JP3327684B2 - カラー画像処理方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー画像処理方法及
びその装置に関し、特に、カラー画像データを符号化し
て記憶できるカラー画像処理方法及びその装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりカラー静止画像に対する高能率
な圧縮符号化方式として知られているものに、現在国際
標準化が進められているＪＰＥＧ方式（画像電子学会誌
Vol.20, No.1, 1991, pp50-58）がある。

【０００３】図９はＪＰＥＧ方式の処理手順の概要を示
したブロック図である。

【０００４】ＪＰＥＧ方式では、まず、入力画像データ
をサンプリングして、８×８画素のブロックに分割し、
各ブロックごとに２次元離散コサイン変換（以下、ＤＣ
Ｔという）を行う（図９の６２）。次に得られた８×８
のＤＣＴ変換係数に対して、量子化テーブル（８×８画
素）を用いて係数位置ごとに異なるステップサイズで線
形量子化する（図９の６３）。最後に量子化されたＤＣ
Ｔ変換係数のうち、ＤＣ係数は１つ前の同一色成分のブ
ロックのＤＣ係数との差分を取り、ハフマン符号化を行
い、またＡＣ係数は、まずジグザグスキャンを行い、１
次元に変換し、連続する“０”の係数の長さと“０”以
外の有効係数の組とでエントロピー符号化（２次元ハフ
マン符号化）を行い（図９の６４）、得られた符号を符
号化データとして出力する。

【０００５】さて、ここで、入力画像データが色空間
（Ａ，Ｂ，Ｃ）で構成されていると、この時、各色成分
の表現の仕方は、１通りである必要はなく、例えば、以
下に示すように各色成分の画素を表現することがある。

【０００６】（１）Ａ，Ｂ，Ｃ成分ともにＸ×Ｙ画素で
構成する場合 （サブサンプリングなし）、図１０（ａ）〜図１０
（ｃ）を参照。

【０００７】（２）Ａ成分はＸ×Ｙ画素で構成し、Ｂと
Ｃ成分は横方向に1/2 にサブサンプリングした（Ｘ/2）
×Ｙ画素で構成する場合 （サブサンプリング比；Ａ：Ｂ：Ｃ＝４：２：２）、 図１１（ａ）〜図１１（ｃ）を参照。

【０００８】（３）Ａ成分はＸ×Ｙ画素で構成し、Ｂと
Ｃ成分は横縦方向ともに1/2 にサブサンプリングした
（Ｘ/2）×（Ｙ/2）画素で構成する場合 （サブサンプリング比；Ａ：Ｂ：Ｃ＝４：１：１）、 図１２（ａ）〜図１２（ｃ）を参照。

【０００９】そして、その内任意のサブサンプリング比
を用いてサブサンプリングを行ない（図９の６１）、そ
の後にＤＣＴ以下の処理を行なう場合がある。

【００１０】ここで、サブサンプリング比が４：２：２
のときは（図１１（ａ）〜図１１（ｃ）の場合）、Ａ成
分４ブロック，Ｂ成分２ブロック，Ｃ成分２ブロックが
同一画像領域に対応している。このようにサブサンプリ
ングを用いることで、例えば、Ｂ成分，Ｃ成分が視覚的
にあまり影響を及ぼさないような色成分のときに、サブ
サンプリング比をＡ：Ｂ：Ｃ＝４：１：１にすること
で、より効果的な符号化を行なうことが可能となってい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、視覚特性を考慮しサブサンプリングを行ない符
号化すると画像全体としては効率のよい符号化が行なえ
るものの、部分的に見ると画質の劣化等何らかの悪影響
を及ぼしているような場合がある。

【００１２】例えば、入力画像データの色空間がＹＣｂ
Ｃｒで、サブサンプリング比がＹ：Ｃｂ：Ｃｒ＝４：
１：１である場合、サブサンプリングされて符号化され
たデータを復号化すると、黒文字部や自然画部に比べ色
文字部などの色情報が重要な部分で画質の劣化が目立っ
てしまうことがあるという問題があった。

【００１３】一方、カラー画像を符号化する際に、その
カラー画像に白黒画像部分が存在する場合に、常に同じ
カラー画像符号化方式で符号化すると、符号化効率が良
くないという問題点もあった。

【００１４】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、ブロック化された入力画像の種別に従って画質劣化
の少ない効率的な符号化を行って画像圧縮が可能なカラ
ー画像処理方法及びその装置を提供することを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のカラー画像処理装置は、以下の様な構成から
なる。即ち、カラー画像データを入力する入力手段と、
前記入力手段によって入力されたカラー画像データを複
数のブロックに分割し、前記複数のブロック各々が多色
カラー画像を表すブロックであるか、或いは、有彩色の
単一色で表現されるモノクロ画像を表すブロックである
かどうかを判別する判別手段と、前記判別手段による判
別結果に基づいて、前記カラー画像データを符号化する
第１符号化手段とを有し、前記第１符号化手段は、前記
判別手段によって有彩色の単一色のモノクロ画像と判別
されたブロックの特定色成分のデータを符号化する前
に、前記ブロックの特定色成分のデータの値の平均値を
算出し、該算出された平均値で前記ブロックの特定色成
分のデータの値を置換するという所定の前処理を施す前
処理手段を含むことを特徴とするカラー画像処理装置を
備える。

【００１６】また他の発明によれば、カラー画像データ
を入力する入力工程と、前記入力工程によって入力され
たカラー画像データを複数のブロックに分割し、前記複
数のブロック各々がカラー画像を表すブロックである
か、或いは、有彩色の単一色で表現されるモノクロ画像
を表すブロックであるかどうかを判別する判別工程と、
前記判別工程による判別結果に基づいて、前記カラー画
像データを符号化する符号化工程とを有し、前記符号化
工程は、前記判別工程において有彩色の単一色のモノク
ロ画像と判別されたブロックの特定色成分のデータを符
号化する前に、前記ブロックの特定色成分のデータの値
の平均値を算出し、該算出された平均値で前記ブロック
の特定色成分のデータの値を置換するという所定の前処
理を施す前処理工程を含むことを特徴とするカラー画像
処理方法を備える。

【００１７】

【作用】以上の構成により本発明は、カラー画像データ
の符号化の前に、入力されたカラー画像データを複数の
ブロックに分割して、そのブロック各々がカラー画像で
あるか或いは有彩色の単一色で表現されるモノクロ画像
であるかどうかを調べ、その判別結果に基づいて符号化
を行なうが、その符号化では、有彩色の単一色のモノク
ロ画像と判別されたブロックの特定色成分のデータを符
号化する前に、ブロックの特定色成分のデータの値の平
均値を算出し、その算出された平均値でブロックの特定
色成分のデータの値を置換するという所定の前処理を施
す。

【００１８】

【実施例】以下添付図面を参照して本発明の好適な実施
例を詳細に説明する。

【００１９】［共通実施例（図１）］図１は、本発明の
代表的な実施例である画像処理装置の全体構成の概要を
示すブロック図である。

【００２０】図１において、１０は画像入力部であり、
ＣＣＤセンサを含むイメージスキヤナ等の画像読取装置
やホストコンピユータ、ＳＶカメラ、ビデオカメラ等の
外部機器のインタフエース等により構成される。画像入
力部１０から入力された画像データは、図２に示される
画像記憶部１１の入力端子１００に供給される。１２は
オペレータが画像データの出力先の指定や符号化の制御
情報の入力等を行う操作部、１３は出力制御部である。
前者は画像データの出力先の選択、後者はメモリ読み出
しの同期信号（プリンタエンジン部からのＩＴＯＰ信
号）や、操作部からのマニュアルキー入力により或は画
像出力部からの画像出力部（プリンタ解像度）に準じた
接続情報に応じた処理を行う。１２５は画像記憶部の出
力端子、１２６は画像記憶部１１の同期信号の入力端子
をそれぞれ示している。１４はデイスプレイ等の画像表
示部、１５は公衆回線やＬＡＮを介して画像データの通
信を行う通信部、１６は例えば感光体上にレーザビーム
を照射して潜像を形成し、これを可視画像化するレーザ
ビームプリンタ等の画像出力部である。

【００２１】なお、画像出力部１６はインクジエツトプ
リンタや熱転写プリンタ、ドツトプリンタ等であつても
良い。特に、熱エネルギーによる膜沸騰を利用して液滴
を吐出させるタイプの、いわゆる、バブルジェット方式
のプリンタでも良い。

【００２２】［第１実施例］本実施例では入力画像デー
タの色空間をＹＣｂＣｒ、サブサンプリング比をＹ：Ｃ
ｂ：Ｃｒ＝４：１：１として、従来技術に従って符号化
したとき、特に色文字領域で劣化が目立ったような場合
に、その画像劣化を改善するような例について考える。

【００２３】図２は本実施例に従う図１で示した画像記
憶部１１の詳細な構成を示すブロック図である。

【００２４】図２において、２１は入力端子１００に供
給された画像データをＤＣＴのブロック（８×８画素）
４つからなる１６×１６画素の領域に分割し、各領域が
色文字領域であるかどうかを判定する色文字領域判別
部、２２は色文字領域と判定された領域に対しては、サ
ブサンプリング比、Ｙ：Ｃｂ：Ｃｒ＝４：２：２とし、
そうでない領域に対してはＹ：Ｃｂ：Ｃｒ＝４：１：１
にサブサンプリング比を切り替えサブサンプリングする
するサブサンプリング比切替部、２３は８×８画素のブ
ロック単位にＤＣＴを実行するＤＣＴ変換部、２４は線
形量子化部、２５は量子化されたＤＣＴ変換係数のＤＣ
成分，ＡＣ成分ごとにエントロピー符号化を行うエント
ロピー符号化部、２６は１６×１６画素の領域が色文字
領域であるかどうかの判定結果を可逆な符号化である２
値の符号化方式（例えばＭＭＲなど）を用いてエントロ
ピー符号化を行うエントロピー符号化部、２７は符号化
データを格納する画像メモリである。

【００２５】次に、図２のような構成をもつ画像記憶部
の動作について説明する。

【００２６】まず、入力端子１００に供給された画像デ
ータは色文字領域判別部１１において、上述のように１
６×１６画素の領域に分割され、各領域が色文字領域で
あるかどうかを判定される。

【００２７】その色文字領域の判定には、例えば、Ｙ成
分を２値化し（２値化閾値はヒストグラム等をみて適応
的に決められる）それを横方向にスキャンした時の白黒
反転回数がある閾値（Ｔ）より多く（文字部の判定）、
かつ、その領域のＣｂ，Ｃｒの値が何らかの色情報を持
っているような画素のある領域を色文字領域とする方法
や、文字部の判定にＹ成分のラプラシアンや微分フィル
タを用いる方法、また、図３に示すようにマニュアル入
力や何らかの前処理により予め色文字領域等の情報を与
える方法などがある。

【００２８】前述のいずれかの方法に従って、色文字領
域と判定された領域に対しては、サブサンプリング比切
替部２２において、サブサンプリング比を切替えて、
Ｙ：Ｃｂ：Ｃｒ＝４：２：２とし、図１１（ａ）〜図１
１（ｃ）に示したように、Ｙ成分４ブロック，Ｃｂ成分
２ブロック，Ｃｒ成分２ブロックに対して８×８画素の
ＤＣＴを行ない、また、色文字領域と判定されなかった
領域に対しては、サブサンプリング比を４：１：１のま
まとし、図１２（ａ）〜図１２（ｃ）に示したように、
Ｙ成分４ブロック，Ｃｂ成分１ブロック，Ｃｒ成分１ブ
ロックに対して８×８画素のＤＣＴを行なう。

【００２９】このときのサンプリング方法は、例えば、
図４のように画素を単純に１つおきに抜き出してもいい
し、また、隣りあう２つの画素の平均を取ってもよい。

【００３０】以上のようにしてサブサンプリングされて
ＤＣＴが施され、ＤＣＴ変換係数が得られると、そのＤ
ＣＴ変換係数は従来技術に従って量子化テーブルを用い
量子化され、その量子化された値はＤＣ成分，ＡＣ成分
ごとにエントロピー符号化を行い最終的に符号化データ
１を得ることができる。

【００３１】また、色文字領域判別部２１は、１６×１
６画素の領域が色文字領域であるかの判定結果を、識別
情報ビット（例えば、その値が“１”であるなら色文字
領域を、“０”であるならその他の情報とする）として
出力する。この時、この識別情報ビットを、可逆な符号
化である２値の符号化方式（例えば、ＭＭＲなど）を用
いてエントロピー符号化を行い、符号化データ２として
出力する。これにより、識別情報ビットによる符号量の
増加を抑えることができる。

【００３２】このようにして生成された符号化データは
画像メモリ２７に格納される。

【００３３】従って本実施例によれば、入力された画像
データから色文字領域を判別し、色文字領域については
サブサンプリング比を４：２：２に、その他の領域につ
いては４：１：１に適応的に切替えてサブサンプリング
をし、符号化処理をすることにより、色文字領域に対し
ては色の表現に重要なＣｂ，Ｃｒの情報を多く与えるこ
とができるので、従来特に目立っていた色文字部の画質
劣化を抑えることができ、かつ効率的に符号化を行うこ
とができる。

【００３４】なお、本実施例では、入力画像データの色
空間にＹＣｂＣｒを用いたが、本発明はこれに限定され
るものではなく、例えば、ＲＧＢなどの他の色空間を用
いてもよい。また、サブサンプリング比を切替える領域
として色文字領域を用いたが、本発明はこれに限定され
るものではない。

【００３５】また、サブサンプリング比についても本実
施例では各色成分の比４：１：１をと４：２：２を切替
える例について説明したが本発明はこれに限定されるも
のではない。例えば、その比を４：４：４にしても良い
し、また他のサブサンプリング比を用いてもよい。

【００３６】また、サブサンプリング比を切替える領域
の大きさについても、本実施例ではＤＣＴのために分割
された８×８画素のブロック４個からなる１６×１６画
素の領域としたが本発明はこれに限定されるものではな
い。例えば、更に大きい領域や小さい領域を用いても問
題はない。もちろん、ＤＣＴのブロックの大きさとして
８×８画素を用いたがこの大きさに限定はなく、またこ
こでは、直交変換にＤＣＴを用いたが、他の直交変換、
例えばアダマール変換等を用いてもよい。

【００３７】［第２実施例］本実施例では、色空間がＹ
ＣｂＣｒで表現された入力画像をモノクロ（単色カラ
ー）領域とカラー領域とに領域を分割し、モノクロ（単
色カラー）領域に対してはカラーの情報を限定して符号
化し、カラー領域に対しては例えばサブサンプリング比
がＹ：Ｃｂ：Ｃｒ＝４：２：２でサブサンプリングして
符号化を行なう例について説明する。

【００３８】図５は本実施例に従う画像記憶部１１の詳
細な構成を示すブロック図である。なお、図５に示す構
成において、前述の実施例と共通の装置構成要素には同
じ装置参照番号を付し、ここでの説明は省略する。

【００３９】図５において、５１は入力画像データを小
さな領域のブロックに分割し、そのブロックがカラー領
域であるか或はモノクロ領域であるかを判別するカラー
・モノクロ領域判別部、５２は与えられたサブサンプリ
ング比で各ブロックのデータをサンプリングするサブサ
ンプリング部である。

【００４０】本実施例では、まず、カラー・モノクロ領
域判別部５１が入力画像データをＤＣＴのブロック（８
×８画素）を横方向に２つ並べて構成した１６×８画素
の領域に分割し、この領域がモノクロ領域であるか、或
は、カラー領域であるかを判定する。この判定では、入
力画像データの各画素に関し、その画素がモノクロ画素
の場合、Ｃｂ，Ｃｒ成分の値はある一定値になるという
特性を考慮して、その一定値をとらない画素を持つ領域
をカラー領域として判別するという方法を用いる。

【００４１】また、前述の実施例で説明したように、マ
ニュアル入力や何らかの前処理により予めモノクロ，カ
ラー領域等の情報が与えるようにしてカラー・モノクロ
領域を判別することもできる。

【００４２】さてカラー・モノクロ領域判別部５１によ
ってカラー領域と判定されたブロックのデータはサブサ
ンプリング部５２に入力される。サブサンプリング部５
２では、入力データを、サブサンプリング比Ｙ：Ｃｂ：
Ｃｒ＝４：２：２でサブサンプリングを行ない、サブサ
ンプリングされたデータをＤＣＴ変換部２３に入力し
て、以下従来例と同様な符号化を実行する。

【００４３】これに対して、モノクロ領域と判定された
ブロックのデータは、Ｃｂ，Ｃｒ成分については符号化
せずにＹ成分のデータのみＤＣＴ変換部２３に入力し
て、従来例と同様の符号化を行なう。なお、Ｃｂ，Ｃｒ
成分については、Ｃｂ，Ｃｒの値がある一定値をとると
いうことが分かっているため、Ｃｂ，Ｃｒ成分は符号化
せず、その値を符号化データのヘッダ情報として画像メ
モリ２７に出力する。また、符号化、復号化を行なう装
置がその値を予め認識していれば特にその値を符号化デ
ータに付けなくても良い。

【００４４】また、カラー・モノクロ領域判別部５１
は、各ブロックがモノクロ領域であるかカラー領域であ
るかの判定結果を、識別情報ビット（例えば、その値が
“１”であるならモノクロ領域であることを、一方その
値が“０”であるならカラー領域であることを表す）と
してエントロピー符号化部２６に出力する。そして、エ
ントロピー符号化部２６でこれを前述の実施例と同様に
符号化し識別情報ビットによる符号量の増加を抑えて、
エントロピー符号化部２５から出力される符号化データ
に付け加えて画像メモリ２７に出力する。

【００４５】これにより、この符号化データの復号時に
識別情報ビットに基づいたモノクロ領域の処理、カラー
領域の処理を切替えることができるようになる。

【００４６】従って本実施例に従えば、モノクロ領域，
カラー領域を判別し、カラー領域に対しては従来どおり
の符号化処理を行ない、またモノクロ領域に対してはＹ
成分のみ同様の符号化を行ない、Ｃｂ，Ｃｒ成分につい
ては符号化を行なわず、その値を直接ヘッダ情報として
出力する。

【００４７】［第３実施例］本実施例では、色空間が
Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒで表現された入力画像を白黒画像の領域
とカラー画像の領域とに分割し、白黒領域に対してはカ
ラー情報を切り捨てて、輝度であるＹ信号のみを符号化
し、カラー領域に対しては、サブサンプリング比Ｙ：Ｃ
ｂ：Ｃｒ＝４：２：２でサブサンプリングして符号化を
行なう例について説明する。

【００４８】図６は本実施例に従う画像記憶部１１の詳
細な構成を示すブロック図である。図６に示す構成にお
いて、前述の実施例と共通の装置構成要素には同じ装置
参照番号を付し、ここでの説明は省略する。

【００４９】図６において、８１は入力画像データを小
さな領域のブロックに分割し、そのブロックがカラー領
域であるか或は白黒領域であるかを判別するカラー・白
黒領域判別部、８２はＹ信号の４ブロック分の領域のデ
ータに対応するＣｂ信号のデータを保持するラッチ回
路、８３はＹ信号の４ブロック分の領域のデータに対応
するＣｒ信号のデータを保持するラッチ回路、８４はＹ
信号の４ブロック分の領域のデータを保持するラッチ回
路、８５〜８６は各々、ラッチされたＣｂ信号、Ｃｒ信
号を与えられたサブサンプリング比でサブサンプリング
するサブサンプリング部、８７はラッチ回路８４、サブ
サンプリング部８５〜８６からの出力を選択して８×８
画素のブロック単位にＤＣＴを実行するＤＣＴ変換部で
ある。

【００５０】本実施例では、まず、カラー・白黒領域判
別部８１が入力画像データを１６×１６画素の領域に分
割し、この領域が白黒領域であるか、或いは、カラー領
域であるかを判定する。この判定では、入力画像の各画
素が白黒画素の場合、Ｃｂ成分とＣｒ成分の値は“０”
に近づくという特性を考慮して、“０”に近くはない値
の画素をもつ領域をカラー領域として判別するという方
法を用いている。

【００５１】また、前述の実施例で説明したように、マ
ニュアル入力や何らかの前処理により予め白黒，カラー
領域等の情報が与えるようにしてカラー・白黒領域を判
別することもできる。

【００５２】さてカラー・白黒領域判別部８１によって
カラー領域と判定されたブロックのデータは各成分ごと
にラッチ回路８２〜８４で保持される。ラッチ回路８４
で保持されたＹ成分の信号データはそのままＤＣＴ変換
部８７に入力されてＤＣＴ変換される。そのＤＣＴ変換
から得られるＤＣＴ係数は、前述の実施例と同様に、量
子化され、さらに符号化される。一方、Ｃｂ成分とＣｒ
成分の信号データは各々、サブサンプリング部８５、８
６に入力される。サブサンプリング部８５、８６では、
入力データを、サブサンプリング比Ｙ：Ｃｂ：Ｃｒ＝
４：２：２でサブサンプリングを行なう。具体的には、
プリンタエンジンの主走査方向に関して１／２のサブサ
ンプリングを行なう。このサブサンプリングされたデー
タはＤＣＴ変換部８７に入力されて、ＤＣＴ変換され
る。そのＤＣＴ変換から得られるＤＣＴ係数は、前述の
実施例と同様に、量子化され、さらに符号化される。

【００５３】これに対して、白黒領域と判定されたブロ
ックのデータは、Ｃｂ，Ｃｒ成分については符号化せず
にＹ成分のデータのみがＤＣＴ変換部８７に入力され、
カラー領域に対すると同様に符号化を行なう。なお、Ｃ
ｂ，Ｃｒ成分については、ラッチ回路８２、８３で保持
されるものの、ラッチ回路８２、８３からの読みだしは
行なわず、その符号化は行なわない。

【００５４】また、カラー・白黒領域判別部８１は、各
ブロックが白黒領域であるかカラー領域であるかの判定
結果を、識別情報ビット（例えば、その値が“１”であ
るなら白黒領域であることを、一方その値が“０”であ
るならカラー領域であることを表す）としてエントロピ
ー符号化部２６とＤＣＴ変換部８７とに出力する。ＤＣ
Ｔ変換部８７ではこの識別情報ビットに基づいて、入力
データの選択を行なう。例えば、そのビットの値が
“１”であるなら、Ｙ成分のデータのみを選択して入力
する。また、エントロピー符号化部２６でこれを前述の
実施例と同様に符号化し、エントロピー符号化部２５か
ら出力される符号化データに付け加えて画像メモリ２７
に出力する。

【００５５】これにより、この符号化データの復号時に
識別情報ビットに基づいた白黒領域の処理、カラー領域
の処理を切替えることができるようになる。

【００５６】従って本実施例に従えば、白黒領域，カラ
ー領域を判別し、カラー領域に対しては従来どおりの符
号化処理を行ない、また白黒領域に対してはＹ成分のみ
同様の符号化を行ない、Ｃｂ，Ｃｒ成分については符号
化を行なわない。これによって、白黒領域のＣｂ，Ｃｒ
成分の符号化といったむだな符号化が行なわれずにすむ
ので、符号化量を減少させることができ、装置全体とし
ての効率的な符号化処理に貢献することになる。

【００５７】［第４実施例］本実施例では、色空間が
Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒで表現された入力画像を単色カラー画像
の領域とカラー画像の領域とに分割し、単色カラー画像
領域に対してはカラー情報を限定して符号化し、カラー
領域に対しては、サブサンプリング比Ｙ：Ｃｂ：Ｃｒ＝
４：４：４でサブサンプリングして符号化を行なう例に
ついて説明する。

【００５８】図７は本実施例に従う画像記憶部１１の詳
細な構成を示すブロック図である。図７に示す構成にお
いて、前述の実施例と共通の装置構成要素には同じ装置
参照番号を付し、ここでの説明は省略する。

【００５９】図７において、９１は入力画像データを小
さな領域のブロックに分割し、そのブロックがカラー領
域であるか或は単色カラー領域であるかを判別するカラ
ー・単色カラー領域判別部、９２はＹ信号の４ブロック
分の領域と同等のＣｂ信号の平均値を算出する平均値算
出部、９３はＹ信号の４ブロック分の領域と同等のＣｒ
信号の平均値を算出する平均値算出部である。

【００６０】本実施例では、まず、カラー・単色カラー
領域判別部９１が入力画像データを１６×１６画素の領
域に分割し、この領域が単色カラー領域であるか、或い
は、カラー領域（ここでいうカラー領域とは厳密には、
複数の色で表現される画像を指すので、特に、多色カラ
ー領域ということもある）であるかを判定する。この判
定では、入力画像の各画素が単色カラー画素の場合、そ
の有彩色の画素のＣｂ成分とＣｒ成分の値は一定値
（“０”ではない）に近づくという特性を考慮して、そ
の一定値に収束しない値の画素をもつ領域をカラー領域
として判別するという方法を用いている。

【００６１】この方法によれば、まず、Ｙ成分の値に基
づいて、その領域が無彩色の領域であるか、或いは、有
彩色の領域であるかを判別する。なぜなら、たとえ有彩
色の画素が領域内にあっても、Ｙ成分（輝度）が十分に
大きかったり、或いは、十分に小さいと、Ｃｂ成分とＣ
ｒ成分の値に係わらず、その領域は白或いは黒となって
しまうからである。さて、有彩色或いは無彩色の分離の
後、有彩色領域と判断されたものについて、Ｃｂ成分と
Ｃｒ成分の平均値と分散値とを求め、その分散値が十分
に小さければ、その領域を単色カラー領域とみなし、一
方、その分散値が大きい場合にはカラー領域とみなす。

【００６２】また、前述の実施例で説明したように、マ
ニュアル入力や何らかの前処理により予め単色カラー，
カラー領域等の情報が与えるようにしてカラー・単色カ
ラー領域を判別することもできる。

【００６３】さてカラー・単色カラー領域判別部９１に
よってカラー領域と判定されたブロックのデータは各成
分ごとにラッチ回路８２〜８４で保持される。ラッチ回
路８４で保持されたＹ成分の信号データはそのままＤＣ
Ｔ変換部８７に入力されてＤＣＴ変換される。そのＤＣ
Ｔ変換から得られるＤＣＴ係数は、前述の実施例と同様
に、量子化され、さらに符号化される。一方、Ｃｂ成分
とＣｒ成分の信号データは各々、サブサンプリング部８
５、８６を経て、平均値算出部９２、９３に入力される
が、そこで平均値の算出は行なわず、そのまま入力デー
タをＤＣＴ変換部８７に入力して、ＤＣＴ変換される。
そのＤＣＴ変換から得られるＤＣＴ係数は、前述の実施
例と同様に、量子化され、さらに符号化される。なお、
本実施例ではサブサンプリング比をＹ：Ｃｂ：Ｃｒ＝
４：４：４としているので、サブサンプリング部８５、
８６でのサブサンプリングは実際には行なわれず、ラッ
チ回路８２〜８３に保持されたデータがそのまま平均値
算出部９２、９３に入力される。

【００６４】これに対して、単色カラー領域と判定され
たブロックのデータについては、Ｙ成分のデータがＤＣ
Ｔ変換部８７に入力され、カラー領域に対すると同様に
符号化を行なう。一方、Ｃｂ，Ｃｒ成分の信号データは
各々、サブサンプリング部８５、８６を経て、平均値算
出部９２、９３に入力され、そのブロック内の有彩色の
画素の平均値を算出し、その平均値で画素の値を置換す
る。なお、本実施例で考慮しているサブサンプリング比
ではサブサンプリング部８５、８６でのサブサンプリン
グは行なわれないことは言うまでもない。このようにし
て平均値で置換されたＣｂ，Ｃｒ成分の信号データがＤ
ＣＴ変換部８７に入力され、カラー領域に対すると同様
に符号化される。これにより、この符号化データの復号
時に単色カラー領域での再現性を高めることができるよ
うになる。

【００６５】従って本実施例に従えば、単色カラー領
域，カラー領域を判別し、カラー領域に対しては従来ど
おりの符号化処理を行ない、また単色カラー領域のＣ
ｂ，Ｃｒ成分についてはその領域の平均値でその領域の
画素値を置換して符号化処理を行なう。これによって、
単色カラー領域のＣｂ，Ｃｒ成分に含まれるノイズを符
号化といったむだな符号化が行なわれずにすむので、符
号化処理を減少させることができ、装置全体としての効
率的な符号化処理に貢献することになる。さらに、本実
施例では、例えば、第３実施例と比べて識別情報ビット
を発生することがないので、このビットを識別できない
ような復号器を用いても符号化データを復号化して正確
に色再現を行なうことができるという利点もある。

【００６６】なお本実施例では、単色カラー領域のＣ
ｂ，Ｃｒ成分について、平均値算出器９２、９３によっ
てその領域の平均値を算出し、その平均値でその領域の
画素値を置換して符号化処理を行なったが、本発明はこ
れによって限定されるものではない。例えば、ＤＣＴ変
換部８７からの出力のＤＣ成分がその平均値と同じもの
であることに注目し、平均値算出器９２、９３を設ける
かわりに、単色カラー領域のＣｂ，Ｃｒ成分をそのまま
ＤＣＴ変換部８７に入力し、そのＤＣＴ変換処理の出力
において、ＡＣ成分をすべて“０”とするように置換し
ても、本実施例と同様の効果が得られる。

【００６７】［第５実施例］本実施例では、色空間が
Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒで表現された入力画像を単色カラー画像
の領域とカラー画像の領域とに分割し、単色カラー画像
領域に対してはカラー情報を限定し、カラー領域に対し
ては、サブサンプリング比Ｙ：Ｃｂ：Ｃｒ＝４：４：４
でサブサンプリングして符号化を行なう別の例について
説明する。

【００６８】図８は本実施例に従う画像記憶部１１の詳
細な構成を示すブロック図である。図８に示す構成にお
いて、前述の実施例と共通の装置構成要素には同じ装置
参照番号を付し、ここでの説明は省略する。

【００６９】図８において、９５は単色カラー領域と判
定されたブロックについて、有彩色を表すＣｂ，Ｃｒ成
分の値を１つ、或いは、複数個記憶する代表値メモリ、
９６〜９７はラッチ回路８２、８３から各々入力された
Ｃｂ，Ｃｒ成分の値を代表値メモリ９５からの出力値で
置換する置換部である。

【００７０】代表値メモリ９５には操作部１２からのマ
ニュアル入力によって代表値を格納しても良いし、或い
は、画像入力部１０において対象画像をプリスキャンし
て画像表示部１４に表示される画像の色の情報に基づい
て任意に代表色を格納しても良い。例えば、プリスキャ
ンされる画像が黒と赤の２色で構成されるものであれ
ば、赤を格納する。

【００７１】さてカラー・単色カラー領域判別部９１に
よってカラー領域と判定されたブロックのデータは各成
分ごとにラッチ回路８２〜８４で保持される。ラッチ回
路８４で保持されたＹ成分の信号データはそのままＤＣ
Ｔ変換部８７に入力されてＤＣＴ変換される。そのＤＣ
Ｔ変換から得られるＤＣＴ係数は、前述の実施例と同様
に、量子化され、さらに符号化される。一方、Ｃｂ成分
とＣｒ成分の信号データは各々、サブサンプリング部８
５、８６をバイパスして（サブサンプリングを行なわ
ず）、置換部９６、９７に入力されるが、そこでの置換
処理は行なわず、そのまま入力データをＤＣＴ変換部８
７に入力して、ＤＣＴ変換される。そのＤＣＴ変換から
得られるＤＣＴ係数は、前述の実施例と同様に、量子化
され、さらに符号化される。

【００７２】これに対して、単色カラー領域と判定され
たブロックのデータについては、Ｙ成分のデータがＤＣ
Ｔ変換部８７に入力され、カラー領域に対すると同様に
符号化を行なう。一方、Ｃｂ，Ｃｒ成分の信号データは
各々、サブサンプリング部８５、８６をバイパスして、
置換部９６、９７に入力される。置換部９６、９７では
入力された各画素の値を代表値メモリ９５から出力され
る代表値で置換する。このようにして代表値で置換され
たＣｂ，Ｃｒ成分の信号データがＤＣＴ変換部８７に入
力され、カラー領域に対すると同様に符号化される。

【００７３】従って本実施例に従えば、単色カラー領
域，カラー領域を判別し、カラー領域に対しては従来ど
おりの符号化処理を行ない、また単色カラー領域のＣ
ｂ，Ｃｒ成分については予め設定された代表値でその領
域の画素値を置換して符号化処理を行なうので、第４実
施例と同様に、単色カラー領域のＣｂ，Ｃｒ成分に含ま
れるノイズを符号化するといったむだな符号化が行なわ
れずにすむので、符号化処理を減少させることができ、
装置全体としての効率的な符号化処理に貢献することに
なる。

【００７４】また、本発明は入力画像の色空間、直交変
換方式、直交変換におけるブロックサイズ、カラー・モ
ノクロ判定の領域サイズ等に関して、第１〜第５実施例
で述べた例に限定されるものではないことは言うまでも
ない。

【００７５】即ち、Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒに限らず、例えば、
均等色空間であるＣＩＥ１９７６Ｌ ^*ａ^*ｂ^*やＬ^*ｕ^*ｖ^*
であっても良い。また、画像メモリ２７の構成は１画面
分の符号化データを蓄えるフレームメモリであっても良
いし、画像を小領域に分割して格納するバッファメモ
リ、例えば、ＤＣＴの副走査幅、即ち、画像上の１６ラ
イン分の符号データを格納するメモリであっても良い。

【００７６】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても良いし、１つの機器から成る装置
に適用しても良い。また、本発明はシステム或は装置に
プログラムを供給することによって達成される場合にも
適用できることは言うまでもない。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、カ
ラー画像データの符号化の前に、入力されたカラー画像
データを複数のブロックに分割して、そのブロック各々
がカラー画像であるか或いはモノクロ画像であるかどう
かを調べ、その判別結果に基づいて、符号化を制御する
ので、画像の色特性が考慮された、即ち、画質劣化の少
ない符号化データが得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施例である画像処理装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】第１実施例に従う画像記憶部の詳細な構成を示
すブロック図である。

【図３】予め領域が構造化されている画像の例を示す図
である。

【図４】画像データを横方向に１／２の率でサンプリン
グする様子を示す図である。

【図５】第２実施例に従う画像記憶部の構成を示すブロ
ック図である。

【図６】第３実施例に従う画像記憶部の構成を示すブロ
ック図である。

【図７】第４実施例に従う画像記憶部の構成を示すブロ
ック図である。

【図８】第５実施例に従う画像記憶部の構成を示すブロ
ック図である。

【図９】従来の画像圧縮符号化方式を示す処理の構成図
である。

【図１０】画像を表わす色空間のＡ，Ｂ，Ｃ成分ともサ
ブサンプリングしない場合の画像ブロックを示す図であ
る。

【図１１】サブサンプリング比Ａ：Ｂ：Ｃ＝４：２：２
でサブサンプリングする場合の画像ブロックを示す図で
ある。

【図１２】サブサンプリング比Ａ：Ｂ：Ｃ＝４：１：１
でサブサンプリングする場合の画像ブロックを示す図で
ある。

【符号の説明】

１１ 画像記憶部 ２３、８７ ＤＣＴ変換部 ２４ 線形量子化部 ２５、２６ エントロピー符号化部 ２７ 画像メモリ部 ５１ カラー／モノクロ領域判別部 ５２、８５、８６ サブサンプリング部 ８１ カラー／白黒領域判別部 ８２〜８４ ラッチ回路 ９１ カラー／単色カラー領域判別部 ９２〜９３ 平均値算出部 ９５ 代表値メモリ ９６〜９７ 置換部

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Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラー画像データを入力する入力手段
   と、 前記入力手段によって入力されたカラー画像データを複
   数のブロックに分割し、前記複数のブロック各々が多色
   カラー画像を表すブロックであるか、或いは、有彩色の
   単一色で表現されるモノクロ画像を表すブロックである
   かどうかを判別する判別手段と、 前記判別手段による判別結果に基づいて、前記カラー画
   像データを符号化する第１符号化手段とを有し、 前記第１符号化手段は、前記判別手段によって有彩色の
   単一色のモノクロ画像と判別されたブロックの特定色成
   分のデータを符号化する前に、前記ブロックの特定色成
   分のデータの値の平均値を算出し、該算出された平均値
   で前記ブロックの特定色成分のデータの値を置換すると
   いう所定の前処理を施す前処理手段を含むことを特徴と
   するカラー画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記複数のブロック各々に関する前記判
   別手段による判別結果の情報を符号化する第２符号化手
   段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のカ
   ラー画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記前処理手段は、前記特定色成分の代
   表値を格納する記憶手段と、 前記記憶手段に格納された代表値で前記ブロックの特定
   色成分のデータの値を置換する第２置換手段とを含むこ
   とを特徴とする請求項１に記載のカラー画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記記憶手段に前記代表値を格納するよ
   う指示する指示手段をさらに有することを特徴とする請
   求項３に記載のカラー画像処理装置。
5. 【請求項５】 前記判別手段による判別結果に基づい
   て、前記カラー画像データを構成する色成分ごとに、前
   記複数のブロック各々について、前記複数のブロック各
   々に含まれる画素を所定のサンプリング率に従ってサン
   プリングするサンプリング手段をさらに有し、 前記サンプリング手段は、前記色成分ごとにデータをサ
   ンプリングする複数のサンプリング回路を含むことを特
   徴とする請求項１に記載のカラー画像処理装置。
6. 【請求項６】 前記所定のサンプリング率は、前記色成
   分相互の相対比で定められることを特徴とする請求項５
   に記載のカラー画像処理装置。
7. 【請求項７】 前記カラー画像データの色成分は、輝度
   成分と色度成分からなることを特徴とする請求項１に記
   載のカラー画像処理装置。
8. 【請求項８】 カラー画像データを入力する入力工程
   と、 前記入力工程によって入力されたカラー画像データを複
   数のブロックに分割し、前記複数のブロック各々がカラ
   ー画像を表すブロックであるか、或いは、有彩色の単一
   色で表現されるモノクロ画像を表すブロックであるかど
   うかを判別する判別工程と、 前記判別工程による判別結果に基づいて、前記カラー画
   像データを符号化する符号化工程とを有し、 前記符号化工程は、前記判別工程において有彩色の単一
   色のモノクロ画像と判別されたブロックの特定色成分の
   データを符号化する前に、前記ブロックの特定色成分の
   データの値の平均値を算出し、該算出された平均値で前
   記ブロックの特定色成分のデータの値を置換するという
   所定の前処理を施す前処理工程を含むことを特徴とする
   カラー画像処理方法。