JP2007088684A - 符号化装置、復号化装置、符号化方法、復号化方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 比較的軽い処理負荷で、高圧縮率を実現することができる符号化装置を提供する。
【解決手段】 画像処理装置２は、予測符号化処理で用いられる予測方法で、処理対象である注目画素の予測値を生成し、生成された予測値と、注目画素の画素値とを比較して、注目画素の画素値と予測値とが一致する場合に、この注目画素について色変換処理を行わず、注目画素の画素値と予測値とが一致することを示す一致情報を符号化し、注目画素の画素値が予測値と一致しない場合に、この注目画素について算出された予測誤差値を色変換し、色変換された予測誤差値を符号化する。
【選択図】図４

Description

本発明は、予測符号化方式を適用した符号化装置に関する。

データの自己相関関係に着目して符号化する方法としては、例えば、ランレングス符号化、ＪＰＥＧ−ＬＳ及びＬＺ符号化（Ziv-Lempel符号化）などがある。特に、画像データの場合には、近傍の画素同士が高い相関関係を有するので、この点に着目して画像データを高い圧縮率で符号化することができる。

本発明は、上述した背景からなされたものであり、比較的軽い処理負荷で、高圧縮率を実現することができる符号化装置を提供することを目的とする。

［符号化装置］
上記目的を達成するために、本発明にかかる符号化装置は、既定の予測方法で、入力された第１の色空間の画像データについて予測データを生成する予測手段と、前記予測手段により生成された予測データと、入力された画像データとの一致度合いに応じて、入力された画像データを第２の色空間の画像データに変換する色空間変換手段と、前記色空間変換手段により変換された画像データの符号を生成する符号生成手段とを有する。

好適には、前記第２の色空間は、輝度又は明度と、色差とで表現される輝度色差空間であり、前記色空間変換手段は、入力された画像データのうち、前記予測手段により生成された予測データとの差分が既定の範囲外となる画像領域の画像データのみ、輝度色差空間の画像データに変換する。

好適には、前記第２の色空間は、輝度又は明度と、色差とで表現される輝度色差空間であり、前記色空間変換手段は、入力された画像データのうち、前記予測手段により生成された予測データと一致しなかった画像領域の画像データのみを、輝度色差空間の画像データに変換する。

前記色空間変換手段により変換された画像データに基づいて、輝度色差空間の予測データを生成し、生成された予測データと、変換された輝度色差空間の画像データとの差分データを算出する予測誤差算出手段をさらに有し、前記符号生成手段は、前記予測誤差算出手段により算出された差分データの符号を生成する。

好適には、前記予測手段により生成された予測データと、入力された画像データとが一致したことを示す一致情報を符号化する一致情報符号化手段をさらに有し、前記符号生成手段は、前記色空間変換手段により変換された画像データに基づいて、入力された画像データと、前記予測手段により生成された予測データとの差分を示す差分データを符号化する。

また、本発明にかかる符号化装置は、既定の予測方法で、入力された第１の色空間の画像データについて予測データを生成する予測手段と、前記予測手段により生成された予測データと、入力された画像データとの差分データを算出する予測誤差算出手段と、前記予測誤差算出手段により算出された差分データを、第２の色空間の差分データに変換する色空間変換手段と、前記色空間変換手段により変換された差分データを符号化する予測誤差符号化手段とを有する。

また、本発明にかかる符号化装置は、入力された第１の色空間の画像データに基づいて、既定の予測方法で予測データを生成する予測手段と、前記予測手段により生成された予測データと、入力された画像データとの差分データを算出する予測誤差算出手段と、前記予測誤差算出手段により算出された差分データのうち、既定の範囲の差分データを、第２の色空間の差分データに変換する色空間変換手段と、前記色空間変換手段により変換された差分データと、画像データと予測データとの一致情報とを符号化する符号化手段とを有する。

［復号化装置］
また、本発明にかかる復号化装置は、他の画像領域と画像データが一致していることを示す一致情報と、画像データと予測データとの差分データとが含まれた符号データを取得する符号取得手段と、前記符号取得手段により取得された符号データの差分データに基づいて、第１の色空間の画像データを生成する画像生成手段と、前記画像生成手段により生成された画像データを、第２の色空間の画像データに変換する色空間変換手段と、前記符号取得手段により取得された符号データの一致情報に基づいて、他の画像領域の画像データを複製する複製手段とを有する。

［符号化方法］
また、本発明にかかる符号化方法は、既定の予測方法で、入力された第１の色空間の画像データについて予測データを生成し、生成された予測データと、入力された画像データとの一致度合いに応じて、入力された画像データを第２の色空間の画像データに変換し、変換された画像データの符号を生成する。

［復号化方法］
また、本発明にかかる復号化方法は、他の画像領域と画像データが一致していることを示す一致情報と、画像データと予測データとの差分データとが含まれた符号データを取得し、取得された符号データの差分データに基づいて、第１の色空間の画像データを生成し、生成された第１の色空間の画像データを、第２の色空間の画像データに変換し、変換された第２の色空間の画像データのうち、取得された符号データの一致情報に対応する画像データを複製する。

［プログラム］
また、本発明にかかるプログラムは、既定の予測方法で、入力された第１の色空間の画像データについて予測データを生成するステップと、生成された予測データと、入力された画像データとの一致度合いに応じて、入力された画像データを第２の色空間の画像データに変換するステップと、変換された画像データの符号を生成するステップとをコンピュータに実行させる。

また、本発明にかかるプログラムは、他の画像領域と画像データが一致していることを示す一致情報と、画像データと予測データとの差分データとが含まれた符号データを復号化するコンピュータにおいて、取得された符号データの差分データに基づいて、第１の色空間の画像データを生成するステップと、生成された第１の色空間の画像データを、第２の色空間の画像データに変換するステップと、変換された第２の色空間の画像データのうち、取得された符号データの一致情報に対応する画像データを複製するステップとを前記コンピュータに実行させる。

本発明の符号化装置によれば、比較的軽い処理負荷で、高圧縮率を実現することができる。

［背景と概略］
まず、本発明の理解を助けるために、その背景及び概略を説明する。
例えば、ＪＰＥＧ−Ｂａｓｅｌｉｎｅ方式では、入力画像全体をＹＣｂＣｒ色空間の画像に変換することにより、視覚上の画質を保ちながら高圧縮を図っている。
しかしながら、色空間を変換する色変換処理は、多数の乗算処理を要するため、処理負荷が大きい。

また、予測符号化方式において、入力画像をＹＣｂＣｒ色空間の画像に変換してから符号化を行った場合には、入力画像の種類によって、色変換による効果が大きく異なってくる。

図１は、入力された画像データ（ＲＧＢ）をＹＣｂＣｒ色空間の画像データに変換して符号化した場合の符号量を例示する図である。
なお、本図において、ＣＧ１〜ＣＧ３は、互いに異なるコンピュータグラフィックス（以下、ＣＧ）に相当し、ＰＩＣ１〜ＰＩＣ５は、互いに異なる写真画像に相当する。また、ＹＣＣ４４４は、各色成分をそのまま符号化した場合の符号量を示し、ＹＣＣ４２２は、色差成分（Ｃｒ成分及びＣｂ成分）を主走査方向に１／２に間引いて符号化した場合の符号量を示す。
図１に例示するように、色変換及び色差成分の間引きは、写真画像（ＰＩＣ１〜ＰＩＣ５）において顕著な効果を有するが、ＣＧ（ＣＧ１〜ＣＧ３）においては、ほとんど効果がない。

このように、画像の種類によっては、色変換の効果がほとんどなく、色変換処理に要する処理負荷を考えると、色変換を行わない方がよい場合もある。
すなわち、画像によっては、色変換処理によって処理負荷が増加するだけで、圧縮率に改善が見られない場合がある。

そこで、本実施形態における画像処理装置２は、既定の予測方法で、処理対象である画像データの予測データを生成し、生成された予測データと、処理対象である画像データとの一致度合いに応じて、処理対象である画像データに対して色変換処理を行う。
より具体的には、本画像処理装置２は、予測符号化処理で用いられる予測方法で、処理対象である注目画素の予測値を生成し、生成された予測値と、注目画素の画素値とを比較して一致する場合に、この注目画素について色変換処理を行わず、予測値と画素値とが一致しない場合に、この注目画素について色変換処理を行い、色変換された画素値を符号化する。

図２（Ａ）は、色変換処理の変換式を例示し、図２（Ｂ）は、予測誤差の変換式を例示する図である。
ＲＧＢ色空間からＹＣｒＣｂ色空間への変換は、例えば、図２（Ａ）に例示する変換式で実現される。
図２（Ａ）の式には、９個の乗算が含まれている。これに対して、予測符号化処理は、予測処理を除けば比較処理と減算処理程度で構成されるので、処理負荷が軽い。したがって、圧縮率が向上しない限り、色変換処理の追加は、見合わないことになる。
ここで、図２（Ａ）に例示する変換式を見ても分かるように、色変換処理は、線形変換である。
線形変換では、変換後の差分は変換前の差分を変換した結果に等しい。すなわち、図２（Ａ）に例示する変換式を用いて、ＹＣｂＣｒ色空間の差分値（例えば予測誤差）を算出する場合には、図２（Ｂ）に例示する変換式を適用することができる。
なお、図２（Ｂ）に示す変換式において、「ＹＣｂＣｒ１」及び「ＹＣｂＣｒ０」はＹＣｂＣｒ色空間の画素値（又は予測値）を示し、「ＲＧＢ１」及び「ＲＧＢ０」はＲＧＢ色空間の画素値（又は予測値）を示す。したがって、「ＹＣｂＣｒ１−ＹＣｂＣｒ０」は、ＹＣｂＣｒ色空間の差分値（予測誤差など）を示し、「ＲＧＢ１−ＲＧＢ０」は、ＲＧＢ色空間の差分値（予測誤差など）を示す。

また予測式が線形であれば、以下の２式が等価となる。
ＹＣｂＣｒ１＝ＰＲＥＤ（ＹＣｂＣｒ０）
ＲＧＢ１＝ＰＲＥＤ（ＲＧＢ０）
すなわち、予測値を色変換しても、色変換してから予測値を算出しても結果が同じである。
なお、ＰＲＥＤ（）は予測式である。また、上記式では簡単のため引数を１つにしたが、これが周辺画素など、複数になっても構わない。

そこで、本実施形態における画像処理装置２は、予測処理のうちの比較処理をＲＧＢ色空間（すなわち、入力画像の色空間）で行う。これは、上記２式が等価であるからである。
また、本画像処理装置２は、予測誤差の算出処理を実施する場合に、まずＲＧＢ色空間で予測誤差を算出し、算出された予測誤差（ＲＧＢ）をＹＣｂＣｒ色空間の値に変換する。具体的には、図２（Ｂ）の式を用いて予測誤差（ＲＧＢ）がＹＣｂＣｒ色空間の予測誤差に変換される。
この結果として、出力される符号はＹＣｂＣｒ色空間の符号となる。
なお、本例では、入力画像の色空間がＲＧＢ色空間であり、符号の色空間がＹＣｂＣｒ色空間である場合を具体例として説明するが、これに限定されるものではなく、例えば、入力画像の色空間は他の色空間でもよいし、符号の色空間は他の輝度色差空間でもよい。ただし、両者の色空間の間には、線形変換の関係が成立していることが望ましい。
なお、以下の説明において、ＹＣｂＣｒ色空間を便宜上ＹＣＣ色空間と表記する。

［ハードウェア構成］
次に、本実施形態における画像処理装置２のハードウェア構成を説明する。
図３は、本発明にかかる符号化方法及び復号化方法が適応される画像処理装置２のハードウェア構成を、制御装置２１を中心に例示する図である。
図３に例示するように、画像処理装置２は、ＣＰＵ２１２及びメモリ２１４などを含む制御装置２１、通信装置２２、ＨＤＤ・ＣＤ装置などの記録装置２４、並びに、ＬＣＤ表示装置あるいはＣＲＴ表示装置およびキーボード・タッチパネルなどを含むユーザインターフェース装置（ＵＩ装置）２５から構成される。
画像処理装置２は、例えば、本発明にかかる符号化プログラム５及び復号化プログラム（後述）がプリンタドライバの一部としてインストールされた汎用コンピュータであり、通信装置２２又は記録装置２４などを介して画像データを取得し、取得された画像データを符号化してプリンタ装置３に送信する。

［符号化プログラム］
図４は、制御装置２１（図３）により実行され、本発明にかかる符号化方法を実現する第１の符号化プログラム５の機能構成を例示する図である。
図４に例示するように、第１の符号化プログラム５は、予測部５００、予測誤差算出部５１０、色変換部５２０及び符号化部５３０を有する。

符号化プログラム５において、予測部５００は、既定の予測方法で、入力された画像データについて予測データを生成し、生成された予測データと、処理対象である画像データとを比較して、比較結果を予測誤差算出部５１０及び符号化部５３０に出力する。比較結果とは、画像データと予測データとの差分が既定の範囲（以下、許容範囲という）内であるか否かを示す情報であり、例えば、画像データと予測データとが一致しているか否かを示す情報である。この許容範囲は、非可逆性を許容する範囲であり、画像データと予測データとが差分が許容範囲内であれば、一致していたものとみなして符号化する。
より具体的には、予測部５００は、予測符号化処理で用いられる少なくとも一部の予測式を用いて、入力された画像データに基づいて予測データを生成し、生成された予測データと、元の画像データとを比較する。
本例の予測部５００は、図６で後述する４つの予測方法で、注目画素の予測値（ＲＧＢ値）を生成し、生成された４つの予測値それぞれと、注目画素の画素値とを比較して、予測値と画素値とが一致しているか否かを予測誤差算出部５１０及び符号化部５３０に出力する。

また、予測部５００は、生成された予測データ（本例では、４つの予測値の１つ）と、処理対象の画像データ（本例では、注目画素の画素値（ＲＧＢ））とを予測誤差算出部５１０に出力する。

予測誤差算出部５１０は、予測部５００から入力された画像データ及び予測データに基づいて、処理対象である画像データと予測データとの差分を算出し、算出された差分（以下、予測誤差）を色変換部５２０に出力する。
本例の予測誤差算出部５１０は、予測部５００から入力された予測値（図６の参照画素Ａの画素値）と、注目画素の画素値との差分値（ＲＧＢ）を予測誤差として算出する。
なお、予測誤差算出部５１０に入力された比較結果（一致しているか否か）は、色変換部５２０に出力される。

色変換部５２０は、予測誤差算出部５１０から入力された比較結果に基づいて、画像データと予測データとの一致度合いを判定し、判定された一致度合いに応じて、入力された画像データを、他の色空間の画像データに変換し、変換された画像データを符号化部５３０に出力する。
より具体的には、色変換部５２０は、入力された画像データのうち、予測データとの差分が既定の許容範囲外である画像データを、輝度色差空間の画像データに変換し、差分が許容範囲内である画像データに対しては色変換処理を行わない。
本例の色変換部５２０は、注目画素の画素値と、この注目画素に対する４つの予測値のいずれかとが一致している場合には、この注目画素に関する色変換処理を行わず、注目画素の画素値と、この注目画素に対する４つの予測値のいずれもが一致しない場合には、この注目画素について算出された予測誤差値（予測誤差算出部５１０から入力される予測誤差）を、ＹＣＣ色空間の値に変換する。

符号化部５３０は、色変換部５２０から入力された画像データ（本例では、ＹＣＣ色空間に変換された予測誤差）と、予測部５００から入力された比較結果（一致しているか否かを示す情報）とを符号化する。
より具体的には、符号化部５３０は、色変換部５２０から入力された予測誤差と、予測部５００から入力された比較結果とに基づいて、予測部５００により適用された予測方法を少なくとも一部に用いる予測符号化方式の符号データを生成する。
本例の符号化部５３０は、注目画素の画素値と予測値とがいずれも一致しない旨が予測部５００から入力された場合に、色変換部５２０から入力された予測誤差値（ＹＣＣ）に対応するハフマン符号を生成し、いずれかの予測値が注目画素の画素値と一致する旨が入力された場合には、一致する予測方法の連続一致数（ラン数）を計数し、一致する予測方法に対応する符号と、ラン数に対応するハフマン符号を生成する。

図５は、符号化部５３０（図４）の構成をより詳細に説明する図である。
図５に例示するように、符号化部５３０は、ラン計数部５３２、選択部５３４、及び符号出力部５３６を含む。
ラン計数部５３２は、同一の予測方法が連続して一致する数（連続一致数）をカウントし、一致する予測方法の識別情報（以下、予測部ＩＤという）及びその連続一致数を選択部５３４に出力する。
本例のラン計数部５３２は、複数の予測方法により生成された予測値全てが注目画素の画素値と一致しなかった場合に、内部カウンタでカウントされている予測部ＩＤ及びその連続一致数を選択部５３４に出力する。

選択部５３４は、色変換部５２０（図４）から０以外の予測誤差値（ＹＣＣ）が入力されると、ラン計数部５３２により予測部ＩＤ毎にカウントされている連続一致数に基づいて、最も長く連続した予測部ＩＤを選択し、この予測部ＩＤ及びその連続数並びに予測誤差値（ＹＣＣ）を被符号化シンボルとして符号出力部５３６に出力する。

符号出力部５３６は、選択部５３８から入力された被符号化シンボル（予測部ＩＤ、連続一致数及び予測誤差値（ＹＣＣ））を符号化し、通信装置２２（図３）又は記録装置２４（図３）などに出力する。

図６は、符号化プログラム５（図４）によりなされる符号化処理を説明する図であり、図６（Ａ）は、予測部５００により参照される画素の位置を例示し、図６（Ｂ）は、それぞれの参照画素に対応付けられた符号を例示し、図６（Ｃ）は、符号出力部５３６（図５）により生成される符号データを例示する。
図６（Ａ）に例示するように、予測部５００は、注目画素Ｘに対して既定の相対位置にある複数の参照画素Ａ〜Ｄ（参照画素とは、参照される画素を意味する）を参照して、参照画素Ａ〜Ｄの画素値それぞれを、注目画素Ｘに対する予測値として読み出す。具体的には、参照画素Ａは、注目画素Ｘの主走査方向上流に設定され、参照画素Ｂ〜Ｄは、注目画素Ｘの上方（副走査方向上流）の主走査ライン上に設定されている。
また、予測誤差算出部５１０は、注目画素Ｘの画素値と、参照画素Ａ（注目画素の直前の画素）の画素値との差分を予測誤差値として算出する。

また、図６（Ｂ）に例示するように、それぞれの参照画素Ａ〜Ｄには符号が対応付けられている。すなわち、本例では、各参照位置（参照画素Ａ〜Ｄ）が予測方法に対応しており、それぞれ符号が割り当てられている。
いずれかの予測値（すなわち、参照画素Ａ〜Ｄの画素値）が注目画素Ｘの画素値と一致した場合には、ラン計数部５３２（図５）は、予測が的中した参照位置に対応する予測部ＩＤの連続一致数を増加させ、全ての参照位置で予測が的中しなかった場合に、カウントしていた予測部ＩＤの連続一致数を選択部５３４に出力する。
符号出力部５３６（図５）は、図６（Ｂ）に例示するように、各予測部ＩＤ（参照画素Ａ〜Ｄ）と符号とを互いに対応付けており、注目画素Ｘと画素値が一致した参照位置に対応する符号を出力する。なお、それぞれの参照位置に対応付けられている符号は、例えば、各参照位置の的中率に応じて設定されたエントロピー符号であり、的中率に応じた符号長となる。

また、符号出力部５３６は、同一の参照位置で連続して画素値が一致する場合には、ラン計数部５３２によりカウントされたその連続一致数を符号化する。これにより、符号量が少なくなる。このように、符号化プログラム５は、図６（Ｃ）に例示するように、いずれかの参照位置で画素値が一致した場合には、その参照位置に対応する符号と、この参照位置で画素値が一致する連続一致数とを符号化し、いずれの参照位置でも画素値が一致しなかった場合には、既定の参照位置の画素値と注目画素Ｘの画素値との差分（予測誤差値）を符号化する。
また、図６（Ｃ）に例示するように、符号化プログラム５により生成される符号データは、ＹＣＣ色空間のみの値を含み、入力画像の色空間（ＲＧＢ）の値を含まない。

図７は、符号化プログラム５（図４）による符号化処理（Ｓ１０）のフローチャートである。
図７に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、符号化プログラム５は、入力された画像データにおいて、走査順に、注目画素Ｘを設定する。

ステップ１０５（Ｓ１０５）において、予測部５００（図４）は、注目画素Ｘに対応する参照画素Ａ〜Ｄの画素値を予測値として読み出し、読み出された４つの画素値（予測値）それぞれと、注目画素Ｘの画素値とを比較する。

ステップ１１０（Ｓ１１０）において、符号化プログラム５は、注目画素Ｘの画素値がいずれかの予測値と一致した場合（予測が的中した場合）に、Ｓ１１５の処理に移行し、注目画素Ｘの画素値がいずれの予測値とも一致しない場合（予測が外れた場合）に、Ｓ１２５の処理に移行する。

ステップ１１５（Ｓ１１５）において、予測部５００は、注目画素Ｘと画素値が一致する参照画素の予測部ＩＤを符号化部５３０に出力する。

ステップ１２０（Ｓ１２０）において、符号化部５３０のラン計数部５３２は、予測部５００から入力される予測部ＩＤに対応するカウント値を１つ増加させる。

ステップ１２５（Ｓ１２５）において、予測誤差算出部５１０は、注目画素Ｘの画素値と、参照画素Ａの画素値との差分を予測誤差値（ＲＧＢ）として算出し、算出された予測誤差値を色変換部５２０に出力する。

ステップ１３０（Ｓ１３０）において、色変換部５２０は、予測誤差算出部５１０から入力された予測誤差値（ＲＧＢ）を、図２（Ｂ）に示した変換式を用いて、ＹＣＣ色空間の予測誤差値（ＹＣＣ）に変換し、変換された予測誤差値（ＹＣＣ）を符号化部５３０に出力する。

ステップ１３５（Ｓ１３５）において、符号化部５３０の選択部５３４（図５）は、色変換部５２０から０以外の予測誤差値（ＹＣＣ）が入力されると、ラン計数部５３２により予測部ＩＤ毎にカウントされているカウント値（連続一致数）を読み出し、読み出されたカウント値に基づいて、被符号化シンボルであるラン数を生成し、生成されたラン数とその予測部ＩＤとを符号出力部５３６に出力する。
次に、選択部５３４は、色変換部５２０から入力された予測誤差値（ＹＣＣ）を符号出力部５３６に出力する。
符号出力部５３６（図５）は、選択部５３４から順に入力される予測部ＩＤ及びラン数並びに予測誤差値（ＹＣＣ）をそれぞれ符号化し出力する。

ステップ１４０（Ｓ１４０）において、符号化プログラム５は、画像データに含まれる全ての画素について処理したか否かを判定し、未処理の画素が存在する場合に、Ｓ１００の処理に戻って、次の注目画素に対する処理を行い、これ以外の場合に、符号化処理（Ｓ１０）を終了する。

このように、本実施形態における符号化プログラム５は、予測誤差のみをＹＣＣ色空間の値に変換し、予測符号化方式におけるＹＣＣ色空間の符号データを生成することができる。
これにより、全ての画像データを色変換した後で予測符号化処理を行う場合に比較して、符号化処理に要する処理負荷（又は処理時間）を抑えることができる。

［復号化プログラム］
図８は、制御装置２１（図３）により実行され、本発明にかかる復号化方法を実現する復号化プログラム６の機能構成を例示する図である。
図８に例示するように、復号化プログラム６は、シンボル生成部６００、色変換部６１０、画素値生成部６２０、画素値記憶部６３０、画素値複製部６４０、及びデータ出力部６５０を有する。

復号化プログラム６において、シンボル生成部６００は、入力された予測符号化方式の符号データを復号化して、シンボルを生成し、生成されたシンボルを色変換部６１０又は画素値複製部６４０に出力する。シンボルには、予測符号化処理で生成される被符号化シンボルが含まれており、例えば、画像データと予測データとが一致していることを示す一致情報と、画像データと予測データとの差分を示す差分データとが含まれている。
より具体的には、シンボル生成部６００は、符号に対してシンボルを対応付ける符号表を参照して、入力された符号データを、順に一致情報又は差分データに変換し、変換された一致情報を画素値複製部６４０に出力し、変換された差分データを色変換部６１０に出力する。
本例のシンボル生成部６００は、図６（Ｂ）に例示する符号表などを参照して、入力された符号データを、予測物ＩＤ及びラン数、又は、予測誤差値（ＹＣＣ）に変換し、予測部ＩＤ及びラン数（一致情報）を画素値複製部６４０に出力し、予測誤差値を色変換部６１０に出力する。

色変換部６１０は、シンボル生成部６００から入力された差分データを、他の色空間の差分データに変換し、変換された差分データを画素値生成部６２０に出力する。
より具体的には、色変換部６１０は、シンボル生成部６００から入力された輝度色差空間の差分データを、出力装置の色空間（ＲＧＢ色空間又はＣＭＹ色空間）に変換する。
本例の色変換部６１０は、シンボル生成部６００から入力された予測誤差値（ＹＣＣ）を、ＲＧＢ色空間の予測誤差値に変換する。色空間の変換には、例えば、図２（Ｂ）に例示した変換式の逆関数（逆行列）により実現される。

画素値生成部６２０は、既定の予測方法（符号化処理で用いられる予測方法）を用いて、予測データを生成し、生成された予測データと、色変換部６１０から入力された差分データとに基づいて、画像データを生成し、生成された画像データを画素値記憶部６３０及びデータ出力部６５０に出力する。
本例の画素値生成部６２０は、既に復号化した画素値（画素値記憶部６３０に記憶されている画素値）のうち、直前の画素（すなわち、図６（Ａ）の参照画素Ａ）の画素値を予測値として読み出し、読み出された画素値（ＲＧＢ）と、色変換部６１０から入力された予測誤差値（ＲＧＢ）とを加算して、画素値を生成し、生成された画素値を復号画像の画素値として画素値記憶部６３０及びデータ出力部６５０に出力する。

画素値記憶部６３０は、予測データを生成するために用いる画像データを記憶する。
より具体的には、画素値記憶部６３０は、既に復号化された画像データのうち、少なくとも予測データの生成に用いられる範囲の画像データと、既定の画像データ（最初の符号を復号化する場合などに用いられるデフォルト値）とを記憶する。
本例の画素値記憶部６３０は、既定の画素値（デフォルト値）に加えて、画素値生成部６２０又は画素値複製部６４０により生成される画素値（復号化された画素値（ＲＧＢ））のうち、処理対象である注目ラインの画素値と、この注目ラインの直前にある直前ラインの画素値とを記憶する。

画素値複製部６４０は、シンボル生成部６００から入力された一致情報に基づいて、画素値記憶部６３０から画像データの一部を読み出し、読み出された画像データを復号画像の一部としてデータ出力部６５０に出力する。
本例の画素値複製部６４０は、シンボル生成部６００から入力された予測部ＩＤに対応する参照位置の画素値を、画素値国部６３０に記憶されている画素値（ＲＧＢ）の中から読み出し、読み出された画素値を、シンボル生成部６００から入力されたラン数に応じて繰り返しデータ出力部６５０に出力する。
なお、データ出力部６５０に出力される画素値は、画素値記憶部６３０にも出力されて記憶される。

データ出力部６５０は、画素値生成部６２０から入力された画像データ、及び、画素値複製部６４０から入力された画像データに基づいて、復号化された画像データを生成し、生成された画像データを通信装置２２（図３）又は記録装置２４（図３）などに出力する。
本例のデータ出力部６５０は、画素値生成部６３０から入力される画素値（ＲＧＢ）、及び、画素値複製部６４０から入力される画素値（ＲＧＢ）を統合して、復号画像の画像データを生成する。

図９は、復号化プログラム６（図８）による復号化処理（Ｓ２０）のフローチャートである。
図９に示すように、ステップ２００（Ｓ２００）において、シンボル生成部６００は、既定の符号表を用いて、入力された符号データを複数のシンボルに変換する。

ステップ２０５（Ｓ２０５）において、シンボル生成部６００は、変換された複数のシンボルを順に注目シンボルとする。

ステップ２１０（Ｓ２１０）において、シンボル生成部６００は、注目シンボルが一致情報（予測部ＩＤ及びラン数）である場合には、注目シンボルを画素値複製部６４０に出力し、注目シンボルが予測誤差値（ＹＣＣ）である場合には、注目シンボルを色変換部６１０に出力する。
復号化プログラム６は、注目シンボルが一致情報である場合には、Ｓ２１５の処理に移行し、注目シンボルが一致情報でない場合に、Ｓ２２５の処理に移行する。

ステップ２１５（Ｓ２１５）において、画素値複製部６４０は、シンボル生成部６００から注目シンボル（予測部ＩＤ及びラン数）が入力されると、予測部ＩＤに対応する画素値（ＲＧＢ）を画素値記憶部６３０から読み出す。

ステップ２２０（Ｓ２２０）において、画素値複製部６４０は、画素値記憶部６３０から読み出された画素値（ＲＧＢ）を、ラン数に対応する回数だけ複製し、複製された画素値を画素値記憶部６３０及びデータ出力部６５０に出力する。

ステップ２２５（Ｓ２２５）において、色変換部６１０は、シンボル生成部６００から注目シンボル（予測誤差値）が入力されると、入力された予測誤差値（ＹＣＣ）を、図２（Ｂ）に示された変換式の逆関数を用いて、ＲＧＢ色空間の予測誤差値に変換し、変換された予測誤差値（ＲＧＢ）を画素値生成部６２０に出力する。

ステップ２３０（Ｓ２３０）において、画素値生成部６２０は、画素値記憶部６３０に記憶されている直前画素の画素値（ＲＧＢ）と、色変換部６１０から入力された予測誤差値（ＲＧＢ）とを合算して、復号化された画素値を生成し、生成された画素値（ＲＧＢ）を画素値記憶部６３０及びデータ出力部６５０に出力する。

ステップ２３５（Ｓ２３５）において、データ出力部６５０は、画素値複製部６４０又は画素値生成部６２０から入力された画素値を復号画像の画素値として通信装置２２（図３）又は記録装置２４（図３）などに出力する。
復号化プログラム６は、全てのシンボルについて処理がなされたか否かを判定し、未処理のシンボルが存在する場合に、Ｓ２０５の処理に戻って、次の注目シンボルに対する処理を行い、これ以外の場合に、復号化処理（Ｓ２０）を終了する。

このように、本実施形態における復号化プログラム６は、ある色空間（本例ではＹＣＣ）の符号データを復号化する場合に、予測誤差（差分データ）のみを色変換することにより、他の色空間（本例ではＲＧＢ）の画像データに復号化することができる。
これにより、全て復号化してから色変換する場合に比べて、復号化処理に要する処理負荷（又は処理時間）を抑えることができる。
なお、上記復号化方法は、符号化プログラム５により生成された符号データのみを対象とするものではなく、予測符号化方式で符号化された符号データであれば復号化することができる。

［第１変形例］
次に、上記実施形態の第１の変形例を説明する。
上記実施形態では、色変換が線形である場合を具体例として説明しているが、第１の変形例では、色変換が非線形である場合の符号化処理を説明する。
色変換処理が非線形であっても、第１の色空間で画像データと予測データとが一致する場合には、この画像データと予測データとを第２の色空間の値に変換して比較しても、ほぼ一致する。
そこで、第１の変形例では、予測誤差を算出する場合（すなわち、予測が的中しなかった場合）のみ、処理対象である画像データと、予測データの生成に用いる参照データ（例えば参照画素の画素値）とを色変換し、色変換された参照データに基づいて予測データを生成し、生成された予測データと、色変換された処理対象の画像データとに基づいて、予測誤差を算出する。
なお、ＲＧＢ色空間からＹＣＣ色空間への変換式（図２）は線形であるが、以下の説明では、説明の便宜上、この変換式を非線形であるとして説明する。

図１０は、第２の符号化プログラム５２の構成を例示する図である。なお、本図に示された各構成のうち、図４に示された構成と実質的に同一のものには同一の符号が付されている。
図１０に示すように、第２の符号化プログラム５２は、図４に示された符号化プログラム５のうち、予測誤差算出部５１０と色変換部５２０の順序を入れ替えた構成をとる。
本変形例における色変換部５２０（図１０）は、予測部５１０から入力された比較結果に基づいて、画像データと予測データとの一致度合いを判定し、判定された一致度合いに応じて、入力された画像データと、予測データの生成に用いる画像データ（参照データ）とを、他の色空間の画像データに変換し、変換された画像データ及び参照データを予測誤差算出部５１０に出力する。
具体的には、色変換部５２０は、注目画素の画素値と、この注目画素に対する４つの予測値（図６（Ａ）の参照画素Ａ〜Ｄの値）のいずれかとが一致している場合には、この注目画素に関する色変換処理を行わず、注目画素の画素値と、この注目画素に対する４つの予測値のいずれもが一致しない場合には、この注目画素の画素値（ＲＧＢ）と、参照画素Ａの画素値（ＲＧＢ）とを、ＹＣＣ色空間の値に変換する。

本変形例における予測誤差算出部５１０（図１０）は、色変換部５２０から入力された画像データと、参照データとの差分を算出し、算出された差分を予測誤差として符号化部５３０に出力する。
具体的には、予測誤差算出部５１０は、色変換部５２０から入力された注目画素の画素値（ＹＣＣ）と、参照画素Ａの画素値（ＹＣＣ）との差分を算出し、算出された差分値（ＹＣＣ）を予測誤差として符号化部５３０に出力する。

図１１は、第１の変形例における符号化処理（Ｓ１２）のフローチャートである。なお、本図に示された各処理のうち、図７に示された処理と実質的に同一のものには同一の符号が付されている。
図１１に示すように、Ｓ１００において、符号化プログラム５２（図１０）は、入力された画像データにおいて、走査順に、注目画素Ｘを設定する。
Ｓ１０５において、予測部５００（図１０）は、注目画素Ｘに対応する参照画素Ａ〜Ｄの画素値を予測値として読み出し、読み出された４つの画素値（予測値）それぞれと、注目画素Ｘの画素値とを比較する。
Ｓ１１０において、符号化プログラム５２は、注目画素Ｘの画素値がいずれかの予測値と一致した場合（予測が的中した場合）に、Ｓ１１５の処理に移行し、注目画素Ｘの画素値がいずれの予測値とも一致しない場合（予測が外れた場合）に、Ｓ１５０の処理に移行する。

Ｓ１１５において、予測部５００は、注目画素Ｘと画素値が一致する参照画素の予測部ＩＤを符号化部５３０に出力する。
Ｓ１２０において、符号化部５３０のラン計数部５３２は、予測部５００から入力される予測部ＩＤに対応するカウント値を１つ増加させる。

ステップ１５０（Ｓ１５０）において、色変換部５２０（図１０）は、注目画素Ｘの画素値（ＲＧＢ）と、参照画素Ａの画素値（ＲＧＢ）とを、色空間の変換式（非線形）を用いて、ＹＣＣ色空間の値に変換し、変換された注目画素Ｘの画素値（ＹＣＣ）及び参照画素Ａの画素値（ＹＣＣ）を予測誤差算出部５１０に出力する。

ステップ１５５（Ｓ１５５）において、予測誤差算出部５１０（図１０）は、色変換部５２０から入力された注目画素Ｘの画素値（ＹＣＣ）と、参照画素Ａの画素値（ＹＣＣ）との差分を予測誤差値（ＹＣＣ）として算出し、算出された予測誤差値を符号化部５３０に出力する。

Ｓ１３５において、符号化部５３０の選択部５３４（図５）は、予測誤差算出部５１０から０以外の予測誤差値（ＹＣＣ）が入力されると、ラン計数部５３２により予測部ＩＤ毎にカウントされているカウント値（連続一致数）を読み出し、読み出されたカウント値に基づいて、被符号化シンボルであるラン数を生成し、生成されたラン数とその予測部ＩＤとを符号出力部５３６に出力する。
次に、選択部５３４は、予測誤差算出部５１０から入力された予測誤差値（ＹＣＣ）を符号出力部５３６に出力する。
符号出力部５３６（図５）は、選択部５３４から順に入力される予測部ＩＤ及びラン数並びに予測誤差値（ＹＣＣ）をそれぞれ符号化し出力する。

Ｓ１４０において、符号化プログラム５２（図１０）は、画像データに含まれる全ての画素について処理したか否かを判定し、未処理の画素が存在する場合に、Ｓ１００の処理に戻って、次の注目画素に対する処理を行い、これ以外の場合に、符号化処理（Ｓ１２）を終了する。

このように、第１の変形例における符号化プログラム５２は、色変換が非線形であっても、色変換を予測が外れた場合の処理に限定し、予測が的中した場合には色変換処理を行わずに符号を生成する。
これにより、色変換が非線形な場合であっても、全画像データを色変換した後で予測符号化処理を行う場合と比較して、符号化処理に要する処理負荷（又は処理時間）を抑えることができる。

［その他の変形例］
本発明は、他の予測符号化方式に適用することができる。例えば、ＪＰＥＧ−Ｓｐａｔｉａｌ方式では、予測データと画像データとの一致情報を符号化するわけではないが、既定の予測式により算出された予測値と注目画素の画素値との差分である予測誤差が算出されるので、予測値の算出に用いる画素値を色変換するのではなく、算出された予測誤差を色変換するように構成する。これにより、色変換処理の対象が少なくなり、処理負荷が小さくなる。
また、ＪＰＥＧ−ＬＳ方式、ランレングス符号化方式、及びＬＺ符号化方式にも本発明を適用して、色変換処理の対象を少なくすることができる。

入力された画像データ（ＲＧＢ）をＹＣｂＣｒ色空間の画像データに変換して符号化した場合の符号量を例示する図である。 （Ａ）は、色変換処理の変換式を例示し、（Ｂ）は、予測誤差の変換式を例示する図である。 本発明にかかる符号化方法及び復号化方法が適応される画像処理装置２のハードウェア構成を、制御装置２１を中心に例示する図である。 制御装置２１（図３）により実行され、本発明にかかる符号化方法を実現する第１の符号化プログラム５の機能構成を例示する図である。 符号化部５３０（図４）の構成をより詳細に説明する図である。 符号化プログラム５（図４）によりなされる符号化処理を説明する図である。 符号化プログラム５（図４）による符号化処理（Ｓ１０）のフローチャートである。 制御装置２１（図３）により実行され、本発明にかかる復号化方法を実現する復号化プログラム６の機能構成を例示する図である。 復号化プログラム６（図８）による復号化処理（Ｓ２０）のフローチャートである。 第２の符号化プログラム５２の構成を例示する図である。 第１の変形例における符号化処理（Ｓ１２）のフローチャートである。

符号の説明

２・・・画像処理装置
５，５２・・・符号化プログラム
５００・・・予測部
５１０・・・予測誤差算出部
５２０・・・色変換部
５３０・・・符号化部
５３２・・・ラン計数部
５３４・・・選択部
５３６・・・符号出力部
６・・・復号化プログラム
６００・・・シンボル生成部
６１０・・・色変換部
６２０・・・画素値生成部
６３０・・・画素値記憶部
６４０・・・画素値複製部
６５０・・・データ出力部

Claims (12)

1. 既定の予測方法で、入力された第１の色空間の画像データについて予測データを生成する予測手段と、
   前記予測手段により生成された予測データと、入力された画像データとの一致度合いに応じて、入力された画像データを第２の色空間の画像データに変換する色空間変換手段と、
   前記色空間変換手段により変換された画像データの符号を生成する符号生成手段と
   を有する符号化装置。
2. 前記第２の色空間は、輝度又は明度と、色差とで表現される輝度色差空間であり、
   前記色空間変換手段は、入力された画像データのうち、前記予測手段により生成された予測データとの差分が既定の範囲外となる画像領域の画像データのみ、輝度色差空間の画像データに変換する
   請求項１に記載の符号化装置。
3. 前記第２の色空間は、輝度又は明度と、色差とで表現される輝度色差空間であり、
   前記色空間変換手段は、入力された画像データのうち、前記予測手段により生成された予測データと一致しなかった画像領域の画像データのみを、輝度色差空間の画像データに変換する
   請求項１に記載の符号化装置。
4. 前記色空間変換手段により変換された画像データに基づいて、輝度色差空間の予測データを生成し、生成された予測データと、変換された輝度色差空間の画像データとの差分データを算出する予測誤差算出手段
   をさらに有し、
   前記符号生成手段は、前記予測誤差算出手段により算出された差分データの符号を生成する
   請求項２又は３に記載の符号化装置。
5. 前記予測手段により生成された予測データと、入力された画像データとが一致したことを示す一致情報を符号化する一致情報符号化手段
   をさらに有し、
   前記符号生成手段は、前記色空間変換手段により変換された画像データに基づいて、入力された画像データと、前記予測手段により生成された予測データとの差分を示す差分データを符号化する
   請求項１に記載の符号化装置。
6. 既定の予測方法で、入力された第１の色空間の画像データについて予測データを生成する予測手段と、
   前記予測手段により生成された予測データと、入力された画像データとの差分データを算出する予測誤差算出手段と、
   前記予測誤差算出手段により算出された差分データを、第２の色空間の差分データに変換する色空間変換手段と、
   前記色空間変換手段により変換された差分データを符号化する予測誤差符号化手段と
   を有する符号化装置。
7. 入力された第１の色空間の画像データに基づいて、既定の予測方法で予測データを生成する予測手段と、
   前記予測手段により生成された予測データと、入力された画像データとの差分データを算出する予測誤差算出手段と、
   前記予測誤差算出手段により算出された差分データのうち、既定の範囲の差分データを、第２の色空間の差分データに変換する色空間変換手段と、
   前記色空間変換手段により変換された差分データと、画像データと予測データとの一致情報とを符号化する符号化手段と
   を有する符号化装置。
8. 他の画像領域と画像データが一致していることを示す一致情報と、画像データと予測データとの差分データとが含まれた符号データを取得する符号取得手段と、
   前記符号取得手段により取得された符号データの差分データに基づいて、第１の色空間の画像データを生成する画像生成手段と、
   前記画像生成手段により生成された画像データを、第２の色空間の画像データに変換する色空間変換手段と、
   前記符号取得手段により取得された符号データの一致情報に基づいて、他の画像領域の画像データを複製する複製手段と
   を有する復号化装置。
9. 既定の予測方法で、入力された第１の色空間の画像データについて予測データを生成し、
   生成された予測データと、入力された画像データとの一致度合いに応じて、入力された画像データを第２の色空間の画像データに変換し、
   変換された画像データの符号を生成する
   符号化方法。
10. 他の画像領域と画像データが一致していることを示す一致情報と、画像データと予測データとの差分データとが含まれた符号データを取得し、
    取得された符号データの差分データに基づいて、第１の色空間の画像データを生成し、
    生成された第１の色空間の画像データを、第２の色空間の画像データに変換し、
    変換された第２の色空間の画像データのうち、取得された符号データの一致情報に対応する画像データを複製する
    復号化方法。
11. 既定の予測方法で、入力された第１の色空間の画像データについて予測データを生成するステップと、
    生成された予測データと、入力された画像データとの一致度合いに応じて、入力された画像データを第２の色空間の画像データに変換するステップと、
    変換された画像データの符号を生成するステップと
    をコンピュータに実行させるプログラム。
12. 他の画像領域と画像データが一致していることを示す一致情報と、画像データと予測データとの差分データとが含まれた符号データを復号化するコンピュータにおいて、
    取得された符号データの差分データに基づいて、第１の色空間の画像データを生成するステップと、
    生成された第１の色空間の画像データを、第２の色空間の画像データに変換するステップと、
    変換された第２の色空間の画像データのうち、取得された符号データの一致情報に対応する画像データを複製するステップと
    を前記コンピュータに実行させるプログラム。

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