JP2698675B2 - カラー画像情報の符号化及び再生方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】

本発明は、カラー画像情報の符号化及び再生方法に係
り、特に、印刷用画像データを圧縮し、再生する際に用
いるのに好適な、カラー画像情報の符号化及び再生方法
に関する。

【従来の技術】

従来、印刷用画像データを符号化して圧縮するに際し
ては、テレビジヨン（TV）に代表される画像の帯域圧縮
技術として知られているYIQ変換法を適用していた。な
お、このYIQ変換法は、三原色レツド（Ｒ）、グリーン
（Ｇ）、ブルー（Ｂ）のカラー情報を、より信号間相関
の低い輝度Ｙと色度Ｉ、Ｑの色度軸によるカラー情報に
変換する方法である。 このYIQ変換法を適用して印刷用画像データを符号化
する際には、まず、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イ
エロ（Ｙ）の画像データを反転した（補色とみなした）
Ｒ、Ｇ、Ｂの画像データを用いて、前記テレビジヨンと
同等の次式（１）のような変換式でYIQ変換を行う。 次いで、人間の視覚の解像度特性（輝度Ｙが高解像度
を必要とするのに対して、色度Ｉ、Ｑに対する解像度は
比較的低い）を考慮し、前記色度Ｉ、Ｑについて画像デ
ータの画素を間引くという処理を施することにより符号
化効率の向上を図つていた。

【発明が解決しようとする課題】

ところで、前記従来の印刷用画像データの符号化技術
においては、YIQ変換により色度軸変換を行う対象を、
前記（１）式の如くＣ、Ｍ、Ｙの印刷用画像データに限
っており、ブラツク（Ｋ）の画像データは前記YIQ変換
の対象としていないため、当該Ｋの画像データをモノク
ロ画像と見なして符号化し圧縮することしかできなかつ
た。 しかしながら、輝度ＹとＫとは相関が高く、この信号
間に冗長度が残留することから、YIQ変換のみでは、
Ｃ、Ｍ、Ｙ、K4色の印刷用画像データを信号間相関のよ
り低い形態にしているとはいえない。従つて、前記従来
の技術では、印刷用画像データを効率良く符号化して圧
縮することができないという問題点があつた。 本発明は、前記従来の問題点を解消すべくなされたも
ので、カラー画像情報を信号間相関のより低い形態に変
換して、効率良く符号化し圧縮することができるカラー
画像情報の符号化方法を提供することを第１の課題とす
る。 又、本発明は、前記符号化方法で圧縮されたカラー画
像情報を元の情報に確実に再生し得るカラー画像情報の
再生方法を提供することを第２の課題とする。

【課題を解決するための手段】

本発明は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ
（Ｙ）、ブラツク（Ｋ）の画像データからなるカラー画
像情報を色度軸変換して符号化する方法であつて、前記
Ｃ、Ｍ、Ｙの画像データを輝度Ｙを含む色度軸の画像デ
ータに変換し、変換された輝度Ｙの画像データ及び実際
のＫの画像データに基づき、各輝度の画像データ毎にＫ
の画像データの期待値を求めて、該期待値を予測値とす
るＫ信号予測器を作成し、作成されたＫ信号予測器を用
いて、前記変換された輝度Ｙの画像データからＫの画像
データを予測し、Ｋの実際の画像データに対する予測画
像データの誤差を求め、前記変換された輝度Ｙを含む色
度軸の画像データ及び求められた誤差を符号化すること
により、前記第１の課題を解決したものである。 又、本発明は、前記の如く符号化された、輝度Ｙを含
む色度軸の画像データ及び誤差を復号し、復号された輝
度Ｙの画像データから、前記Ｋ信号予測器を用いてＫの
画像データを予測し、予測画像データと復号された誤差
から、Ｋの実際の画像データを再生し、前記復号された
輝度Ｙを含む色度軸の画像データをＣ、Ｍ、Ｙの画像デ
ータに変換して、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの画像データを再生す
ることにより、前記第２の課題を解決したものである。

【発明の作用及び効果】

本発明においては、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの画像データから
なるカラー画像情報の色度軸を変換し符号化する際に、
前記画像データのうち、Ｃ、Ｍ、Ｙの画像データをより
信号間相関の低い輝度Ｙを含む色度軸、例えば輝度Ｙ、
色度Ｉ、Ｑの色度軸の画像データに変換する。変換され
た輝度Ｙの画像データ及び実際のＫの画像データに基づ
き、各輝度Ｙのデータ毎にＫの画像データ期待値を求め
て、該期待値を予測値とするＫ信号予測器を作成する。
このＫ信号予測器により二乗平均誤差を最小にするＫ画
像データを予測できる高画質化が図れる。 作成されたＫ信号予測器を用いて、前記変換された輝
度Ｙの画像データからＫの画像データを予測し、Ｋの実
際の画像データに対する予測画像データの誤差eKを求め
る。このように誤差eKを求めることにより、Ｋをそのま
まに圧縮するよりも遥かに分散を小さくでき、輝度Ｙと
Ｋとの信号間相関を除去することが可能になる。 従つて、変換されたYIQと予測誤差eKの画像データを
符号化することにより、従来のYIQ変換のみを施す手法
と比較して、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色のカラー画像情報を
信号間相関のより低い形態にすることができる。よつ
て、圧縮手法の圧縮効率を飛躍的に向上させることがで
きる。又、比較的簡単なアルゴリズムにより、色度軸を
変換し、符号化できるため、符号化システムのハード化
が容易であると共に高速処理が可能になる。又、信号間
相関が低くなり圧縮効率が向上するため、従来の技術に
比べ同じ圧縮率であれば高画質化する等の優れた効果が
得られる。 なお、圧縮されたYIQeKの信号を符号化する際には、
例えばDPCM法を用いることができる。このようにすれ
ば、変換のアルゴリズムを比較的簡単にして圧縮効率を
向上させ、高速に符号化できる。 又、本発明においては、前記のように符号化された輝
度Ｙを含む色度軸の画像データ及び誤差eKから、前記
Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの画像データを再生するに際して、符号
化された輝度Ｙを含む色度軸の画像データ及び誤差eKを
復号し、復号された輝度Ｙの画像データから、前記Ｋ信
号予測器を用いてブラツクの画像データを予測し、予測
画像データと復号された誤差eKから、ブラツクの実際の
画像データを再生し、前記復号された輝度Ｙを含む色度
軸の画像データをＣ、Ｍ、Ｙの画像データに変換して、
前記Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ画像データを再生する。 従つて、印刷用画像データを伝送するに際して符号化
された画像データを確実に再生することができる。又、
比較的簡単なアルゴリズムにより再生することができる
ため再生システムのハード化が容易であると共に高速処
理が可能になる。又、高画質の再生画像データを得るこ
とができる等の優れた効果が得られる。

【実施例】

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。 まず、第１実施例について説明する。 この第１実施例は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの印刷用の画像デ
ータを、第１図に示すように、大きく３つの処理ステツ
プ（ステツプC1〜C3）で構成される手順に基づき、YIQe
Kのデータに変換し、変換されたYIQeKのデータを符号化
する装置である。 この装置の全体的な構成を第２図に示す。 第２図に示すように、この装置には、印刷用カラー透
過原稿１からＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの画像データを取込むため
のスキヤナ２と、該スキヤナ２から出力されるＣ、Ｍ、
Ｙの画像データをＲ、Ｇ、Ｂの画像データに変換するた
めの第１のメモリテーブル３と、変換されたＲ、Ｇ、Ｂ
の画像データを輝度Ｙ、色度Ｉ、Ｑの画像データに変換
するための第２のメモリーテーブル４と、前記変換され
て色度Ｉ、Ｑの画像データに対して画素の間引きを行う
ための間引き部５と、間引かれた色度Ｉ、Ｑ、及び後記
予測誤差eKのデータを線形量子化するための線形量子化
部６と、輝度Ｙの画像データ、線形量子化された色度
Ｉ、Ｑの画像データ及びＫの画像データを記憶するため
のメモリ18と、輝度Ｙの画像データの信号と線形量子化
された色度Ｉ、Ｑ及び予測誤差eKの画像データをDPCM法
により符号化するための符号化部７と、前記メモリ18に
記憶された輝度ＹとＫの画像データに基づき、各輝度Ｙ
の画像データ毎にＫの画像データの期待値を求めて、該
期待値を予測値とするＫ信号予測器を有し、符号化部７
内で符号化された輝度Ｙの画像データを局部的に復号
し、その復号された輝度Ｙの値から、前記Ｋ信号予測器
を用いてＫの予測を行う予測部８と、スキヤナ２から取
込まれた実際のＫの値と、予測されたＫの値（Ｋ′）と
の誤差（予測誤差eK）を求めて前記符号化部７に入力す
るための加算点９とで主に構成される。 なお、符号化部７からは、符号化された画像データが
出力されて伝送されたり、後記記録媒体30に蓄積され
る。 前記第１のメモリテーブル３には、第３図に示すよう
に、Ｃ、Ｍ、Ｙの画像データをＲ、Ｇ、Ｂの各画像デー
タに変換する変換テーブル10、11、12が書込まれてい
て、入力されたＣ、Ｍ、Ｙの画像データから各変換テー
ブル10、11、12をアクセスするルツクアツプテーブル方
式によりＣ、Ｍ、Ｙの画像データをＲ、Ｇ、Ｂの画像デ
ータに変換するようになつている。 前記第２のメモリテーブル４には、第４図（Ａ）に示
すようにＲ、Ｇ、Ｂの画像データを輝度Ｙ、色度IQの画
像データに変換するための変換テーブル14、15、16が書
込まれており、入力されたＲ、Ｇ、Ｂの画像データによ
りこれら変換テーブル14、15、16をアクセスするルツク
アツプテーブル（以下、LUTと略記する）方式により、
Ｒ、Ｇ、Ｂの画像データをYIQの画像データに変換する
ようになつている。 前記符号化部７は、DPCM法により符号化を行うもので
あり、第５図に示すように、後記差分値e_iを量子化する
ため、前段で線形量子化し、後段でマツクスの量子化を
行う量子化器22と、量子化後の差分値ｑ（e_i）を局部的
に復号して画素値x_i′を求め、同一走査線上で１画素分
遅延し、既に１つ前の画素において復号され遅延された
画素値x_i-1′から、今回の画像データの画素値ｘを予
測して実際の画素値x_iとの差（差分値e_i）を求めるため
の局部復号器24と、前記量子化された差分値ｑ（e_i）を
符号（コード）化するためのコード化器26とを有してい
る。なお、局部復号器24における画素値ｘの導出法と
して、同一走査線上の１つ前で局部復号された画素値x
_i-1′に予測係数ａを掛ける１次元の前値予測を用いる
と共に、その予測係数ａを１とすることができる。この
ような条件で符号化部７を構成すれば、演算回路等のハ
ードウエア構成が簡単となり経済的であると共に、処理
が単純化されているため高速処理ができる。 前記予測部８前後における信号の入出力状態は、第６
図に示されるようになつている。即ち、第６図に示すよ
うに、予測部８は、前記符号化部７で局部的に復号化さ
れて入力された輝度Ｙに基づきＫ信号予測器でＫの予測
値Ｋ′を求め、加算点９でＫの実際のデータと予測値
Ｋ′の差を求め、その差が予測誤差eKとして前記線形量
子化部６に入力されるようになつている。 なお、前記符号化部７には、第２図のように符号化さ
れた画像データを書込んで蓄積するための記録媒体30が
接続されている。又、この記録媒体30は、予測部８から
のＫ信号予測器データが入力されて蓄積するようになつ
ている。この記録媒体には、例えば、ハードデイスク、
マグネチツクテープ（MT）、ストリーマ（小型のMT）、
光デイスク、光磁気デイスク等を用いることができる。 以下、第１実施例の作用を説明する。 この第１実施例においては、第１図に示す手順に基づ
き、第２図に示すカラー透過原稿１から読込まれたＣ、
Ｍ、Ｙ、Ｋの印刷用の画像データをYIQeKのデータに変
換し、変換データを符号化して圧縮する。即ち、まず、
入力されたＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの画像データをYIQKの画像デ
ータに変換してメモリ18に蓄える処理を行い（ステツプ
C1）、次いで、輝度ＹとＫの２次元画素振幅分布から、
Ｋ信号予測器を作成し、伝送あるいは蓄積する（ステツ
プC2）。次いで、YIQ信号とeK信号をDPCM符号化する
（ステツプC3）。以下に、この手順の詳細を説明する。 まず、前記ステツプC1の処理は、詳細には第７図の如
く行う。この処理においては、まず、カラースキヤナな
どからＣ、Ｍ、Ｙの画像データの信号を第１のメモリテ
ーブル３に入力する（ステツプC1−１）。 入力された画像データの中で、Ｃ、Ｍ、Ｙの画像デー
タをＲ、Ｇ、Ｂの画像データに変換する（ステツプC1−
２）。この際、Ｃ、Ｍ、ＹとＲ、Ｇ、Ｂは互いに補色関
係にあると考え、次式（２）の変換式で変換する。 実施例では、予め（２）式の変換結果が書き込まれ
た、第２図、第３図に示す第１のメモリテーブル３をア
クセスするLUT形式を使用して変換する。なお、（２）
式を実行する回路で演算し変換することができる。 次いで、Ｒ、Ｇ、Ｂに変換された画像データを第２の
メモリテーブル４に入力し、このＲ、Ｇ、Ｂ画像データ
をNTSCで定められている次式（３）の変換式を用いて、
輝度Ｙと色度Ｉ、ＱのYIQデータに変換する（ステツプC
1−３）。 これにより、Ｒ、Ｇ、Ｂデータを、信号間相関がより
弱い形態であるYIQデータに変換できる。 実施例では、予め（３）式の変換結果が書き込まれ
た、第２図、第４図に示す第２のメモリテーブル４をア
クセスするLUT形式を使用することにより、処理時間の
低減を図つている。なお、（３）式を実行する回路で演
算し変換することができる。 次いで、YIQに変換された画像データの符号化効率を
向上させるために、間引き部５でYIQのうち色度Ｉ、Ｑ
のデータに関して、画素の間引きを行う（ステツプC1−
４）。このように、輝度Ｙのデータを間引かず、色度
Ｉ、Ｑのデータを間引くのは、人間の視覚の解像度特性
は、輝度Ｙに対しては高いが、色度Ｉ、Ｑに対しては比
較的低いことが知られており、従つて、色度Ｉ、Ｑは適
宜間引いても画質への影響が少ないからである。又、こ
の間引き率の調整によつて圧縮率を変化させることがで
きる。なお、実施例では、第８図に示すように、色度
Ｉ、Ｑの画像データについて、主走査線方向と副走査線
方向とに対して１画素置きに画像データの間引きを行
い、輝度Ｙの画像データについて間引きは行わない。 次いで、間引きされた色度Ｉ、Ｑの画像データに対し
て、線形量子化部６で、線形量子化を行う（ステツプC1
−５）。通常、この線形量子化は８ビツトで行うが、更
に圧縮効率を向上させたい場合には、８ビツト以下で線
形量子化すればよい。 Ｙ信号と線形量子化されたIQ信号とＫ信号をメモリ18
に書込む（ステツプC1−６）。このメモリ18中に記憶さ
れた各データはＫ信号予測器作成やDPCMによる符号化の
際に参照される。このデータの記憶により、CMY−YIQ変
換並びに、現データの読込みが１回ですむことから、後
の処理を高速に行うことができる。 このステツプC1−１からC1−６までの処理は、全画素
について終了するまで繰返し行い、全画素について処理
が終了したならば、ステツプC1の処理を終了し、次のス
テツプC2の処理に移行する。 ステツプC2におけるＫ信号予測器の作成及び伝送の処
理は、詳細には第９図に示す手順、第10図の概念に従つ
て行われる。なお、この手順は、二乗平均予測誤差を最
小化するように解析的に導かれるものであり、その証明
については後に説明する。 この手順が始動すると、まず、メモリ18に記憶された
輝度ＹとＫの画像データを用いて、各輝度Ｙ信号（YO〜
YN:8bit量子化時にはＮ＝255）に関し、第10図に示すよ
うに、Ｋ信号の振幅分布を測定する（ステツプC2−
１）。次いで、各Ｋ信号分布に関してＫの期待値（KO〜
KN）をＫ信号予測値として算出し（C2−２）、そのＫ信
号予測値を登録し、Ｋ信号予測器としてLUT化する（C2
−３）。この処理を全ての輝度Ｙのデータ（０〜255）
について終了するまで行う。全ての輝度Ｙのデータにつ
いて処理が終了したならばＫ信号予測器が完成したこと
になる。このＫ信号予測器を、後のＫ信号予測と予測誤
差eK変換処理で使用する。 又、符号化されたこの画像データを復合して再生する
際に使用するため、このＫ信号予測器を後記再生装置へ
伝送しあるいは蓄積する（ステツプC2−４）。これでス
テツプC2における処理が終了する。 ここで、前記Ｋ信号予測器の作成について説明する。 前記Ｋ信号予測器は、Ｋ予測誤差変換を行う際の二乗
平均誤差（以下MSEと略する）を最小にすることを最適
化要件として、輝度Ｙ（データ）信号が確定したときの
Ｋ（データ）信号の条件付き期待値を予測とすればよ
い。これは以下のように証明される。 Ｋ信号を輝度Ｙの関数であるＫ信号予測値PK（Ｙ）で
予測したとき、MSEを最小にするPK（Ｙ）を求めること
である。MSEは輝度Ｙ信号とＫ信号の結合確率密度関数
ｐ（Ｙ、Ｋ）を用いて、次式（４）のように書くことが
できる。 ここで、結合確率密度関数ｐ（Ｙ、Ｋ）は、Ｙ信号確
定後のＫ信号の条件付き確率密度関数ｐ（K|Y）とＹ信
号の確率密度関数ｐ（Ｙ）との関係の次式（５）によ
り、次に示す（６）式のように変形することができる。 （６）式においてｐ（Ｙ）並びにｐ（K|Y）が正であ
るが故に、MSEも正である。MSEが最小になるのは、ｐ
（Ｙ）が常に正であることから、あらゆる輝度Ｙに対し
て（６）式の内側積分である次式（７）が最小になると
きである。 従つて、この（７）式で示される内側積分において、
次式（８）のように、誤差ｅのPK（Ｙ）に関する微分係
数が０であることが、MSEの最小化の条件である。 この（８）式を整理して、次の（９）式とする。 ここで、（９）式の右辺の積分は１であるため、Ｋ信
号予測関数は次式（10）となる。 従つて、MSEを最小化するＫ信号予測値PK（Ｙ）を求
めるには、輝度Ｙ確定後のＫ信号の条件付き期待値を求
めればよいことが証明された。よつて、このＫ信号予測
器により、MSEを最小にするＫ信号を予測でき、高画質
化が図れる。 ステツプC2処理の後には、ステツプC3処理を行う。こ
のC3処理は、詳しくは、第11図に示す手順に従つて行
う。 まず、CMＹから変換された輝度Ｙの画像データと線形
量子化された色度Ｉ、Ｑの画像データを、第５図に示す
符号化部７でDPCM法により、符号化する（ステツプC3−
１）。 即ち、この符号化部７においては、まず、局部復号器
24が、既に、同一走査線上の１つ前に位置し、復号され
た画素値X_i-1′に対して予測係数ａを掛ける前値予測に
より画素値ｘを予測し、次いで、予測画素値ｘと入
力された画素値x_iとの差（差分値）e_iを求めることによ
り、該画素値x_iを差分値e_iに変換する。この差分値e_iの
分散は、画像データの画素値x_iの分散の1/10以下になる
ことが知られており、少ないデータ量でのデータの伝送
・蓄積が可能になる。 次いで、変換された差分値e_iを量子化器22で量子化
し、量子化後の差分値ｑ（e_i）をコード化することによ
り、コードデータを伝送や蓄積に使用する。 なお、予測法としては、同一走査線上の一つ前の画素
値に予測係数ａを掛ける１次元の前置予測を用いる。
又、予測係数には１を用いる。これらの条件は、ハード
ウエアの構成を簡単とし経済的であると共に、処理が単
純化されているため高速である。予測法として２次予測
以上の予測法を用いることができる。 又、DPCMにより差分値e_i信号はラプラス分布になるこ
とが知られており、量子化はマツクスの量子化を行うこ
とにより、前記差分値e_iを最適に量子化した量子データ
ｑ（e_i）を作成して、平均量子化雑音電力を最小にす
る。このマツクスの量子化は、誤差分布がラプラス分布
と仮定して量子化データｑ（e_i）を作成するか、誤差分
布の実データから量子化データｑ（e_i）を作成する。 その後、量子化後の差分値ｑ（e_i）をコード化器26で
符号化して、符号による画像データを作成し、該符号に
よる画像データを伝送や蓄積に使用する。この符号化に
際しては、予測誤差分布に応じて作成されるハフマンコ
ードを用いることにより、最小の平均符号長を実現する
ことができる。 なお、量子化後の差分値ｑ（e_i）から同一走査線上の
１つ後の画素値を予測するために画素値x_i′を復元して
おく。 以上のようにして、YIQの画像データは、符号化され
て圧縮される。 次いで、符号化部７で、局部的に輝度Ｙを復号し、局
部的に復号された輝度Ｙから、第６図に示すＫ信号予測
器８を参照してＫの予測を行い、入力された実際のＫの
値に対する予測されたＫの値Ｋ′の誤差（予測誤差）eK
を求める（ステツプC3−２）。 この求められたＫの予測値Ｋ′_ｉから実際のＫの値を
引き予測誤差eKを求める。なお、求められた予測誤差eK
は、Ｋの実際のデータの分散と比較して、その分散を1/
3〜1/8程度にすることができる。 その後、予測誤差eKを線形量子化部６に入力して線形
量子化する。実施例では、この線形量子化は、８ビツト
データに量子化するが、更に圧縮効率を向上させたい場
合には、８ビツト以下のデータに線形量子化すればよ
い。 以上のように線形量子化された予測誤差eKを、YIQ信
号と同様に符号化部７で前記DPCM法により符号化する
（ステツプC3−３）。 次いで、符号化されたYIQeKの画像データを、ハード
デイスク等の所定の記録媒体30に書き込んで蓄積し、あ
るいは、伝送する（ステツプC3−４）。 次いで、処理しようとする画面の全画素の処理が終了
したか否かを判断し、終了していない場合は、第11図の
手順の始め（ステツプC3−１）に戻つて、他の画素の処
理を行うようにする。このようにして入力画像データの
全ての画素を符号化するまで処理を行う。 以上で符号化処理は終了する。 なお、前記第１実施例においては、CMＹからRGBの変
換にLUTを用いたが、（２）式を実行する回路を用いる
ことも可能である。又、RGBからYIQの変換にLUTを用い
たが、（３）式を演算する回路を用いることも可能であ
る。 又、第２のメモリテーブル４中の変換テーブル14は、
第４図（Ｂ）のような構成でも実現可能である。第４図
（Ｂ）の変換テーブル14は、YIQ変換の行列演算を次式
（11）のように展開したときのＹに関する浮動小数点の
積演算（例えば、a₁₁×Ｒ等）をLUT化したものである。 このように、一般に演算時間を要する浮動小数点の積
演算をLUT化する構成を用いることにより、高速処理を
実現し、LUTに要するメモリ容量も少なくてすむ。 なお、第２のメモリテーブル４中のＩ、Ｑに関する変
換テーブル15、16もＹと同様に、（11）式のＩ、Ｑの積
演算を第４図（Ｃ）、（Ｄ）の様にLUT化して構成すれ
ば良い。 次に、第２実施例について説明する。 この第２実施例は、前記ステツプC1〜C3により符号化
されたデータ（以下、符号化データという）を復号し、
種々の処理を施してＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ印刷用画像データを
再生する装置である。 この装置は、第12図に示すように、入力されたYIQeK
の符号化データを復号すると共に、DPCM法によりYIQeK
の画像データに復元するための復号化・復元部32と、第
１実施例の符号化装置で作成・伝送されたＫ信号予測器
を記憶してLUT化し、そのLUTで、前記復元された輝度Ｙ
の画像データよりＫの画像データを予測するための第２
の予測部34と、予測されたＫの画像データＫ′から、復
号された予測誤差eKの画像データを減算してＫの画像デ
ータを復元するための第２の加算点36と、復元された色
度Ｉ、Ｑの画像データを補間するための補間部38と、復
元され補間されたYIQの画像データをＲ、Ｇ、Ｂの画像
データに変換する変換テーブル40A、40B、40Cを有してL
UT形式で変換する第３のメモリテーブル40と、Ｒ、Ｇ、
Ｂの画像データをＣ、Ｍ、Ｙの画像データに変換する変
換テーブル42A、42B、42Cを有してLUT形式で変換する第
４のメモリテーブル42とを備えている。 この装置は、前記符号化データの復号、再生を、第13
図のフローチヤートに示す手順により実行する。なお、
この装置の復号化・復元部32等の詳細構成は、以下の各
手順の説明で併せて説明する。 即ち、第13図の手順が始動すると、まず、前記第２図
に示したＫ予測部８から伝送若しくは蓄積されたＫ信号
予測器を受信あるいは読込み、メモリ上にLUTとして展
開する（ステツプD1）。次いで、前記符号化データを復
号化・復元部32に入力する（ステツプD2）。入力する符
号化データは、記憶媒体（ハードデイスク、MT、ストリ
ーマ、光デイスク、光磁気デイスク等）から読込まれた
データ、あるいは伝送されたデータ等のいずれでもよ
い。 次いで、入力された符号化データのうちＹ、Ｉ、Ｑの
符号化データをDPCM法により復号、復元する（ステツプ
D3）。次いで、入力された予測誤差eKの符号化データを
前記ステツプD3と同様のDPCM法により復号、復元する
（ステツプD4）。 即ち、ステツプD3、D4におけるYIQeKの符号化データ
の復号は、まず、復号化・復元部32に設けられた、第14
図に示す復号化器44が該符号化データを一意的に量子化
後の差分値ｑ（e_i）として復号することにより行う。こ
の場合、該復号化器44は、前記第５図の符号化器26が用
いたハフマンコード表に対応するコード表により復号す
る。 このようにして復号された差分値ｑ（e_i）からYIQeK
画像データの画素値x_i′を復元する。この場合、既に同
一走査線上の１つ前に復元された画素値x_i-1′に予測係
数ａを掛けて当該画素値ｘ（＝ax_i-1′）を前置予測
し、予測された画素値ｘ（＝ax_i-1′）に前記差分値
ｑ（e_i）を加算して当該画素値ｘ′_ｉを復元する。ここ
で、予測係数ａは、復号化器26で復号化する際に用いた
予測係数値と同一の値を用いる。実施例ではａ＝１であ
る。このようにしてＹ、Ｉ、Ｑ、eKの画像データが復元
する。 次いで、Ｋの画像データを復元すべく、まず前記ステ
ツプD3で復元された輝度Ｙのデータから、第15図に詳細
に示す第２の予測部34でＫの予測値（Ｋ′）を求める。
この第２の予測部34には、既に受信されLUTとして登録
されているＫ信号予測器を用いるものであり、この予測
器は予測部８で用いたものと同一のため、その説明は略
す。 次いで、このＫの予測値Ｋ′から先のステツプD4で復
号された予測誤差eKを、第２の加算点36で減算すること
により、Ｋの画像データを復元する（ステツプD5）。 次いで、前記ステツプD3で復元された色度Ｉ、Ｑの画
像データは間引かれた状態であるので、補間部38におい
て、この間引かれた画像データを補間する（ステツプD
6）。実施例では、この色度Ｉ、Ｑの補間にニアレスト
ネイバ補間法を用いており、第16図（Ａ）、（Ｂ）にこ
のニアレスネイバ補間法で補間する前後の画像データの
例を示す。即ち、間引きされた補間前の画像データが第
16図（Ａ）に示す状態であつた場合、補間後には、画像
データは第16図（Ｂ）に示す状態になる。なお、実施例
では補間をニアレストネイバ補間法を用いて行つている
ため、処理が単純であり高速な処理が可能であり、ハー
ド化等を実施するのが容易となる。又、前記色度Ｉ、Ｑ
の画像データを補間する方法として、ニアレスネイバ補
間法の他、バイリニア補間法やキユービツク補間法を用
いることができる。 次いで、復元され補間されたYIQの画像データをRGBの
画像データに変換する（ステツプD7）。この変換は、次
式（12）で示す変換式で変換する。なお、この（12）式
の係数行列は、第１図中のステツプC1で用いた（３）式
のNTSCマトリクスの係数行列の逆行列である。 通常、演算により変換を行う場合、予め変換結果の書
き込まれたLUTを使用した方が処理速度が速い。そこ
で、実施例では、予め、所定値について（12）式の変換
結果が書き込まれた第17図（Ａ）に示すような、第３の
メモリテーブル40を用いており、YIQデータにより、該
第３のメモリテーブル40の変換テーブル40A、40B、40C
をアクセスするLUT形式によりY1QデータをRGBデータに
変換する。これにより、処理時間が減少するため効率化
が図れる。 次いで、変換されたRGBデータを次式（13）でCMＹデ
ータに変換する（ステツプD8）。 実施例の場合、予め所定値について（13）式の変換結
果が書き込まれた、第18図に示すような第４のメモリテ
ーブル42を用いており、前記RGBデータからCMＹデータ
に変換する際には、RGBデータにより該第４のメモリテ
ーブルの変換テーブル42A、42B、42CをアクセスするLUT
形式で変換を行つている。これにより処理時間が減少す
るため効率化が図れる。 以上のステツプD1〜D8の処理で、YIQeKの符号化デー
タからCMＹＫの画像データが再生でき、このCMＹＫデー
タをハードデイスク等の記憶媒体もしくは出力器（スキ
ヤナ、陰極線管（CRT）、カラープリンタ等）に出力す
る（ステツプD9）。 次いで、上記手順D1〜D9の処理が、全画素の画像デー
タについて終了したか否かを判断し、全画素についての
処理が未だ終了していないと判断されたときは、再度最
初のステツプD1に戻り、このステツプD1以降の手順を他
の画素のデータについて実行する。一方、全画素の処理
が終了したと判断されたならば、符号化データの復元を
終了する。このようにして、全画面の全画素について再
生し、印刷用のＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの画像データを得る。 なお、前記第２実施例においては、YIQからRGBへの変
換にLUTを用いていたが、（12）式を演算する回路を用
いることも可能である。又、RGBデータをYIQデータに変
換するのにLUTを用いていたが、（13）式を演算する回
路を用いることも可能である。 又、第３のメモリテーブル中の変換テーブル40Aは、
第17図（Ｂ）のような構成でも実現可能である。第17図
（Ｂ）の変換テーブル40Aは、YIQ変換の逆行列演算を次
式（14）のように展開したときのＲに関する浮動小数点
の積演算（例えば、b₁₁×Ｙ等）をLUT化したものであ
る。 このような一般に演算時間を要する浮動小数点の積演
算をLUT化する構成を用いることにより、高速処理を実
現し、LUTに要するメモリ容量も少なくてすむ。 なお、第３のメモリテーブル中のＧ、Ｂに関する40
B、40CもＲと同様に、（14）式中のＧ、Ｂの積演算を第
17図（Ｃ）、（Ｄ）の様にLUT化して構成すれば良い。 前記第１実施例においては、画像データをCMＹからRG
Bに変換し、次いで、NTSC式のYIQの画像データに色度軸
変換した。又、前記第２実施例においては、画像データ
をYIQからRGBに変換し、CMYに変換していた。しかしな
がら、本発明を実施する際の色度軸変換はこれに限定さ
れるものではない。YIQの色度軸に替えて例えばＬ^＊ａ
^＊ｂ^＊、Ｌ^＊ｕ^＊ｖ^＊、YUVの色度軸に変換してもよ
い。又、前記NTSC方式のYIQの色度軸のデータに替え
て、輝度Ｙを含む色度軸であれば、他の色度軸、例えば
PAL方式のＹ、Ｉ、Ｑのデータに変換することもでき
る。 又、前記第１、第２実施例においては、YIQeKデータ
をDPCM法で符号化して圧縮すると共に再生していたが、
符号化、再生する技術はこのDPCM法に限定されるもので
はなく、他の直交変換、例えば離散的コサイン変換、ア
ダマール変換、スラント変換、カルーネンレーベ変換等
により符号化、再生することができる。 前記第１実施例で示した符号化は、第１図等の手順の
他、第19図の手順により処理することも可能である。第
19図の手順においては、Ｋ信号予測器の作成を色度軸変
換の前に行つてしまうものである。このような処理を行
う処理系では、前記第１実施例で用いていたYIQK信号用
のメモリ18が不要になるので、大きなサイズの画像に対
応するための大容量メモリが節約できる。 第19図の処理を説明する。まず、始めにＫ信号予測器
を作成する（ステツプP1）。このステツプの詳細な処理
は第20図に示すようになつている。第20図における処理
においては、最初のループ内でCMＹＫを読込み（ステツ
プP1−１）、CMＹ信号を輝度Ｙ信号に変換する（ステツ
プP1−２）。この変換は、CMＹ→RGB変換、RGB→Ｙ変換
が前記第１実施例で説明した処理と同様に行われる。 次いで、輝度ＹとＫとの２次元画素振幅分布を測定す
る（ステツプP1−３）。この処理を全画素について終了
するまで行う。 全画素について終了したならば、各輝度Ｙ毎にＫの期
待値を算出し（ステツプP1−４）、その期待値をLUTへ
登録してLUTによりＫ信号予測器を作成する（ステツプP
1−５）。この処理を全ての輝度Ｙ（０〜255）について
行う。Ｋ信号予測器作成終了後、Ｋ信号予測器を圧縮デ
ータ再生の際に使用すべく伝送・蓄積する（ステツプP1
−６）。 Ｋ信号予測器作成終了後、第19図のループに戻る。こ
の手順おいては、再生CMＹＫの画像データを読込み、
Ｃ、Ｍ、Ｙの画像データを第１実施例と同様にYIQに変
換する（ステツプP2）。次いで、変換されたYIQの画像
データをDPCM法で符号化する（ステツプP3）。Ｋ信号に
関しては、DPCM内で局部的に復元された輝度ＹからＫ信
号予測器を参照することにより、Ｋ信号予測値Ｋ′を得
て、第１実施例と同様に予測誤差eKに変換する（ステツ
プP4）。次いで、その変換予測誤差eKをDPCM法により符
号化する（ステツプP5）。このYIQeK信号に関する圧縮
データは順次伝送・蓄積される。以上の処理を全画素に
ついて終了するまで行い、符号化処理を終了する。 上記のように符号化処理した画像データの再生は、前
出第２実施例により行う。 前記、第１、第２の実施例において、Ｋ信号予測器を
画像毎に作成し、伝送・受信していたが、複数の画像を
連続して圧縮、伝送する場合には、２回目以降のＫ信号
予測器の作成・伝送・受信を省略することができる。こ
れは、各画像がほぼ同一条件で色分解された場合に、Ｋ
信号予測器は、ある程度汎用性があるため、１回目に作
成・伝送・受信したＫ信号予測器を符号化・再生双方で
再使用できることによる。こうすることにより、２回目
以降の符号化処理が高速化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例に係る画像データを符号
化する手順を示すフローチヤート、 第２図は前記実施例装置の全体構成を示すブロツク図、 第３図は、前記実施例の作用を説明するためのCMＹから
RGBに画像データを変換するための第１のメモリテーブ
ルを詳細に示すブロツク図、 第４図（Ａ）〜（Ｄ）は、同じく、RGBからYIQへ画像デ
ータを変換する第２のメモリテーブルを詳細に示すブロ
ツク図、 第５図は、同じく、符号化部の構成を示すブロツク図、 第６図は、同じく、Ｋ→eK変換器の構成を示すブロツク
図、 第７図は、同じく、CMＹＫからYIQK変換の詳細手順を示
すフローチヤート、 第８図は、同じく、色度Ｉ、Ｑの画像データの間引き例
を示す平面図、 第９図は、同じく、Ｋ信号予測器作成手順を示すフロー
チヤート、 第10図は、同じく、輝度Ｙの画像データからＫの画像デ
ータを予測するＫ信号予測器を求める概念を説明するた
めの線図、 第11図は、同じく、DPCM符号化手順を示すフローチヤー
ト、 第12図は、本発明の第２実施例に係る、符号化された画
像データを復元する装置の構成を示すブロツク図、 第13図は、第２実施例の作用を説明するための、前記画
像データの復元の手順を示すフローチヤート、 第14図は、前記第２実施例に係る、符号化データを復元
し画素データを求める復元回路の概略構成を示すブロツ
ク図、 第15図は、同じく、Ｋの画像データを復元する回路の原
理的な構成を示すブロツク図、 第16図は、前記第２実施例の作用を説明するための、間
引きされた画像データを補間する前後の画素の例を示す
線図、 第17図（Ａ）〜（Ｄ）は、前記第２実施例に係る、第３
のメモリテーブルの構成を示すブロツク図、 第18図は、同じく、第４のメモリテーブルの構成を示す
ブロツク図、 第19図及び第20図は、他の実施例に係る符号化手順を示
すフローチヤートである。 ２……スキヤナ、 ３……第１のメモリテーブル、 ４……第２のメモリテーブル、 ５……間引き部、 ６……線形量子化部、 ７……符号化部、 ８……予測部、 ９……加算点、 10、11、12……CMＹ→RGBの変換テーブル、 14、15、16……RGB→YIQの変換テーブル、 22……量子化器、 24……局部復号器、 26……コード化器、 30……記録媒体、 32……復号化・復元部、 34……第２の予測部、 36……第２の加算点、 38……補間部、 40……第３のメモリテーブル、 40A、40B、40C……YIQ→RGB変換テーブル、 42……第４のメモリテーブル、 42A、42B、42C……RGB→CMＹ変換テーブル、 44……復号化器。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シアン、マゼンタ、イエロ、ブラツクの画
   像データからなるカラー画像情報を色度軸変換して符号
   化する方法であつて、 前記シアン、マゼンタ、イエロの画像データを輝度Ｙを
   含む色度軸の画像データに変換し、 変換された輝度Ｙの画像データ及び実際のブラツクの画
   像データに基づき、各輝度の画像データ毎にブラツクの
   画像データの期待値を求めて、該期待値を予測値とする
   ブラツク信号予測器を作成し、 作成されたブラツク信号予測器を用いて、前記変換され
   た輝度Ｙの画像データからブラツクの画像データを予測
   し、 ブラツクの実際の画像データに対する予測画像データの
   誤差を求め、 前記変換された輝度Ｙを含む色度軸の画像データ及び求
   められた誤差を符号化することを特徴とするカラー画像
   情報の符号化方法。
2. 【請求項２】請求項１の符号化方法で符号化された、輝
   度Ｙを含む色度軸の画像データ及び誤差を復号し、 復号された輝度Ｙの画像データから、請求項１のブラツ
   ク信号予測器を用いてブラツクの画像データを予測し、 予測画像データと復号された誤差から、ブラツクの実際
   の画像データを再生し、 前記復号された輝度Ｙを含む色度軸の画像データをシア
   ン、マゼンタ、イエロの画像データに変換して、 シアン、マゼンタ、イエロ、ブラツクの画像データを再
   生するようにしたことを特徴とするカラー画像情報の再
   生方法。