JP2878600B2 - Stepwise multi-tone image encoding device and decoding device - Google Patents

Stepwise multi-tone image encoding device and decoding device

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JP2878600B2
JP2878600B2 JP14009594A JP14009594A JP2878600B2 JP 2878600 B2 JP2878600 B2 JP 2878600B2 JP 14009594 A JP14009594 A JP 14009594A JP 14009594 A JP14009594 A JP 14009594A JP 2878600 B2 JP2878600 B2 JP 2878600B2
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tone
bit plane
dither
encoding
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俊幸 松原
英明 山田
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Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は多階調画像を段階的に再
生表示するための段階的多階調画像符号化装置及び復号
化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stepwise multi-tone image encoding apparatus and decoding apparatus for reproducing and displaying a multi-tone image step by step.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

<背景1>新しい画像通信サービスとして、画像データ
ベース検索、オーディオグラフィックコンファレンスな
どに代表されるソフトコピー通信が注目を浴びている。
ソフトコピー通信とは利用者の目の前のディスプレイを
利用して情報を表示するものであり、情報の再生、消
去、編集等の加工が容易で、全体画像の早期把握を目的
とした階層表現にも適している。そこで、早期段階で概
略画像を送り、その後、徐々にその画質を向上させるプ
ログレッシブビルドアップに適した階層的伝送方法が標
準化されている。国際勧告ITU−T T.81におい
ては、入力画像を8×8画素のブロックに分割し、各ブ
ロックDCTと呼ばれる直行変換を施すことにより8×
8の画素データが8×8のDCT係数に変換された後、
64個のDCT係数を複数のグループ(バンド)に分割
し、第1スキャンで画像内全ブロックに対して最初のバ
ンドのみを符号化し、以後のスキャンで残りのバンドを
ひとバンドずつ符号化していく方式(spectral selecti
on)と、DCTの全係数に対して、まず、MSB(Most
Significant Bit)側複数ビットを画像内全ブロックに
対して符号化し、以後のスキャンで残りのLSB(Leas
t Significant Bit)側のビットを1ビット/スキャン
で符号化していく方式(successive approximation)と
がある。 <背景2>また、2値画像符号化方式(ITU−T
T.82)においては、多階調画像をビットプレーンに
分解し、各々のビットプレーンを2値画像として符号化
し、ビットプレーン単位で伝送することにより多階調デ
ータの階層的伝送が可能となる。 <背景3>イメージスキャナ、ファクシミリ装置などの
画像処理装置においては、入力された多階調画像を2値
画像に変換するための方法として、例えば、画像電子学
会誌 第10巻 第5号(1981)に示されている組
織的ディザ法が用いられている。また、その応用として
原多階調画像を限られた階調表示能力のディスプレイに
表示するために原画像の階調数とディスプレイの表示階
調数の差異を上記組織的ディザ法で補間することも可能
である。具体的には、8ビットの階調データ(256階
調)を4ビット階調(16階調)のディスプレイに表示
する場合、4×4のディザマトリクスを用いた組織的デ
ィザ法により疑似的に256階調を表示することができ
る。
<Background 1> As a new image communication service, soft copy communication represented by an image database search, an audio graphic conference, and the like is receiving attention.
Soft copy communication is a method of displaying information using a display in front of the user, making it easy to process information such as reproduction, deletion, and editing, and a hierarchical representation for the purpose of quickly grasping the entire image. Also suitable for. Therefore, a hierarchical transmission method suitable for progressive build-up, in which a schematic image is transmitted at an early stage and thereafter the image quality is gradually improved, has been standardized. International Recommendation ITU-TT. In 81, the input image is divided into 8 × 8 pixel blocks, and each block is subjected to an orthogonal transform called DCT to obtain 8 × 8 pixels.
After the pixel data of 8 is converted into 8 × 8 DCT coefficients,
The 64 DCT coefficients are divided into a plurality of groups (bands), only the first band is encoded for all blocks in the image in the first scan, and the remaining bands are encoded one by one in subsequent scans. Method (spectral selecti
on) and all coefficients of the DCT, first the MSB (Most
Significant Bit) side multiple bits are encoded for all blocks in the image, and the remaining LSB (Leas)
There is a method (successive approximation) in which bits on the side of (t Significant Bit) are encoded at 1 bit / scan. <Background 2> In addition, the binary image coding method (ITU-T
T. In 82), the multi-tone image is decomposed into bit planes, each bit plane is encoded as a binary image, and transmitted in units of bit planes, so that multi-tone data can be hierarchically transmitted. <Background 3> In an image processing apparatus such as an image scanner or a facsimile apparatus, as a method for converting an input multi-tone image into a binary image, for example, Journal of Image Electronics Society of Japan, Vol. 10, No. 5, (1981) ) Is used. Further, as an application thereof, in order to display an original multi-tone image on a display having a limited tone display capability, the difference between the number of tones of the original image and the number of display tones of the display is interpolated by the above-described systematic dither method. Is also possible. Specifically, when displaying 8-bit gray scale data (256 gray scales) on a display of 4 bit gray scales (16 gray scales), the systematic dither method using a 4 × 4 dither matrix is used to perform pseudo-simulation. 256 gradations can be displayed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】写真のような多階調画
像に対して、全体画像の早期把握を目的とし、プログレ
ッシブビルドアップに適した伝送で、上記した背景1の
ような方法により伝送する場合において、表示するディ
スプレイが廉価LCDのように階調表示能力が8もしく
は16階調程度の場合、最終画像において疑似輪郭と呼
ばれる原画像には存在しない輪郭が存在し、画像の劣化
を招く。また、背景2のような方法においても同様最終
画像において疑似輪郭が存在し、かつビットプレーンの
画素間に相関が乏しく、エントロピーが大きく画像圧縮
効果が期待できない。また、疑似輪郭の除去のため背景
3の方法を用いたとしても、背景1の方法では原画像に
はない高周波成分が存在することによる歪、ノイズが現
れるし、背景2の方法では前記よりもさらにビットプレ
ーンの画素間に相関が乏しく、エントロピーの増大によ
り符号化による画像圧縮効果が期待できない。本発明
は、上記問題点を解決することを目的としてなしたもの
であり、上記問題点を解消した段階的多階調画像符号化
装置及び復号化装置を提供するものである。
A multi-tone image such as a photograph is transmitted by a method suitable for progressive build-up with the aim of grasping the entire image at an early stage by the method as described in Background 1 above. In such a case, when the display to be displayed has a gradation display capability of about 8 or 16 gradations, such as a low-cost LCD, a contour called a pseudo contour which does not exist in the original image exists in the final image, which causes image deterioration. Also, in the method such as the background 2, a pseudo contour exists in the final image, the correlation between the pixels of the bit plane is poor, the entropy is large, and the image compression effect cannot be expected. Further, even if the method of the background 3 is used to remove the false contour, the method of the background 1 causes distortion and noise due to the presence of high-frequency components that are not present in the original image, and the method of the background 2 is more effective than the above. Further, the correlation between the pixels of the bit plane is poor, and an image compression effect by encoding cannot be expected due to an increase in entropy. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a stepwise multi-tone image encoding device and a decoding device which solve the above problems.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決すべ
く、本発明の段階的多階調画像符号化装置は、1画素を
多値で表わす多階調画像を符号化する符号化装置におい
て、原多階調画像をビット切り捨てにより表示可能な単
純多階調数データに変換する第1の変換手段と、原多階
調画像をディザ法により表示可能なディザ多階調数デー
タに変換する第2の変換手段と、該第1及び第2の手段
により変換された階調数データをグレイコードデータに
変換する第3の変換手段と、前記第3の変換手段で変換
されたグレイコードデータを、単純多階調データの最高
位ビットプレーンから最低位ビットプレーンへ順次ビッ
トプレーン単位で段階的に符号化し、引き続きディザ多
階調データの最高位ビットプレーンから最低ビットプレ
ーンへ順次ビットプレーン単位で段階的に符号化する符
号化手段とを備えるものである。また、本発明の段階的
多階調画像符号化装置は、原多階調画像をビット切り捨
てにより表示可能な単純多階調数データに変換する第1
の変換手段と、原多階調画像をディザ法により表示可能
なディザ多階調数データに変換する第2の変換手段と、
該第1及び第2の手段により変換された階調数データを
グレイコードデータに変換する第3の変換手段と前記第
3の変換手段で変換されたグレイコードデータを、単純
多階調データの最高位ビットプレーンと、ディザ多階調
データの最高位ビットプレーンの組合せから、単純多階
調データの最低位ビットプレーンとディザ多階調データ
の最低位ビットプレーンの組合せまで順次段階的に符号
化する符号化手段を備えるものである。また、上記各段
階的多階調画像符号化装置における、グレイコードデー
タをビットプレーン単位で符号化する符号化手段におい
て、ディザ多階調符号化データはビットプレーン毎に単
純多階調データとの差分を符号化するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, a stepwise multi-tone image encoding apparatus according to the present invention is an encoding apparatus for encoding a multi-tone image in which one pixel is represented by multi-values. First converting means for converting an original multi-tone image into simple multi-tone data which can be displayed by truncating bits, and converting the original multi-tone image into dither multi-tone data which can be displayed by a dither method. Second conversion means, third conversion means for converting the grayscale number data converted by the first and second means into gray code data, and gray code data converted by the third conversion means Are sequentially encoded in bit plane units from the highest bit plane to the lowest bit plane of the simple multi-tone data, and then sequentially bit-coded from the highest bit plane to the lowest bit plane of the dither multi-tone data. Those comprising encoding means for stepwise encoded in over down units. Further, the stepwise multi-tone image encoding device of the present invention converts the original multi-tone image into simple multi-tone number data that can be displayed by truncating bits.
Conversion means, and second conversion means for converting the original multi-tone image into dither multi-tone data that can be displayed by the dither method,
Third conversion means for converting the gray scale number data converted by the first and second means into gray code data, and gray code data converted by the third conversion means, From the combination of the highest-order bit plane and the highest-order bit plane of the dither multi-gradation data to the combination of the lowest-order bit plane of the simple multi-gradation data and the lowest-order bit plane of the dither multi-gradation data sequentially and sequentially Encoding means for performing the encoding. Further, in the encoding means for encoding gray code data in bit plane units in each of the above-described stepwise multi-tone image encoding devices, the dither multi-gradation encoded data is converted into simple multi-tone data for each bit plane. The difference is encoded.

【0005】さらに、本発明の段階的多階調画像復号化
装置は、前記段階的多階調画像符号化装置においてビッ
トプレーン単位で符号化された符号化データをグレイコ
ードデータに復号化する復号化手段と、復号化されたグ
レイコードデータを階調数データに逆変換する逆変換手
段とを備えるものである。
Further, a stepwise multi-tone image decoding apparatus according to the present invention comprises a decoding step of decoding the coded data coded in bit plane units in the stepwise multi-tone image coding apparatus into gray code data. And a reverse conversion means for reversely converting the decoded gray code data into gradation number data.

【0006】[0006]

【作用】原多階調画像をディスプレイの表示能力に応じ
た階調数に変換した後、その階調データをそのままビッ
トプレーンのデータブロックに変換するのではなく階調
データをグレイコードに変換する。図3はそのようすを
示している。Z軸は階調数を示しており、X−Y平面が
ビットプレーンを示している。ブロックAからディスプ
レイの表示能力に応じた階調数への変換はLSB(Leas
t Significant Bit)から下位数ビットを切り捨てるこ
とによりブロックBが生成される。この後グレイコード
による変換を行いブロックCが生成される。図4は階調
数データをグレイコードに変換するテーブルを示してい
る。これは自然数を自然2進表現したときの各ビット値
をMSB(Most Significant Bit)から(b0,b1,....,b
n-1)、グレイコード表現したときのそれを(g0,g1,....,
gn-1)とすると、giとbiの間にはつぎのような関係があ
る。 gi = bi (i=0) gi = bi XOR bi-1 (i=1,2,...,n-1) XOR 排他的論理和 これはとなりあう符号間のハミング距離が1になってい
るコードであり、写真のような緩やかに変化する画像に
おいては、グレイコードを用いたビットプレーンは隣合
う画素間の相関が強いためエントロピーが小さくなり、
符号化による画像圧縮効果が高くなる。このビットプレ
ーン単位の符号化データをMSBから順次送出すること
により、受信側では階調数が1ビット、2ビット、3ビ
ット...すなわち2階調、4階調、8階調と順次画質
が向上することになる。そのうえディスプレイの階調表
示能力の最大限にきたとき、引き続き原多階調画像に対
してディザ変換されたビットプレーン単位の符号データ
をMSBから順次送出することにより、疑似階調数が加
算され最終的には Leq = (L−1)n2+1 (1) Leq:等価的階調数 L:ディスプレイ階調表示能力 n:ディザマトリックスサイズ なる階調数が表示されることになる。なお、受信側にお
いてディザ変換されたビットプレーンが入力された時点
ではすでに表示された単純多階調のビットプレーンとの
差し替えを行う。また、順序として単純多階調ビットプ
レーンMSB、ディザ多階調ビットプレーンMSB、単
純多階調ビットプレーン(MSB−1)、ディザ多階調
ビットプレーン(MSB−1),...の順番に送出す
ることも可能である。また、あるレベルでの単純多階調
のビットプレーンとディザ多階調ビットプレーンは変化
量がプレーン間に比べ比較的少ないため、その差分情報
を符号化することにより、符号化データの削減が見込め
る。
After converting an original multi-tone image into a number of tones according to the display capability of the display, the tone data is converted into a gray code instead of directly converting the tone data into a bit plane data block. . FIG. 3 illustrates such a situation. The Z axis indicates the number of gradations, and the XY plane indicates the bit plane. The conversion from the block A to the number of gradations according to the display capability of the display is performed by LSB (Leas
Block B is generated by truncating the lower few bits from (t Significant Bit). After that, the conversion is performed using the Gray code, and the block C is generated. FIG. 4 shows a table for converting the gradation number data into a gray code. This means that each bit value when a natural number is expressed in a natural binary form is converted from MSB (Most Significant Bit) to (b 0 , b 1 ,..., B
n-1 ), which is expressed in Gray code (g 0 , g 1 , ....,
g n-1 ), there is the following relationship between g i and b i . g i = b i (i = 0) g i = b i XOR b i-1 (i = 1,2, ..., n-1) XOR Exclusive OR This means that the Hamming distance between adjacent codes is In a code that is 1 and changes slowly, such as a photo, the entropy is small because the bit plane using the Gray code has a strong correlation between adjacent pixels.
The image compression effect by encoding is enhanced. By sequentially transmitting the coded data in bit plane units starting from the MSB, the number of gray scales on the receiving side is 1 bit, 2 bits, 3 bits,. . . That is, the image quality is improved sequentially in two tones, four tones, and eight tones. In addition, when the gradation display capability of the display reaches the maximum, the pseudo gradation number is added and the final gradation number is added by successively transmitting the bit data in the bit plane unit which is dither-converted to the original multi-gradation image sequentially from the MSB. Specifically, Leq = (L−1) n 2 +1 (1) Leq: equivalent number of gradations L: display gradation display capability n: dither matrix size The gradation number is displayed. When the bit plane subjected to the dither conversion is input on the receiving side, the bit plane is replaced with the already displayed simple multi-tone bit plane. The order is as follows: simple multi-gradation bit plane MSB, dither multi-gradation bit plane MSB, simple multi-gradation bit plane (MSB-1), dither multi-gradation bit plane (MSB-1),. . . It is also possible to transmit in the order of. Further, since the amount of change between the simple multi-tone bit plane and the dither multi-tone bit plane at a certain level is relatively smaller than that between the planes, encoding of the difference information can reduce encoded data. .

【0007】[0007]

【実施例】以下、一実施例を示した図面を参照して本発
明を詳細に説明する。図1は本発明に係る段階的多階調
画像符号化装置及び復号化装置を用いた通信システムの
一実施例のブロック図を示す。本実施例において、本発
明の段階的多階調画像符号化装置及び復号化装置を用い
た通信システムは、送信側においては、スキャナやカメ
ラにより入力された原多階調画像が蓄積されたメモリ1
1と、前記蓄積メモリ11よりディスプレイの表示能力
の階調数データを入力とし、切り捨て等の単純な処理に
より階調ビットを削減する処理を行う単純多階調処理部
12と、前記蓄積メモリ11よりディスプレイの表示能
力の階調数データを入力とし、ディザ化処理により階調
ビットを削減する処理を行うディザ多階調処理部13
と、単純多階調処理12とディザ多階調処理13から出
力された画像データの通常のビットストリームをグレイ
コードのビットストリームに変換するグレイコード変換
部14と、前記グレイコード変換部14により変換され
た単純多階調処理データをビットプレーン毎に蓄積する
メモリ15と、前記グレイコード変換部14により変換
されたディザ多階調処理データをビットプレーン毎に蓄
積するメモリ16と、単純多階調処理によるビットプレ
ーン及びディザ多階調処理によるビットプレーンを符号
化する符号化部17(なお符号化は従来よりある2値画
像符号化法、たとえばファクシミリに使われているM
H、MR、MMR方式やJBIG方式などが考えられ
る。)とで構成され、受信側においては、前記符号化部
に対応した復号化部18と、グレイコード化された単純
多階調データをビットプレーン毎に蓄積するメモリ19
と、グレイコード化されたディザ多階調データをビット
プレーン毎に蓄積するメモリ20と、各々のグレイコー
ド化されたビットストリームを通常のビットストリーム
に変換するグレイコード逆変換部21と、通常のビット
ストリームによる階調データを表示する表示部22によ
り構成され、送信側と受信側は通信路23により接続さ
れている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings showing one embodiment. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a communication system using a stepwise multi-tone image encoding device and a decoding device according to the present invention. In the present embodiment, a communication system using the stepwise multi-tone image encoding device and the decoding device of the present invention includes, on the transmission side, a memory in which an original multi-tone image input by a scanner or a camera is stored. 1
1, a simple multi-gradation processing unit 12 that receives gradation number data of the display capability of the display from the storage memory 11 and performs processing to reduce gradation bits by simple processing such as truncation; A dither multi-gradation processing unit 13 that receives the gradation number data of the display capability of the display as input and performs processing for reducing gradation bits by dithering processing
A gray code conversion unit 14 for converting a normal bit stream of image data output from the simple multi-tone processing 12 and the dither multi-tone processing 13 into a gray code bit stream; A memory 15 for storing the converted multi-gradation processing data for each bit plane, a memory 16 for storing the dither multi-gradation processing data converted by the gray code conversion unit 14 for each bit plane, Encoding unit 17 for encoding a bit plane obtained by the processing and a bit plane obtained by the dither multi-tone processing (the encoding is performed by a conventional binary image encoding method, for example, M
The H, MR, MMR method, the JBIG method and the like can be considered. On the receiving side, a decoding unit 18 corresponding to the encoding unit and a memory 19 for storing gray-coded simple multi-tone data for each bit plane
A memory 20 for storing gray-coded dither multi-gradation data for each bit plane, a gray code inverse converter 21 for converting each gray-coded bit stream into a normal bit stream, The display unit 22 is configured to display gradation data based on a bit stream. The transmission side and the reception side are connected by a communication path 23.

【0008】図2は、ディザ多階調処理部13の処理内
容を図で示している。この図2において(a)は原多階
調画像における任意の水平走査線の階調数をグラフによ
り示したものである。(b)は入力されたディスプレイ
の階調数データを基準階調とし、その上にディザと呼ば
れる周期性を持ったノイズを重畳させたグラフを示して
いる。このディザは既に知られているベイヤー、等の周
期の中で規則性を持ったパターンでもよいし、ランダム
なパターンでもよい。入力された原多階調データはまず
(b)における基準階調と比較され、 gn-1<I≦gn (2) I :原多階調データ gn:第n階調における階調データ なる区間[gn-1,gn]において画素単位で(b)のデ
ィザパターンと比較し、 I<DならばI=n−1 (3) I≧DならばI=n D:ディザパターンデータ なる処理により原多階調データをディスプレイの表示階
調能力に応じた階調数まで削減している。(c)はディ
ザ多階調処理の結果を示している。
FIG. 2 is a diagram showing the processing contents of the dither multi-gradation processing section 13. FIG. 2A is a graph showing the number of gradations of an arbitrary horizontal scanning line in an original multi-tone image. (B) shows a graph in which the input gradation number data of the display is used as a reference gradation, and a periodic noise called dither is superimposed on the reference gradation data. This dither may be a pattern having regularity in a cycle of a known Bayer or the like, or may be a random pattern. Input original multi-gradation data is compared with the reference tone at first (b), g n-1 <I ≦ g n (2) I: original multi-gradation data g n: gradation in the n gradation In the section [g n−1 , g n ] of data, the pixel is compared with the dither pattern of (b) in pixel units. If I <D, I = n−1 (3) If I ≧ D, I = n D: dither The original multi-tone data is reduced to the number of tones corresponding to the display tone capacity of the display by the processing of pattern data. (C) shows the result of the dither multi-tone processing.

【0009】次に本発明を使った段階的表示方法を原画
像の階調数を256階調(8ビット)、ディスプレイの
表示能力8階調(3ビット)、ディザマトリックスサイ
ズ4×4画素として説明する。送信側において、原多階
調画像蓄積メモリ11に蓄積された256階調(8ビッ
ト)データは、単純多階調処理部12により下位5ビッ
トが切り捨てられグレイコード変換部に送られる。ま
た、ディザ多階調処理部13により前記の(2)式、
(3)式の処理により3ビットに削減されグレイコード
変換部14に送られる。グレイコード変換部14では自
然2値の3ビットストリームデータをグレイコードの3
ビットストリームに変換する。そのビットストリームデ
ータをビットプレーン単位に、単純8階調データはビッ
トプレーンメモリ15にディザ8階調データはビットプ
レーンメモリ16に蓄積される。この後ビットプレーン
単位で最高位ビットすなわちビット2からビット0に向
かって符号化され送出される。その際送出パターンとし
て2通りある。第1のパターンは、単純データビット2
→単純データビット1→単純データビット0、に引き続
きディザデータビット2→ディザデータビット1→ディ
ザデータビット0の順序で送出するものである。(以下
送出パターン1と称す)。第2のパターンは、単純デー
タビット2→ディザデータビット2→単純データビット
1→ディザデータビット1→単純データビット0→ディ
ザデータビット0の順序で送出するものである。(以下
送出パターン2と称す)。ここで、同一ビットの単純デ
ータのビットプレーンとディザデータのビットプレーン
は、ディザ化の影響で局所的には異なる部分が存在する
が、全体的にはかなり似通ったビット配置になってお
り、送出パターン1及び送出パターン2とも単純データ
のビットプレーンを送出した後、ディザデータのビット
プレーンを送出するため、ディザデータのビットプレー
ンは全体を符号化して送出するのではなく、単純データ
との差分を符号化することにより符号量の削減が見込ま
れる。
Next, a stepwise display method using the present invention is described assuming that the number of gradations of the original image is 256 gradations (8 bits), the display capacity of the display is 8 gradations (3 bits), and the dither matrix size is 4 × 4 pixels. explain. On the transmission side, the low-order 5 bits of the 256-tone (8-bit) data stored in the original multi-tone image storage memory 11 are truncated by the simple multi-tone processing unit 12 and sent to the gray code conversion unit. Further, the dither multi-gradation processing unit 13 calculates the above equation (2),
The data is reduced to 3 bits by the processing of the expression (3) and sent to the Gray code conversion unit 14. The gray code conversion unit 14 converts the natural binary 3-bit stream data into a gray code 3
Convert to bitstream. The bit stream data is stored in bit plane memory, and the simple 8-gradation data is stored in the bit plane memory 15 and the dither 8-gradation data is stored in the bit plane memory 16. Thereafter, the data is coded and transmitted from the highest bit, that is, bit 2 to bit 0, in bit plane units. At this time, there are two types of transmission patterns. The first pattern is simple data bit 2
→ Simple data bit 1 → Simple data bit 0 followed by dither data bit 2 → Dither data bit 1 → Dither data bit 0 in order. (Hereinafter referred to as transmission pattern 1). The second pattern is to transmit in the order of simple data bit 2 → dither data bit 2 → simple data bit 1 → dither data bit 1 → simple data bit 0 → dither data bit 0. (Hereinafter referred to as transmission pattern 2). Here, the bit plane of the simple data and the bit plane of the dither data of the same bit have locally different portions due to the effect of dithering. Since both the pattern 1 and the transmission pattern 2 transmit the bit plane of the simple data and then transmit the bit plane of the dither data, the bit plane of the dither data is not encoded and transmitted as a whole, but the difference from the simple data is calculated. The encoding is expected to reduce the code amount.

【0010】受信側において、前記送出パターン1また
は送出パターン2により受信されたビットプレーン単位
の符号化データは復号化部18によりグレイコードデー
タに復号化され、単純データはメモリ19にディザデー
タはメモリ20にビットプレーン毎に蓄積され、その後
グレイコード逆変換部21によりビットプレーンを集め
て各画素毎にグレイコードを自然2値化データに変換
し、それにより得られた8階調データを表示部22に送
出し、表示する。なお、あるビットプレーンに対し単純
データを表示した後、ディザデータの表示は、ビットプ
レーン全てについてデータが有る場合、ビットプレーン
毎書き換え、ディザデータが単純データからの差分デー
タである場合、単純データと差分データの排他的論理和
によりディザデータの表示ができる。
On the receiving side, the coded data in bit plane units received according to the transmission pattern 1 or the transmission pattern 2 is decoded into gray code data by the decoding unit 18, the simple data is stored in the memory 19, and the dither data is stored in the memory 19. Then, the gray plane data is accumulated in the bit plane 20, and then the gray plane is converted by the gray code inverse conversion unit 21 into natural binary data for each pixel. 22 for display. After displaying the simple data for a certain bit plane, the display of the dither data is rewritten for each bit plane when there is data for all the bit planes, and when the dither data is difference data from the simple data, the simple data is displayed. The dither data can be displayed by the exclusive OR of the difference data.

【0011】[0011]

【発明の効果】本発明によれば、写真のような多階調画
像の、全体画像の早期把握を目的としたプログレッシブ
ビルドアップ表示を、画像の劣化を生じることなく実現
することができる。
According to the present invention, progressive build-up display of a multi-tone image such as a photograph for the purpose of quickly grasping the entire image can be realized without deteriorating the image.

【0012】また、復号化装置側のディスプレイの階調
表示能力に応じ原画像の階調数を削減し、階調数分のビ
ットプレーンとして、単純なビット削減によるビットプ
レーンと、ディザ化により疑似階調を付与したビットプ
レーンを用意し、最高位ビットから順次符号化すること
により、より細分化され、より階調数の多いプログレッ
シブビルドアップ表示が可能となるとともに、各々のビ
ットプレーンをグレイコードにすることによる画像符号
化データの高圧縮率化が可能になる。
Further, the number of gradations of the original image is reduced according to the gradation display capability of the display on the decoding device side, and bit planes corresponding to the number of gradations are used as bit planes by simple bit reduction and pseudo by dithering. By preparing bit planes with gradations and encoding them sequentially from the highest bit, progressive build-up display with more subdivisions and more gradations is possible, and each bit plane is gray code This makes it possible to increase the compression ratio of the image encoded data.

【0013】また、あるレベルでの単純多階調のビット
プレーンとディザ多階調ビットプレーンは変化量がプレ
ーン間に比べ比較的少ないため、その差分情報を符号化
することにより、符号化データの削減が見込める。
Further, since the amount of change between the simple multi-tone bit plane and the dither multi-tone bit plane at a certain level is relatively smaller than that between the planes, the difference information is coded to obtain the coded data. Reduction can be expected.

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

【図1】本発明に係る段階的多階調画像符号化装置及び
復号化装置を用いた通信システムの一実施例のブロック
図を示す。
FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of a communication system using a stepwise multi-tone image encoding device and a decoding device according to the present invention.

【図2】本発明の一実施例に供するディザ化処理の処理
内容を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing processing contents of dithering processing provided in one embodiment of the present invention.

【図3】多階調画像ブロックを表示階調数に応じて処理
する例を示した説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example in which a multi-tone image block is processed according to the number of display gradations.

【図4】グレイコード変換テーブルを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a Gray code conversion table.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 原多階調画像蓄積メモリ 12 単純多階調処理部 13 ディザ多階調処理部 14 グレイコード変換部 15 単純多階調データ蓄積メモリ(送信側) 16 ディザ多階調データ蓄積メモリ(送信側) 17 符号化部 18 復号化部 19 単純多階調データ蓄積メモリ(受信側) 20 ディザ多階調データ蓄積メモリ(受信側) 21 グレイコード逆変換部 22 表示部 23 通信路 Reference Signs List 11 Original multi-tone image storage memory 12 Simple multi-tone processing unit 13 Dither multi-tone processing unit 14 Gray code conversion unit 15 Simple multi-tone data storage memory (transmission side) 16 Dither multi-tone data storage memory (transmission side) 17) Encoding unit 18 Decoding unit 19 Simple multi-gradation data storage memory (receiving side) 20 Dither multi-gradation data storage memory (receiving side) 21 Gray code inverse conversion unit 22 Display unit 23 Communication path

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 1画素を多値で表わす多階調画像を符号
化する符号化装置であって、 原多階調画像をビット切り捨てにより表示可能な単純多
階調数データに変換する第1の変換手段と、 原多階調画像をディザ法により表示可能なディザ多階調
数データに変換する第2の変換手段と、 該第1及び第2の手段により変換された階調数データを
グレイコードデータに変換する第3の変換手段と、 前記第3の変換手段で変換されたグレイコードデータ
を、単純多階調データの最高位ビットプレーンから最低
位ビットプレーンへ順次ビットプレーン単位で段階的に
符号化し、引き続きディザ多階調データの最高位ビット
プレーンから最低ビットプレーンへ順次ビットプレーン
単位で段階的に符号化する符号化手段とを有したことを
特徴とする段階的多階調画像符号化装置。
1. An encoding apparatus for encoding a multi-tone image representing one pixel in multi-values, wherein the encoding device converts the original multi-tone image into simple multi-tone number data that can be displayed by truncating bits. Conversion means for converting the original multi-tone image into dither multi-tone number data which can be displayed by the dither method; and converting the tone number data converted by the first and second means. Third converting means for converting the gray code data into gray code data, and converting the gray code data converted by the third converting means from the highest bit plane to the lowest bit plane of the simple multi-gradation data sequentially in bit plane units. Encoding means for successively encoding the data sequentially from the highest bit plane to the lowest bit plane of the dither multi-tone data in bit plane units. Tone image coding apparatus.
【請求項2】 1画素を多値で表わす多階調画像を符号
化する符号化装置であって、 原多階調画像をビット切り捨てにより表示可能な単純多
階調数データに変換する第1の変換手段と、 原多階調画像をディザ法により表示可能なディザ多階調
数データに変換する第2の変換手段と、 該第1及び第2の手段により変換された階調数データを
グレイコードデータに変換する第3の変換手段と前記第
3の変換手段で変換されたグレイコードデータを、単純
多階調データの最高位ビットプレーンと、ディザ多階調
データの最高位ビットプレーンの組合せから、単純多階
調データの最低位ビットプレーンとディザ多階調データ
の最低位ビットプレーンの組合せまで順次段階的に符号
化する符号化手段とを有したことを特徴とする段階的多
階調画像符号化装置。
2. An encoding apparatus for encoding a multi-tone image representing one pixel in multi-values, wherein the encoding device converts the original multi-tone image into simple multi-tone number data that can be displayed by truncating bits. Conversion means for converting the original multi-tone image into dither multi-tone number data which can be displayed by the dither method; and converting the tone number data converted by the first and second means. Third conversion means for converting into gray code data, and the gray code data converted by the third conversion means into a highest-order bit plane of simple multi-gradation data and a highest-order bit plane of dither multi-gradation data. Coding means for sequentially and stepwise coding from the combination to the combination of the lowest bit plane of the simple multi-gradation data and the lowest bit plane of the dither multi-gradation data. Tone image coding apparatus.
【請求項3】 グレイコードデータをビットプレーン単
位で符号化する符号化手段において、ディザ多階調符号
化データはビットプレーン毎に単純多階調データとの差
分を符号化することを特徴とする請求項1又は請求項2
に記載の段階的多階調画像符号化装置。
3. An encoding means for encoding gray code data on a bit plane basis, wherein the dither multi-gradation encoded data encodes a difference from the simple multi-gradation data for each bit plane. Claim 1 or Claim 2
2. The stepwise multi-tone image encoding device according to item 1.
【請求項4】 請求項1、請求項2、又は請求項3に記
載の段階的多階調画像符号化装置においてビットプレー
ン単位で符号化された符号化データを多階調データに復
号化する段階的多階調画像復号化装置であって、ビット
プレーン単位で符号化された符号化データをグレイコー
ドデータに復号化する復号化手段と、該復号化手段で復
号化されたグレイコードデータを階調数データに逆変換
する逆変換手段とを有したことを特徴とする段階的多階
調画像復号化装置。
4. The stepwise multi-tone image encoding device according to claim 1, 2 or 3, decodes the encoded data encoded in bit plane units into multi-tone data. A stepwise multi-tone image decoding device, comprising: decoding means for decoding coded data coded on a bit-plane basis into gray code data; and gray code data decoded by the decoding means. A step-wise multi-tone image decoding device, comprising: an inverse conversion means for performing an inverse conversion into tone number data.
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