JPH04316279A - Color picture encoder - Google Patents

Color picture encoder

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Publication number
JPH04316279A
JPH04316279A JP3084028A JP8402891A JPH04316279A JP H04316279 A JPH04316279 A JP H04316279A JP 3084028 A JP3084028 A JP 3084028A JP 8402891 A JP8402891 A JP 8402891A JP H04316279 A JPH04316279 A JP H04316279A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
signal
color
encoding
binary
Prior art date
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Pending
Application number
JP3084028A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Yoshida
正 吉田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Publication of JPH04316279A publication Critical patent/JPH04316279A/en
Priority to US08/402,325 priority patent/US5761342A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To encode a sharp picture of less degradation with a high compression rate by discriminating whether each block of a multilevel color signal is an edge part or not and subjecting the edge part to entropy encoding after binarization. CONSTITUTION:A multilevel color picture signal 100 of each color read out from a picture memory 20 is converted to one-bit binary color signals of R, G, and B by binarization processing of each color in a binarizing circuit 21. It is discriminated whether each block of the multilevel color picture signal 100 is an edge part or not by a block edge discriminating part 19. A binarizing signal 101 is selected by a block discrimination signal 111 with respect to the block discriminated as the edge part, and entropy encoding is performed after binarization, thereby encoding the sharp picture of less degradation with a high compression rate.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、カラー画像通信等に用
いられるカラー画像符号化装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color image encoding device used for color image communication and the like.

【0002】0002

【従来の技術】従来からカラー静止画像符号化方式に関
して様々な提案がなされている。また、対象となるカラ
ー静止画像を大別すると以下の2つになる。 (1)赤、緑、青、シアン、マゼンタ、黄、白、黒の8
色を2値で扱う2値カラー画像、 (2)赤、緑、青を例えば各256階調により1670
万色を表示する多値カラー画像、2値カラー画像符号化
方式としては、現在ファクシミリ等で用いられている可
変長符号化方式であるモディファイドハフマン方式を各
色ごとに用いる方式が考えられている。またその他の方
法として、周囲画素から符号化画素を予測する予測符号
化方式も提案されている。これらの方法は、可逆符号化
の分類に入り、符号化・復号化におけるデータ保存がな
されている。
2. Description of the Related Art Various proposals have been made regarding color still image encoding systems. Furthermore, the target color still images can be roughly divided into the following two types. (1) Red, green, blue, cyan, magenta, yellow, white, black 8
A binary color image that handles colors as binary values.
As a multivalued color image or binary color image encoding method for displaying a million colors, a method using a modified Huffman method, which is a variable length encoding method currently used in facsimiles, etc., for each color has been considered. As another method, a predictive encoding method has been proposed in which a coded pixel is predicted from surrounding pixels. These methods fall under the category of lossless encoding, and data is preserved during encoding and decoding.

【0003】一方、多値カラー画像符号化方式としては
、RGB各8bit信号を輝度・色差信号に変換した後
に、直交変換(離散コサイン変換)を行った係数値を線
形量子化し、この量子化値を可変長符号化する方式が提
案されている。この方式は基本的には画像の空間周波数
の低周波側を残し、高周波側をカットして、画像データ
を削減する方式である。この方法は、非可逆符号化方式
になり、圧縮率と画質劣化がトレード・オフの関係にあ
る。
On the other hand, as a multilevel color image encoding method, after converting each 8-bit RGB signal into a luminance/chrominance signal, orthogonal transform (discrete cosine transform) is performed, the coefficient values are linearly quantized, and the quantized values are A method of variable length encoding has been proposed. This method basically reduces image data by leaving the low frequency side of the spatial frequency of the image and cutting the high frequency side. This method is a lossy encoding method, and there is a trade-off between compression rate and image quality deterioration.

【0004】また、圧縮率と画質のトレードオフを利用
した多値カラー画像の階層的符号化が考えられている。 この方法は多値画像をサブサンプリング等により縮小し
た画像を量子化した後符号化し、低解像階層画像とし、
原画像と、低解像画像を復号したものとの差分画像を量
子化したのち符号化し、高解像階層画像とする方法であ
る。階層数はサブサンプリングのレベルに応じて多くと
ることもある。この方法は、データ量の少ない低解像画
像を先に符号化するため画像の早期把握が可能である。
[0004] Hierarchical encoding of multivalued color images using the trade-off between compression rate and image quality has also been considered. This method reduces a multilevel image by subsampling, quantizes it, encodes it, creates a low-resolution hierarchical image,
This is a method in which a difference image between an original image and a decoded low-resolution image is quantized and then encoded to create a high-resolution hierarchical image. The number of layers may be increased depending on the level of subsampling. In this method, a low-resolution image with a small amount of data is encoded first, so that the image can be grasped at an early stage.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとしている課題】しかし、上記従来
例によって、カラー文章中にカラー写真がはめ込まれて
いるようなカラー文書画像を符号化する場合。 (1)2値カラー方式では、カラー文章部は圧縮率を上
げて符号化できても、カラー写真部の諧調性ある画像を
効率よく符号化できない。 (2)多値カラー方式では、圧縮率を上げていくと、画
像の高周波成分が大きくカットされ文字等のエッジ部の
画質劣化が目立ってくるので、文章に対しては、写真部
ほどの高圧縮率は期待できない。などの問題点がある。
However, according to the conventional example described above, a color document image in which a color photograph is embedded in a color document is to be encoded. (1) In the binary color method, even if a color text part can be encoded with a high compression rate, it is not possible to efficiently encode a gradation image in a color photograph part. (2) In the multilevel color method, as the compression rate is increased, the high frequency components of the image are largely cut off, and the image quality deterioration at edges such as text becomes noticeable. Compression rate is not as expected. There are problems such as:

【0006】また多値カラー画像の階層的符号化を用い
て低解像画像部の圧縮率を上げることも考えられるが、
やはり、カラー文書、あるいはエッジ部を多く含んだ画
像については画質劣化が大きく、全体画像の早期把握に
問題が残る。
[0006] It is also conceivable to increase the compression rate of low-resolution image parts by using hierarchical encoding of multi-valued color images;
After all, image quality deteriorates significantly for color documents or images containing many edge portions, and there remains a problem in early understanding of the entire image.

【0007】[0007]

【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、多値カラー画像、2値カラー画像の
みらなず、多値カラー画像と2値カラー画像の混存した
カラー画像をも良好に符号化することを目的とするもの
である。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made in view of the above points, and is capable of handling not only multi-value color images and binary color images, but also multi-value color images and binary color images. The purpose of this method is to encode color images well as well.

【0008】本発明は、カラー画像をコンポーネント毎
にM×Nのブロック単位にエッジ部と非エッジ部に分類
し、エッジ部のブロックに対しては、前記(1)の2値
カラー方式で圧縮することによりカラー文章部等の画質
を保存する。また非エッジ部のブロックについては、前
記(2)の多値カラー方式を用いることにより高圧縮を
実現するものである。
The present invention classifies a color image into edge portions and non-edge portions for each component in M×N blocks, and compresses edge portion blocks using the binary color method described in (1) above. This preserves the image quality of color text, etc. Furthermore, for blocks in non-edge areas, high compression is achieved by using the multi-value color method described in (2) above.

【0009】また同時に、エッジ部のブロックに対して
更に2値カラー画像階層的符号化を行うことにより、エ
ッジ部の劣化の少ない画像の早期把握を実現するもので
ある。
[0009] At the same time, by further performing binary color image hierarchical encoding on the blocks in the edge portion, it is possible to realize an image with less deterioration in the edge portion at an early stage.

【0010】0010

【実施例】以下、本発明を好ましい実施例を用いて説明
する。
EXAMPLES The present invention will be explained below using preferred examples.

【0011】図1は本発明を適用した符号部の実施例構
成である。
FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of a code section to which the present invention is applied.

【0012】画像メモリ20には、図示しない例えばカ
ラースキャナ等のカラー静止画像入力手段から入力され
たフルカラー画像を表わす赤(R)、緑(G)、青(B
)かく8bit多値のカラー画像信号が記憶されている
The image memory 20 stores red (R), green (G), and blue (B) images representing full-color images input from a color still image input means such as a color scanner (not shown).
) Thus, an 8-bit multivalued color image signal is stored.

【0013】画像メモリ20から読出された各色の多値
カラー画像信号100は、2値化回路21で各色毎に2
値化処理を施されてR、G、B各1bitの2値カラー
信号に変換される。
The multivalued color image signal 100 of each color read out from the image memory 20 is converted into two signals for each color by a binarization circuit 21.
It is subjected to value processing and converted into a binary color signal of 1 bit each for R, G, and B.

【0014】また、多値カラー画像信号100はブロッ
クエッジ判定部19によりブロック毎にそのブロックが
エッジ部か否かを判定している。本実施例においては画
像8×8をブロック単位として、エッジ部か非エッジ部
かの判定を行っている。
Furthermore, the multivalued color image signal 100 is subjected to a block edge determination section 19 that determines whether or not each block is an edge portion. In this embodiment, an 8×8 image is used as a block to determine whether it is an edge portion or a non-edge portion.

【0015】2値化回路21で2値化された信号はブロ
ック毎にセレクタ部28によりマスク信号110により
マスクされる。
The signal binarized by the binarization circuit 21 is masked by a mask signal 110 by a selector section 28 for each block.

【0016】すなわち、ブロックエッジ判定回路19に
よりエッジ部と判定されたブロックはブロック判定信号
111により2値化信号101が選択される。また、非
エッジ部と判定されたブロックについてはマスク信号0
が選択される。したがって2値化画像のうちエッジ画像
のみがライン102を介し2値画像メモリ22へ各色別
に記憶される。
That is, for a block determined to be an edge portion by the block edge determination circuit 19, the binary signal 101 is selected by the block determination signal 111. Furthermore, for blocks determined to be non-edge parts, the mask signal 0
is selected. Therefore, only the edge image of the binarized image is stored separately for each color in the binary image memory 22 via the line 102.

【0017】2値メモリ22から読出された2値カラー
信号108は、2値カラー信号符号化用の符号器Aで符
号化処理され、符号語105を出力する。この符号器A
により符号化処理が第1の符号化処理である。
The binary color signal 108 read from the binary memory 22 is encoded by an encoder A for encoding a binary color signal, and a code word 105 is output. This encoder A
The encoding process is the first encoding process.

【0018】次に、画像メモリ20から、前述の第1の
符号化処理がなされたと同じカラー画像信号を読出す。 このカラー信号は第1の符号化により符号化された2値
エッジ画像以外の部分を符号化するものである。2値エ
ッジ画像はライン102からレベル変換部29へ入力さ
れる。ここで、2値信号は0.1から0.255(8ビ
ット)に変換される。
Next, the same color image signal that has been subjected to the first encoding process described above is read out from the image memory 20. This color signal encodes parts other than the binary edge image encoded by the first encoding. The binary edge image is input from line 102 to level converter 29 . Here, the binary signal is converted from 0.1 to 0.255 (8 bits).

【0019】レベル変換された2値画像104は差分器
23により多値カラー信号112との差分がとられる。 差分信号は107を介し各色R、G、B毎に差分多値メ
モリ24へ記憶される。差分多値メモリ24の多値カラ
ー信号109は多値カラー信号符号化用の符号器Bで符
号化処理され、符号語106を出力する。以上の符号器
Bによる符号化処理が第2の符号化処理である。
The level-converted binary image 104 is subtracted from the multi-value color signal 112 by a subtractor 23. The difference signal is stored in the difference multi-value memory 24 via 107 for each color R, G, and B. The multi-value color signal 109 in the differential multi-value memory 24 is encoded by an encoder B for multi-value color signal encoding, and a code word 106 is output. The above encoding process by encoder B is the second encoding process.

【0020】ブロックエッジ判定部19においては本実
施例では以下の判定を用いている。図2(a)はその一
例を示したものである。ブロック毎に(本実施例では8
×8画素、を1ブロックとするがブロックの単位はこれ
に限らない)エッジの検出をRGBそれぞれについて行
う。
The block edge determining section 19 uses the following determination in this embodiment. FIG. 2(a) shows an example. For each block (in this example, 8
(×8 pixels is defined as one block, but the block unit is not limited to this) Edge detection is performed for each of RGB.

【0021】このエッジの検出法として図2(a)はブ
ロック中の最大値MaxLと最小値MinSの差P=L
ーSを求め、Pがある一定値(T=70、但し全体レベ
ルを256とする)以上ならばエッジが存在するという
方法である。
As a method for detecting this edge, FIG. 2(a) shows the difference P=L between the maximum value MaxL and the minimum value MinS in the block.
-S is calculated, and if P is equal to or greater than a certain value (T=70, but the overall level is 256), an edge exists.

【0022】また、図2(b)のような方法を用いても
実現できる。
[0022] It can also be realized using a method as shown in FIG. 2(b).

【0023】図2(b)は8×8ブロック毎にDCT変
換を行い、変換された係数のうちDCをのぞくAC部分
の絶対値の和を求める。
In FIG. 2(b), DCT transform is performed for each 8×8 block, and the sum of the absolute values of the AC portions excluding DC among the transformed coefficients is determined.

【0024】[0024]

【外1】 Sが一定値以上であればエッジ部と判定する。この方法
においてAC係数の和は斜線部分であるが、このうち一
部の係数のみを用いても判定可能である。
[Example 1] If S is a certain value or more, it is determined that it is an edge portion. In this method, the sum of the AC coefficients is shown in the shaded area, but it is also possible to make a determination using only some of these coefficients.

【0025】図3は、画像メモリ20から読出された多
値カラー画像信号と2値エッジ画像と差分多値画像の関
係を示したものである。
FIG. 3 shows the relationship between the multivalued color image signal, the binary edge image, and the differential multivalued image read out from the image memory 20.

【0026】本実施例では8×8画素ブロック単位にエ
ッジ判定を行っているが、図3は8×8画素ブロックを
一次元的にみた場合の例である。エッジであると判定さ
れたブロックについては多値カラー画像信号M(図3(
a))はスレッショルドTHで2値化され、レベル変換
(0.255)されたものが、図3(b)に示す如くの
2値エッジ画像Bである。
In this embodiment, edge determination is performed in units of 8×8 pixel blocks, and FIG. 3 shows an example when an 8×8 pixel block is viewed one-dimensionally. For blocks determined to be edges, a multivalued color image signal M (Fig. 3 (
The image a)) is binarized using the threshold TH, and the image after level conversion (0.255) is the binary edge image B as shown in FIG. 3(b).

【0027】図3(c)に示す差分多値画像SはMとB
の差分の絶対値をとったもの、すなわち、S=|M−B
|により得られる。
The differential multivalued image S shown in FIG. 3(c) is composed of M and B.
The absolute value of the difference, that is, S=|M−B
It is obtained by |

【0028】本実施例においては差分絶対値をとったが
、これは負の差分をさけるためである。図3(c)にお
いて斜線部分がこの部分である。結果として高周波成分
を含んだ2値エッジ画像Bと低周波成分の差分多値画像
Sに分割できる。尚2値化のスレッショルドTHはTH
>128(8ビットの場合)が好ましい。THが小さい
と差分多値画像に高周波が残りやすいためである。
In this embodiment, the absolute value of the difference is taken in order to avoid negative differences. This portion is indicated by diagonal lines in FIG. 3(c). As a result, it is possible to divide the image into a binary edge image B containing high frequency components and a differential multivalued image S containing low frequency components. The threshold TH for binarization is TH.
>128 (for 8 bits) is preferred. This is because if TH is small, high frequencies tend to remain in the differential multivalued image.

【0029】本実施例においては、2値エッジ画像をエ
ントロピ符号化で完全保存符号化することによりエッジ
部の画質を保ち、かつ低周波成分である差分画像を符号
化効率のよい多値データ符号化で行うことにより、高効
率で良好な符号化が達成できるものである。
In this embodiment, the image quality of the edge portion is maintained by completely preserving the binary edge image using entropy encoding, and the difference image, which is a low frequency component, is encoded using a multi-level data code with high encoding efficiency. By doing so, highly efficient and good encoding can be achieved.

【0030】また、データ量の少ない2値カラー画像を
第1段階で送ることにより、受信側で、第1段階のみを
復号し、表示することによって、受信した画像が早期に
確認できる。
Furthermore, by sending a binary color image with a small amount of data in the first stage, the receiving side decodes and displays only the first stage, so that the received image can be checked at an early stage.

【0031】続いて第2段階で差分多値画像を送り、受
信側で復号し、第1段階で復号した2値エッジ画像に差
分多値画を加えることにより第2階層を復号する階層的
符号化を実現するものである。
[0031] Subsequently, in the second stage, a differential multivalued image is sent and decoded on the receiving side, and the second layer is decoded by adding the difference multivalued image to the binary edge image decoded in the first stage. This is to realize the realization of

【0032】差分多値画像は周知の種々のブロック符号
化により符号化できる。本実施例では8×8画素ブロッ
ク毎にDCT変換し、変換係数をハフマン符号化する方
式をとっている。
[0032] The differential multivalued image can be encoded by various well-known block encoding methods. In this embodiment, a method is adopted in which DCT transform is performed for each 8×8 pixel block and the transform coefficients are Huffman encoded.

【0033】図4は、本実施例における差分多値画像の
符号化器25、26の例を示している。
FIG. 4 shows an example of the differential multivalued image encoders 25 and 26 in this embodiment.

【0034】図1の差分メモリ24から読出された画像
信号109は色変換器55において、RGB信号から輝
度・色差信号900に変換される。この変換には一般的
に以下の式が用いられている。 Y=0.299R+0.587G+0.114BCr=
0.713(R−Y) Cb=0.564(B−Y) ただし、ここで示したR、G、B、Y、Cr、Cbは規
格化した値である。
The image signal 109 read from the difference memory 24 in FIG. 1 is converted from an RGB signal to a luminance/color difference signal 900 in a color converter 55. The following formula is generally used for this conversion. Y=0.299R+0.587G+0.114BCr=
0.713 (RY) Cb=0.564 (B-Y) However, R, G, B, Y, Cr, and Cb shown here are standardized values.

【0035】次に直交変換回路56では離散コサイン変
換により8×8画素ブロック毎の画像を周波数毎の変換
係数(強度)に変換する。図5に示した変換係数は、や
はり8×8のブロックになっており、変換値に1から6
4の番号をつける。500で示す係数番号1が直流成分
を示している。また、501、502で示す係数番号2
、3…は交流成分を示しており、番号が大きくなるにし
たがって低周波から高周波への交流成分を示すことにな
る。
Next, the orthogonal transform circuit 56 transforms the image of each 8×8 pixel block into transform coefficients (intensities) for each frequency by discrete cosine transform. The transform coefficients shown in Figure 5 are also 8x8 blocks, and the transform values range from 1 to 6.
Number it 4. Coefficient number 1 indicated by 500 indicates the DC component. In addition, coefficient number 2 indicated by 501 and 502
, 3... indicate alternating current components, and as the number increases, it indicates alternating current components from low frequency to high frequency.

【0036】変換係数信号901は線形量子化器57で
例えば、8ビットに量子化される。この線形量子化器5
7は、直流および低周波の量子化ステップは細かく、高
周波の量子化ステップは粗くとるように量子化ステップ
が決められている。
The transform coefficient signal 901 is quantized to, for example, 8 bits by the linear quantizer 57. This linear quantizer 5
In No. 7, the quantization steps are determined so that the quantization steps for direct current and low frequencies are fine, and the quantization steps for high frequencies are coarse.

【0037】ハフマン符号化部62においては、直流成
分(図5の係数番号1)と交流成分(図5の係数番号2
〜64)はそれぞれ別々に符号化される。またこれら符
号化はY、Cr、Cbの順でそれぞれ直流成分、交流成
分がハフマン符号化される。
In the Huffman encoding unit 62, a DC component (coefficient number 1 in FIG. 5) and an AC component (coefficient number 2 in FIG.
~64) are each encoded separately. Further, in these encodings, the DC component and the AC component are Huffman encoded in the order of Y, Cr, and Cb, respectively.

【0038】直流成分については、前ブロックの直流成
分との差分にハフマン符号を割りあてるDPCMハフマ
ン符号を用いている。
As for the DC component, a DPCM Huffman code is used in which a Huffman code is assigned to the difference from the DC component of the previous block.

【0039】また、直流成分についてはブロック毎に係
数番号2〜64を図5のようにジグザグにスキャンし、
係数が0であるランと次の係数値の統計によりハフマン
符号を割りあてる方法である。
Regarding the DC component, the coefficient numbers 2 to 64 are scanned in a zigzag manner for each block as shown in FIG.
This is a method of assigning a Huffman code based on the statistics of the run where the coefficient is 0 and the next coefficient value.

【0040】以上のようにして差分多値画像に符号化さ
れ出力106を得る。
As described above, the image is encoded into a differential multivalued image and an output 106 is obtained.

【0041】本実施例では第1段階にデータ量の少ない
2値カラー画像を符号化することにより画像の早期把握
が可能であるが、この第1段階の2値カラーが像を更に
階層的符号化することにより尚一層全体画像を把握する
のに効率的である。
In this embodiment, early recognition of the image is possible by encoding a binary color image with a small amount of data in the first stage, but the binary color image in the first stage further encodes the image in a hierarchical manner. It is even more efficient to grasp the entire image by digitizing the image.

【0042】図6は2値カラー画像符号化部(図1の符
号器A25)の部分を階層的符号化により実現した例で
ある。図6のブロックはカラーコンポーネント(本実施
例ではR、G、B、3色)のそれぞれに適応するもので
ある。したがって図6の入力として2値画像メモリ)2
2から色毎に画像が入力される。
FIG. 6 is an example in which the binary color image encoding section (encoder A25 in FIG. 1) is realized by hierarchical encoding. The blocks in FIG. 6 are adapted to each of the color components (R, G, B, three colors in this embodiment). Therefore, as the input in Fig. 6, the binary image memory) 2
2, images are input for each color.

【0043】402〜404はそれぞれ1/2、1/4
、1/8の縮小画像を格納するためのフレームメモリ、
405〜407はそれぞれ1/2、1/4、1/8の縮
小画像を生成する縮小部、408〜411はそれぞれ1
/8、1/4、1/2、1の縮小画像を符号化するエン
コーダである。
[0043] 402 to 404 are 1/2 and 1/4, respectively.
, a frame memory for storing a 1/8 reduced image;
405 to 407 are reduction units that generate 1/2, 1/4, and 1/8 reduced images, respectively, and 408 to 411 are 1/2, 1/4, and 1/8 reduction units, respectively.
This is an encoder that encodes reduced images of /8, 1/4, 1/2, and 1.

【0044】縮小部405は2値画像メモリ22からの
画像を主走査、副走査方向共に1/2にサブサンプリン
グ等の手法により縮小して1/2サイズの画像を生成し
、フレームメモリ402に格納する。更に1/2サイズ
の画像を縮小部406により縮小して1/4サイズの画
像を作りフレームメモリ403に格納し、同様に縮小部
407により1/8サイズの低解像画像を作成し、フレ
ームメモリ404に格納する。
The reduction unit 405 reduces the image from the binary image memory 22 to 1/2 in both the main scanning and sub-scanning directions using a method such as subsampling, generates a 1/2 size image, and stores the image in the frame memory 402. Store. Furthermore, the 1/2 size image is reduced by the reduction unit 406 to create a 1/4 size image and stored in the frame memory 403, and similarly, the reduction unit 407 creates a 1/8 size low resolution image, and the frame The data is stored in the memory 404.

【0045】符号化は低解像のものから順次符号伝送す
ることにより、大まかな全体画像が迅速に把握できるよ
うになっている。
[0045] By sequentially transmitting codes starting from low-resolution images, a rough overall image can be quickly grasped.

【0046】尚本実施例では、2値階層符号化を4レベ
ルとしてた任意の階層数にすることができる。
[0046] In this embodiment, the binary hierarchical encoding has four levels, but any number of levels can be used.

【0047】図6の例では、画像を主走査、副走査方向
とも、1/2、1/4、1/8に縮小し、符号化は1/
8、1/4、1/2、1(原寸画像)の順に行いこの順
で伝送する例である。1/8画像の符号化にはフレーム
メモリ404に格納された1/8画像を順次スキャンし
エンコーダ409により符号化する注目画素と、周囲画
素を参照して算術符号化等のエントロピーコーディング
を行う。1/4画像については、フレームメモリ404
からの注目画素の周囲画素と、フレームメモリ404か
らの1/8画像の周囲画素を参照することによりエンコ
ーダ409にて符号化を行い符号化効率を上げている。 同様にフレームメモリ402の1/2画像についてはフ
レームメモリ403の1/4画像を、フレームメモリ4
01の原寸画像はフレームメモリ402の1/2画像を
参照してエンコーダ410、411にて夫々符号化を行
う。
In the example shown in FIG. 6, the image is reduced to 1/2, 1/4, and 1/8 in both the main scanning and sub-scanning directions, and the encoding is reduced to 1/8.
In this example, images are transmitted in the order of 8, 1/4, 1/2, and 1 (original size image). To encode a 1/8 image, the 1/8 images stored in the frame memory 404 are sequentially scanned, and the encoder 409 performs entropy coding such as arithmetic coding with reference to the pixel of interest to be encoded and surrounding pixels. For 1/4 image, frame memory 404
Encoding is performed by the encoder 409 by referring to the surrounding pixels of the pixel of interest from the frame memory 404 and the surrounding pixels of the 1/8 image from the frame memory 404, thereby increasing the coding efficiency. Similarly, for the 1/2 image in the frame memory 402, the 1/4 image in the frame memory 403 is
The original size image 01 is encoded by encoders 410 and 411, respectively, with reference to the 1/2 image in the frame memory 402.

【0048】このような2値画像階層的符号化を各色毎
に行い、順次伝送することにより受信側で順次復号する
ことにより、更に大まかな全体画像が迅速に把握できる
カラー階層符号化が実現できる。
[0048] By performing such binary image hierarchical encoding for each color, transmitting it sequentially, and decoding it sequentially on the receiving side, it is possible to realize color hierarchical encoding that allows a more rough overall image to be grasped quickly. .

【0049】図7は本発明を適用した復号部の実施例構
成である。
FIG. 7 shows the configuration of an embodiment of a decoding section to which the present invention is applied.

【0050】2値カラー画像の符号語105は復号器A
30で各色毎にドットイメージに復元され2値メモリ3
3に記憶される。このドットイメージは、図1の2値メ
モリ22に格納された2値信号を完全に復元する。
The code word 105 of the binary color image is sent to the decoder A.
30, each color is restored to a dot image and stored in binary memory 3.
3 is stored. This dot image completely restores the binary signal stored in the binary memory 22 of FIG.

【0051】また、差分多値カラー画像の符号語106
は、復号器B31で各色毎に多値画像データに復元され
、差分メモリ34に記憶される。この差分メモリ34の
記憶データは図1の差分メモリ24に格納された差分多
値信号に対応する。
[0051] Furthermore, the code word 106 of the differential multivalued color image
is restored to multivalued image data for each color by the decoder B31 and stored in the difference memory 34. The data stored in the differential memory 34 corresponds to the differential multilevel signal stored in the differential memory 24 in FIG.

【0052】合成器35では、2値メモリ33からのR
GB各1bit信号713をレベル変換した画像と差分
メモリ34からの差分信号714を合成し、信号715
を得て画像メモリD36に記憶する。合成器35におけ
る画像合成は、図14に示す様に、2値エッジ復号画像
(A)と差分多値復号画像(B)を合成して(C)の如
くの多値カラー復号画像を得る。
In the synthesizer 35, R from the binary memory 33
The image obtained by level-converting the 1-bit signal 713 for each GB and the difference signal 714 from the difference memory 34 are combined to form a signal 715.
is obtained and stored in the image memory D36. As shown in FIG. 14, image synthesis in the synthesizer 35 combines the binary edge decoded image (A) and the differential multi-value decoded image (B) to obtain a multi-value color decoded image as shown in (C).

【0053】図8は、図7の2値カラー復号器A30を
階層的に復号化する復号器のブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram of a decoder that hierarchically decodes the binary color decoder A30 of FIG. 7.

【0054】各色毎に階層的に復号化された2値カラー
画像は、色毎(R、G、B)に105に入力する。ゲー
ト部251により、まず復号化された1/8縮画像はラ
イン201からデコーダ252へ入力されデコードされ
る。
The binary color image hierarchically decoded for each color is input to 105 for each color (R, G, B). First, the 1/8 reduced image decoded by the gate unit 251 is input to the decoder 252 from the line 201 and decoded.

【0055】デコードされた画像はフレームメモリ25
6にたくわえられる。次に符号化された1/4画像が同
様にゲート部251からライン202を介しデコーダ部
253に入力される。1/4画像の復号化にはすでに復
号された周囲の画素と、フレームメモリ256に復号化
され蓄積された1/8画像の周囲画素を参照することに
よりデコーダ部253により復号され、フレームメモリ
257に記憶される。
The decoded image is stored in the frame memory 25
It is stored in 6. Next, the encoded 1/4 image is similarly input from the gate section 251 to the decoder section 253 via the line 202. To decode a 1/4 image, the decoder unit 253 refers to the surrounding pixels that have already been decoded and the surrounding pixels of the 1/8 image that has been decoded and stored in the frame memory 256. is memorized.

【0056】同様に1/2画像の場合はデコーダ254
で、1(2値原画像)画像については、デコーダ255
でそれぞれ1/4画像、1/2画像における周囲画素と
、すでに復号した周囲画素を参照して復号される。
Similarly, in the case of 1/2 image, the decoder 254
For the 1 (binary original image) image, the decoder 255
The images are decoded by referring to the surrounding pixels in the 1/4 image and 1/2 image, respectively, and the surrounding pixels that have already been decoded.

【0057】復号された1/2画像はフレームメモリ2
58に記憶される。復号された1画像はライン711か
ら図3の2値メモリ33に記憶される。
The decoded 1/2 image is stored in frame memory 2.
58. One decoded image is stored in the binary memory 33 of FIG. 3 from line 711.

【0058】復号化された1/8、1/4、1/2画像
は階層的に符号されるので、この結果をビデオメモリ2
59を介し、モニタ260で見ることができる。したが
って復号した画像の早期理解がより可能となる。またこ
のように階層的に符号化された画像のうち最も低解像画
像(本実施例では1/8画像)はデータ量も少なくサイ
ズも小さいので画像検索のためのアイコン画像として利
用できる。すなわち検索時この画像のみを複合すること
により全体像が理解できる。
Since the decoded 1/8, 1/4, and 1/2 images are encoded hierarchically, the results are stored in the video memory 2.
59 and can be viewed on a monitor 260. Therefore, early understanding of the decoded image becomes possible. Furthermore, among the images hierarchically encoded in this way, the lowest resolution image (1/8 image in this embodiment) has a small amount of data and is small in size, so it can be used as an icon image for image search. In other words, by combining only this image at the time of search, the entire image can be understood.

【0059】復号器B31については、図4の符号器B
の逆の変換を行うことにより容易に復号できる。すなわ
ち直流成分、交流成分のハフマン符号を復号しDCT係
数を8×8画素ブロック毎に構成した後逆DCT変換を
行えば復号できる。
For decoder B31, encoder B in FIG.
It can be easily decoded by performing the inverse transformation of . That is, decoding is possible by decoding the Huffman codes of the DC and AC components, configuring DCT coefficients for each 8×8 pixel block, and then performing inverse DCT transformation.

【0060】2値画像の符号化においては、本実施例で
は動的算術符号を用いたが、その詳細を次に示す。図4
の符号器Aは図6におけるエンコーダ409、410、
411の詳細である。各エンコーダ共同じ動作であるの
でエンコーダ411について説明する。
In the encoding of the binary image, a dynamic arithmetic code is used in this embodiment, the details of which are described below. Figure 4
The encoder A in FIG. 6 is the encoder 409, 410,
411 details. Since each encoder operates in the same way, encoder 411 will be explained.

【0061】2値メモリ22から符号化する画像の2値
データは108を介し、図4の予測状態決定回路50に
入る。同時に図6のフレームメモリ402から符号化画
像の1/2縮小画像が予測状態決定回路50に入力され
る。
The binary data of the image to be encoded from the binary memory 22 enters the prediction state determination circuit 50 of FIG. 4 via 108. At the same time, a 1/2 reduced image of the encoded image is input from the frame memory 402 in FIG. 6 to the prediction state determining circuit 50.

【0062】予測状態決定回路50は注目画素に関して
縮小画像を含むその周囲符号化済画素から構成される予
測状態信号S914を出力する。またS116と同期し
た符号化画素データ×915を出力し、両信号は動的算
術符号器53に入力され符号化される。
[0062] The prediction state determination circuit 50 outputs a prediction state signal S914 composed of surrounding encoded pixels including the reduced image regarding the pixel of interest. It also outputs encoded pixel data ×915 in synchronization with S116, and both signals are input to the dynamic arithmetic encoder 53 and encoded.

【0063】図9は予測状態決定回路50のブロック図
である。108、102にはそれぞれ、符号化画像と縮
小画像が入力される。符号化画像とは2値画像階層的符
号化におけるこれから符号化しようとする画像であり、
縮小画像とは符号化画像をたてよこ1/2に縮小した画
像ですでに符号化されている画像である。
FIG. 9 is a block diagram of the predicted state determination circuit 50. An encoded image and a reduced image are input to 108 and 102, respectively. A coded image is an image to be coded in binary image hierarchical coding,
The reduced image is an image obtained by reducing the encoded image to 1/2 vertically and horizontally, and is an image that has already been encoded.

【0064】661は符号化画素の1ライン前を参照す
るため、画素状態を記憶するラインメモリ、662は縮
小画像における符号化画素に対応するラインの前ライン
を記憶するラインメモリである。
Reference numeral 661 is a line memory for storing the pixel state in order to refer to the line one line before the encoded pixel, and 662 is a line memory for storing the line before the line corresponding to the encoded pixel in the reduced image.

【0065】663〜670は符号化画素の周囲状態を
記憶するためのラッチ、671、672は縮小画像にお
ける周囲画素状態を記憶するためのラッチである。符号
化画像、縮小画像はそれぞれ画素クロックφ602、φ
2  603によりラインメモリおよびラッチはシフト
制御される。
Numerals 663 to 670 are latches for storing surrounding states of encoded pixels, and latches 671 and 672 are latches for storing surrounding pixel states in a reduced image. The encoded image and the reduced image have pixel clocks φ602 and φ, respectively.
2 603, line memories and latches are shift controlled.

【0066】また、それぞれ水平同期H1604、H2
605によりライン制御される。ここで縮小画像は符号
化画像のたて、よこ共1/2であるので、画素クロック
周波数および水平同期周波数は以下の関係で制御される
[0066] Also, horizontal synchronization H1604, H2
Line control is performed by 605. Here, since the reduced image is 1/2 both vertically and horizontally of the encoded image, the pixel clock frequency and horizontal synchronization frequency are controlled by the following relationship.

【0067】φ1=2φ2H1=2H2φ1=2φ2H1=2H2

【0068】符
号化画素はラッチ664に記憶された画素値であり×9
15により動的算術器(図4の53)へ入力され符号化
される。
The encoded pixel is the pixel value stored in the latch 664 x9
15, it is input to the dynamic arithmetic unit (53 in FIG. 4) and encoded.

【0069】この際、符号化に必要な周囲画素状態は符
号化画素周囲7画素がラインメモリ661、ラッチ出力
665〜670の値として参照される。
At this time, as for the surrounding pixel states necessary for encoding, seven pixels around the encoding pixel are referred to as the values of the line memory 661 and latch outputs 665 to 670.

【0070】縮小画素においては符号化画素位置の縮小
位置画素値201と同画素、画素であるラインメモリ6
62の出力およびラッチ671、672の計4画素の値
が参照される。
For the reduced pixel, the line memory 6 which is the same pixel as the reduced position pixel value 201 of the encoded pixel position
The output of 62 and the values of a total of four pixels of latches 671 and 672 are referred to.

【0071】これら参照画素合計11画素の状態はS9
16を介し動的算術器53へ状態予測のため入力される
The state of these 11 reference pixels in total is S9.
16 to the dynamic arithmetic unit 53 for state prediction.

【0072】図10(a)、(b)はこれら状態予測の
ための周囲参照画素を表わした図である。符号化画像、
縮小画像はそれぞれ周囲7画素、4画素を参照している
。縮小画像における参照画素1画素は符号化画像におけ
る参照画素4画素分に相当している。
FIGS. 10(a) and 10(b) are diagrams showing surrounding reference pixels for these state predictions. encoded image,
The reduced images refer to surrounding 7 pixels and 4 pixels, respectively. One reference pixel in the reduced image corresponds to four reference pixels in the encoded image.

【0073】図11は図4の示の動的符号器53のブロ
ック図である。
FIG. 11 is a block diagram of the dynamic encoder 53 shown in FIG.

【0074】図11の説明の前に、本実施例で用いた算
術符号について説明する。
Before explaining FIG. 11, the arithmetic codes used in this embodiment will be explained.

【0075】従来から知られている様に、算術符号は、
入力信号列を小数2進数で表わされる符号になるように
算術演算により符号形成がなされる方法である。この方
法はLangdonおよびRissanenらによる文
献“Compressionof  Black/Wh
ite  Images  With  Arithm
etic  Coding”,IEEE  Tran 
 Com.COM−29、6、(1981.6)等に発
表されている。 この文献によるとすでに符号化した入力信号列をS、劣
勢シンボル(LPS)の出る確立をq、演算レジスタA
ugendをA(S)、符号レジスタをC(S)とした
時に、入力信号ごとに以下の算術演算を行なう。
As is conventionally known, the arithmetic code is
This is a method in which a code is formed by arithmetic operations so that the input signal string becomes a code expressed in binary decimal numbers. This method is described in the paper “Compression of Black/Wh” by Langdon and Rissanen et al.
ite Images With Arithm
etic Coding", IEEE Tran
Com. Published in COM-29, 6, (1981.6), etc. According to this document, the already encoded input signal sequence is S, the probability that a least-likely symbol (LPS) will appear is q, and the arithmetic register A is
When ugend is A(S) and the code register is C(S), the following arithmetic operation is performed for each input signal.

【0076】 A(S1)=A(S)×q≒A(S)×2−Q…(1)
A(S0)=〈A(S)−A(S1)〉l…(2)〈 
 〉lは有効桁lbitで打ち切りを表すC(S0)=
C(S)…(3) C(S1)=C(S)+A(S0)…(4)
A(S1)=A(S)×q≒A(S)×2−Q…(1)
A(S0)=〈A(S)−A(S1)〉l…(2)〈
〉l represents truncation in significant digits C(S0)=
C(S)…(3) C(S1)=C(S)+A(S0)…(4)

【0077
】ここで、符号化データが優勢シンボル(MPS:上の
例では0)の場合はA(S0)、C(S0)を次のデー
タの符号化に使う。また劣勢シンボル(LPS:上の例
では1)の場合は、A(S1)、C(S1)を次のデー
タの符号化に使う。
0077
]Here, if the encoded data is a dominant symbol (MPS: 0 in the above example), A(S0) and C(S0) are used to encode the next data. Furthermore, in the case of a less-likely symbol (LPS: 1 in the above example), A(S1) and C(S1) are used to encode the next data.

【0078】新しいAの値は2s倍(Sは0以上の整数
)され、0.5<A<1.0の範囲におさめられる。 この処理は、ハードウエアでは演算レジスタAをS回シ
フトすることに相当する。符号レジスタCに対しても同
じ回数のシフトが行なわれ、シフトアウトされた信号が
符号となる。以上の処理を繰り返し符号形成がなされる
The new value of A is multiplied by 2s (S is an integer greater than or equal to 0) and falls within the range of 0.5<A<1.0. This processing corresponds to shifting the calculation register A S times in hardware. The code register C is also shifted the same number of times, and the shifted out signal becomes the code. The above process is repeated to form a code.

【0079】また、(1)の式で示したようにLPSの
出現確率qを2のべき乗(2−Q:Qは正整数)で近似
することにより、乗算計算をシフト演算に置き換えてい
る。この近似をさらによくするためにqを、例えば(5
)式の如くの2のべき乗の多項式で近似している。 この近似により効率最悪点の改善が行なわれている。
Furthermore, as shown in equation (1), the LPS appearance probability q is approximated by a power of 2 (2-Q: Q is a positive integer), thereby replacing the multiplication calculation with a shift calculation. To make this approximation even better, let q be changed to, for example, (5
) is approximated by a polynomial of a power of 2. This approximation improves the worst point of efficiency.

【0080】q≒2−Q1+2−Q2…(5)[0080]q≒2-Q1+2-Q2...(5)

【008
1】また、算術符号は符号化データ毎にQの値を切換え
ることが可能なことから確立推定部を符号化と分離する
ことができる。
008
1] Furthermore, since the arithmetic code allows the value of Q to be switched for each encoded data, the probability estimation section can be separated from the encoding.

【0082】本実施例では前述のように符号化を行ない
ながら確率を推定していく動的な方法をとっている。
In this embodiment, as described above, a dynamic method is used in which the probability is estimated while performing encoding.

【0083】以上の算術符号を行なう図4の符号器53
のブロック図の説明を行なう。
The encoder 53 of FIG. 4 performs the above arithmetic coding.
The block diagram will be explained below.

【0084】図4の予測状態決定回路50からの状態信
号S916は、カウンタメモリ73、符号化条件メモリ
74に入力される。
The state signal S916 from the predicted state determination circuit 50 in FIG. 4 is input to the counter memory 73 and the encoding condition memory 74.

【0085】符号化条件メモリ74には、状態信号S9
16で表わされる各状態毎に、出現しやすいシンボルで
ある優勢シンボルMPS308と、後述する算術符号の
LPSの出現確立を含む符号化条件を示すインデックス
1307が記憶されている。
The encoding condition memory 74 stores the status signal S9.
For each state represented by 16, a dominant symbol MPS 308, which is a symbol that is likely to appear, and an index 1307 indicating a coding condition including the probability of occurrence of LPS of an arithmetic code, which will be described later, are stored.

【0086】符号化条件めもり74から符号化すべき画
像の色および状態に応じて読み出されたMPS308は
予測変換回路77に入力され、予測変換回路77では図
4の50からのシリアル画素信号X117がMPS30
8と一致した時に0となるYN信号301を作る。
The MPS 308 read from the encoding condition indicator 74 according to the color and state of the image to be encoded is input to the predictive conversion circuit 77, where the serial pixel signal X117 from 50 in FIG. MPS30
A YN signal 301 which becomes 0 when it matches 8 is created.

【0087】YN信号301は更新回路75に入力され
、更新回路75では、YN信号が0の時に、カウンタメ
モリ73に記憶されているカウント値のうち対応する状
態のカウントをインクリメントする。
The YN signal 301 is input to the update circuit 75, and the update circuit 75 increments the count of the corresponding state among the count values stored in the counter memory 73 when the YN signal is 0.

【0088】そして、カウンタメモリ73に記憶されて
いるカウント値C306がカウントテーブルROM72
からの設定値MC305に一致したならば、インデック
スI307が大きくなる方向(LPSの出現確率qが小
さくなる方向)に更新する。(MPSの反転は行なわな
い。)尚、カウントテーブルROM72は、LPSの出
現確率qを表わすインデックスIに対応して決められて
いる第1表で示したMPSの数MC305を更新回路7
5に供給する。
Then, the count value C306 stored in the counter memory 73 is stored in the count table ROM 72.
If it matches the set value MC305 from , the index I307 is updated in the direction of increasing (in the direction of decreasing the LPS appearance probability q). (The MPS is not inverted.) The count table ROM 72 updates the number MC305 of MPS shown in Table 1, which is determined corresponding to the index I representing the probability q of appearance of the LPS, by the update circuit 7.
Supply to 5.

【0089】また、更新回路75では、MPS308と
画素信号X117が不一致の場合、即ち、予測変換回路
77からのYN信号が1の時はインデックスI307が
小さくなる方向(LPSの出現確率qが大きくなる方向
)に更新する。また、インデックスが1の時に値が0の
YN信号が来ると、MPSを反転(0→1または1→0
)する処理を行なう。
Furthermore, in the update circuit 75, when the MPS 308 and the pixel signal direction). Also, if a YN signal with a value of 0 comes when the index is 1, the MPS is inverted (0 → 1 or 1 → 0
).

【0090】更新回路75の出力I′309、MPS′
310は更新後のインデックスの値であり、符号化条件
メモリ74に再記憶される。
Output I'309 of update circuit 75, MPS'
310 is the updated index value, which is stored again in the encoding condition memory 74.

【0091】符号化パラメータ決定回路76では、イン
デックスI307の値に基づいて算術符号の符号化パラ
メータQ311を算術符号器78にセットする。この算
術符号器78では、予測変換回路77からのYN信号3
01をパラメータQ311を用いて算術符号化し符号3
02を得る。
The encoding parameter determining circuit 76 sets the encoding parameter Q311 of the arithmetic code in the arithmetic encoder 78 based on the value of the index I307. In this arithmetic encoder 78, the YN signal 3 from the predictive conversion circuit 77 is
01 is arithmetic encoded using parameter Q311 and code 3
Get 02.

【0092】尚、符号化条件メモリ74に初期値を与え
ておき、I、MPSを更新しないようにすることにより
、静的な符号化が容易に実現できる。
Note that static encoding can be easily realized by providing initial values to the encoding condition memory 74 and not updating I and MPS.

【0093】図12は予測変換回路77のブロック図で
ある。シリアル画素信号X915とMPS308がEX
−OR回路79に入力され、第2表の論理式に従ってシ
リアル画素信号X915とMPS308が一致したとき
に0、不一致のときに1となるYN信号301が出力さ
れる。
FIG. 12 is a block diagram of the predictive conversion circuit 77. Serial pixel signal X915 and MPS308 are EX
- The YN signal 301 is inputted to the OR circuit 79 and becomes 0 when the serial pixel signal X915 and the MPS 308 match, and becomes 1 when they do not match, according to the logical formula shown in Table 2.

【0094】図13は、更新回路75のブロック図であ
る。YN信号301が0の時、カウンタメモリ73から
のカウント値C306が加算器81で+1インクリメン
トされ、信号C′312になる。この値は比較器83で
カウントテーブルROM72からのMC305と比較さ
れ、C′の値がMCの値に一致したならば、更新信号U
PA313を1にセットする。
FIG. 13 is a block diagram of the update circuit 75. When the YN signal 301 is 0, the count value C306 from the counter memory 73 is incremented by +1 by the adder 81 and becomes the signal C'312. This value is compared with MC305 from count table ROM 72 in comparator 83, and if the value of C' matches the value of MC, update signal U
Set PA313 to 1.

【0095】またYN信号301は更新信号UPB31
4となり、UPA、UPBはインデックス変更回路85
に入る。また、UPAとUPBはOR回路97で論理O
Rがとられ、OR回路87の出力信号315はセレクタ
82の切換え信号となる。
Furthermore, the YN signal 301 is the update signal UPB31.
4, and UPA and UPB are index change circuits 85
to go into. In addition, UPA and UPB are logically outputted by an OR circuit 97.
R is taken, and the output signal 315 of the OR circuit 87 becomes a switching signal for the selector 82.

【0096】セレクタ82では信号315が1の時はカ
ウンタメモリ73の値をリセットするため0信号319
を選び、それ以外は加算器81の出力信号C′312を
選びカウンタ更新信号C″316として出力し、これを
カウンタメモリ73に記憶させる。従って、シリアル画
素信号X115とMPS308が不一致の場合、および
一致状態が所定回連続した場合に、カウンタメモリ73
のカウント値がリセットされる。
When the signal 315 is 1, the selector 82 outputs a 0 signal 319 to reset the value of the counter memory 73.
Otherwise, the output signal C'312 of the adder 81 is selected and outputted as the counter update signal C''316, which is stored in the counter memory 73. Therefore, if the serial pixel signal X115 and MPS308 do not match, When the matching state continues a predetermined number of times, the counter memory 73
The count value will be reset.

【0097】インデックス変更回路85には、インデッ
クスの更新きざみを制御する信号d317(標準的には
d=1)とUPA313、UPB314および符号化条
件メモリ74から現在のインデックスI307が入力さ
れている。
The index change circuit 85 receives a signal d317 (standardly d=1) for controlling the index update step, and the current index I307 from the UPA 313, UPB 314, and encoding condition memory 74.

【0098】表3はインデックス変更回路85における
インデックス更新方法を示すテーブルである(表3には
更新きざみがd=1とd=2の場合を示している。)こ
のテーブルを現在のインデックスI、更新きざみ条件d
、UPA、UPBで参照することにより更新したインデ
ックスI′を決定する。
Table 3 is a table showing the index update method in the index change circuit 85 (Table 3 shows cases where the update increments are d=1 and d=2.) This table is used as the current index I, Update step condition d
, UPA, and UPB to determine the updated index I'.

【0099】また、I=1でUPB=1(シリアル画素
信号X115とMPS308が不一致の場合)の時はE
X信号318をセットする。
Furthermore, when I=1 and UPB=1 (when serial pixel signal X115 and MPS308 do not match), E
Set the X signal 318.

【0100】EX信号318が1の時に反転器86では
現在のMPS308のシンボルを反転させ(0→11又
は1→0)、更新MPS′310を得る。また、EX信
号が0のときはMPS′は変化させない。更新されたI
′309およびMPS′310は符号化条件メモリ74
に記憶され、次の処理用のインデックスIおよびMPS
として用いられる。
When the EX signal 318 is 1, the inverter 86 inverts the symbol of the current MPS 308 (0→11 or 1→0) to obtain an updated MPS' 310. Furthermore, when the EX signal is 0, MPS' is not changed. updated I
'309 and MPS'310 are encoding condition memory 74
index I and MPS for next processing
used as.

【0101】尚、第3表に示した更新法は、ROMなど
によりテーブルでも構成できるし、加減算器を使ってロ
ジックで構成することも可能である。
Note that the updating method shown in Table 3 can be configured as a table using a ROM or the like, or it can be configured as a logic using an adder/subtractor.

【0102】以上の如く、2のべき乗の多項式で近似し
たLPSの出現確率qを表わすインデックスIの値に応
じて定められたMPSの数分のMPSが発生したときに
は、インデックスIをd加算し、算術符号に用いるLP
Sの出現確率qを小さくせしめ、一方、LPSが発生し
たときには、インデックスIをd減算し、算術符号に用
いるLPSの出現確率qを大きくせしめる。また、更に
LPSの出現確率qが0.5を表わす状態(インデック
スIが1の状態)においてLPSが発生した場合は、M
PSを反転する。
As described above, when MPSs as many as the number of MPSs determined according to the value of the index I representing the appearance probability q of an LPS approximated by a polynomial of a power of 2 are generated, add d to the index I, LP used for arithmetic codes
The appearance probability q of S is made small, while when an LPS occurs, the index I is subtracted by d to make the appearance probability q of the LPS used for the arithmetic code larger. Furthermore, if an LPS occurs in a state where the LPS appearance probability q is 0.5 (a state where index I is 1), M
Invert PS.

【0103】この様に、入力画像に適応的にインデック
スIおよびMPSを更新することにより、符号化効率の
良い算術符号化が達成できる。
[0103] In this way, by adaptively updating the index I and MPS to the input image, arithmetic coding with high coding efficiency can be achieved.

【0104】図14は本実施例で用いる算術符号の符号
化効率曲線である。以下、インデックスIの値を小文字
iで示す。この曲線はLPSの出現確率をq、符号化時
での近似確率qeiとした時に式(6)で示される。そ
して、LPSの出現確率qの値の大きい方から小さい方
へ、順次インデックスIを1、2、3、…と付与する。
FIG. 14 is a coding efficiency curve of the arithmetic code used in this embodiment. Hereinafter, the value of index I will be indicated by a lowercase letter i. This curve is expressed by equation (6), where q is the probability of appearance of LPS, and qei is the approximate probability at the time of encoding. Then, indexes I are sequentially assigned as 1, 2, 3, etc. from the larger value of the LPS appearance probability q to the smaller value.

【0105】[0105]

【外2】 ここで、分子はエントロピであり、qeiは式(7)で
示される値である。
(2) Here, the numerator is entropy, and qei is the value shown by formula (7).

【0106】qei=q1+q2…(7)q1、Q2の
値は2のべき乗の多項近似の値で第4表で与えられてい
る。例えば(8)〜(10)で示される。
qei=q1+q2 (7) The values of q1 and Q2 are polynomial approximation values of powers of 2 and are given in Table 4. For example, it is shown by (8) to (10).

【0107】qei′=2−1…(8)qe2′=2−
1  −2−4…(9)qe3′=2−2+2−3…(
10) となり、この確立において効率ηが1.0になるピーク
点となるqeiを以上実効確率と呼ぶ。また効率曲線の
交点を境界確率qbiと呼び、この確立を境に隣の実効
確率を使って符号化するほうが効率が向上することは明
らかである。
qei'=2-1...(8) qe2'=2-
1 -2-4...(9) qe3'=2-2+2-3...(
10) In this probability, the peak point qei at which the efficiency η becomes 1.0 is called the effective probability. Furthermore, the intersection point of the efficiency curves is called the boundary probability qbi, and it is clear that the efficiency is improved by encoding using the adjacent effective probability at this point.

【0108】本実施例では、式(5)で示したように2
つの項で近似できる確率から第4表に示した実効確率q
eiを選んでいる。また、第4表のQ1、Q2、Q3は
算術符号器78に送るパラメータQc311である。即
ち、Q1、Q2はシフトレジスタへ与えるシフト量であ
り、このシフト演算により2のべき乗計算を行なってい
る。また、Q3は第2項めの係数を示し、+、−の切換
えを行なう。
In this example, as shown in equation (5), 2
The effective probability q shown in Table 4 is calculated from the probability that can be approximated by two terms.
I am choosing ei. Furthermore, Q1, Q2, and Q3 in Table 4 are parameters Qc311 sent to the arithmetic encoder 78. That is, Q1 and Q2 are shift amounts given to the shift register, and a power of 2 calculation is performed by this shift operation. Further, Q3 indicates a coefficient of the second term, and switches between + and -.

【0109】第1表のMCの値は、以下のように決定し
ている。
The values of MC in Table 1 are determined as follows.

【0110】即ち、LPSの数をNL、MPSの数をN
Mとした時、LPSの発生確率は式(11)で与えられ
る。
[0110] That is, the number of LPS is NL, and the number of MPS is N.
When M is assumed, the probability of LPS occurrence is given by equation (11).

【0111】[0111]

【外3】 この式をNMで解くと式(12)になる。[Outer 3] Solving this equation using NM gives equation (12).

【0112】NM=「NL(1/q−1)」…(12)
ただし「x」は小数点以下の切り上げを表わす。式(1
2)におけるqに図11に示したqbiを与えることに
より、こそでの優勢シンボル(MPS)の数NMiが計
算される。従って、MC波式(13)から計算される。
[0112]NM=“NL(1/q-1)”…(12)
However, "x" represents rounding up to the nearest whole number. Formula (1
By giving qbi shown in FIG. 11 to q in 2), the number NMi of dominant symbols (MPS) at the moment is calculated. Therefore, it is calculated from the MC wave equation (13).

【0113】MCi=NMi+1−NMi…(13)MCi=NMi+1-NMi (13)


0114】第1表のMCの値は式(11)、(12)、
(13)からNL=2として計算したものである。
[
[0114] The values of MC in Table 1 are expressed by equations (11), (12),
It is calculated from (13) with NL=2.

【0115】この様に、図14の如くの各境界確率qb
iに基づいて各インデックスIに対応した優勢シンボル
MPSの数NMiを求め、隣り合ったインデックス間の
優勢シンボルNMの差を各インデックスIに対応するM
Cとする。
In this way, each boundary probability qb as shown in FIG.
The number NMi of dominant symbols MPS corresponding to each index I is determined based on i, and the difference in the dominant symbols NM between adjacent indices is calculated as M corresponding to each index I.
Let it be C.

【0116】そして、このMCの値と発生する優勢シン
ボルMPSの数を前述の如く比較し、MCの値と優勢シ
ンボルMPSの数が一致したならば、その状態は隣のイ
ンデックスIを用いた符号化が適した状態と判断して、
インデックスIを変更する。これによって、優勢シンボ
ルMPSの発生数を基にして良好なタイミングでインデ
ックスのIの変更がなされ、且つ、最適なインデックス
Iを用いた符号化を適応的に達成できる。
[0116] Then, the value of this MC and the number of generated dominant symbols MPS are compared as described above, and if the value of MC and the number of dominant symbols MPS match, the state is determined by the code using the neighboring index I. It is determined that the situation is suitable for
Change index I. As a result, the index I can be changed at a good timing based on the number of occurrences of dominant symbols MPS, and encoding using the optimum index I can be adaptively achieved.

【0117】図15は算術符号器78のブロック図であ
る。
FIG. 15 is a block diagram of arithmetic encoder 78.

【0118】符号パラメータ決定回路76で決められた
コントロール信号Q311(第4表)のうちシフトレジ
スタA90にQ1を、シフトレジスタB91にQ2、セ
レクタ92にQ3が入力される。Q1、Q2は夫々シフ
トレジスタA、Bに対してAugend信号であるAS
323を何bit右にシフトするかを指示する。シフト
された結果が出力信号322、331となる。
Of the control signals Q311 (Table 4) determined by the code parameter determination circuit 76, Q1 is input to the shift register A90, Q2 to the shift register B91, and Q3 to the selector 92. Q1 and Q2 are AS Augend signals for shift registers A and B, respectively.
Indicates how many bits to shift 323 to the right. The shifted results become output signals 322 and 331.

【0119】信号331は、反転器96により補数がと
られ、セレクタ92はコントロール信号Q3により信号
331又は反転器96の出力信号を選択し、出力信号3
32を得る。
The signal 331 is complemented by the inverter 96, and the selector 92 selects the signal 331 or the output signal of the inverter 96 by the control signal Q3, and outputs the output signal 3.
Get 32.

【0120】加算器93ではシフトレジスタA90から
の信号322とセレクタ92からの信号332の加算が
行われ、AS1信号324が出力される。減算器94で
は、AS信号323からAS1信号324を減算し、A
S0信号325を得る。
Adder 93 adds signal 322 from shift register A90 and signal 332 from selector 92, and outputs AS1 signal 324. The subtracter 94 subtracts the AS1 signal 324 from the AS signal 323, and
Obtain S0 signal 325.

【0121】セレクタ95ではAS0信号325とAS
1信号324のいずれかをYN信号301により選択す
る。 即ちYN信号が1の時はAS0信号が、また、YN信号
が0の時はAS1信号がA′信号326になる。
[0121] In the selector 95, the AS0 signal 325 and the AS
1 signal 324 is selected by the YN signal 301. That is, when the YN signal is 1, the AS0 signal becomes the A' signal 326, and when the YN signal is 0, the AS1 signal becomes the A' signal 326.

【0122】シフト回路89ではA′信号のMSBが1
になるまで左へシフトする処理が行われ、このシフトに
よりAS′信号327が得られる。このシフトの回数に
相当するシフト信号332は、コードレジスタ99に入
り、コードレジスタ99からはシフト回数に相当する数
のbitがMSBから順番に出力され符号データの33
0になる。
In the shift circuit 89, the MSB of the A' signal is 1.
A shift process to the left is performed until the AS' signal 327 is obtained. The shift signal 332 corresponding to the number of shifts enters the code register 99, and the code register 99 outputs bits of the number corresponding to the number of shifts in order starting from the MSB.
becomes 0.

【0123】符号データ330は、図示しないbit処
理方法にて、bit1の連続が有限個内になるように処
理され、復号器14側に伝送されることになる。
[0123] The code data 330 is processed by a bit processing method (not shown) so that the number of consecutive bits is within a finite number, and is transmitted to the decoder 14 side.

【0124】また、コードレジスタ99の内容CR32
8は加算器で97でAS0信号325と加算され、セレ
クト98に入る。また、AS0信号325にの加算され
ていない信号CR328もセレクタ98に入り、YN信
号301が1の時はCR′=CR、YN信号が0の時は
CR′=CR+AS0となるCR′信号329として出
力される。コードレジスタ99に関して前述したシフト
処理はCR′信号に対しても行う。
[0124] Also, the contents of code register 99 CR32
8 is added to the AS0 signal 325 in an adder 97 and enters the select 98. In addition, the signal CR328 that is not added to the AS0 signal 325 also enters the selector 98, and when the YN signal 301 is 1, CR'=CR, and when the YN signal is 0, CR'=CR+AS0. Output. The shift processing described above regarding code register 99 is also performed on the CR' signal.

【0125】[0125]

【表1】[Table 1]

【0126】[0126]

【表2】[Table 2]

【0127】[0127]

【表3】[Table 3]

【0128】[0128]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
多値カラー信号をブロック毎に、エッジ部であるか否か
を判定し、エッジ部であるブロックについて2値化後、
エントロピ符号化することにより文字、線等のエッジ部
の2値カラーについては劣化の少ないシャープな画像を
高圧縮率で符号化できる。また、カラー写真等エッジ部
の少ない多値カラーについてはエッジ部をのぞいた低周
波画像について符号化が行われるため高圧縮率の符号化
が可能となる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention,
For each block of the multivalued color signal, it is determined whether or not it is an edge part, and after binarizing the block that is an edge part,
By entropy encoding, a sharp image with little deterioration can be encoded at a high compression rate for binary colors at the edges of characters, lines, etc. Furthermore, for multivalued color images with few edges, such as color photographs, encoding is performed on low-frequency images excluding the edge portions, making it possible to encode at a high compression rate.

【0129】更に、エッジ部の2値カラー画像を階層的
に符号化を行うことにより、データ量が少ないにもかか
わらず、エッジ部等を保存した劣化の少ない画像が符号
化でき全体画像の早期把握を実現するものである。
Furthermore, by hierarchically encoding the binary color image at the edge, an image with less deterioration can be encoded that preserves the edge, etc., even though the amount of data is small, and the entire image can be encoded at an early stage. It is something that realizes understanding.

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

【図1】カラー画像符号化装置のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of a color image encoding device.

【図2】ブロックエッジの判定を示す図。FIG. 2 is a diagram showing block edge determination.

【図3】差分動作を示す図。FIG. 3 is a diagram showing differential operation.

【図4】符号器のブロック図。FIG. 4 is a block diagram of an encoder.

【図5】変換係数を示す図。FIG. 5 is a diagram showing conversion coefficients.

【図6】階層符号化のブロック図。FIG. 6 is a block diagram of layered encoding.

【図7】復号装置のブロック図。FIG. 7 is a block diagram of a decoding device.

【図8】復号装置のブロック図。FIG. 8 is a block diagram of a decoding device.

【図9】画素参照を示すブロック図。FIG. 9 is a block diagram showing pixel references.

【図10】参照画素を示す図。FIG. 10 is a diagram showing reference pixels.

【図11】符号器のブロック図。FIG. 11 is a block diagram of an encoder.

【図12】予測変換回路のブロック図。FIG. 12 is a block diagram of a predictive conversion circuit.

【図13】更新回路のブロック図。FIG. 13 is a block diagram of an update circuit.

【図14】符号化効率曲線を示す図。FIG. 14 is a diagram showing a coding efficiency curve.

【図15】算術符号器のブロック図。FIG. 15 is a block diagram of an arithmetic encoder.

【図16】復号動作を示す図。FIG. 16 is a diagram showing a decoding operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20  画像メモリ 21  2値化器 22  2値メモリ 23  減算器 24  差分メモリ 25  符号器A 26  符号器B 20 Image memory 21 Binarizer 22 Binary memory 23 Subtractor 24 Differential memory 25 Encoder A 26 Encoder B

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  多値カラー画像を符号化するカラー画
像符号化装置において、画像を2値カラー画像と多値カ
ラー画像に分離し、前記2値カラー画像を階層的に符号
化することを特徴とするカラー画像符号化装置。
1. A color image encoding device for encoding a multi-valued color image, characterized in that the image is separated into a binary color image and a multi-valued color image, and the binary color image is hierarchically encoded. Color image encoding device.
【請求項2】  請求項1に記載のカラー画像符号化装
置において、M×N(M、Nは2以上の自然数)画素ブ
ロック毎にエッジ部を含むブロックか含まないブロック
かを判定し、エッジを含むブロックに対しては2値化を
行い、その他のブロックに対してはマスク(0にする)
した2値カラー画像と、原画像と2値カラー画像との差
分とった多値カラー画像とに分離することを特徴とする
カラー画像符号化装置。
2. In the color image encoding device according to claim 1, it is determined for each M×N (M and N are natural numbers of 2 or more) pixel block whether the block includes an edge portion or not; Binarize the blocks containing , and mask (set to 0) the other blocks.
A color image encoding device that separates a binary color image into a multivalued color image obtained by taking a difference between the original image and the binary color image.
【請求項3】  請求項1に記載のカラー画像符号化装
置において、前記多値カラー画像を2値カラー画像と独
立に符号化することを特徴とするカラー画像符号化装置
3. The color image encoding apparatus according to claim 1, wherein the multivalued color image is encoded independently of the binary color image.
JP3084028A 1991-04-16 1991-04-16 Color picture encoder Pending JPH04316279A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3084028A JPH04316279A (en) 1991-04-16 1991-04-16 Color picture encoder
US08/402,325 US5761342A (en) 1991-04-16 1995-03-10 Image processing apparatus and method

Applications Claiming Priority (1)

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JP3084028A JPH04316279A (en) 1991-04-16 1991-04-16 Color picture encoder

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JP (1) JPH04316279A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006246374A (en) * 2005-03-07 2006-09-14 Toshiba Corp Image compressor, image compression method, and image compression program
JP2016152423A (en) * 2015-02-16 2016-08-22 富士ゼロックス株式会社 Image processing apparatus and image processing program
JP2017022652A (en) * 2015-07-14 2017-01-26 富士ゼロックス株式会社 Image processing device and image processing program

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