法では、当然効率も悪く、しかも場合によ
っては色ズレの原因ともなる。又、後者の場合は色ズレ
は発生しにくいが、ＲＧＢ３原色の相関が強すぎる為、
高効率は望めないものであった。

そこで、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）
の３原色を信号間相関のより弱く、且つ、明度情報と色
情報に分離可能な信号形態に変換し、更に、その信号を
小ブロックに切り出し、このブロック毎に、ブロック内
明度、ブロック内のエッチ等に関する構造情報及びブロ
ック内の色情報を表わす情報配列に符号化することが提
案されている。

即ち、Ｒ，Ｂ、Ｇ信号を、まず信号間相関のより小さい
信号形態の一例としてＣｌ２１９７６均等色空間のＬ”
　ａ″ｂ″ｂ″信号し、更に小ブロック内の情報をＬ（
明度）、Ｓ（構造情報）及びＣ（色情報）の３要素から
なる情報形態に符号化する。

第１７図は対象画像における、ＲＧＢ−Ｌ”ａｔ　ｂ＊
変換および４画素×４画素の正方形ブロックの切り出し
の様子を示している。第１７図（ａ）において、２０１
は原稿、２０２はブロックであり、原稿の隅から順に４
×４サイズでブロックが切り出されていく。また２０３
は、そのブロックの内の１つであり、ブロックにエッチ
部が含まれた場合を示す。

第１７図（ｂ）は、原稿２０１に書かれた文字が赤文字
であった場合のブロック２０３を構成する３原色（Ｒ，
Ｇ、Ｂ）の様子を示し、そのＲＧＢ３原色は図の様にＲ
にだけエッチが現われる。

第１７図（ｅ）は、第１７図（ｂ）に示したＲＧＢ信号
をＬ″ａ″ｂ“に変換した場合を示す。

ここで、ＲＧＢからＬ”　ａ”　ｂ”信号に変換する変
換式を以下に示す。

これにより、 （但し、Ｘｏ　、Ｙｏ　−Ｚｏは基準白色光の値）（発
明が解決しようとしているＨ題） この様にして、カラー画像を所定サイズのブロック毎に
Ｌ’　ａ″ｂ”の夫々からなる信号に変換し、その後、
これらをベクトル量子化の手法により符号化することに
より、カラー画像の効率的な符号化が達成できる。

しかしながら、このベクトル量子化は不可逆的な符号化
であって、符号化及び復号化に際して、最適な動作がな
されなければ、良好なカラー画像の再生が達成されない
。

この問題は多階調のカラー画像データを符号。

復号する場合には、より重要となる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、カラー画像
情報をより信号間相関が弱く、かつ明度情報と色情報に
分離可能な信号に変換するとともに、該変換された信号
各々について小ブロックに切り出し、ブロック毎に符号
化するカラー画像情報符号化方式において、ブロック内
の画素データに基づいて設定された閾値で各画素データ
を２値化した２値化ブロックを符号化するとともに、ブ
ロック内の画素データの最大値及び最小値に関する値を
符号化することにより各ブロックの構造情報とするカラ
ー画像情報符号化方式を提供するものである。

〔実施例〕

以下に、本発明を好ましい実施例に基づいて説明する。

第１図は、本発明を適用した符号化を達成するための回
路構成の実施例を示している。３０１はカラースキャナ
等から１ライン毎に順次入力されたＲＧＢ信号を前述し
たブロックに切り出す為に一時蓄える４ラインバツフア
である。即ち一旦４ラインバッファ３０１に蓄えられた
４ライン分の信号を４×４のサイズで読み出す事により
４×４ブロックの切り出しを行う。３０２はＲＧＢ→Ｌ
″ａ″ｂ″変化を行うＬ″ａ″ｂ”変換部であり、先に
示した変換式に基づき変換動作する。

このＬ”　ａ”　ｂ″変換、Ｌ″ａ″ｂ１への変換テー
ブルの書込まれたメモリテーブルをＲＧＢ信号によりア
クセスするルックアップテーブル方式により実現される
。このようにして、ＲＧＢ信号は信号間相関の小さいＬ
″ａ″ｂ“信号に変換される。

３０３は、Ｌ”　ａ’　ｂ”変換部３０２から、第１７
図（Ｃ）のＬ′のブロックにおけるＸ　Ｉ　ｌ　ｒＸ　
１２１・・・＋Ｘ２□Ｘ２２．・・・、Ｘ４４の順に出
力される多値のＬ１信号である。３０４はこの多値のＬ
″信号符号化する符号化回路である。

この符号化回路３０４からは、各ブロックの最大値及び
最小値、又はそれらの平均値、それらの差がＬ（明度）
３０８として出力される。

また、符号化回路３０４は、Ｌ″信号基づいてブロック
の構造をコード化する。即ち、構造情報３１０として事
前に定めたパターンに丸められる事となる。

３１１．３１２は、各々Ｌ”　ａ”　ｂ”変換部３０２
の出力であるａｍ、ｂｍの各ブロックにおける夫々の平
均ａ　ｍ　、　ｂ　ＩＩをとる平均回路であり、加算器
と除算器で構成される。

３１３は、ａ”、ｂ”のブロック平均値をまとめて量子
化する量子化器である。これにより、各ブロックの色情
報３１４を形成する。

３１５は、これまで説明した様にして得られるＬ（明度
）３０８．Ｓ（構造）３１０．Ｃ（色情報）３１４をブ
ロック毎に一つの符号にまとめるマルチプレクサである
。３１６はマルチプレクサ３１５の出力信号、即ち、符
号化済コードである。

この様にしてカラースキャナ等から入力されるＲＧＢ信
号を所定サイズの単位ブロック毎に信号間相関の小さい
Ｌ″ａ＊ｂｍａ＊ｂｍ信号このＬ’　ａ”　ｂ”信号に
基づいて、各ブロックの色画像を、明度、構造及び色情
報で表わす。

この様に符号化されたコードを復号して、カラー画像を
再現する場合には、構造情報による各ブロックのエッヂ
で区切られる各領域を明度及び色情報により表わされる
色で塗り分ける。これによりカラー原稿画像が良好に再
現される。

尚、本実施例ではＲＧＢ信号をＬ″ａ″ｂ″で示したが
、Ｌ’　ａ”υ１　またはＮＴＳＣのＹＩＱ、ＰＡＬ、
ＹＵＶ等でも対応可能である。

また人力信号はＲＧＢに限らず、センサによってはＹ（
イエロ）、Ｇ（グリーン）、Ｃ（シアン）等の入力も考
えられる。

更にａ”、ｂ”は平均値で代表したが、もっと詳細に保
存しても良い。

次に第１図示の符号化回路３０４の動作を詳細に説明す
る。

第２図は、符号化回路の基本的な構成を示す図である。

本実施例においては、圧縮は４×４の画素ブロック毎に
行われ、それぞれの画素は６ｂｉｔ（０〜６３）の階調
を有する。まず、被圧縮画像の４×４ブロック、０口、
ｉ＝４．ｊ＝１〜４の１６画素の中から、最大レベルＭ
ＡＸ、最小レベルＭＩＮを検出器２で検知する。第２図
の例では、ＭＩＮ−４、ＭＡＸ＝５８である。この最大
値、最小値の平均値を演算器３で求め、この平均値（＝
　Ｓ　ｔ　）を閾値として、原ブロックの各画素の値を
比較器１で２値化して、２値ブロックＢＩＪを得る。

この２値ブロックＢ口をベクトル量子化的手法でコード
化して圧縮を行う。

２値化ブロックＢＩＪはたとえば１を黒、Ｏを白とする
ならば黒、白のパターンと見なせる。このパターンとし
ては、２′６通りある。これに対して再生パターンとし
て、あらかじめＮパターン（Ｎは２′６未満の整数）を
決めておき、このパターンにコード付けをしておく、こ
の再生パターンのセットをコードブックと呼ぶ。

本方式の符号器４の基本的な考え方としては、発生し得
る黒、白のパターンとしては、確かに、２１６通りある
が、実際の画像を処理した場合、これら全てのパターン
が発生するわけではない。画像の読み取り系の解像度に
よっては、全く発生しないパターンや、はとんど発生し
ないパターンがある。また、他のパターンに置き換えら
れても、再生像としては、視覚的に劣化が知覚できない
パターンがある。さらには、類似しているパターン群は
その中の１つのパターンに縮退することができる。

このようにして、再生パターンとしてのパターンの数を
限ることで、その再生像の品位を保ちながら画像データ
の圧縮をすることができる。言い換えるならば、どのよ
うなパターンをいくつ再生パターンとしてコードブック
に登録するかということが、再生画像の画質も含めた、
圧縮効率の大きな要因となる。

第３図は本実施例でのコードブックを表してあり、全部
で２４パターンある。再生しつる２１８通りの黒、白パ
ターンは全て、この２４パターンのうちの１つに割り当
てられ、そのパターンのコードが入カバターンのコード
となる。このコードの割り当ては、入カバターンと再生
パターンとの歪が最も小さくなるようにするのが一般的
である。

このように２１６通りのパターンがＮ　（＝２４）通り
のパターンに圧縮されるので、圧縮率はｊ！Ｏｇ２２１
６／　ｆＬｏｇ２　Ｎ−１６／ｊｌｏｇ２　Ｎとなり、
Ｎ＝２４で約３．５となる。

このコード化はＲＯＭのような記憶素子を用いて実現す
ることができる。第４図に示すように、２値化ブロック
ＢＩＪのそれぞれの画素をＲＯＭのアドレスに対応させ
る。この場合アドレス線は’１６本であるから、容量は
６４Ｋｂｙｔｅ以上あれば良い。そして、ＲＯＭのそれ
ぞれのアドレスに再生パターンのコードを書き込んでお
く。こうすることでほぼリアルタイムに２値化ブロック
のコード化が実現できる。第４図で２値化パターンのア
ドレスはｔ　ｔ　ｏ　ｔ　ｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏ。

＝５３２４８となり、このアドレスには再生パターンの
コードＯが書き込まれる。

このような変換テーブルはルック・アップ・テーブル（
ＬＵＴ）と呼ぶが、第２図の符号器４は、ＲＯＭで構成
した２値化パターンＢＩＪのコード化のためのＬＵＴで
あり、それぞれの入力に対応した再生パターンのコード
ＣＲが出力される。

一方、階調情報としての最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮは
同様の考え方で圧縮される。

まず、最大値と最小値の組み合せの中からいくつかの組
み合せをコードブックに登録する。本実施例のように各
画素が６ｂｉｔの階調性を有する＝２０８０通りある。

本実施例では第５図に示したように１２８の組み合せを
登録して、それぞれの組み合せにコード付けをする。こ
の登録の際の考え方としては、最大値と最小値の差の小
さい組み合せを細かく登録するようにし、逆に差の大き
い組み合せは粗く登録するようにする。これは差の小さ
いブロック、すなわち、コントラストの小さいブロック
では、再生の際のレベルの誤差が視覚的に劣化として目
立ち易いが、差の大きいブロック、すなわちエツジなど
があるブロックでは、レベルの差がある程度再現できれ
ばその絶対的なレベルに誤差があっても視覚的にはあま
り目立たないからである。

この最大値及び最小値のコード化もＲＯＭ等で構成した
ルック・アップ・テーブルで実現できる。第６図に示し
たように、最大値、最小値をアドレスに対応させる。各
々６ｂｉｔであるからＲＯＭの容量としては４Ｋｂｙ−
ｔｅ組以上ものであれば良い。それぞれの最大値、最小
値の組み合せに対して、コードブックに登録された組み
合せの中から、最も歪の小さくなる組み合せを検索して
、そのコードを対応するアドレスに書き込む。

第２図の階調データ用の符号器５は、このようなＬＵＴ
で実現できる。第２図の例では、階調信号のコードＣＴ
＝２６が出力される。

このようにして、画像信号の符号化が実現できｓ　ＣＲ
＊　ＣＴの２つのコードが得られる。この圧縮された状
態で伝送や保存が行われる。

さて、次に復号化について説明する。

ブロックのパターンのコードＣＩは黒白の２値のパター
ンが符号化されたので、このまま復号化しても２値のパ
ターンとしてしか復号することができない。そこで、２
値パターンをローパスフィルタのような空間フィルタで
処理した状態で復号化することで階調性の再現を行う。

第７図で、この復合化処理について説明する。

コードＣＲに対応する２値パターンＢＩＪを１゜ＸＩＯ
の２値パターンＥｋ＋、に＝１〜１０．１＝１〜１０に
拡張する。これは１×７の空間フィルタを２値パターン
にかけるｋめである。もしフィルタの大きさが１×５の
場合なら８×８の２値パターンへの拡張で十分だし、１
×９の場合なら１２ｘ１２の２値パターンへの拡張が必
要である。

この４×４の２値パターンからｌ０ＸＩＯの２値パター
ンへの拡張の方式としては次の２つが考えられる。

１つには４×４のブロックの周辺の画素と同じ値を外側
に向かって辺と垂直な方向に拡張する方法であり、第２
には、黒白パターンのエツジの方向を考慮してその方向
に拡張する方法である。

第７°図の例は、第２の方法に従って拡張したｔｏｘｔ
ｏの２値パターンＥｋｌである。

これに１×７のＧａｕｓｓｉａｎ　　Ｆ　　ｉ　　１ｔ
ａｒをかける。フィルタの各要素はｍ＝　（４゜２５．
７０，１００，７０，２５．４）である。

これを第７図に示したように、エツジと垂直になる方向
に、Ｅｋｌと積和演算をして、Ｈ口を得る。

次にこのＨＩＪの最大値が６３、最小値が０になるよう
な比例演算をして、６３で正規化された階調パターンＳ
口を得る。

このようにしてコードプツトに登録されたすべての２値
パターンについて同様の処理を行って、６３で正規化さ
れた階調パターンＳ目を求める。

そして第２図の復号器６として、コードＣＲが入力され
たら、それに対応する２値パタ一ンＢ口でなく、階調パ
ターンＳＩＪを出力するようにする。

この復号器６は、コードを入力アドレスとして復号画素
データを出力とするようなルツプ・アップ・テーブル（
ＬＵＴ）を各画素毎に構成することで、ＲＯＭ等の記憶
素子で実現できる。

一方、階調ツー１０丁はコードブックの最大値ＭＡＸと
最小値ＭＩＮをそのまま出力するＬＵＴとして構成され
た復号器７で復号される。

この様にして正規化された階調パターンの各画素とこの
復号化された最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮとから Ｒ１ｊ＝ＳｔｊＮ６３／ＭＡＸ＋ＭＩＮの演算を演算器
８で行って最終的な復号パターンＲＩＪを得る。

以上の本実施例においては、階調情報としてブロック内
の最大レベルと最小レベルを検出して、この最大値、最
小値の組み合せとして圧縮を行ったが、第８図に示した
ように最大・最小値を検出後、これらの和と差を演算器
９で求めて、この和値と差値を階調情報として圧縮する
。これは、第２図の実施例と同様の考え方で、和値と差
和の組み合せとしてＬＵＴで構成した符号器１０で符号
化する。

一方、符号化の際には復号器１１をコードから和値、差
値でなくて、最大値、最小値を出力するようなルック・
アップ・テーブルとすることで以降の処理・は第２図の
実施例と同様に行える。ここで、和値としては、最小値
と最大値の和の局としているが、こうすることで、この
値をオリジナル画像信号０口の２値化の閾値として直接
利用できる。

このように直接、最大値、最小値の組み合せとして、圧
縮するより、差と和の組み合せで圧縮することで、より
効率良く圧縮できる。これは差分をとった場合、４×４
のブロック内では、その差分が６３、すなわち最大値６
３、最小値０となるような大きな値をとるケースは、は
とんど発生しないから、差分値の範囲が小さくなるため
である。これは、予測袴号化の考え方と同様である。

特に入力画像として写真のようなコントラストの低いも
のを扱ったり、読み取り装置のＭＴＦが小さいようなシ
ステムでは有効である。

以上説明したように、階調画像をブロックに分割し、適
当な閾値で２値化してから符号化し、復号化の際には、
Ｇａｕｓｓｉａｎ　　Ｆｉｌｔｅｒのような空間フィル
ムを２値パターンにかけて得た正規化階調パターンとし
て復号し、同時に符号化、復号化されたブロック内の最
大値、最小値に応じて正規化階調パターンの各画素に対
して比例演算を行うことで、階調画像を再生するために
効率の良いデータ圧縮をしかも安価に達成することが可
能となった。

以上の様にして符号化された多階調画像データを符号化
したデータを復号して完全な画像を再現するには、構造
を表わすデータと濃度を表わすデータとを考慮する必要
があるが、画像の概略を把握したいのみの場合や早く概
略を把握したい場合がある。それを可能とする構成を次
に説明する。

第９図の本実施例においては、圧縮は第２図と同様に４
×４の画素ブロック毎に行われ、それぞれの画素は６ｂ
ｉｔ（０〜６３）の階調を有する。

まず、被圧縮画像の４×４ブロックＯ＋ｊ、ｉ＝１〜４
．ｊ＝＝＋１〜４の１６画素の中から最大レベルＭＡＸ
、最小レベルＭＩＮを検出器２で検出する。第９図の例
では、ＭＩＮ−４、ＭＡＸ＝５８である。これを和差演
算器２１で平均値（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）／２と差分値（Ｍ
ＡＸ−Ｍ　Ｉ　Ｎ）をそれぞれ算出する。この平均値（
÷３１）を閾値として、原ブロックＯＩＪを比較器１で
２値化して、２値ブロックＢＩＪを得る。この２値ブロ
ックＢＩＪは、第２図と同様に符号器４においてベクト
ル量子化的手法でコード化して圧縮を行う。

第９図の符号器４は、ＲＯＭで構成した２値化パタ一ン
Ｂ口のコード化のためのＬＵＴである。

符号器４からはそれぞれの入力に対応した再生パターン
のコードＣＲが出力される。

このコードＣＲと階調情報である最大値ＭＡＸと最小値
ＭＩＮの平均値と差分値が符号化データとしてメモリで
保存されたり、伝送されたりされる。

ここで、階調情報のうち平均値（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）／２
は、ブロックの平均レベルと見なせるのでＣＲＴ２３の
ような低解像の表示装置の画像信号としてそのまま利用
される。

これは、画像の検索や、編集などを行う場合に有効であ
る。また、差分値はブロック内のコントラストを表わす
量と見なせるので、これを用いてエツジの有無を判定す
ることにより、文字等の線画と写真等の連続調画との域
地分離なども符号化した状態で行うことができる。

さて、次に復号化について説明する。

ブロックのパターンのコードＣＲは第２図示の例と同様
に、黒白の２値のパターンが符号化されたので、このま
ま復号化しても２値のパターンとしてしか復号すること
ができない。そこで、前述と同様に、第７図示の手法に
より２値パターンをローパスフィルタのような空間フィ
ルタで処理した状態で復号化することで階調性の再現を
行う。

この復号器６は、コードを入力アドレスとして、復号画
素データを出力とするようなルック・アップ・テーブル
（ＬＵＴ）を各画素毎に構成することで、ＲＯＭ等の記
憶素子で実現でき、人力コードに対応する階調パターン
ＳＩｊを出力する。

一方、最大値と最小値の和と差で、保存、伝送の行われ
た階調情報は、和差演算器２１とは逆の演算をする和差
演算器２２で、最大値ＭＡＸ、最小値ＭＩＮに復元され
る。

この様にして正規化された階調パターンの各画素と、こ
の復元された最大値ＭＡＸ、最小値ＭＩＮとから ＲＩ　Ｊ　＝　Ｓ　Ｉ　Ｊ　Ｈ６３／　Ｍ　Ａ　Ｘ　＋
　Ｍ　ｒ　Ｎの演算を演算器８で行って最終的な復号パ
ターンＲＩＪを得る。

以上説明したように階調画像をブロックに分割し、適当
な閾値で２値化してから符号化し、復号化の際には、Ｇ
ａｕｓｓｉａｎ　　Ｆｉｌｔｅｒのような空間フィルタ
を２値パターンにかけて得た正規化階調パターンとして
復号し、ブロック内の最大値、最小値に応じて正規化階
調パターンの各画素心対して比例演算を行うことで階調
画像を再生する本発明により効率の良いデータ圧縮をし
かも安価に遠戚することが可能となった。

また、階調データとして、ブロック内の平均レベルを表
わすと見なせる最大値、最小値の平均値と、ブロック内
のコントラストを表わすと見なせる最大値と最小値の差
分で伝送もしくはメモリでの保存を行うので、ＣＲＴの
ような低解像度の表示装置には、符号化した状態で、こ
の平均値の部分に相当するビットだけを利用して表示す
ることができ、画像の検索などには有効である。また差
分の情報はブロック内のコントラストすなわち、エツジ
の有無の判定量として用いることができるので、文字・
写真などの域地分離などが符号化した状態で可能である
。

以上説明してきた実施例では、原画像の内容（濃度、コ
ントラスト等）に拘らず、−律の符号化を行った。しか
し、画像内容社よって符号化の手法を適応的に変えた方
が、符号化効率及び再現性を向上せしめることができる
。以下にその例を説明する。

第１０図において、圧縮は前述した実施例と同様に４×
４の画素ブロック毎に行われ、それぞれの画素は６ｂｉ
ｔ（０〜６３）の階調を有する。

まず、被圧縮画像の４×４ブロックＯ＋ｊ、ｉ宵１〜４
．ｊ−１〜４の１６画素の中から最大−。

レベルＭＡＸ、最小レベルＭＩＮを検出器３２で検出す
る。第１０図の例では、ＭＩＮ＝４、ＭＡＸ＝５８であ
る。これを和差演算器３３で、平均値（ＭＡＸ＋Ｍ　Ｉ
　Ｎ）／２と差分値（ＭＡＸ−Ｍ　Ｉ　Ｎ）をそれぞれ
算出する。この平均値（＝３１）を閾値として原ブロッ
ク０ムｊを比較器３１で２値化して２値ブロック８１ｊ
を得る。

この２値ブロックＢ口を前述と同様に符号器３４により
ベクトル量子化的手法でコード化して圧縮を行う。

第１１図は第１０図の例でのコードブックを表しており
、全部で２４パターンある。再生しうる２′６通りの黒
白パターンは全て２４パターンのうちの１つに割り当て
られ、そのパターンのコードが入カバターンのコードと
なる。このコードの割り当ては、人カバターン゛と再生
パターンとの歪が最も小さくなるようにするのが一般的
である。

このように２１６通りのパターンがＮ通り（３１６）の
パターンに圧縮されるので、圧縮率は１１、ｏｇ２１６
／ＪＺｏｇ２Ｎ＝１６／ＩＬｏｇ２　Ｎとなり、Ｎ−１
６で４となる。

このコード化はＲＯＭのような記憶素子を用いて、実現
することができる。

第１０図の符号器３４は、ＲＯＭで構成した２値化パタ
ーンＢＩＪのコード化のためのＬＵＴであり、それぞれ
の入力に対応した再生パターンのコードＣＲＩが出力さ
れる。

一方、階調情報としての最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮは
、同様の考え方で圧縮される。

まず、最大値と最小値の平均値と差分値組み合せの中か
らいくつかの組み合せをコードブックに登録する。前述
の本実施例と同様に、各画素が６ｂｉｔの階調性を有す
る場合、最大値と最小値の本実施例では第１２図に示し
たように１２１３の組み合せを登録して、それぞれの組
み合せにコード付けをする。この登録の際の考え方とし
ては、最大値と最小値の差分値の小さい組み合せを細か
く登録するようにし、逆に差の大きい組み合せは粗く登
録するよう社する。これは差の小さいブロック、すなわ
ちコントラストの小さいブロックでは、再生の際のレベ
ルの誤差が視覚的に劣化として目立ち易いが、差の大き
いブロック、すなわち、エツジなどがあるブロックでは
、レベルの差がある程度再現できればその絶対的なレベ
ルに誤差があっても視覚的にはあまり目立たないからで
ある。

この最大値と最小値のコード化もＲＯＭ等で構成したル
ック・アップ・テーブルで実現できる。第１３図に示し
たように、最大値、最小値の平均値と差分値をアドレス
に対応させる。各々６ｂｉｔであるからＲＯＭの容量と
しては４Ｋｂｙｔｅ以上のものであれば良い。それぞれ
の最大値、最小値の平均値と差分値の組み合せに対して
、コードブックに登録された組み合せの中から、最も歪
の小さくなる組み合せを検索して、そのコードを対応す
るアドレスに書き込む、第１０図の階調データ用の符号
器３５は、このようなＬＵＴで実現できる。第１０図の
例では、階調信号のコードＣＴ、＝９２が出力される。

このようにして、画像信号の符号化が実現でき、ＣＲｔ
：４ｂｉｔ％Ｃｔ＋ニアｂｉｔの合計１１ｂｉｔのコー
ドが得られる。

ところで、以上の説明では、階調画像のブロックを２値
化ブロックとブロック内の最大値、最小値の２つの状態
に分離して、それぞれを符号化している。前者は画像の
エツジ等の解像度にかかわり、後者は画像の階調性にか
かわると考えることができる。

これらの情報を符号化した場合、その符号長が長ければ
より忠実に再現が可能であることは言うまでもないが、
全体としての符号長が定められている場合は、その配分
が再生画像の画質を左右する。

すなわち、最大値、最小値の符号長を長くすれば階調性
を良く再現できるし、２値化ブロックの符号長を長くす
ればエツジを良く再現できる。たとえば、写真のような
画像に関してはエツジよりも階調を重視した符号化をし
た方が良いし、文字のような画像に関しては、階調性よ
りもエツジの再現を重視した方が良い。

そこで前述の２値化ブロック用符号器３４と最大値、最
小値用符号器３５を写真画像用として用いることにし、
同様の方式で文字画像用の２値化ブロック用符号器３６
と最大値・最小値用符号器３７を作る。

２値化ブロック用符号器３６のコードブックは第１４図
で、第１１図の写真画像用のコード・ブックに比べると
再生パターンの登録数が倍によって３２パターンとなる
。すなわち、コード長は１ｂｉｔ増えて５ｂｉｔとなる
。一方、最大値・最小値は同様に差分値と平均値の組み
合せとして、第１５図のコード・ブックによって符号化
される。これでは、登録数が６４なので、第１２図の写
真画像用のコード・ブックに比べて半分となり、コード
数も１ビット減ってａｂｔｔになる。

このように２値化ブロックは符号器３６で５ｂｉｔの符
号ＣＲ２に最大値・最小値の平均値と差分値は符号器３
７で６ｂｉｔの符号Ｃｔａに符号化され、写真画像用と
同様に合計１１ｂｉｔの符号長となる。

次に、２値化ブロックの符号ＣＲＩとＣＲｊのうちの一
方をブロックの画調によってセレクタ３８で選択する。

すなわち、ブロックが写真画像の一部と判定されたらＣ
ＲＩを文字画像の一部と判定されたらＣＲ２を出力する
。同様に、最大値、最小値の符号についてもセレクタ３
９で写真画像の場合はＣＴ１文字画像の場合はＣＴ２を
選択して出力する。

ところで本実施例ではブロックが写真画像か文字画像か
の判断は、最大値と最小値の差分値で行っている。すな
わち、写真画像のような低コントラストの画像では最大
値と最小値の差が小さいと考えられ、逆に文字画像のよ
うなエツジを含むブロックの最大値と最小値の差分値は
大きいと見なすことができる。そこで最大値・最小値の
差分値を比較器４０で、あらかじめ定められた閾値りと
比較してこの比較出力をそれぞれのセレクタ３８．３９
のセレクト信号とする。

このようにして得られた符号ＣＲおよびＣＴは第１６図
に示したように、写真と文字によって２通りのビット配
分によって出力されるが、両方とも全体としのビット長
は１ｌｂｉｔなのでメモリ装置４１＆：保存したり、伝
送したりするのに、それぞれのコード毎に変える必要が
なく、同一の構成で対応できる。

さて、次に復号化について説明する。

ブロックのパターンのコードＣＲは黒白の２値のパター
ンが符号化されたので、このまま復号化しても２値のパ
ターンとしてしか復号することができない、そこで、前
述した第７図示の手法により２値パターンをローパスフ
ィルタのような空間フィルタで処理した状態で復号化す
ることで階調性の再現を行う。

この復号器４２は、コードを人力アドレスとして、復号
画素データを出力とするようなルック・アップ・テーブ
ル（ＬＵＴ）を各画素毎に構成することで、ＲＯＭ等の
記憶素子で実現でき、入力コードに対応する階調パター
ンＳ口を出力する。

一方、階調コードＣＴはコードブックの最大値Ｍ’ＡＸ
と最小値ＭＩＮをそのまま出力するＬＵＴとして構成さ
れた復号器４３で復号される。

この様にして正規化された階調パターンの各画素と、こ
の復号化された最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮとから、 ＲＩＪ−ＳＩＪＮ６３／ＭＡＸ＋ＭＩ　Ｎの演算を演算
器１４で行って、最終的な復号パターンＲ口を得る。

以上説明したように、階調画像をブロックに分割し適当
な閾値で２値化してから符号化かつ復号化の際にはＧａ
ｕｓｓｉａｎ　　Ｆ　ｉ　１　ｔ　ｅ　ｒのような空間
フィルタを２値化パターンにかけて得た、正規化階調パ
ターンとして復号し、同時に符号化、復号化されたブロ
ック内の最大値、最小値に応じて正規化階調パターンの
各画素に対して比例演算を行って階調画像を復元すると
きにブロックの画調によって２値化ブロックの符号長と
、最大値、最小値の符号長の配分を切り換えることで、
あらゆる種類の画像に対応可能な高能率の圧縮器を安価
に実現できる。

また、各画調に対する全体のビット長を等しくすること
は、保存のためのメモリ装置やデータ通信のための伝送
装置の構成を画調毎に変える必要がなく、簡単な構成で
実現でき、安価なシステム構成に効果がある。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明によると、カラー画像情報をよ
り信号間相関が弱く、かつ明度情報と色情報に分離可能
な信号に変換するとともに、該変化された信号各々につ
いて小ブロックに切り出し、ブロック毎に符号化するカ
ラー画像情報符号化方式において、ブロック内の画素デ
ータに基づいて設定された閾値で各画゛素データを２値
化した２値化ブロックを符号化するとともに、ブロック
内の画素データの最大値及び最小値に関する値を符号化
することにより、各ブロックの構造情報とするので、多
値カラー画像情報を再現性よく符号化することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した符号化部全体の構成図、第２
図、第８図、第９図及び第１０図は符号化回路の構成図
、第３図、第１１図及び第１４図は再生パターンの例を
示す図、第４図、第５図。 第６図、第１２図、第１３図及び第１５図は符号化動作
を示す図、第７図は復号動作を示す図、第１６図は符号
化コードの形態を示す図、第１７図はカラー画像の変換
動作を示す図であり、３０４は符号化回路、１は比較器
、２は検出器、４は符号器である。 コード：Ｏ コード コード＝２ コード：３ アドレス ａｌ１８２１８３＋ＢａｒＢ＋ｚＢｚ２Ｂａ２Ｂ＜ｚ８
＋５ＢｕＢ３ｓＢ４ｓＢ１４８２４８３４Ｅ１４４デー
タ 第５図 夷６図 ８図 フード：０ コード：１ コード＝２ フード・３ コード：４ コード＝５ コード：６ コード＝７ コード二８ コード：９ コード＝１０ フード：１１ コード＝１２ コード ３ コード二１４ コード：１５ 賛は存在し得ない コード＝４ コード・６ コード、７ コーＦ９ コード：１０ コード、１１ コード、１３ コーＦ：１５ コード：１９ コード：２２ コード：２３ コーＦ＝２４ コード＝２５ コード１つ 茅／ろ口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）カラー画像情報をより信号間相関が弱く、かつ明
   度情報と色情報に分離可能な信号に変換するとともに、
   該変換された信号各々について小ブロックに切り出し、
   ブロック毎に符号化するカラー画像情報符号化方式にお
   いて、 ブロック内の画素データに基づいて設定された閾値で各
   画素データを２値化した２値化ブロックを符号化すると
   ともに、ブロック内の画素データの最大値及び最小値に
   関する値を符号化することにより、各ブロックの構造情
   報とすることを特徴とするカラー画像情報符号化方式。
2. （２）ブロック内の画素データの最大値及び最小値の平
   均値及び差を符号化することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のカラー画像情報符号化方式。
3. （３）２値化ブロックを符号化した符号データ長と最大
   値及び最小値を符号化した符号データ長とを画像内容に
   応じて適応的に変えることを特徴とするカラー画像情報
   符号化方式。