JP3086583B2 - 疑似階調画像の符号化方法 - Google Patents
疑似階調画像の符号化方法Info
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Description
の閾値行列の閾値と多値の階調画像の階調値とを比較し
て作成された2値の疑似階調画像の符号化方法に関する
ものである。
例えば、次のような文献に記載されるものがあった。 文献;安田 浩編著“マルチメディア符号化の国際標
準”、(1991)、丸善、日本、P.68−79 従来、M×Mのマトリックスの閾値行列の閾値と多値の
階調画像の階調値とを比較して作成された2値の疑似階
調画像の高能率符号化方法として上記文献に記載されて
いる算術符号を用いるものがある。図2は、この算術符
号を生成する算術符号化器の構成を示す概略の構成ブロ
ック図である。この算術符号化器は、着目画素?と参照
画素X1〜Xmとの配置を定めたテンプレート1を有し
ている。テンプレート1は、マルコフ確率推定部2に接
続されている。マルコフ確率推定部2は、テンプレート
1に表示された画像を参照画素X1〜Xmが作る2m 個
の状態に分離し、符号化しようとする着目画素?のシン
ボル出現確率Psを、これらの各状態毎に推定するもの
である。マルコフ確率推定部2は算術符号構成部3に接
続されている。算術符号構成部3は、マルコフ確率推定
部2で推定されたシンボル出現確率Psを符号化パラメ
ータとして着目画素?のシンボルに応じた算術符号を構
成するものである。次に、この算術符号化器の動作を説
明する。マルコフ確率推定部2は、既に走査したテンプ
レート1の参照画素X1〜Xmが作る2m 個の画素の各
状態毎に、符号化しようとする着目画素?のシンボル出
現確率Psを推定する。算術符号構成部3は、マルコフ
確率推定部2で推定されたシンボル出現確率Psを符号
化パラメータとして、算術符号を構成する。図3は、閾
値行列周期に合わせた疑似階調画像向きのテンプレート
を示す図である。閾値行列による疑似階調画像の符号化
に対しては、図3のテンプレートを用いて着目画素?と
参照画素Xとの相関を高め、符号化効率を高めることが
できる。
疑似階調画像符号化器においては、次のような課題があ
った。閾値行列の大きさM×Mを大きくとると、画素間
の相関が小さくなり、2値の疑似階調画像に周期Mの周
期構造が陽に現れなくなるので、従来の符号化方法では
符号化効率が低く、着目画素の近傍の参照画素を用いて
画像圧縮をすることが困難であった。
解決するために、M×Nの閾値行列の閾値と多値の階調
画像の階調値とを比較して作成された2値の疑似階調画
像の符号化方法において、以下の処理を行う。即ち、着
目画素より前に出現した該着目画素の近傍の参照画素シ
ンボルを走査線順に読み出し、この参照画素シンボルの
パターンと前記閾値行列とから着目画素の階調値を推定
し、推定された階調値と着目画素の閾値との距離を着目
画素の予測状態として算出する予測状態算出処理と、前
記予測状態における前記着目画素のシンボル出現確率を
推定するマルコフ確率推定処理と、前記シンボル出現確
率に基づいて符号化された算術符号を構成する算術符号
構成処理と、前記算術符号に対して復号化を行い、前記
着目画素に対する2値の疑似階調画像シンボルを再生す
る算術復号処理とを行う。
列の閾値と多値の階調画像の階調値とを比較して作成さ
れた2値の疑似階調画像に対する符号化方法を構成した
ので、予測状態算出処理は、着目画素より前に出現した
近傍の参照画素シンボルを走査線順に読み出し、これら
の参照画素シンボルのパターンと閾値行列とから着目画
素の階調値を推定し、この推定された階調値と着目画素
の閾値との距離を着目画素の予測状態として算出する。
マルコフ確率推定処理が、予測状態における着目画素の
シンボル出現確率を推定する。算術符号構成処理は、シ
ンボル出現確率に基づいて符号化された算術符号を構成
する。更に、算術復号処理は、前記算術符号に対して復
号化を行い、前記着目画素に対する2値の疑似階調画像
シンボルを再生する。従って、前記課題が解決できるの
である。
y})を事前知識として、2値化を行った原画像の階調
値まで遡った状態をシンボル出現確率の予測状態とする
ことにより、画像信号に陽に現れない確率の偏りを利用
して符号化効率を高めるものである。以下、本発明の基
礎となっている疑似階調画像の符号化器及び復号化器に
ついて説明する。図1は本発明の実施例の疑似階調画像
の符号化方法を実施するための符号化器の機能ブロック
図であり、図2の算術符号化器と共通の要素には共通の
記号が付されている。この疑似階調画像の符号化器は、
図2の算術符号化器と同様に、着目画素?と参照画素X
1〜Xmとの配置を定めたテンプレート1を有してい
る。テンプレート1は、確率モデル部20の入力側に接
続されている。確率モデル部20は、予測状態算出部2
0Aとマルコフ確率推定部20Bとからなる。予測状態
算出部20Aは、着目画素?の近傍の参照画素X1〜X
mのシンボルパターンと2値化の構造、即ち、閾値行列
(Dxy)とから着目画素?の階調値の推定を行い、推
定階調値と着目画素?の閾値との距離を予測状態として
求めるものである。更に、確率モデル部20の出力側
は、マルコフ確率推定部20Bの入力側に接続されてい
る。マルコフ確率推定部20Bは、各予測状態での着目
画素?のシンボル出現確率Psを推定するものである。
マルコフ確率推定部20Bの出力側は、算術符号構成部
30の入力側に接続されている。算術符号構成部30
は、シンボル出現確率Psを符号化パラメータとして、
着目画素?のシンボルの符号を構成するものである。
て疑似階調画像の符号化方法を説明する。この符号化器
では、図示しないスキャナにより、テンプレート1の画
像の着目画素?より以前に出現した着目画素?の近傍の
参照画素シンボルが走査線順に読みだされ、確率モデル
部20中の予測状態算出部20Aへ入力される。予測状
態算出部20Aは、テンプレート1中の着目画素?の近
傍の参照画素X1〜Xmのシンボルパターンと2値化の
構造、即ち、閾値行列(Dxy)とから着目画素?の階
調値の推定を行い、着目画素?でのシンボル出現確率P
sを推定するための予測状態を求める。この着目画素?
の階調値の推定方法では、nmax 個の一様階調画像の中
で、着目画素?の近傍の参照画素X1〜Xmの閾値に基
づいて2値化したときのシンボルパターンが、符号化す
る疑似階調画像のシンボルパターンに最も一致する画像
の階調値を推定階調値とする。又、一致の尺度はΣCx
´y´d(x´,y´)とし、この値が大きいほど一致
の度合いが高いものとする。ここでRは着目画素?より
以前の画素を含む着目画素?の参照画素領域であり、
(x´,y´)=(x?+Δx,y?+Δy)、但し、
(x?,y?)は着目画素の座標、Δx,Δyは座標の
増分量、d(x´,y´)は座標(x´,y´)でシン
ボルが一致したとき1、不一致のとき0をとる変数、及
びCx´y´は座標(x´,y´)における重み係数で
ある。
離の予測状態を構成する。即ち、距離の予測状態は、こ
の差の値をインデックスとして推定階調値と閾値とが識
別される状態であり、この状態数をn1個とする。又、
一致の尺度値から一致の予測状態を構成する。即ち、一
致の予測状態は、一致の尺度値をインデックスとして推
定階調値と閾値との差が識別される状態であり、この状
態数をn2個とする。この一致の予測状態は、距離の予
測状態と組み合わせて予測状態全体を構成する。即ち、
予測状態全体は、距離の予測状態n1個と一致の度合い
の予測状態n2個とを組み合わせたn1・n2個とな
る。予測状態算出部20Aで算出された着目画素?の予
測状態は、マルコフ確率推定部20Bへ入力される。マ
ルコフ確率推定部20Bは、入力された各予測状態での
着目画素?のシンボル出現確率Psを推定する。このシ
ンボル出現確率Psの推定は、各予測状態において着目
画素?で観測された全画素数に対するシンボルの出現回
数の比率として計算される。このシンボル出現確率Ps
は、算術符号構成部30へ入力される。算術符号構成部
30は、シンボル出現確率Psと着目画素シンボルとか
ら算術符号を構成する。図4は本発明の実施例の疑似階
調画像の符号化方法を実施するための復号化器の機能ブ
ロック図であり、図1の符号化器と共通の要素には共通
の記号が付されている。この復号化器は、図1中のマル
コフ確率推定部20Bから出力されるシンボル出現確率
Psを復号化パラメータとして符号化の逆演算を行い、
図1の符号化器の符号に基づき着目画素シンボルを復号
する算術復号化部40を有している。
この復号化器では、図示しないスキャナにより、テンプ
レート1の画像の走査線順に着目画素?より以前に復号
化した着目画素近傍参照画素シンボルを読みだし、確率
モデル部20の予測状態算出部20Aへ入力する。予測
状態算出部20Aは、参照画素シンボルの状態から予測
状態を算出し、確率モデル部20のマルコフ確率推定部
20Bへ入力する。マルコフ確率推定部20Bは、入力
された予測状態でのシンボル出現確率Psを推定して算
術復号化部40へ入力する。算術復号化部40は、シン
ボル出現確率Psを復号化パラメータとして、図1の符
号化器の符号に基づき着目画素シンボルを復号する。
たシミュレーション実験結果を説明する。本シミュレー
ション実験の実験条件及び結果は以下の通りである。 実験条件 閾値行列の大きさ:M×M=64×64 閾値行列の階調数:16 マルコフ確率推定部:算術符号化器QM−Coderの
マルコフ確率推定部 算術符号構成部:算術符号化器QM−Coderの算術
符号構成部 参照画素領域:24画素(図5に示す) 重み係数Cx´y´:全ての画素で1 2値疑似階調画像:図6に示す。 実験結果 従来方式符号化効率:0.501(bit/pixe
l) 提案方式符号化効率:0.189(bit/pixe
l) これらの符号化効率は、1画素を構成するのに必要なビ
ット数を表す。提案方式では従来方式の38%のビット
レートで符号化できる。
以下の利点がある。閾値行列(Dxy)による2値疑似
階調画像の符号化において、閾値行列(Dxy)を事前
の知識として利用し、原画像の階調値まで遡った逆モデ
ルの状態を予測状態としたので、閾値行列(Dxy)が
大きく画素間の相関が陽に現れない場合においても高能
率符号化が行える。なお、本発明は、上記実施例に限定
されず種々の変形が可能である。その変形例としては、
例えば次のようなものがある。 (1) 図1、図2、及び図4中のテンプレート1は、
縦と横の画素数が異なっていてもよい。 (2) テンプレート1中の着目画素?と参照画素X1
〜Xmとの配置は、他の配置でもよい。
れば、閾値行列による2値疑似階調画像の符号化におい
て、閾値行列を事前の知識として利用し、原画像の階調
値まで遡った逆モデルの状態を予測状態としたので、閾
値行列が大きく画素間の相関が陽に現れない場合におい
ても高能率符号化が行える。従って、大量の画像情報を
円滑に伝送できる。
ための符号化器の機能ブロック図である。
ンプレートを示す図である。
ための復号化器の機能ブロック図である。
素と着目画素を表す図である。
した疑似階調画像である。
Claims (1)
- 【請求項1】 M×N(但し、M,N;任意の自然数)
の閾値行列の閾値と多値の階調画像の階調値とを比較し
て作成された2値の疑似階調画像の符号化方法におい
て、 着目画素より前に出現した該着目画素の近傍の参照画素
シンボルを走査線順に読み出し、該参照画素シンボルの
パターンと前記閾値行列とから該着目画素の階調値を推
定し、該推定された階調値と該着目画素の閾値との距離
を該着目画素の予測状態として算出する予測状態算出処
理と、 前記予測状態における前記着目画素のシンボル出現確率
を推定するマルコフ確率推定処理と、 前記シンボル出現確率に基づいて符号化された算術符号
を構成する算術符号構成処理と、 前記算術符号に対して復号化を行い、前記着目画素に対
する2値の疑似階調画像シンボルを再生する算術復号処
理とを、 行うことを特徴とする疑似階調画像の符号化方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06022235A JP3086583B2 (ja) | 1994-02-21 | 1994-02-21 | 疑似階調画像の符号化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06022235A JP3086583B2 (ja) | 1994-02-21 | 1994-02-21 | 疑似階調画像の符号化方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07231390A JPH07231390A (ja) | 1995-08-29 |
JP3086583B2 true JP3086583B2 (ja) | 2000-09-11 |
Family
ID=12077135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06022235A Expired - Lifetime JP3086583B2 (ja) | 1994-02-21 | 1994-02-21 | 疑似階調画像の符号化方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3086583B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7221483B2 (en) | 2000-09-05 | 2007-05-22 | Ricoh Company, Ltd. | Image encoding method and apparatus, image decoding method and apparatus, image processing apparatus, image formation apparatus, and computer-executable programs |
KR100765749B1 (ko) | 2005-04-26 | 2007-10-15 | 삼성전자주식회사 | 이진영상 압축장치 및 방법 |
-
1994
- 1994-02-21 JP JP06022235A patent/JP3086583B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07231390A (ja) | 1995-08-29 |
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