JP2810363B2 - カラー画像符号化装置 - Google Patents

カラー画像符号化装置

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JP2810363B2 JP61152961A JP15296186A JP2810363B2 JP 2810363 B2 JP2810363 B2 JP 2810363B2 JP 61152961 A JP61152961 A JP 61152961A JP 15296186 A JP15296186 A JP 15296186A JP 2810363 B2 JP2810363 B2 JP 2810363B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、カラー画像を構成する明度データと2つの
色度データを符号化するカラー画像符号化装置に関する
ものである。 〔従来技術〕 白黒画像に比較して一般的にデータ量が膨大であるカ
ラー画像を伝送又は記録するには、伝送時間や記録時間
が長くかかるという問題、伝送時間に伴う回線利用費
や、記録媒体のハードウエアのコストが高いという問題
等があった。 そこで、カラー画像データのデータ量を圧縮する符号
化が必要である。 一般にカラー画像は、基本的に3種類の信号で記述さ
れており、これら3種類の信号をまとめてデータ圧縮す
る方式ではハード規模が大きくなる等の問題があった。 また、一般的に画像入出力装置では3種類の信号とし
て3原色信号R,G,Bが多く用いられているが、この3原
色信号R,G,Bは、画像入出力装置個有の特性を含むこと
が多く、装置間の接続を行うのに煩わしい手間が必要で
あった。 また、3原色信号R,G,Bに対応する3原色での空間周
波数特性にはほとんど差がないため、空間周波数を低減
させることによる圧縮では圧縮率が悪いという問題があ
った。 そこで、3原色信号R,G,Bを明度データと色度データ
に変換して符号化する方法がある。 しかしながら、従来は色度データの符号化においても
明度データと同様の手順で符号化していたため、色度デ
ータに対して割り当てられる符号データの量が増大して
しまうという問題があった。 一方、画素ごとの色の変化が視覚的に認識困難である
という理由から、所定サイズのブロックごとに色数を減
少させる技術を知られているが、ブロックサイズの設定
の仕方如何によっては、符号量を十分に減少させること
ができなかった。 〔目的〕 本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、
明度データ及び色度データを所定サイズのブロックごと
に効率よく符号化することができるカラー画像符号化装
置を提供することを目的とする。 〔実施例〕 以下、本発明を好ましい実施例を用いて詳細に説明す
る。 第1図は本発明によるカラー画像データの符号及び復
号化を行なう実施例であるカラー画像符号・復号装置の
ブロツク図である。ただし、ここでの実施例としては、
画像データメモリ等への記録・読出しの場合で説明す
る。またここでは、画像入力装置及び画像出力装置で扱
う画像データとして3原色信号R(レツド),G(グリー
ン),B(ブルー)を用い、均等色空間としてはCIE1976L
均等色空間を用いて説明する。 1はCCD等のイメージセンサによりカラー画像を光電
的に読取る画像読取装置等のカラー画像入力装置、2は
カラー画像入力装置1からの信号R,G,Bを均等色空間信
号Lに変換する色変換器、3は色変換器から
の出力データを複数ライン分一時記憶するバツフアメモ
リ、4は明度データであるLを符号化する符号器で、
ここではブロック符号器4−1とベクトル量子化器4−
2とで構成されている。 5は色度データであるa,bを符号化する符号器
で、ブロツク平滑器5−1と色符号器5−2とで構成さ
れている。6は、符号器4,5からの出力信号C1,C2の同期
を合わせバツフアメモリ、7は符号化された画像データ
Cを例えば1画面分記憶する画像データメモリ、8は画
像データメモリ7から読出し用のバツフアメモリ、9は
符号器4と逆システムになっている復号器、10は色符号
器5−2と逆システムになっている色復号器、11は復号
器9で復号された信号と色復号器10で復号された信
との同期を取るバツフアメモリ、12は色変
換器2の逆システムになっている色変換器、13はカラー
画像出力装置14とのタイミングを取るためのバツフアメ
モリである。 尚、色変換器2,12や色符号器5−2、色復号器10、ベ
クトル量子化器4−2、復号器9は入力データでアクセ
スすると変換後のデータを読出す様に構成されたメモリ
テーブルを備えたルツコアツプテーブルを主に構成する
ことができる。 上記構成における動作を説明する。 カラー画像入力装置1から順次1画素づつ出力される
デジタル化された3原色信号R,G,Bは、色変換器2で各
画素毎に均等色空間信号L,a,bに変換され、バツ
フアメモリ3に順次格納される。 一方、符号器4,5はバツフアメモリ3からn×nの画
素ブロツク単位でL,a,bを切り出しブロツク毎に
符号化を行う。これについて、第2図を参照して説明す
る。 第2図においてはn×n画素ブロツクとして4×4画
素ブロツクで説明する。 明度データLの符号化は、解像度情報とレベル情報
を保存する様に行う。まず、多値データである明度デー
タL ijを用いて、ブロツク符号化4−1によってレベ
ル情報であるコードデータC0と解像度データL*′ ij
作成する。コードデータC0は平均値 とそのブロツクの特徴によって分類されたパターンコー
ドPCを有する。尚、パターンコードPCとしては統計量と
して分散等を用いることができる。また、解像度データ
*′ ijはL ijをコードデータC0に基づいてそのビツ
ト数を低減したもので、ここでは簡単なために各画素に
つき1ビツトで表記している。 次にベクトル量子化器4−2はコードデータC0を参照
してL*′ ijをベクトル量子化コードVQCに縮退させ、
コードデータC0と合せてコードデータC1として、バツフ
アメモリに格納する。尚、ベクトル量子化コードVQCはC
0をセレクタ、L*′ ijをアドレスとしてアクセスされ
るメモリテーブルを備えたルツクアツプテーブルLTB1に
よって作成する。 一方、バツフアメモリ3からブロツク毎に切り出され
た色度情報a ij,b ijはブロツク平滑器5−1によっ
に各々ブロツク毎に平滑化される。平滑データ
に基づいて色符号器5−2によって、コードデータC2
に縮退される。尚、コードデータC2は平滑データ
をアドレスとしてアクセスされるメモリテーブルを
備えたルツクアツプテーブルLTB2で作成される。ここで
のルツクアツプテーブルは、色再現できる均等色空間L
をL=0面上に射影した領域を細かく領域
分割し、その細かい領域を表わす数値(コードデータC2
である)の一欄表である。均等色空間Lの再
現範囲と領域分割との一例を第3図に示す。 この様に、符号器4,5でそれぞれ得られたコードデー
タC1,C2は非同期でバツフアメモリ6に入力され、その
後、同期をとってコードデータCとして画像データメモ
リ7に格納される。 以上の動作をブロツク毎に順次行うことによりカラー
画像データは、縮退されたコードデータCとして画像デ
ータメモリ7に記録される。 次に復号化について説明する。 画像データメモリ7に前述の様にして記録されている
縮退されたコードデータCを順次、バツフアメモリ8に
読み出し、コードデータC1,C2に分割して各々復号器
9、色復号器10で復号する。この詳細を第4図を用いて
説明する。 まず、明度データLの復号について説明する。バツ
フアメモリ8の中のベクトル量子化コードVQCをアドレ
スとし、また、平均値とパターンコードPCをセレク
タとして、復号化用のルツクアツプテーブルLTB3を用い
*′ ijを復号データとして得る。尚、第4図の
*′ ijと第2図のL*′ ijは必ずしも同一な状態になる
とは限らない。これはL*′ ijを縮退したために発生す
るエラーでこの様なエラーを小さくするのが良いベクト
ル量子化である。しかし、ハード規模と計算速度を考慮
して、本実施例ではベクトル量子化器4−2及び復号器
9はルツプアツプテーブルで構成されているため、この
ルツクアツプテーブルの内容で符号・復号エラーは決ま
る。 復号された解像度データ*′ ijは、さらに平均値
とパターンコードPCによってレベル情報を付加され各
画素の明度データ ijに復号され、バツフアメモリ11
に格納される。 一方、色度データ(a)の復号は、バツフアメ
モリ8のコードデータC中のC2をアドレスとして、色復
号用のルツクアツプテーブルLTB4,5で、 に復号される。ここでの は第2図のとは必ずしも一致はしない。これ
は、第3図の様にa,bを縮退させたことによるエラ
ーで、 は色復号用のルツクアツプテーブルによって、第3図の
分割された領域内の17個の代表点(異点で示す)の
,b、復号されることになる。従って の差を視覚的に許容できる範囲に設定する様、領域の分
別方法、代表点を選び方を考慮し色復号用ルツクアツプ
テーブルを作る。 復号された をこのn×n画素ブロツク(ここでは4×4)の全画素
に共通の色度データ(a,b)とする。すなわち バツフアメモリ11に復号された色度データ(a,
b)を格納する際に を1組だけ記憶する方法とn×n組記憶する方法があ
る。データ量では前者の方が有利で、また、との一
致性を考えると後者の方が良い。 この様に復号化されてバツフアメモリ11に格納された
は、一画素ごとに色変換器12で3原色
信号,,に変換され、バツフアメモリ13に順次格
納される。 以上の動作を各n×n(ここでは4×4)画素ブロツ
クごとに繰返し、カラー画像出力装置14とのタイミング
をとり、バツフアメモリ13から3原色信号,,を
出力し、カラープリンタ等のカラー画像出力装置14で、
カラー画像の再生出力を行う。 尚、実施例では画像データメモリへの記録・読出しを
対象に説明したが、画像データメモリの代わりに通信装
置や伝送路を接続することにより、カラー画像の伝送に
も容易に適用できる。 また、本実施例では明度データLの符号器4として
ブロツク符号器4−1とベクトル量子化器4−2を用い
たがこの限りでなく、例えば、1つのルツプアツプテー
ブルで一度に動作する様に構成することも考えられる。 一方、色度データ(a,b)の符号器5として、ブ
ロツク平滑器5−1による空間周波数の低減を行なって
いたがこの限りでなく、例えば、画素間引き、近傍での
平均値等の代表色の選択でも構成できる。再び色符号器
5−2のルツクアツプテーブルの作り方は第3図の限り
でなく、例えば、同心円状と放射状の区分等も考えられ
る。 更に、均等色空間もCIE1976L均等色空間の
他にもCIE1976L均等色空間やCIE1764U
均等色空間で考えることも可能である。またa,b
の代わりにCIE1960VCS図上のu,vを用いることも可能
である。 また、本実施例では明度データLと色度データ(a
,b)を別々に符号化、復号化しているが、例えば色
度データ(a,b)の符号化にLをセレクタとして
符号化用ルツクアツプテーブルの切り変えも可能であ
る。この様に符号化・復号化において、明度データL
は色度データ(a,b)を、色度データ(a,b
は明度データLを参照して行うことも可能である。 以上説明したように、解像度情報は明度Lによって
保存され、色味は色度(a,b)によって保存され、
色階調は明度Lと色度(a,b)によって保存され
ることにより、視覚特性を考慮した解像度と色階調等の
色再現の良い高圧縮率のカラー画像符号化を安価に構成
することができる。 また、色変換器の導入により種々の色信号を有するカ
ラー画像入出力装置との接続も容易になる。 [効果] 以上説明した様に本発明によれば、明度データについ
ては、ブロック単位で代表レベル情報及び該ブロック内
の構造を示す解像度情報を抽出し、更にブロック単位で
該代表レベル情報及び解像度情報に基づく量子化コード
を生成する一方、2つの色度データについては、ブロッ
ク単位で平滑データを抽出する様にしたので、明度デー
タ及び色度データを所定のブロック単位で効率良く符号
化することが可能となる。 更に、上記2つの色度データについては、互いに関連
づけて更に符号化する様にしたので、色度データの符号
化効率を良好にできる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明を適用したカラー画像符号・復号装置の
構成例のブロツク図、第2図は符号化による画像データ
の流れを示した図、第3図は色再現範囲である均等色空
間CIF1976Lと色符号化に必要な(a
のコード化と代表点の選び方の一例を示した図、第4図
は復号化による画像データの流れを示した図であり、 2,12は色変換器、 4,5は符号器、 9は復号器、 10は色復号器である。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.カラー画像を構成する明度データと2つの色度デー
    タを符号化するカラー画像符号化装置において、 前記明度データから所定サイズのブロックごとに明度デ
    ータの代表レベル情報及び該ブロック内の構造を示す解
    像度情報を抽出し、更に前記ブロックごとに該代表レベ
    ル情報及び解像度情報に基づく量子化コードを生成する
    第1の抽出手段と、 前記2つの色度データのそれぞれについて、前記所定サ
    イズのブロックごとに平滑データを抽出する第2の抽出
    手段と、 前記第1の抽出手段により生成された量子化コード並び
    に前記第2の抽出手段により抽出された平滑データを用
    いて、前記ブロックを表す符号データを出力する出力手
    段とを有することを特徴とするカラー画像符号化装置。 2.更に前記第2の抽出手段により抽出された2つの平
    滑データを、互いに関連づけて更に符号化することによ
    り、前記符号データの一部に相当するコードデータを生
    成する生成手段を有することを特徴とする特許請求の範
    囲(1)に記載されたカラー画像符号化装置。 3.前記出力手段は、更に前記代表レベル情報も用いて
    前記ブロックを表す符号データを出力することを特徴と
    する特許請求の範囲(1)に記載されたカラー画像符号
    化装置。
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JP2775748B2 (ja) * 1988-04-14 1998-07-16 日本電気株式会社 カラー画像の限定色表現方法及び装置
JP4535889B2 (ja) * 2005-01-20 2010-09-01 Necエンジニアリング株式会社 エアフィルタの目詰まり検出装置

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