JP3732674B2 - カラー画像圧縮方法およびカラー画像圧縮装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー画像圧縮方法およびカラー画像圧縮装置に関し、より詳細には、複数のコンポーネントで構成されたカラー画像データの圧縮を行うカラー画像圧縮方法およびカラー画像圧縮装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、カラー画像の需要は年々増えており、また高画質の要望に答えるべく高解像度化が進んでいる。このため、例えば、デジタル複写機、ファクシミリ装置、デジタルカメラ、デジタルビデオ等に使用される画像処理装置や、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディスク等の画像記録装置などにおいて、メモリ量を節約するべく、カラー画像データを効率良く圧縮したいという要望が高くなりつつある。
【０００３】
カラー画像は、一般にＲＧＢ（赤、緑、青）の３色やＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、黒）の４色のように幾つかの色を重ね合わせることにより表されるが、これらの色は個々独立の値を持っているわけではなく、互いに相関がある。また、これらの色を輝度情報および色差情報に分解することも通常行われているが、この輝度と色差の間にも強い相関がある。この輝度と色差の相関は、主に局所的な傾き等、画像の微細構造に関する相関である。
【０００４】
従来のカラー画像圧縮方法によるカラー画像データの圧縮は、各色あるいは輝度・色差を別々に圧縮することにより行っていたが、上述した相関を用いて圧縮すれば冗長度をさらに削減できることが分かってきた。例えば、特開平５−３００３８３号公報によれば、カラー画像情報を輝度と色差とに分け、色差の交流成分と輝度の交流成分との比に基づいて符号化が行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のカラー画像圧縮方法にあっては、例えば上記した特開平５−３００３８３号公報のように、色差の交流成分と輝度の交流成分との振幅の比を直接符号化していたため、圧縮効率の改善は未だ不十分であり、輝度と色差とが比例関係にない領域（色網点領域等）で無理に両方の交流成分（以下、高周波係数ともいう）を比例させようとすると画質が劣化するという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、画質を劣化させることなく、カラー画像データを効率的に圧縮することが可能なカラー画像圧縮方法およびカラー画像圧縮装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に係るカラー画像圧縮方法は、複数のコンポーネントで構成されたカラー画像データの圧縮を行うカラー画像圧縮方法であって、前記カラー画像データを画素ブロックに分割する工程と、前記各コンポーネントの情報を各画素ブロックごとに低周波係数と高周波係数とにサブバンド変換する工程と、前記複数のコンポーネントのうちの特定のコンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表す係数を取得する工程と、該取得した係数を量子化する工程と、を含み、前記カラー画像データを圧縮する際は、全てのコンポーネントの低周波係数と、前記特定のコンポーネントの高周波係数と、前記量子化した係数と、を符号化するものである。
【０００８】
なお、上記の「低周波係数」とは、例えば各コンポーネントごとの平均値、あるいは輝度・色差情報のそれぞれの平均値のように、画素ブロック内のコンポーネントの全てをその濃度で代替しても画像の大まかな印象が変わることのないような濃度のことを意味する。
【００１０】
また、上記の「コンポーネント」とは、ＲＧＢ等の各色、あるいは輝度・色差成分などのカラー画像データを構成する要素を言う。また、上記の「特定コンポーネント」とは、カラー画像データの各コンポーネントのうちの１つ、あるいはカラー画像データを輝度・色差に分解した場合の輝度・色差のうちの１つを意味する。
【００１１】
これによれば、カラー画像データが複数の画素ブロックに分割され、カラー画像データの各コンポーネントの情報を各画素ブロックごとに低周波係数と高周波係数とにサブバンド変換され、複数のコンポーネントのうちの特定のコンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数と、をそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表わす係数を取得し、その取得した係数を量子化して、全てのコンポーネントの低周波係数と、特定のコンポーネントの高周波係数と、量子化した係数とを符号化することにより、カラー画像データが圧縮される。このように、各特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と、特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成して、高周波係数ベクトル間の比を取得するようにしたため、より効率的に符号化することが可能となり、効率的に各コンポーネント間の微細構造情報の相関を表わすことができると共に、微細構造を表わす係数自身をも効率良く表現することができる。そして、カラー画像データの相関は、輝度と色差の間だけでなく各色間にも存在するため、これらをコンポーネントと総称し、このコンポーネントの相関を用いることにより、色変換の手間をかけずにカラー画像データを効率良く符号化することができる。
【００１２】
また、請求項２に係るカラー画像圧縮方法は、請求項１に記載のカラー画像圧縮方法において、前記コンポーネントの内容は、輝度情報および色差情報であるものである。これによれば、コンポーネントの内容を輝度情報および色差情報とすることにより、従来のように常に輝度の高周波係数（交流成分と同義）を基準とするのではなく、必要に応じて色差の高周波係数を基準として輝度の高周波係数を伸長することができる。
また、請求項３に係るカラー画像圧縮方法は、請求項１に記載のカラー画像圧縮方法において、前記コンポーネントの内容は、Ｒ色信号、Ｇ色信号、Ｂ色信号である。
【００１３】
また、請求項４に係るカラー画像圧縮方法は、請求項１〜３のいずれか一つに記載のカラー画像圧縮方法において、前記特定コンポーネントを適応的に選択するものである。上記の「特定コンポーネントを適応的に選択する」とは、コンポーネントの持つ値自身により適応的に特定コンポーネントを選択することや、無彩領域・有彩領域等の領域の別によって適応的に特定コンポーネントを選択することが含まれる。これによれば、基準となる係数としての特定コンポーネントを適応的に選択することにより、カラー画像データを効率的に圧縮することができる。
また、請求項５に係るカラー画像圧縮方法は、請求項２に記載のカラー画像圧縮方法において、前記特定コンポーネントとして輝度情報を用いている。
また、請求項６に係るカラー画像圧縮方法は、請求項２に記載のカラー画像圧縮方法において、前記特定コンポーネントとしてＧ色信号を用いている。
【００１９】
また、請求項７に係るカラー画像圧縮方法は、請求項１〜６のいずれか一つに記載のカラー画像圧縮方法において、前記画素ブロック内の濃度変化の激しさに応じて各係数に割り当てるビット数を適応的に変化させることによって固定長圧縮を行うものである。これによれば、画素ブロック内の濃度変化の激しさに応じて各係数に割り当てるビット数を適応的に変化させて固定長圧縮を行うことにより、効率の良い固定長圧縮を達成することができる。
【００２０】
また、請求項８に係るカラー画像圧縮方法は、請求項１〜７のいずれか一つに記載のカラー画像圧縮方法において、前記特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表す係数とは、特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数との類似度を表わす係数である。
【００２１】
上記の「特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表す係数」を用いるとは、例えば次に挙げる（イ）〜(チ)を用いることを意味する。すなわち、
（イ）両者の比を用いる。
（ロ）両者の高周波係数が比例している場合のみ両者の比を用い、それ以外の場合は何も用いないか、特定コンポーネント以外のコンポーネントは、画素ブロック内で平坦であることを表わす情報を用いる。
（ハ）第１係数例として両者の比を送り、第２係数例として実際の高周波係数と、両者の比から伸長できる高周波係数との差分を用いる。
（ニ）第１係数例として両者の高周波係数が比例している場合のみ両者の比を用い、それ以外の場合は何も用いないか、特定コンポーネント以外のコンポーネントは、画素ブロック内で平坦であることを表わす情報を用い、第２係数例として実際の高周波係数と、第１係数例から伸長できる高周波係数との差分を用いる。
（ホ）最も両者が近づくような回転角および倍率を用いる。
（へ）最も両者が近づくような回転角、倍率および近づいた両者の差分を用いる。
（ト）両者が最も近づく１次変換行列を用いる。
（チ）以上に挙げた係数を量子化したものを用いる。
ことなどがある。
【００２２】
上記の「特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表す係数」を作成する場合は、特定コンポーネント以外の各コンポーネントごとに係数を作成する場合と、特定コンポーネント以外の全てのコンポーネントに関し、一括して１つの係数を作る場合とを含んでいて、また、特定コンポーネント以外のコンポーネントを幾つかのグループに区分してグループごとに係数を作成する場合も含んでいる。
【００２３】
上記の「類似度を表わす係数」には、以下（イ）〜（ニ）のものが含まれる。すなわち、（イ）特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数をＨｒ、特定コンポーネントの高周波係数をＨｇとした時に、｜ｋＨｒ−Ｈｇ｜が最小となるようなｋ、（ロ）上記ｋを量子化したもの、（ハ）特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とが比例する場合には、｜ｋＨｒ−Ｈｇ｜が最小となるような比例定数ｋであり、それ以外の場合には両者は比例関係にないことを表わす係数、（ニ）上記のｋを量子化したものなどが含まれる。
【００２４】
これによれば、特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表す係数とは、特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数との類似度を表わす係数としたため、カラー画像データの圧縮効率を向上させることができる。
【００２５】
また、請求項９に係るカラー画像圧縮装置は、複数のコンポーネントで構成されたカラー画像データの圧縮を行うカラー画像圧縮装置であって、前記カラー画像データを画素ブロックに分割する手段と、前記各コンポーネントの情報を各画素ブロックごとに低周波係数と高周波係数とにサブバンド変換する手段と、前記複数のコンポーネントのうちの特定のコンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表わす係数を取得する手段と、該取得した係数を量子化する手段と、を備え、前記カラー画像データの圧縮時には、全てのコンポーネントの低周波係数と、前記特定のコンポーネントの高周波係数と、前記量子化した係数と、を符号化するものである。
【００２６】
これによれば、カラー画像データが複数の画素ブロックに分割され、カラー画像データの各コンポーネントの情報を各画素ブロックごとに低周波係数と高周波係数とにサブバンド変換され、複数のコンポーネントのうちの特定のコンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数と、をそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表わす係数を取得し、その取得した係数を量子化して、全てのコンポーネントの低周波係数と、特定のコンポーネントの高周波係数と、量子化した係数とを符号化することにより、カラー画像データを効率良く符号化することができる。このように、各特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と、特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成して、高周波係数ベクトル間の比を取得するようにしたため、より効率的に符号化することが可能となり、効率的に各コンポーネント間の微細構造情報の相関を表わすことができると共に、微細構造を表わす係数自身をも効率良く表現することができる。
また、請求項１０に係るカラー画像圧縮方法は、請求項９に記載のカラー画像圧縮装置において、前記コンポーネントの内容が、輝度情報および色差情報であるものである。これによれば、コンポーネントの内容を輝度情報および色差情報とすることにより、従来のように常に輝度の高周波係数（交流成分と同義）を基準とするのではなく、必要に応じて色差の高周波係数を基準として輝度の高周波係数を伸長することができる。
また、請求項１１に係るカラー画像圧縮方法は、請求項９に記載のカラー画像圧縮装置において、前記コンポーネントの内容は、Ｒ色信号、Ｇ色信号、Ｂ色信号であることを特徴とする。
また、請求項１２に係るカラー画像圧縮装置は、請求項９〜１１のいずれか一つに記載のカラー画像圧縮装置において、前記特定コンポーネントを適応的に選択するものである。上記の「特定コンポーネントを適応的に選択する」とは、コンポーネントの持つ値自身により適応的に特定コンポーネントを選択することや、無彩領域・有彩領域等の領域の別によって適応的に特定コンポーネントを選択することが含まれる。これによれば、基準となる係数としての特定コンポーネントを適応的に選択することにより、カラー画像データを効率的に圧縮することができる。
また、請求項１３に係るカラー画像圧縮装置は、請求項１０に記載のカラー画像圧縮装置において、前記特定コンポーネントとして輝度情報を用いることを特徴とする。
また、請求項１４に係るカラー画像圧縮装置は、請求項１１に記載のカラー画像圧縮装置において、前記特定コンポーネントとしてＧ色信号を用いることを特徴とする。
また、請求項１５に係るカラー画像圧縮装置は、請求項９〜１４のいずれか一つに記載のカラー画像圧縮装置において、前記画素ブロック内の濃度変化の激しさに応じて各係数に割り当てるビット数を適応的に変化させることによって固定長圧縮を行うものである。これによれば、画素ブロック内の濃度変化の激しさに応じて各係数に割り当てるビット数を適応的に変化させて固定長圧縮を行うことにより、効率の良い固定長圧縮を達成することができる。
また、請求項１６に係るカラー画像圧縮装置は、請求項１２〜１５のいずれか一つに記載のカラー画像圧縮装置において、前記特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表わす係数とは、特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数との類似度を表わす係数である。これによれば、特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表わす係数とは、特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数との類似度を表わす係数としたため、カラー画像データの圧縮効率を向上させることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態１．
本実施の形態１では、プリンタを例にとり、ホストコンピュータからプリンタへと画像を転送する際の転送時間を短縮するため、カラー画像データを可逆圧縮する場合について述べる。ここで、可逆圧縮とは、圧縮前後で画像情報が完全に復元することのできる圧縮、すなわち、無劣化圧縮を意味する。
【００２８】
本実施の形態１では、ＲＧＢ３色の８ビットカラー画像を色変換することなく、以下のようにして圧縮処理が行われる。
（イ）各色ごとに２階層のサブバンド変換が行われる。
（ロ）Ｇ色の画像は特定コンポーネントとして独立して符号化される。
（ハ）Ｒ色、Ｂ色の低周波係数はそれぞれ独立して符号化される。
（ニ）Ｒ色、Ｂ色の高周波係数については、まず、Ｇ色の高周波係数とＲ色、Ｂ色それぞれの高周波係数ベクトルを作成し、高周波係数ベクトル間の比を計算し、この比を表わす情報を量子化し符号化する。次いで、この量子化された比を表わす情報から復号化されるＲ色、Ｂ色の高周波係数と実際のＲ色、Ｂ色の高周波係数との差分値を符号化する。
【００２９】
ここでは、Ｇ色が「特定コンポーネント」に相当し、サブバンド変換の低周波係数が「代表値」に相当し、高周波係数が「微細構造を表わす係数」に相当し、上記（ニ）中に記載されている差分値が「特定コンポーネントの以外の微細構造を表わす係数と特定コンポーネントの微細構造を表わす係数との関係を表わす係数」に相当する。
【００３０】
次に、上記した（イ）〜（ロ）までの処理を個々に説明する。
まず、（イ）のサブバンド変換であるが、サブバンド変換とは、ＤＣＴ、フーリエ変換等の直交変換のみならず、オーバーラップ変換なども含む広い概念である。
【００３１】
図１は、ハールウェーブレット変換を説明する図である。本実施の形態１ではサブバンド変換として図１に示したハールウェーブレット変換を用いている。このハールウェーブレット変換とは、図１に示すように、２×２画素ブロックに分割された画素ａ，ｂ，ｃ，ｄを用いて、ＬＬ、ＨＬ、ＬＨ、ＨＨの４つ係数に変換する変換であり、ＬＬが低周波係数を、ＨＬ、ＬＨ、ＨＨが高周波係数を表わしている。
【００３２】
なお、図１中に示す［ ］で閉じられた値の意味は、ここでは［ａ］に置き換えて考えると、［ａ］の値は（ａ＋１）より小さい数のうちでａに最も近い整数を表わしているものとする。このようなハールウェーブレット変換は、逆変換によって元画素値を完全に復元することが可能となる。
【００３３】
また、本実施の形態１では、このサブバンド変換が図２に示すように、２階層に渡って行われている。この２階層という意味は、例えば、図３に示すように、４×４ブロックごとに画素ブロックを取り、この４×４を２×２の４つのサブブロックに分けてハールウェーブレット変換（第１階層）を施し、これによって得られた４つのＬＬ係数を集めて再びハールウェーブレット変換（第２階層）を行うことを意味する。
【００３４】
理解を容易にするため、２×２画素のサブブロック単位の変換により得られた係数をＬＬ１、ＨＬ１、ＬＨ１、ＨＨ１係数（第１階層の係数）と呼び、第２工程の変換により得られた係数をＬＬ２、ＨＬ２、ＬＨ２、ＨＨ２係数（第２階層の係数）と呼ぶ（図２参照）。
【００３５】
その結果、４×４画素ブロック内の情報は、低周波係数ＬＬ２が１つと、高周波係数としてＨＬ２、ＬＨ２、ＨＨ２係数が各１つと、ＨＬ１、ＬＨ１、ＨＨ１係数が各４つの１６個の係数に分かれる（図３参照：ＨＬ１、ＬＨ１、ＨＨ１については各サブブロックごとにインデックスがついている）。
【００３６】
上記（ロ）と（ハ）の符号化とは、エントロピー符号化を意味している。このエントロピー符号化には、ハフマン符号化、ラングレングス符号化等があって、各種文献（例えば、「画像情報処理」安居院、中嶋著、森北出版）等により詳説されているので、ここでは説明を省略する。
【００３７】
上記（ニ）では、「微細構造を表わす係数」としての高周波係数を作成しているが、サブバンド変換係数の高周波係数は画像の局所構造を表わすのに非常に適している。しかし、微細構造全体の類似関係を考える上では、個々の係数ごとに比を計算するよりもベクトル化して比を計算した方がより効率的である。その理由は、Ｒ色の高周波係数ベクトルとして、例えば（ＨＬ１、ＬＨ１、ＨＨ１）を作ると、このベクトル自体がＧ色の高周波係数ベクトルに比例することが多いためである。一例を挙げると、縦方向にエッジが存在する画素ブロックでは、図１のハールウェーブレット変換式からも明らかなように、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色ともＨＬのみが大きな値を持ち、ＬＨ、ＨＨは０に近い値しか持たない。すなわち、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の高周波ベクトルは、それぞれほぼ（ｘ、０、０）の形を持ち、ベクトル全体として比例関係にあるからである。
【００３８】
本実施の形態１においては、図４に示すように、高周波係数ベクトルとして第２階層の高周波係数３つと第１階層の高周波係数１２個からなる１５次元ベクトルを作り、Ｒ色の高周波係数ベクトルがＧ色の高周波係数ベクトルと比例しているか否かをまず調べる。比例しているか否かについては、２つの１５次元ベクトルの間の角度のコサインである次式（１）を計算し、この値の絶対値が１に近い時に比例していると判断する。
【００３９】
【数１】
【００４０】
上式（１）において、Ｈｒは、Ｒ色またはＢ色の１５次元高周波係数ベクトルであり、Ｈｇは、Ｇ色の１５次元高周波係数ベクトルであり、分母にあるのはそれらの絶対値である。式（１）の関数は、必ず−１から１の間の値を取り、仮に１あるいは−１なら２つのベクトルは比例していることになる。
【００４１】
また、絶対値が１に近いか否かの判断については、適当なしきい値を設定し、これと比較することによって行うようにする。この判断の結果、２つのベクトルが比例関係（Ｈｒ＝ｋＨｇ）、あるいは疑似的な比例関係（ここでは、Ｈｒ≒ｋＨｇと表記する）にあるならば、この比例値ｋを量子化して符号化する。
【００４２】
本実施の形態１では、ｋを−２．０、−１．０、−０．５、０、０．５、１．０、２．０の７値３ｂｉｔに量子化する。この量子化により、例えばｋ＝３は最も近いｋ＝２で量子化される。また、上記判断の結果、高周波ベクトルが比例していないと判断された画素ブロックについてはｋ＝０とする。
【００４３】
そして、実際の高周波係数ベクトルＨｒとｋＨｇとの差分値（Ｈｒ−ｋＨｇ）を符号化する。この差分値は、ｋ＝０の時は当然Ｒ色またはＢ色の高周波係数そのものの値となる。
以上の説明が上記（ニ）の処理であり、これらの処理がさらにＲ色とＢ色それぞれについて行われる。
【００４４】
次に、上記したカラー画像データの圧縮を行うカラー画像圧縮装置について説明する。図５は、本実施の形態１の圧縮処理を行うカラー画像圧縮装置のブロック構成図であり、図６は、図５中の特定コンポーネント以外高周波係数符号化部内のブロック構成図である。図５および図６中において、２以上の線が交わる部分については、黒丸がある部分でのみ線が結合されているものとし、図５中の「特定Ｃ」とは「特定コンポーネント」のことを意味している。
【００４５】
図５に示す各色４×４バッファ５０１，５１１，５２１では、ホストコンピュータ側で各色ごとに４×４画素ブロック分のカラー画像データがバッファに読み込まれる。すると、各色カラー画像データは、それぞれのサブバンド変換部５０２，５１２，５２２において、各色の低周波係数および特定コンポーネントとしてのＧ色の高周波係数が次段のエントロピー符号化部５０４に送られて、符号化される。
【００４６】
また、Ｒ色、Ｇ色の高周波係数は、特定コンポーネント以外高周波係数符号化部５１３，５２３において、上述したＧ色の高周波係数を用いて比例値（ｋ）と差分値（Ｈｒ−ｋＨｇ）に分解されたのちにエントロピー符号化部５０４に送られて符号化される。特定コンポーネント以外高周波係数符号化部５１３，５２３の内部は、図６に示されるように、入力されたＧ色、Ｒ色（またはＢ色）の高周波係数は、比例値計算部６０１において上述した式（１）を用いて比例値ｋを算出し、この比例値ｋと高周波係数により差分値計算部６０２では差分値（Ｈｒ−ｋＨｇ）が計算される。
【００４７】
その後、エントロピー符号化部５０４で符号化されたカラー画像データは、不図示のプリンタに送られて、プリンタ側で解凍される。
【００４８】
次に、本実施の形態１の効果について説明する。
本実施の形態１のＲＧＢの３色のカラー画像データは、４×４画素ブロックごとに、ＲＧＢそれぞれの低周波係数とＧ色の高周波係数、そしてＲ色、Ｂ色の高周波係数を復元するための比例値ｋおよび差分値にそれぞれ分解される。そこで、各低周波係数およびＧ色の高周波係数に関する符号量は、通常のサブバンド変換係数を圧縮する場合の符号量とは変わらないが、Ｒ色、Ｂ色の高周波係数をそのまま符号化する場合と、比例値および差分値に分けて符号化する場合とで符号量に差があるかについて検証する。
【００４９】
まず、比例値ｋに関しては、１６画素ごとにたかだか３ビット程度の情報量しか持たないので、情報量は非常に少ないと言える。
【００５０】
次に、差分値（Ｈｒ−ｋＨｇ）であるが、ＨｒがＨｇと比例する領域ではもともとのＨｒよりも（Ｈｒ−ｋＨｇ）の方が取りうる数値のレンジが小さいのは明らかであり、このように数値が局在しているデータはエントロピー符号化により高圧縮することができる。また、ＨｒがＨｇと比例しない領域については、ｋ＝０であり、ＨｒはＨｒの値をそのまま送ることになるため、ｋ（＝０）の値を送らなければならない分だけ符号量は増加することになる。しかし、比例関係にない領域は、４×４画素ブロック内に互いに濃度値が大きく異なる３色以上の色が混在する領域だけである。
【００５１】
この例を図７を用いて説明する。図７（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態１の有効性に関する係数変換例を示す図である。図７（ａ）の元画像７０１と変換係数７０２とは、図３における元画像と最終的に得られる変換係数との関係に対応している。
【００５２】
この関係を具体的に数値に表したのが、図７（ｂ）の第１画像例７０３と第１係数例７０４である。同図（ｂ）のように、画素ブロック内に２色以下しか濃度がない領域では、ＬＬ２を除く全高周波係数は、Ｒ色に関してはｋ＝０．５で、Ｂ色に関してはｋ＝０でＨｇと比例する。
【００５３】
また、画素ブロック内に互いに濃度値が大きくなる３色が混在する場合の例については、図７（ｃ）の第２画像例７０５と第２係数例７０６に示してある。この場合、高周波係数は第２係数例７０６に示すように互いに比例していない。このように、高周波係数ベクトルが比例関係にない領域は、画素ブロック内に互いに濃度値が大きく異なる３色以上の色が混在する領域である。そして、一般に４×４画素ブロックという小さな領域内に互いに濃度値が大きく異なる３色以上の色が混在する場合はきわめて少ない。このことから、画像中の大部分の領域では、高周波係数ベクトルは比例関係にあるため、全体として圧縮時の符号量は本発明によって減少するということができる。
【００５４】
なお、図７（ａ）の元画像７０１の例は、画素ブロック内が完全に２色の場合についての例であったが、例えばスキャンデータ等、画像の値に揺らぎがあるデータ（例えば「Ｒ＝５０」としたデータが「５４」や「４８」等に揺らいでいるような場合）に関しても、人間の肉眼で画素ブロック内に２色しか存在しないと認識できる程度の揺らぎであれば近似的に高周波係数ベクトルは比例関係にあるといえる。即ち、上式（１）の値の絶対値が十分に１に近いため、やはり符号量を低減することができる。
【００５５】
以上説明したように、本実施の形態１によれば、カラー画像データの圧縮効率を向上させることができることから、データの転送時間等を短縮できる効果を有する。また、本実施の形態１によれば、高周波係数ベクトルはベクトル全体として比例関係にあり、圧縮時の符号量を減少させることができるため、効率的に比例関係を表現することができる。
【００５６】
なお、本実施の形態１では、特定コンポーネントの選び方として、常にＧ色を特定コンポーネントとしたが、これをＲ色、またはＢ色に代えたとしても同様に好適な効果を得ることができる。
【００５７】
また、特定コンポーネントを固定するのではなく、適応的に選択して変化させる場合としては、例えば、画素ブロック単位で切り替えを行うようにすることも可能である。画素ブロック単位で切り替えを行う例としては、ＲＧＢ３色のうち最も画素ブロック内の濃度変化の激しいものを特定コンポーネントとし、特定コンポーネントを示すフラグとともに圧縮する場合などがある。この場合の比例値ｋの値は、常に１以下で良くなる。このように本実施の形態１では、特定コンポーネントの選び方として、これらの場合が含まれる。
【００５８】
さらに、本実施の形態１においては、ＲＧＢの各色間の相関を直接利用したが、これを色変換後のデータで行う場合として、例えば、ＹＣｒＣｂ色変換においてＹの高周波係数ベクトルにＣｒ、Ｃｂの高周波係数ベクトルを比例させる場合であっても同様な理論が成立する。この場合の特定コンポーネントの選び方については、次の実施の形態２で述べる理論をそのまま当てはめることができる。
【００５９】
実施の形態２．
本実施の形態２では、デジタル複写機を例にとり、高速コピーのために画像１枚分の情報を固定長圧縮してメモリ（以下、ページメモリと呼ぶ）に収める場合について述べる。ここで、固定長圧縮とは、生成される圧縮符号の長さが画素ブロック単位で同一である圧縮方式をいい、メモリアクセスの容易な圧縮法を意味する。この固定長圧縮は、圧縮前後で画像情報に劣化が生じる圧縮、すなわち、非可逆圧縮である。
【００６０】
また、本実施の形態２では、「代表値」として低周波係数ＬＬ、「微細構造を表わす係数」として高周波係数ベクトルＨＬ，ＬＨ，ＨＨ、および「特定コンポーネント以外のコンポーネントの微細構造を表わす係数と特定コンポーネントの微細構造を表わす係数との関係を表わす係数」として比例値ｋを用いるものとする。
【００６１】
本実施の形態２では、デジタル複写機においてＲＧＢ３色の８ビットカラー画像を１スキャンで処理するため、スキャン後にＲＧＢ３色のカラー画像を一旦圧縮してページメモリに格納し、その後それを解凍しながら順次ＣＭＹＫ版を作成する。
【００６２】
図８は、本実施の形態２で用いるデジタル複写機の概略構成を示すブロック図である。図８に示すように、１スキャンで圧縮部８０１に入力されたＲＧＢのカラー画像データは、その圧縮部８０１で固定長圧縮され、ページメモリ８０２に蓄積される。ここで、ユーザが画像編集を望む場合は、カラー画像データがページメモリ８０２から編集パネル８０７に送られ、編集内容が反映されたデータをページメモリ８０２に再蓄積する。このように編集を行う場合のデータ圧縮には、固定長圧縮が有利である。
【００６３】
また、カラー画像データの書き込み時には、ページメモリ８０２から読み出されたカラー画像データを伸長部８０３に送られてＲＧＢでそれぞれ伸長され、その伸長されたＲＧＢデータはＣＭＹＫ変換部８０４でまずＣ版に変換され、フィルタ部８０５でフィルタ処理された後、書き込み部８０６へ送られる。Ｃ版が書き込まれた後、ページメモリ８０２から再びカラー画像データが読み出され、上記と同様な処理を経て今度はＭ版が書き込まれる。さらにこれと同様に、Ｙ版およびＫ版の処理が続いて行われる。
【００６４】
本実施の形態２のデジタル複写機は、上述のように構成されており、その中の圧縮部８０１で行われるカラー画像データの圧縮処理について以下詳細に説明する。具体的なカラー画像データの圧縮処理手順は、
（イ）２×２画素ブロックごとに画像を読み込み、これを色変換した後、特定コンポーネントを輝度と色差のうちから１つ選ぶ。
（ロ）特定色、非特定色とも画素ブロックごとに１階層のサブバンド変換を施す。
（ハ）サブバンド変換によって得られた係数を用いて、画像領域を濃度変化の激しい領域（以下、エッジ領域）とそれ以外の領域（以下、非エッジ領域）とに分割する。
（ニ）低周波係数については、各領域ごとに適応的に量子化する。
（ホ）特定コンポーネントの高周波係数については、３次元の高周波係数ベクトル（ＨＬ、ＬＨ、ＨＨ）を作成する。
（へ）非特定コンポーネントの高周波係数については、特定コンポーネントの高周波係数ベクトルとの比例関係を用いて、比例値を領域ごとに量子化して符号化する。
（ト）領域の別を表わす係数も符号化して、輝度色差の全体として画素ブロック単位で固定長圧縮を行う。
（チ）上記処理（ホ）、（へ）を行う際には、画質劣化を抑制するため、高周波係数の符号化時に量子化された高周波係数が元の値よりも急峻な濃度変化を表さないように比例値を抑制する。
【００６５】
図９は、図８における圧縮部８０１の構成ブロック図である。なお、図９中で交差する線は黒丸部でのみ連結されるものとする。図９に示した圧縮部は、各色（Ｒ色，Ｇ色，Ｂ色）２×２バッファ９０１，９１１，９２１、色変換部９０２、特定Ｃ（コンポーネント）サブバンド変換部９０３、非特定Ｃ（コンポーネント）サブバンド変換部９１３，９２３、領域判断部９０４、高周波係数量子化部９０５、比例値計算部９１５，９２５、および適応的量子化・固定長符号作成部９０６などにより構成されている。
【００６６】
ここで、上記（イ）〜（チ）までの処理を図９の各部で行う場合の対応関係について以下説明する。図９の各色２×２バッファ９０１，９１１，９２１において、画素ブロックごとにバッファに読み込まれたカラー画像データは、色変換部９０２にて色変換され（処理イ）、これと同時に輝度と色差のうちの１つが特定コンポーネントとして選ばれる（特定コンポーネントの選び方については後に詳述する）。ここで、色変換に関してＹＣｒＣｂ、Ｌａｂ、ＹＩＱ等の多くの色変換が知られているが、本実施の形態２では、次式（２）による色変換を用いることにする。
【００６７】
【数２】
【００６８】
このように色変換を行った後、特定コンポーネントは、特定Ｃサブバンド変換部９０３においてサブバンド変換され、非特定コンポーネントは、非特定Ｃサブバンド変換部９１３、９２３においてサブバンド変換される（処理ロ）。このサブバンド変換には、上述したハールウェーブレット変換（図１参照）を用いる。ここでは１階層のサブバンド変換なので得られる変換係数は、図１に示した４つの係数のみである。
【００６９】
次いで、領域判定部９０４において、特定コンポーネントの高周波係数を用いて注目画素ブロックがエッジ領域であるか非エッジ領域であるかが判定される（処理ハ）。この領域判断は、ここでは特定コンポーネントの変換係数を用いて作成した高周波係数ベクトル（ＨＬ、ＬＨ、ＨＨ）の絶対値√（ＨＬ2 ＋ＬＨ2 ＋ＨＨ2 ）が１６以上であればエッジ領域としたが、必ずしもこれに限定されるものではない。領域判断の結果は、適応的量子化・固定長符号作成部９０６に送られる。
【００７０】
また、各コンポーネントの低周波係数は、そのまま適応的量子化・固定長符号作成部９０６に送られ、特定コンポーネントの高周波係数は高周波係数量子化部９０５において高周波係数ベクトルとして量子化される（処理ホ）。具体的な高周波係数ベクトル（ＨＬ、ＬＨ、ＨＨ）の量子化には、特定コンポーネントの高周波係数ベクトルを図１０に示すような３１値５ビットに量子化する。
【００７１】
ここで、固定長圧縮のように固定のビット数の中に画像データを圧縮する場合に、高周波係数ベクトルを作成することは、上記実施の形態１で記載したようなベクトル全体の比例関係を使用できることの他、効率的に符号化できるという点でも意義がある。すなわち、一般に画像のエッジとしては、局所的には縦エッジまたは横エッジが多く、２つのエッジが混在することは少ない。このことは２×２画素ブロックにおいて特に該当する。この傾向を用いるならば、例えば、縦エッジを表わすＨＬと横エッジを表わすＬＨが共に大きい値を持つ高周波係数ベクトル（例えば、１００、１００、０など）を排除し、存在確立の多い（０、ｘ、０）、（ｘ、０、０）、（０、０、ｘ）の形の高周波係数ベクトルを効果的にサンプリングすることができる。図１０に示した高周波係数ベクトル例は、そのようにして作られたものの一例である。
【００７２】
非特定コンポーネントの高周波係数については、比例値計算部９１５，９２５において特定コンポーネントの高周波係数および非特定コンポーネントの高周波係数を比較することで比例値を計算し、この比例値を量子化して符号化する（処理へ）。この比例値の求め方は、上記実施の形態１の場合と同様に上式（１）を用いて行うものとし、また比例値ｋについても実施の形態１の場合と同様に−２．０、−１．０、−０．５、０、０．５、１．０、２．０の７値３ｂｉｔに量子化する。なお、比例していない領域については、ｋ＝０のみを送り差分は一切送らない。このようにして得られた比例値ｋは、適応的量子化・固定長符号作成部９０６に送られる。
【００７３】
最後に、適応的量子化・固定長符号作成部９０６は、領域判断結果、低周波係数、特定コンポーネントの量子化された高周波係数ベクトル、および比例値を受け取って、領域判断の結果を参照しながら量子化と固定長符号化を行う。具体的には、領域（エッジ・非エッジ）を表わすフラグビットを１ビット作成すると共に、各変換係数を量子化し、両者を合わせて以下のようにして固定長符号を作成する（処理ト）。
【００７４】
すなわち、エッジ領域では、特定コンポーネント・非特定コンポーネントとも低周波係数ＬＬを４ビットに量子化し（処理ニ）、特定コンポーネントの高周波係数は処理（ホ）で得られた５ビット３１値を、非特定コンポーネントの比例値は処理（へ）で得られた各コンポーネント３ビット７値をそのまま符号化する。その結果、エッジ領域の符号長は、フラグビットも合わせ全体で２４ビットとなる。
【００７５】
また、非エッジ領域では、特定コンポーネントの低周波係数ＬＬは量子化せずに８ビットのままとし、非特定コンポーネントのＬＬは７ビットに量子化する（処理ニ）。高周波係数ベクトルについては、各コンポーネントとも（ＨＬ、ＬＨ、ＨＨ）＝（０、０、０）と擬制し、符号は一切送らない。その結果、非エッジ領域の符号長は、フラグビットも合わせ、全体で２３ビットとなる。
【００７６】
以上のようにして２×２画素ブロックの画像情報は、２４ビットに固定長圧縮される（４分の１に圧縮）。圧縮された固定長符号は、その後ページメモリ８０２に蓄えられ、上述した次段以降の処理に用いられる。
【００７７】
図１１は、本実施の形態２における固定長符号の内訳を示す図である。復号化時には、フラグビットの値でまず領域判定を行い、その後、図１１の符号の並びに従って、各サブバンド係数を得、これを逆変換すれば良い。なお、各領域の量子化方法の違いは、エッジ領域においては解像度を、非エッジ領域においては、階調性を重視したことによる。
【００７８】
さらに、処理（チ）については、以下のように行われる。まず、図９の高周波係数量子化部９０５の処理（処理ホ）を行う場合には、圧縮後の画像の高周波が元画像の高周波よりも大きな値を持たぬようにベクトル検索を行う。例えば、量子化後の高周波係数ベクトルの絶対値√（ＨＬ2 ＋ＬＨ2 ＋ＨＨ2 ）が元画像の高周波係数ベクトルの絶対値よりも大きくならない範囲でベクトル検索を行う。
【００７９】
次に、比例値計算部９１５，９２５の処理（処理へ）を行う場合には、例えば量子化する前の比例値が０．９である場合に、これを比例値１．０に量子化すると圧縮後の高周波係数が圧縮前の高周波係数よりも大きい値を持つため、画素ブロック内の濃度変化が激しくなる。そこで、常に小さな値に量子化することとし、ここでは０．５に量子化するようにする。このような処理（処理チ）を行う理由は、濃度変化が元画像よりも激しくなると、無圧縮の場合と比較して圧縮後の画像にざらつき・ぼそつきが生じる場合があり、視覚的に目立つ画質の劣化が生じるからである。一方、より濃度変化が少なくなる劣化の場合は、一般に視覚的に気になる劣化にはならない。本実施の形態２においては、上記実施の形態１の場合とは異なり、差分値を符号化しないため、この処理が必要となる。
【００８０】
もっとも、上記実施の形態１のような場合においても、プリンタ側のメモリサイズが固定されていれば、圧縮画像がメモリに収まりきらない場合に、差分値を切り捨てて、非可逆圧縮を行うことも有り得るため、その場合には、圧縮画像の画質を向上させるために、この処理が必要となる可能性もある。
【００８１】
次に、本実施の形態２における特定コンポーネントの選び方について説明する。特定コンポーネントは、高周波係数が比例値ではなく高周波係数ベクトルを用いてより正確に量子化されることもあり、最も重要な高周波係数を持つ情報を特定コンポーネントとして選ぶことが望ましい。例えば、視覚的に影響が大きい成分や最も大きなエッジを持つ成分である。このことを踏まえて、特定コンポーネントの選び方としては、本実施の形態２では以下の全ての場合を含むものとする。
（１）常に特定コンポーネントを固定する場合
（イ）常に輝度を特定コンポーネントとする。
（２）特定コンポーネントを適応的に切り替える場合
（イ）注目画素ブロック内の輝度・色差（ＹＵＶ）のうち、最も低周波係数の 絶対値が大きいものを特定コンポーネントとする。
（ロ）輝度・色差（ＹＵＶ）のうち、画素ブロック内の勾配が最も大きな絶対 値を持つものを特定コンポーネントとする。
（ハ）色差の高周波係数と輝度の高周波係数とが比例し、かつ色差が輝度より も大きな勾配を持つ場合にのみ当該色差を特定コンポーネントとし、そ の他の場合については輝度を特定コンポーネントとする。
（ニ）エッジ領域を色エッジ領域とその他のエッジ領域とに分け、色エッジ領 域については色差を特定コンポーネントとし、それ以外のエッジ領域で は輝度を特定コンポーネントとする。
【００８２】
ここで、（２）の（ロ）、（ハ）、（ニ）項目を用いる場合は、ＹＵＶのうちどの係数を特定コンポーネントとしたかを復号側で判別するため、さらに１〜２ビットの符号長が必要となる。一方、（２）の（イ）の項目の場合は、符号長の増加がなく適応的に特定コンポーネントを選択することができる。
【００８３】
（２）の（イ）の項目が有効な例としては、例えば、特定コンポーネントの選び方に関する一例を示した図１２のような場合がある。図１２に示すように、Ｒ色のみが画素ブロック内で大きな値を持つ場合は、ＹよりもＵの方が大きなエッジを持ち、かつ低周波係数の絶対値もＵの方が大きくなる。このような場合には、ＹよりもＵを特定コンポーネントとした方がより正確にエッジを保存することができ、また比例値ｋについても１以上のものを密に用意する必要がなくなる。
【００８４】
一方、（２）の（ロ）、（ハ）の項目の具体的な実施例としては、例えば、色差と輝度のそれぞれの高周波係数ベクトルの絶対値を参照して勾配の大きさを判断する。また、（２）の（ニ）の項目の具体的な実施例としては、色エッジか否かの判断については、デジタル複写機側で適応的フィルタリングや適応的階調処理等のために用意されている領域判定機構をそのまま援用する。
【００８５】
なお、本実施の形態２では、色変換後のデータに関して記載したが、ＲＧＢ色を直接固定長符号化する場合についても同様な理論を当てはめることができる。この場合における特定コンポーネントの選び方は、上記実施の形態１に記載した特定コンポーネントの選び方に関する理論をそのまま適用することができる。
【００８６】
次に、本実施の形態２の効果について説明する。
本実施の形態２におけるように、特定コンポーネント以外の微細構造を表わす係数を特定コンポーネントの微細構造を表わす係数に比例させるメリットについては、上記実施の形態１でも述べたが、特に、本実施の形態２の場合は、２×２という非常に小さな画素ブロックを用いているため、画素ブロック内に互いに大きく異なる３色以上の色が存在することは極めてまれとなり、圧縮効率を向上させることができる。
【００８７】
本実施の形態２によれば、各コンポーネント間あるいは輝度・色差間の微細構造の相関を利用することにより、効率的にデータ圧縮することが可能となり、その結果としてメモリ容量が削減されたり、転送時間等を短縮することができる。
【００８８】
また、本実施の形態２によれば、適応的に特定コンポーネントを選択することにより、最も重要な微細構造情報（この場合はエッジ情報）をより正確に保存することができる。適応的なコンポーネントの選択は、エントロピー符号化により行うため、周囲の画素ブロックとの相関を高める必要のある可変長圧縮を行う場合よりも、本実施の形態２のような固定長圧縮においてより効果を発揮することができる。
【００８９】
さらに、本実施の形態２によれば、ベクトル検索時および比例値計算時に、各コンポーネントの微細構造を表わす係数が元画像よりも急峻な濃度変化を持たないように制御することにより、画像のざらつき・ぼそつきを無くし、視覚的に目立つ画質の劣化を防止することができる。
【００９０】
また、本実施の形態２によれば、サブバンド変換の高周波係数をベクトル量子化することにより、効率的に各コンポーネント間の微細構造情報の相関を表わすことが可能となり、かつ微細構造を表わす係数自身をも効率よく表現することができる。
【００９１】
また、本実施の形態２によれば、領域別に適応的にこれらのサブバンド係数や比例値等を固定長符号化することにより、効率の良い固定長圧縮を達成することができる。
【００９２】
なお、本実施の形態２では、色変換について上式（２）を用いて実施したが、これに限定されるものではなく、一般的なＹＣｒＣｂ、Ｌａｂ、ＹＩＱ等の色変換を用いることも可能であり、その場合でも同様に好適な効果を得ることができる。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のカラー画像圧縮方法（請求項１）によれば、効率的に符号化することが可能となり、効率的に各コンポーネント間の微細構造情報の相関を表わすことができると共に、微細構造を表わす係数自身をも効率良く表現することができ、カラー画像データの相関は、輝度と色差の間だけでなく各色間にも存在するため、このコンポーネントの相関を用いるようにしたので、色変換の手間をかけることなくカラー画像データを効率良く符号化し、圧縮することができる。
【００９４】
また、本発明のカラー画像圧縮方法（請求項２）によれば、コンポーネントの内容を輝度情報および色差情報としたので、必要に応じて色差の高周波係数を基準として輝度の高周波係数を伸長することができる。
また、本発明のカラー画像圧縮方法（請求項３）によれば、コンポーネントの内容がＲ色信号、Ｇ色信号、Ｂ色信号としたので、ＲＧＢの各色間の相関を直接利用することができる。
【００９５】
また、本発明のカラー画像圧縮方法（請求項４）によれば、基準となる係数としての特定コンポーネントを適応的に選択するようにしたので、カラー画像データを効率的に圧縮することができる。
また、本発明のカラー画像圧縮方法（請求項５）によれば、特定コンポーネントとして輝度情報を用いるようにしたので、輝度情報が最も重要な高周波係数を持つ情報である場合に、特定コンポーネントとして選ぶことができる。
また、本発明のカラー画像圧縮方法（請求項６）によれば、特定コンポーネントとしてＧ色信号を用いるようにしたので、Ｇ色信号が最も重要な高周波係数を持つ情報である場合に、特定コンポーネントとして選ぶことができる。
【００９９】
また、本発明のカラー画像圧縮方法（請求項７）によれば、画素ブロック内の濃度変化の激しさに応じて各係数に割り当てるビット数を適応的に変化させて固定長圧縮を行うようにしたので、効率の良い固定長圧縮を達成することができる。
【０１００】
また、本発明のカラー画像圧縮方法（請求項８）によれば、特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表わす係数を、特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数との類似度を表わす係数としたので、カラー画像データの圧縮効率を向上させることができる。
【０１０１】
さらに、本発明のカラー画像圧縮装置（請求項９）によれば、カラー画像データが複数の画素ブロックに分割され、カラー画像データの各コンポーネントの情報を各画素ブロックごとに低周波係数と高周波係数とにサブバンド変換され、複数のコンポーネントのうちの特定のコンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表わす係数を取得し、その取得した係数を量子化して、全てのコンポーネントの低周波係数と、特定のコンポーネントの高周波係数と、量子化した係数とを符号化したので、カラー画像データを効率良く符号化し、圧縮することができると共に、効率的に各コンポーネント間の微細構造情報の相関を表わすことができると共に、微細構造を表わす係数自身をも効率良く表現することができる。
また、本発明のカラー画像圧縮装置（請求項１０）によれば、コンポーネントの内容を輝度情報および色差情報としたので、従来のように常に輝度の高周波係数（交流成分と同義）を基準とするのではなく、必要に応じて色差の高周波係数を基準として輝度の高周波係数を伸長することができる。
また、本発明のカラー画像圧縮装置（請求項１１）によれば、コンポーネントの内容がＲ色信号、Ｇ色信号、Ｂ色信号としたので、ＲＧＢの各色間の相関を直接利用することができる。
また、本発明のカラー画像圧縮装置（請求項１２）によれば、基準となる係数としての特定コンポーネントを適応的に選択するようにしたので、カラー画像データを効率的に圧縮することができる。
また、本発明のカラー画像圧縮装置（請求項１３）によれば、特定コンポーネントとして輝度情報を用いるようにしたので、輝度情報が最も重要な高周波係数を持つ情報である場合に、特定コンポーネントとして選ぶことができる。
また、本発明のカラー画像圧縮装置（請求項１４）によれば、特定コンポーネントとしてＧ色信号を用いるようにしたので、Ｇ色信号が最も重要な高周波係数を持つ情報である場合に、特定コンポーネントとして選ぶことができる。
また、本発明のカラー画像圧縮装置（請求項１５）によれば、画素ブロック内の濃度変化の激しさに応じて各係数に割り当てるビット数を適応的に変化させて固定長圧縮を行うことにより、効率の良い固定長圧縮を達成することができる。
また、本発明のカラー画像圧縮装置（請求項１６）によれば、特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数との関係を表わす係数とは、特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数との類似度を表わす係数としたため、カラー画像データの圧縮効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態１におけるハールウェーブレット変換を説明する図である。
【図２】本実施の形態１において階層的に行われるサブバンド変換を説明する図である。
【図３】本実施の形態１において２階層に渡って行われるハールウェーブレット変換による係数変換の説明図である。
【図４】本実施の形態１において高周波係数ベクトルとして第２階層の高周波係数３つと第１階層の高周波係数１２個からなる１５次元ベクトルを示す図である。
【図５】本実施の形態１の圧縮処理を行うカラー画像圧縮装置のブロック構成図である。
【図６】図５中の特定コンポーネント以外高周波係数符号化部内のブロック構成図である。
【図７】本実施の形態１の有効性に関する係数変換例を示す図である。
【図８】本実施の形態２で用いるデジタル複写機の概略構成を示すブロック図である。
【図９】図８における圧縮部の構成ブロック図である。
【図１０】特定コンポーネントの高周波係数ベクトルを３１値５ビットに量子化した図である。
【図１１】本実施の形態２における固定長符号の内訳を示す図である。
【図１２】特定コンポーネントの選び方に関する一例を示した図である。
【符号の説明】
５０１ Ｇ色４×４バッファ
５０２，５１２，５２２ サブバンド変換部
５０４ エントロピー符号化部
５１１ Ｒ色４×４バッファ
５２１ Ｂ色４×４バッファ
５１３，５２３ 特定コンポーネント以外高周波係数符号化部
６０１ 比例値計算部
６０２ 差分値計算部
７０１ 元画像
７０２ 変換係数
７０３ 第１画像例
７０４ 第１係数例
７０５ 第２画像例
７０６ 第２係数例
８０１ 圧縮部
８０２ ページメモリ
８０３ 伸長部
８０４ ＣＭＹＫ変換部
８０５ フィルタ部
８０６ 書き込み部
８０７ 編集パネル
９０１ Ｇ色２×２バッファ
９０２ 色変換部
９０３ 特定コンポーネントサブバンド変換部
９０４ 領域判断部
９０５ 高周波係数量子化部
９０６ 適応的量子化・固定長符号作成部
９１１ Ｒ色２×２バッファ
９１３，９２３ 非特定コンポーネントサブバンド変換部
９１５，９２５ 比例値計算部
９２１ Ｂ色２×２バッファ
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー画像圧縮方法およびカラー画像圧縮装置に関し、より詳細には、複数のコンポーネントで構成されたカラー画像データの圧縮を行うカラー画像圧縮方法およびカラー画像圧縮装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、カラー画像の需要は年々増えており、また高画質の要望に答えるべく高解像度化が進んでいる。このため、例えば、デジタル複写機、ファクシミリ装置、デジタルカメラ、デジタルビデオ等に使用される画像処理装置や、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディスク等の画像記録装置などにおいて、メモリ量を節約するべく、カラー画像データを効率良く圧縮したいという要望が高くなりつつある。
【０００３】
カラー画像は、一般にＲＧＢ（赤、緑、青）の３色やＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、黒）の４色のように幾つかの色を重ね合わせることにより表されるが、これらの色は個々独立の値を持っているわけではなく、互いに相関がある。また、これらの色を輝度情報および色差情報に分解することも通常行われているが、この輝度と色差の間にも強い相関がある。この輝度と色差の相関は、主に局所的な傾き等、画像の微細構造に関する相関である。
【０００４】
従来のカラー画像圧縮方法によるカラー画像データの圧縮は、各色あるいは輝度・色差を別々に圧縮することにより行っていたが、上述した相関を用いて圧縮すれば冗長度をさらに削減できることが分かってきた。例えば、特開平５−３００３８３号公報によれば、カラー画像情報を輝度と色差とに分け、色差の交流成分と輝度の交流成分との比に基づいて符号化が行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のカラー画像圧縮方法にあっては、例えば上記した特開平５−３００３８３号公報のように、色差の交流成分と輝度の交流成分との振幅の比を直接符号化していたため、圧縮効率の改善は未だ不十分であり、輝度と色差とが比例関係にない領域（色網点領域等）で無理に両方の交流成分（以下、高周波係数ともいう）を比例させようとすると画質が劣化するという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、画質を劣化させることなく、カラー画像データを効率的に圧縮することが可能なカラー画像圧縮方法およびカラー画像圧縮装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に係るカラー画像圧縮方法は、複数のコンポーネントで構成されたカラー画像データの圧縮を行うカラー画像圧縮方法であって、前記カラー画像データを画素ブロックに分割する工程と、前記各コンポーネントの情報を各画素ブロックごとに低周波係数と高周波係数とにサブバンド変換する工程と、前記複数のコンポーネントのうちの特定のコンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表す係数を取得する工程と、該取得した係数を量子化する工程と、を含み、前記カラー画像データを圧縮する際は、全てのコンポーネントの低周波係数と、前記特定のコンポーネントの高周波係数と、前記量子化した係数と、を符号化するものである。
【０００８】
なお、上記の「低周波係数」とは、例えば各コンポーネントごとの平均値、あるいは輝度・色差情報のそれぞれの平均値のように、画素ブロック内のコンポーネントの全てをその濃度で代替しても画像の大まかな印象が変わることのないような濃度のことを意味する。
【００１０】
また、上記の「コンポーネント」とは、ＲＧＢ等の各色、あるいは輝度・色差成分などのカラー画像データを構成する要素を言う。また、上記の「特定コンポーネント」とは、カラー画像データの各コンポーネントのうちの１つ、あるいはカラー画像データを輝度・色差に分解した場合の輝度・色差のうちの１つを意味する。
【００１１】
これによれば、カラー画像データが複数の画素ブロックに分割され、カラー画像データの各コンポーネントの情報を各画素ブロックごとに低周波係数と高周波係数とにサブバンド変換され、複数のコンポーネントのうちの特定のコンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数と、をそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表わす係数を取得し、その取得した係数を量子化して、全てのコンポーネントの低周波係数と、特定のコンポーネントの高周波係数と、量子化した係数とを符号化することにより、カラー画像データが圧縮される。このように、各特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と、特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成して、高周波係数ベクトル間の比を取得するようにしたため、より効率的に符号化することが可能となり、効率的に各コンポーネント間の微細構造情報の相関を表わすことができると共に、微細構造を表わす係数自身をも効率良く表現することができる。そして、カラー画像データの相関は、輝度と色差の間だけでなく各色間にも存在するため、これらをコンポーネントと総称し、このコンポーネントの相関を用いることにより、色変換の手間をかけずにカラー画像データを効率良く符号化することができる。
【００１２】
また、請求項２に係るカラー画像圧縮方法は、請求項１に記載のカラー画像圧縮方法において、前記コンポーネントの内容は、輝度情報および色差情報であるものである。これによれば、コンポーネントの内容を輝度情報および色差情報とすることにより、従来のように常に輝度の高周波係数（交流成分と同義）を基準とするのではなく、必要に応じて色差の高周波係数を基準として輝度の高周波係数を伸長することができる。
また、請求項３に係るカラー画像圧縮方法は、請求項１に記載のカラー画像圧縮方法において、前記コンポーネントの内容は、Ｒ色信号、Ｇ色信号、Ｂ色信号である。
【００１３】
また、請求項４に係るカラー画像圧縮方法は、請求項１〜３のいずれか一つに記載のカラー画像圧縮方法において、前記特定コンポーネントを適応的に選択するものである。上記の「特定コンポーネントを適応的に選択する」とは、コンポーネントの持つ値自身により適応的に特定コンポーネントを選択することや、無彩領域・有彩領域等の領域の別によって適応的に特定コンポーネントを選択することが含まれる。これによれば、基準となる係数としての特定コンポーネントを適応的に選択することにより、カラー画像データを効率的に圧縮することができる。
また、請求項５に係るカラー画像圧縮方法は、請求項２に記載のカラー画像圧縮方法において、前記特定コンポーネントとして輝度情報を用いている。
また、請求項６に係るカラー画像圧縮方法は、請求項２に記載のカラー画像圧縮方法において、前記特定コンポーネントとしてＧ色信号を用いている。
【００１９】
また、請求項７に係るカラー画像圧縮方法は、請求項１〜６のいずれか一つに記載のカラー画像圧縮方法において、前記画素ブロック内の濃度変化の激しさに応じて各係数に割り当てるビット数を適応的に変化させることによって固定長圧縮を行うものである。これによれば、画素ブロック内の濃度変化の激しさに応じて各係数に割り当てるビット数を適応的に変化させて固定長圧縮を行うことにより、効率の良い固定長圧縮を達成することができる。
【００２０】
また、請求項８に係るカラー画像圧縮方法は、請求項１〜７のいずれか一つに記載のカラー画像圧縮方法において、前記特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表す係数とは、特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数との類似度を表わす係数である。
【００２１】
上記の「特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表す係数」を用いるとは、例えば次に挙げる（イ）〜(チ)を用いることを意味する。すなわち、
（イ）両者の比を用いる。
（ロ）両者の高周波係数が比例している場合のみ両者の比を用い、それ以外の場合は何も用いないか、特定コンポーネント以外のコンポーネントは、画素ブロック内で平坦であることを表わす情報を用いる。
（ハ）第１係数例として両者の比を送り、第２係数例として実際の高周波係数と、両者の比から伸長できる高周波係数との差分を用いる。
（ニ）第１係数例として両者の高周波係数が比例している場合のみ両者の比を用い、それ以外の場合は何も用いないか、特定コンポーネント以外のコンポーネントは、画素ブロック内で平坦であることを表わす情報を用い、第２係数例として実際の高周波係数と、第１係数例から伸長できる高周波係数との差分を用いる。
（ホ）最も両者が近づくような回転角および倍率を用いる。
（へ）最も両者が近づくような回転角、倍率および近づいた両者の差分を用いる。
（ト）両者が最も近づく１次変換行列を用いる。
（チ）以上に挙げた係数を量子化したものを用いる。
ことなどがある。
【００２２】
上記の「特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表す係数」を作成する場合は、特定コンポーネント以外の各コンポーネントごとに係数を作成する場合と、特定コンポーネント以外の全てのコンポーネントに関し、一括して１つの係数を作る場合とを含んでいて、また、特定コンポーネント以外のコンポーネントを幾つかのグループに区分してグループごとに係数を作成する場合も含んでいる。
【００２３】
上記の「類似度を表わす係数」には、以下（イ）〜（ニ）のものが含まれる。すなわち、（イ）特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数をＨｒ、特定コンポーネントの高周波係数をＨｇとした時に、｜ｋＨｒ−Ｈｇ｜が最小となるようなｋ、（ロ）上記ｋを量子化したもの、（ハ）特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とが比例する場合には、｜ｋＨｒ−Ｈｇ｜が最小となるような比例定数ｋであり、それ以外の場合には両者は比例関係にないことを表わす係数、（ニ）上記のｋを量子化したものなどが含まれる。
【００２４】
これによれば、特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表す係数とは、特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数との類似度を表わす係数としたため、カラー画像データの圧縮効率を向上させることができる。
【００２５】
また、請求項９に係るカラー画像圧縮装置は、複数のコンポーネントで構成されたカラー画像データの圧縮を行うカラー画像圧縮装置であって、前記カラー画像データを画素ブロックに分割する手段と、前記各コンポーネントの情報を各画素ブロックごとに低周波係数と高周波係数とにサブバンド変換する手段と、前記複数のコンポーネントのうちの特定のコンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表わす係数を取得する手段と、該取得した係数を量子化する手段と、を備え、前記カラー画像データの圧縮時には、全てのコンポーネントの低周波係数と、前記特定のコンポーネントの高周波係数と、前記量子化した係数と、を符号化するものである。
【００２６】
これによれば、カラー画像データが複数の画素ブロックに分割され、カラー画像データの各コンポーネントの情報を各画素ブロックごとに低周波係数と高周波係数とにサブバンド変換され、複数のコンポーネントのうちの特定のコンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数と、をそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表わす係数を取得し、その取得した係数を量子化して、全てのコンポーネントの低周波係数と、特定のコンポーネントの高周波係数と、量子化した係数とを符号化することにより、カラー画像データを効率良く符号化することができる。このように、各特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と、特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成して、高周波係数ベクトル間の比を取得するようにしたため、より効率的に符号化することが可能となり、効率的に各コンポーネント間の微細構造情報の相関を表わすことができると共に、微細構造を表わす係数自身をも効率良く表現することができる。
また、請求項１０に係るカラー画像圧縮方法は、請求項９に記載のカラー画像圧縮装置において、前記コンポーネントの内容が、輝度情報および色差情報であるものである。これによれば、コンポーネントの内容を輝度情報および色差情報とすることにより、従来のように常に輝度の高周波係数（交流成分と同義）を基準とするのではなく、必要に応じて色差の高周波係数を基準として輝度の高周波係数を伸長することができる。
また、請求項１１に係るカラー画像圧縮方法は、請求項９に記載のカラー画像圧縮装置において、前記コンポーネントの内容は、Ｒ色信号、Ｇ色信号、Ｂ色信号であることを特徴とする。
また、請求項１２に係るカラー画像圧縮装置は、請求項９〜１１のいずれか一つに記載のカラー画像圧縮装置において、前記特定コンポーネントを適応的に選択するものである。上記の「特定コンポーネントを適応的に選択する」とは、コンポーネントの持つ値自身により適応的に特定コンポーネントを選択することや、無彩領域・有彩領域等の領域の別によって適応的に特定コンポーネントを選択することが含まれる。これによれば、基準となる係数としての特定コンポーネントを適応的に選択することにより、カラー画像データを効率的に圧縮することができる。
また、請求項１３に係るカラー画像圧縮装置は、請求項１０に記載のカラー画像圧縮装置において、前記特定コンポーネントとして輝度情報を用いることを特徴とする。
また、請求項１４に係るカラー画像圧縮装置は、請求項１１に記載のカラー画像圧縮装置において、前記特定コンポーネントとしてＧ色信号を用いることを特徴とする。
また、請求項１５に係るカラー画像圧縮装置は、請求項９〜１４のいずれか一つに記載のカラー画像圧縮装置において、前記画素ブロック内の濃度変化の激しさに応じて各係数に割り当てるビット数を適応的に変化させることによって固定長圧縮を行うものである。これによれば、画素ブロック内の濃度変化の激しさに応じて各係数に割り当てるビット数を適応的に変化させて固定長圧縮を行うことにより、効率の良い固定長圧縮を達成することができる。
また、請求項１６に係るカラー画像圧縮装置は、請求項１２〜１５のいずれか一つに記載のカラー画像圧縮装置において、前記特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表わす係数とは、特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数との類似度を表わす係数である。これによれば、特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表わす係数とは、特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数との類似度を表わす係数としたため、カラー画像データの圧縮効率を向上させることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態１．
本実施の形態１では、プリンタを例にとり、ホストコンピュータからプリンタへと画像を転送する際の転送時間を短縮するため、カラー画像データを可逆圧縮する場合について述べる。ここで、可逆圧縮とは、圧縮前後で画像情報が完全に復元することのできる圧縮、すなわち、無劣化圧縮を意味する。
【００２８】
本実施の形態１では、ＲＧＢ３色の８ビットカラー画像を色変換することなく、以下のようにして圧縮処理が行われる。
（イ）各色ごとに２階層のサブバンド変換が行われる。
（ロ）Ｇ色の画像は特定コンポーネントとして独立して符号化される。
（ハ）Ｒ色、Ｂ色の低周波係数はそれぞれ独立して符号化される。
（ニ）Ｒ色、Ｂ色の高周波係数については、まず、Ｇ色の高周波係数とＲ色、Ｂ色それぞれの高周波係数ベクトルを作成し、高周波係数ベクトル間の比を計算し、この比を表わす情報を量子化し符号化する。次いで、この量子化された比を表わす情報から復号化されるＲ色、Ｂ色の高周波係数と実際のＲ色、Ｂ色の高周波係数との差分値を符号化する。
【００２９】
ここでは、Ｇ色が「特定コンポーネント」に相当し、サブバンド変換の低周波係数が「代表値」に相当し、高周波係数が「微細構造を表わす係数」に相当し、上記（ニ）中に記載されている差分値が「特定コンポーネントの以外の微細構造を表わす係数と特定コンポーネントの微細構造を表わす係数との関係を表わす係数」に相当する。
【００３０】
次に、上記した（イ）〜（ロ）までの処理を個々に説明する。
まず、（イ）のサブバンド変換であるが、サブバンド変換とは、ＤＣＴ、フーリエ変換等の直交変換のみならず、オーバーラップ変換なども含む広い概念である。
【００３１】
図１は、ハールウェーブレット変換を説明する図である。本実施の形態１ではサブバンド変換として図１に示したハールウェーブレット変換を用いている。このハールウェーブレット変換とは、図１に示すように、２×２画素ブロックに分割された画素ａ，ｂ，ｃ，ｄを用いて、ＬＬ、ＨＬ、ＬＨ、ＨＨの４つ係数に変換する変換であり、ＬＬが低周波係数を、ＨＬ、ＬＨ、ＨＨが高周波係数を表わしている。
【００３２】
なお、図１中に示す［ ］で閉じられた値の意味は、ここでは［ａ］に置き換えて考えると、［ａ］の値は（ａ＋１）より小さい数のうちでａに最も近い整数を表わしているものとする。このようなハールウェーブレット変換は、逆変換によって元画素値を完全に復元することが可能となる。
【００３３】
また、本実施の形態１では、このサブバンド変換が図２に示すように、２階層に渡って行われている。この２階層という意味は、例えば、図３に示すように、４×４ブロックごとに画素ブロックを取り、この４×４を２×２の４つのサブブロックに分けてハールウェーブレット変換（第１階層）を施し、これによって得られた４つのＬＬ係数を集めて再びハールウェーブレット変換（第２階層）を行うことを意味する。
【００３４】
理解を容易にするため、２×２画素のサブブロック単位の変換により得られた係数をＬＬ１、ＨＬ１、ＬＨ１、ＨＨ１係数（第１階層の係数）と呼び、第２工程の変換により得られた係数をＬＬ２、ＨＬ２、ＬＨ２、ＨＨ２係数（第２階層の係数）と呼ぶ（図２参照）。
【００３５】
その結果、４×４画素ブロック内の情報は、低周波係数ＬＬ２が１つと、高周波係数としてＨＬ２、ＬＨ２、ＨＨ２係数が各１つと、ＨＬ１、ＬＨ１、ＨＨ１係数が各４つの１６個の係数に分かれる（図３参照：ＨＬ１、ＬＨ１、ＨＨ１については各サブブロックごとにインデックスがついている）。
【００３６】
上記（ロ）と（ハ）の符号化とは、エントロピー符号化を意味している。このエントロピー符号化には、ハフマン符号化、ラングレングス符号化等があって、各種文献（例えば、「画像情報処理」安居院、中嶋著、森北出版）等により詳説されているので、ここでは説明を省略する。
【００３７】
上記（ニ）では、「微細構造を表わす係数」としての高周波係数を作成しているが、サブバンド変換係数の高周波係数は画像の局所構造を表わすのに非常に適している。しかし、微細構造全体の類似関係を考える上では、個々の係数ごとに比を計算するよりもベクトル化して比を計算した方がより効率的である。その理由は、Ｒ色の高周波係数ベクトルとして、例えば（ＨＬ１、ＬＨ１、ＨＨ１）を作ると、このベクトル自体がＧ色の高周波係数ベクトルに比例することが多いためである。一例を挙げると、縦方向にエッジが存在する画素ブロックでは、図１のハールウェーブレット変換式からも明らかなように、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色ともＨＬのみが大きな値を持ち、ＬＨ、ＨＨは０に近い値しか持たない。すなわち、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の高周波ベクトルは、それぞれほぼ（ｘ、０、０）の形を持ち、ベクトル全体として比例関係にあるからである。
【００３８】
本実施の形態１においては、図４に示すように、高周波係数ベクトルとして第２階層の高周波係数３つと第１階層の高周波係数１２個からなる１５次元ベクトルを作り、Ｒ色の高周波係数ベクトルがＧ色の高周波係数ベクトルと比例しているか否かをまず調べる。比例しているか否かについては、２つの１５次元ベクトルの間の角度のコサインである次式（１）を計算し、この値の絶対値が１に近い時に比例していると判断する。
【００３９】
【数１】
上式（１）において、Ｈｒは、Ｒ色またはＢ色の１５次元高周波係数ベクトルであり、Ｈｇは、Ｇ色の１５次元高周波係数ベクトルであり、分母にあるのはそれらの絶対値である。式（１）の関数は、必ず−１から１の間の値を取り、仮に１あるいは−１なら２つのベクトルは比例していることになる。
【００４１】
また、絶対値が１に近いか否かの判断については、適当なしきい値を設定し、これと比較することによって行うようにする。この判断の結果、２つのベクトルが比例関係（Ｈｒ＝ｋＨｇ）、あるいは疑似的な比例関係（ここでは、Ｈｒ≒ｋＨｇと表記する）にあるならば、この比例値ｋを量子化して符号化する。
【００４２】
本実施の形態１では、ｋを−２．０、−１．０、−０．５、０、０．５、１．０、２．０の７値３ｂｉｔに量子化する。この量子化により、例えばｋ＝３は最も近いｋ＝２で量子化される。また、上記判断の結果、高周波ベクトルが比例していないと判断された画素ブロックについてはｋ＝０とする。
【００４３】
そして、実際の高周波係数ベクトルＨｒとｋＨｇとの差分値（Ｈｒ−ｋＨｇ）を符号化する。この差分値は、ｋ＝０の時は当然Ｒ色またはＢ色の高周波係数そのものの値となる。
以上の説明が上記（ニ）の処理であり、これらの処理がさらにＲ色とＢ色それぞれについて行われる。
【００４４】
次に、上記したカラー画像データの圧縮を行うカラー画像圧縮装置について説明する。図５は、本実施の形態１の圧縮処理を行うカラー画像圧縮装置のブロック構成図であり、図６は、図５中の特定コンポーネント以外高周波係数符号化部内のブロック構成図である。図５および図６中において、２以上の線が交わる部分については、黒丸がある部分でのみ線が結合されているものとし、図５中の「特定Ｃ」とは「特定コンポーネント」のことを意味している。
【００４５】
図５に示す各色４×４バッファ５０１，５１１，５２１では、ホストコンピュータ側で各色ごとに４×４画素ブロック分のカラー画像データがバッファに読み込まれる。すると、各色カラー画像データは、それぞれのサブバンド変換部５０２，５１２，５２２において、各色の低周波係数および特定コンポーネントとしてのＧ色の高周波係数が次段のエントロピー符号化部５０４に送られて、符号化される。
【００４６】
また、Ｒ色、Ｇ色の高周波係数は、特定コンポーネント以外高周波係数符号化部５１３，５２３において、上述したＧ色の高周波係数を用いて比例値（ｋ）と差分値（Ｈｒ−ｋＨｇ）に分解されたのちにエントロピー符号化部５０４に送られて符号化される。特定コンポーネント以外高周波係数符号化部５１３，５２３の内部は、図６に示されるように、入力されたＧ色、Ｒ色（またはＢ色）の高周波係数は、比例値計算部６０１において上述した式（１）を用いて比例値ｋを算出し、この比例値ｋと高周波係数により差分値計算部６０２では差分値（Ｈｒ−ｋＨｇ）が計算される。
【００４７】
その後、エントロピー符号化部５０４で符号化されたカラー画像データは、不図示のプリンタに送られて、プリンタ側で解凍される。
【００４８】
次に、本実施の形態１の効果について説明する。
本実施の形態１のＲＧＢの３色のカラー画像データは、４×４画素ブロックごとに、ＲＧＢそれぞれの低周波係数とＧ色の高周波係数、そしてＲ色、Ｂ色の高周波係数を復元するための比例値ｋおよび差分値にそれぞれ分解される。そこで、各低周波係数およびＧ色の高周波係数に関する符号量は、通常のサブバンド変換係数を圧縮する場合の符号量とは変わらないが、Ｒ色、Ｂ色の高周波係数をそのまま符号化する場合と、比例値および差分値に分けて符号化する場合とで符号量に差があるかについて検証する。
【００４９】
まず、比例値ｋに関しては、１６画素ごとにたかだか３ビット程度の情報量しか持たないので、情報量は非常に少ないと言える。
【００５０】
次に、差分値（Ｈｒ−ｋＨｇ）であるが、ＨｒがＨｇと比例する領域ではもともとのＨｒよりも（Ｈｒ−ｋＨｇ）の方が取りうる数値のレンジが小さいのは明らかであり、このように数値が局在しているデータはエントロピー符号化により高圧縮することができる。また、ＨｒがＨｇと比例しない領域については、ｋ＝０であり、ＨｒはＨｒの値をそのまま送ることになるため、ｋ（＝０）の値を送らなければならない分だけ符号量は増加することになる。しかし、比例関係にない領域は、４×４画素ブロック内に互いに濃度値が大きく異なる３色以上の色が混在する領域だけである。
【００５１】
この例を図７を用いて説明する。図７（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態１の有効性に関する係数変換例を示す図である。図７（ａ）の元画像７０１と変換係数７０２とは、図３における元画像と最終的に得られる変換係数との関係に対応している。
【００５２】
この関係を具体的に数値に表したのが、図７（ｂ）の第１画像例７０３と第１係数例７０４である。同図（ｂ）のように、画素ブロック内に２色以下しか濃度がない領域では、ＬＬ２を除く全高周波係数は、Ｒ色に関してはｋ＝０．５で、Ｂ色に関してはｋ＝０でＨｇと比例する。
【００５３】
また、画素ブロック内に互いに濃度値が大きくなる３色が混在する場合の例については、図７（ｃ）の第２画像例７０５と第２係数例７０６に示してある。この場合、高周波係数は第２係数例７０６に示すように互いに比例していない。このように、高周波係数ベクトルが比例関係にない領域は、画素ブロック内に互いに濃度値が大きく異なる３色以上の色が混在する領域である。そして、一般に４×４画素ブロックという小さな領域内に互いに濃度値が大きく異なる３色以上の色が混在する場合はきわめて少ない。このことから、画像中の大部分の領域では、高周波係数ベクトルは比例関係にあるため、全体として圧縮時の符号量は本発明によって減少するということができる。
【００５４】
なお、図７（ａ）の元画像７０１の例は、画素ブロック内が完全に２色の場合についての例であったが、例えばスキャンデータ等、画像の値に揺らぎがあるデータ（例えば「Ｒ＝５０」としたデータが「５４」や「４８」等に揺らいでいるような場合）に関しても、人間の肉眼で画素ブロック内に２色しか存在しないと認識できる程度の揺らぎであれば近似的に高周波係数ベクトルは比例関係にあるといえる。即ち、上式（１）の値の絶対値が十分に１に近いため、やはり符号量を低減することができる。
【００５５】
以上説明したように、本実施の形態１によれば、カラー画像データの圧縮効率を向上させることができることから、データの転送時間等を短縮できる効果を有する。また、本実施の形態１によれば、高周波係数ベクトルはベクトル全体として比例関係にあり、圧縮時の符号量を減少させることができるため、効率的に比例関係を表現することができる。
【００５６】
なお、本実施の形態１では、特定コンポーネントの選び方として、常にＧ色を特定コンポーネントとしたが、これをＲ色、またはＢ色に代えたとしても同様に好適な効果を得ることができる。
【００５７】
また、特定コンポーネントを固定するのではなく、適応的に選択して変化させる場合としては、例えば、画素ブロック単位で切り替えを行うようにすることも可能である。画素ブロック単位で切り替えを行う例としては、ＲＧＢ３色のうち最も画素ブロック内の濃度変化の激しいものを特定コンポーネントとし、特定コンポーネントを示すフラグとともに圧縮する場合などがある。この場合の比例値ｋの値は、常に１以下で良くなる。このように本実施の形態１では、特定コンポーネントの選び方として、これらの場合が含まれる。
【００５８】
さらに、本実施の形態１においては、ＲＧＢの各色間の相関を直接利用したが、これを色変換後のデータで行う場合として、例えば、ＹＣｒＣｂ色変換においてＹの高周波係数ベクトルにＣｒ、Ｃｂの高周波係数ベクトルを比例させる場合であっても同様な理論が成立する。この場合の特定コンポーネントの選び方については、次の実施の形態２で述べる理論をそのまま当てはめることができる。
【００５９】
実施の形態２．
本実施の形態２では、デジタル複写機を例にとり、高速コピーのために画像１枚分の情報を固定長圧縮してメモリ（以下、ページメモリと呼ぶ）に収める場合について述べる。ここで、固定長圧縮とは、生成される圧縮符号の長さが画素ブロック単位で同一である圧縮方式をいい、メモリアクセスの容易な圧縮法を意味する。この固定長圧縮は、圧縮前後で画像情報に劣化が生じる圧縮、すなわち、非可逆圧縮である。
【００６０】
また、本実施の形態２では、「代表値」として低周波係数ＬＬ、「微細構造を表わす係数」として高周波係数ベクトルＨＬ，ＬＨ，ＨＨ、および「特定コンポーネント以外のコンポーネントの微細構造を表わす係数と特定コンポーネントの微細構造を表わす係数との関係を表わす係数」として比例値ｋを用いるものとする。
【００６１】
本実施の形態２では、デジタル複写機においてＲＧＢ３色の８ビットカラー画像を１スキャンで処理するため、スキャン後にＲＧＢ３色のカラー画像を一旦圧縮してページメモリに格納し、その後それを解凍しながら順次ＣＭＹＫ版を作成する。
【００６２】
図８は、本実施の形態２で用いるデジタル複写機の概略構成を示すブロック図である。図８に示すように、１スキャンで圧縮部８０１に入力されたＲＧＢのカラー画像データは、その圧縮部８０１で固定長圧縮され、ページメモリ８０２に蓄積される。ここで、ユーザが画像編集を望む場合は、カラー画像データがページメモリ８０２から編集パネル８０７に送られ、編集内容が反映されたデータをページメモリ８０２に再蓄積する。このように編集を行う場合のデータ圧縮には、固定長圧縮が有利である。
【００６３】
また、カラー画像データの書き込み時には、ページメモリ８０２から読み出されたカラー画像データを伸長部８０３に送られてＲＧＢでそれぞれ伸長され、その伸長されたＲＧＢデータはＣＭＹＫ変換部８０４でまずＣ版に変換され、フィルタ部８０５でフィルタ処理された後、書き込み部８０６へ送られる。Ｃ版が書き込まれた後、ページメモリ８０２から再びカラー画像データが読み出され、上記と同様な処理を経て今度はＭ版が書き込まれる。さらにこれと同様に、Ｙ版およびＫ版の処理が続いて行われる。
【００６４】
本実施の形態２のデジタル複写機は、上述のように構成されており、その中の圧縮部８０１で行われるカラー画像データの圧縮処理について以下詳細に説明する。具体的なカラー画像データの圧縮処理手順は、
（イ）２×２画素ブロックごとに画像を読み込み、これを色変換した後、特定コンポーネントを輝度と色差のうちから１つ選ぶ。
（ロ）特定色、非特定色とも画素ブロックごとに１階層のサブバンド変換を施す。
（ハ）サブバンド変換によって得られた係数を用いて、画像領域を濃度変化の激しい領域（以下、エッジ領域）とそれ以外の領域（以下、非エッジ領域）とに分割する。
（ニ）低周波係数については、各領域ごとに適応的に量子化する。
（ホ）特定コンポーネントの高周波係数については、３次元の高周波係数ベクトル（ＨＬ、ＬＨ、ＨＨ）を作成する。
（へ）非特定コンポーネントの高周波係数については、特定コンポーネントの高周波係数ベクトルとの比例関係を用いて、比例値を領域ごとに量子化して符号化する。
（ト）領域の別を表わす係数も符号化して、輝度色差の全体として画素ブロック単位で固定長圧縮を行う。
（チ）上記処理（ホ）、（へ）を行う際には、画質劣化を抑制するため、高周波係数の符号化時に量子化された高周波係数が元の値よりも急峻な濃度変化を表さないように比例値を抑制する。
【００６５】
図９は、図８における圧縮部８０１の構成ブロック図である。なお、図９中で交差する線は黒丸部でのみ連結されるものとする。図９に示した圧縮部は、各色（Ｒ色，Ｇ色，Ｂ色）２×２バッファ９０１，９１１，９２１、色変換部９０２、特定Ｃ（コンポーネント）サブバンド変換部９０３、非特定Ｃ（コンポーネント）サブバンド変換部９１３，９２３、領域判断部９０４、高周波係数量子化部９０５、比例値計算部９１５，９２５、および適応的量子化・固定長符号作成部９０６などにより構成されている。
【００６６】
ここで、上記（イ）〜（チ）までの処理を図９の各部で行う場合の対応関係について以下説明する。図９の各色２×２バッファ９０１，９１１，９２１において、画素ブロックごとにバッファに読み込まれたカラー画像データは、色変換部９０２にて色変換され（処理イ）、これと同時に輝度と色差のうちの１つが特定コンポーネントとして選ばれる（特定コンポーネントの選び方については後に詳述する）。ここで、色変換に関してＹＣｒＣｂ、Ｌａｂ、ＹＩＱ等の多くの色変換が知られているが、本実施の形態２では、次式（２）による色変換を用いることにする。
【００６７】
【数２】
このように色変換を行った後、特定コンポーネントは、特定Ｃサブバンド変換部９０３においてサブバンド変換され、非特定コンポーネントは、非特定Ｃサブバンド変換部９１３、９２３においてサブバンド変換される（処理ロ）。このサブバンド変換には、上述したハールウェーブレット変換（図１参照）を用いる。ここでは１階層のサブバンド変換なので得られる変換係数は、図１に示した４つの係数のみである。
【００６９】
次いで、領域判定部９０４において、特定コンポーネントの高周波係数を用いて注目画素ブロックがエッジ領域であるか非エッジ領域であるかが判定される（処理ハ）。この領域判断は、ここでは特定コンポーネントの変換係数を用いて作成した高周波係数ベクトル（ＨＬ、ＬＨ、ＨＨ）の絶対値√（ＨＬ2 ＋ＬＨ2 ＋ＨＨ2 ）が１６以上であればエッジ領域としたが、必ずしもこれに限定されるものではない。領域判断の結果は、適応的量子化・固定長符号作成部９０６に送られる。
【００７０】
また、各コンポーネントの低周波係数は、そのまま適応的量子化・固定長符号作成部９０６に送られ、特定コンポーネントの高周波係数は高周波係数量子化部９０５において高周波係数ベクトルとして量子化される（処理ホ）。具体的な高周波係数ベクトル（ＨＬ、ＬＨ、ＨＨ）の量子化には、特定コンポーネントの高周波係数ベクトルを図１０に示すような３１値５ビットに量子化する。
【００７１】
ここで、固定長圧縮のように固定のビット数の中に画像データを圧縮する場合に、高周波係数ベクトルを作成することは、上記実施の形態１で記載したようなベクトル全体の比例関係を使用できることの他、効率的に符号化できるという点でも意義がある。すなわち、一般に画像のエッジとしては、局所的には縦エッジまたは横エッジが多く、２つのエッジが混在することは少ない。このことは２×２画素ブロックにおいて特に該当する。この傾向を用いるならば、例えば、縦エッジを表わすＨＬと横エッジを表わすＬＨが共に大きい値を持つ高周波係数ベクトル（例えば、１００、１００、０など）を排除し、存在確立の多い（０、ｘ、０）、（ｘ、０、０）、（０、０、ｘ）の形の高周波係数ベクトルを効果的にサンプリングすることができる。図１０に示した高周波係数ベクトル例は、そのようにして作られたものの一例である。
【００７２】
非特定コンポーネントの高周波係数については、比例値計算部９１５，９２５において特定コンポーネントの高周波係数および非特定コンポーネントの高周波係数を比較することで比例値を計算し、この比例値を量子化して符号化する（処理へ）。この比例値の求め方は、上記実施の形態１の場合と同様に上式（１）を用いて行うものとし、また比例値ｋについても実施の形態１の場合と同様に−２．０、−１．０、−０．５、０、０．５、１．０、２．０の７値３ｂｉｔに量子化する。なお、比例していない領域については、ｋ＝０のみを送り差分は一切送らない。このようにして得られた比例値ｋは、適応的量子化・固定長符号作成部９０６に送られる。
【００７３】
最後に、適応的量子化・固定長符号作成部９０６は、領域判断結果、低周波係数、特定コンポーネントの量子化された高周波係数ベクトル、および比例値を受け取って、領域判断の結果を参照しながら量子化と固定長符号化を行う。具体的には、領域（エッジ・非エッジ）を表わすフラグビットを１ビット作成すると共に、各変換係数を量子化し、両者を合わせて以下のようにして固定長符号を作成する（処理ト）。
【００７４】
すなわち、エッジ領域では、特定コンポーネント・非特定コンポーネントとも低周波係数ＬＬを４ビットに量子化し（処理ニ）、特定コンポーネントの高周波係数は処理（ホ）で得られた５ビット３１値を、非特定コンポーネントの比例値は処理（へ）で得られた各コンポーネント３ビット７値をそのまま符号化する。その結果、エッジ領域の符号長は、フラグビットも合わせ全体で２４ビットとなる。
【００７５】
また、非エッジ領域では、特定コンポーネントの低周波係数ＬＬは量子化せずに８ビットのままとし、非特定コンポーネントのＬＬは７ビットに量子化する（処理ニ）。高周波係数ベクトルについては、各コンポーネントとも（ＨＬ、ＬＨ、ＨＨ）＝（０、０、０）と擬制し、符号は一切送らない。その結果、非エッジ領域の符号長は、フラグビットも合わせ、全体で２３ビットとなる。
【００７６】
以上のようにして２×２画素ブロックの画像情報は、２４ビットに固定長圧縮される（４分の１に圧縮）。圧縮された固定長符号は、その後ページメモリ８０２に蓄えられ、上述した次段以降の処理に用いられる。
【００７７】
図１１は、本実施の形態２における固定長符号の内訳を示す図である。復号化時には、フラグビットの値でまず領域判定を行い、その後、図１１の符号の並びに従って、各サブバンド係数を得、これを逆変換すれば良い。なお、各領域の量子化方法の違いは、エッジ領域においては解像度を、非エッジ領域においては、階調性を重視したことによる。
【００７８】
さらに、処理（チ）については、以下のように行われる。まず、図９の高周波係数量子化部９０５の処理（処理ホ）を行う場合には、圧縮後の画像の高周波が元画像の高周波よりも大きな値を持たぬようにベクトル検索を行う。例えば、量子化後の高周波係数ベクトルの絶対値√（ＨＬ2 ＋ＬＨ2 ＋ＨＨ2 ）が元画像の高周波係数ベクトルの絶対値よりも大きくならない範囲でベクトル検索を行う。
【００７９】
次に、比例値計算部９１５，９２５の処理（処理へ）を行う場合には、例えば量子化する前の比例値が０．９である場合に、これを比例値１．０に量子化すると圧縮後の高周波係数が圧縮前の高周波係数よりも大きい値を持つため、画素ブロック内の濃度変化が激しくなる。そこで、常に小さな値に量子化することとし、ここでは０．５に量子化するようにする。このような処理（処理チ）を行う理由は、濃度変化が元画像よりも激しくなると、無圧縮の場合と比較して圧縮後の画像にざらつき・ぼそつきが生じる場合があり、視覚的に目立つ画質の劣化が生じるからである。一方、より濃度変化が少なくなる劣化の場合は、一般に視覚的に気になる劣化にはならない。本実施の形態２においては、上記実施の形態１の場合とは異なり、差分値を符号化しないため、この処理が必要となる。
【００８０】
もっとも、上記実施の形態１のような場合においても、プリンタ側のメモリサイズが固定されていれば、圧縮画像がメモリに収まりきらない場合に、差分値を切り捨てて、非可逆圧縮を行うことも有り得るため、その場合には、圧縮画像の画質を向上させるために、この処理が必要となる可能性もある。
【００８１】
次に、本実施の形態２における特定コンポーネントの選び方について説明する。特定コンポーネントは、高周波係数が比例値ではなく高周波係数ベクトルを用いてより正確に量子化されることもあり、最も重要な高周波係数を持つ情報を特定コンポーネントとして選ぶことが望ましい。例えば、視覚的に影響が大きい成分や最も大きなエッジを持つ成分である。このことを踏まえて、特定コンポーネントの選び方としては、本実施の形態２では以下の全ての場合を含むものとする。
（１）常に特定コンポーネントを固定する場合
（イ）常に輝度を特定コンポーネントとする。
（２）特定コンポーネントを適応的に切り替える場合
（イ）注目画素ブロック内の輝度・色差（ＹＵＶ）のうち、最も低周波係数の 絶対値が大きいものを特定コンポーネントとする。
（ロ）輝度・色差（ＹＵＶ）のうち、画素ブロック内の勾配が最も大きな絶対 値を持つものを特定コンポーネントとする。
（ハ）色差の高周波係数と輝度の高周波係数とが比例し、かつ色差が輝度より も大きな勾配を持つ場合にのみ当該色差を特定コンポーネントとし、そ の他の場合については輝度を特定コンポーネントとする。
（ニ）エッジ領域を色エッジ領域とその他のエッジ領域とに分け、色エッジ領 域については色差を特定コンポーネントとし、それ以外のエッジ領域で は輝度を特定コンポーネントとする。
【００８２】
ここで、（２）の（ロ）、（ハ）、（ニ）項目を用いる場合は、ＹＵＶのうちどの係数を特定コンポーネントとしたかを復号側で判別するため、さらに１〜２ビットの符号長が必要となる。一方、（２）の（イ）の項目の場合は、符号長の増加がなく適応的に特定コンポーネントを選択することができる。
【００８３】
（２）の（イ）の項目が有効な例としては、例えば、特定コンポーネントの選び方に関する一例を示した図１２のような場合がある。図１２に示すように、Ｒ色のみが画素ブロック内で大きな値を持つ場合は、ＹよりもＵの方が大きなエッジを持ち、かつ低周波係数の絶対値もＵの方が大きくなる。このような場合には、ＹよりもＵを特定コンポーネントとした方がより正確にエッジを保存することができ、また比例値ｋについても１以上のものを密に用意する必要がなくなる。
【００８４】
一方、（２）の（ロ）、（ハ）の項目の具体的な実施例としては、例えば、色差と輝度のそれぞれの高周波係数ベクトルの絶対値を参照して勾配の大きさを判断する。また、（２）の（ニ）の項目の具体的な実施例としては、色エッジか否かの判断については、デジタル複写機側で適応的フィルタリングや適応的階調処理等のために用意されている領域判定機構をそのまま援用する。
【００８５】
なお、本実施の形態２では、色変換後のデータに関して記載したが、ＲＧＢ色を直接固定長符号化する場合についても同様な理論を当てはめることができる。この場合における特定コンポーネントの選び方は、上記実施の形態１に記載した特定コンポーネントの選び方に関する理論をそのまま適用することができる。
【００８６】
次に、本実施の形態２の効果について説明する。
本実施の形態２におけるように、特定コンポーネント以外の微細構造を表わす係数を特定コンポーネントの微細構造を表わす係数に比例させるメリットについては、上記実施の形態１でも述べたが、特に、本実施の形態２の場合は、２×２という非常に小さな画素ブロックを用いているため、画素ブロック内に互いに大きく異なる３色以上の色が存在することは極めてまれとなり、圧縮効率を向上させることができる。
【００８７】
本実施の形態２によれば、各コンポーネント間あるいは輝度・色差間の微細構造の相関を利用することにより、効率的にデータ圧縮することが可能となり、その結果としてメモリ容量が削減されたり、転送時間等を短縮することができる。
【００８８】
また、本実施の形態２によれば、適応的に特定コンポーネントを選択することにより、最も重要な微細構造情報（この場合はエッジ情報）をより正確に保存することができる。適応的なコンポーネントの選択は、エントロピー符号化により行うため、周囲の画素ブロックとの相関を高める必要のある可変長圧縮を行う場合よりも、本実施の形態２のような固定長圧縮においてより効果を発揮することができる。
【００８９】
さらに、本実施の形態２によれば、ベクトル検索時および比例値計算時に、各コンポーネントの微細構造を表わす係数が元画像よりも急峻な濃度変化を持たないように制御することにより、画像のざらつき・ぼそつきを無くし、視覚的に目立つ画質の劣化を防止することができる。
【００９０】
また、本実施の形態２によれば、サブバンド変換の高周波係数をベクトル量子化することにより、効率的に各コンポーネント間の微細構造情報の相関を表わすことが可能となり、かつ微細構造を表わす係数自身をも効率よく表現することができる。
【００９１】
また、本実施の形態２によれば、領域別に適応的にこれらのサブバンド係数や比例値等を固定長符号化することにより、効率の良い固定長圧縮を達成することができる。
【００９２】
なお、本実施の形態２では、色変換について上式（２）を用いて実施したが、これに限定されるものではなく、一般的なＹＣｒＣｂ、Ｌａｂ、ＹＩＱ等の色変換を用いることも可能であり、その場合でも同様に好適な効果を得ることができる。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のカラー画像圧縮方法（請求項１）によれば、効率的に符号化することが可能となり、効率的に各コンポーネント間の微細構造情報の相関を表わすことができると共に、微細構造を表わす係数自身をも効率良く表現することができ、カラー画像データの相関は、輝度と色差の間だけでなく各色間にも存在するため、このコンポーネントの相関を用いるようにしたので、色変換の手間をかけることなくカラー画像データを効率良く符号化し、圧縮することができる。
【００９４】
また、本発明のカラー画像圧縮方法（請求項２）によれば、コンポーネントの内容を輝度情報および色差情報としたので、必要に応じて色差の高周波係数を基準として輝度の高周波係数を伸長することができる。
また、本発明のカラー画像圧縮方法（請求項３）によれば、コンポーネントの内容がＲ色信号、Ｇ色信号、Ｂ色信号としたので、ＲＧＢの各色間の相関を直接利用することができる。
【００９５】
また、本発明のカラー画像圧縮方法（請求項４）によれば、基準となる係数としての特定コンポーネントを適応的に選択するようにしたので、カラー画像データを効率的に圧縮することができる。
また、本発明のカラー画像圧縮方法（請求項５）によれば、特定コンポーネントとして輝度情報を用いるようにしたので、輝度情報が最も重要な高周波係数を持つ情報である場合に、特定コンポーネントとして選ぶことができる。
また、本発明のカラー画像圧縮方法（請求項６）によれば、特定コンポーネントとしてＧ色信号を用いるようにしたので、Ｇ色信号が最も重要な高周波係数を持つ情報である場合に、特定コンポーネントとして選ぶことができる。
【００９９】
また、本発明のカラー画像圧縮方法（請求項７）によれば、画素ブロック内の濃度変化の激しさに応じて各係数に割り当てるビット数を適応的に変化させて固定長圧縮を行うようにしたので、効率の良い固定長圧縮を達成することができる。
【０１００】
また、本発明のカラー画像圧縮方法（請求項８）によれば、特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表わす係数を、特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数との類似度を表わす係数としたので、カラー画像データの圧縮効率を向上させることができる。
【０１０１】
さらに、本発明のカラー画像圧縮装置（請求項９）によれば、カラー画像データが複数の画素ブロックに分割され、カラー画像データの各コンポーネントの情報を各画素ブロックごとに低周波係数と高周波係数とにサブバンド変換され、複数のコンポーネントのうちの特定のコンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表わす係数を取得し、その取得した係数を量子化して、全てのコンポーネントの低周波係数と、特定のコンポーネントの高周波係数と、量子化した係数とを符号化したので、カラー画像データを効率良く符号化し、圧縮することができると共に、効率的に各コンポーネント間の微細構造情報の相関を表わすことができると共に、微細構造を表わす係数自身をも効率良く表現することができる。
また、本発明のカラー画像圧縮装置（請求項１０）によれば、コンポーネントの内容を輝度情報および色差情報としたので、従来のように常に輝度の高周波係数（交流成分と同義）を基準とするのではなく、必要に応じて色差の高周波係数を基準として輝度の高周波係数を伸長することができる。
また、本発明のカラー画像圧縮装置（請求項１１）によれば、コンポーネントの内容がＲ色信号、Ｇ色信号、Ｂ色信号としたので、ＲＧＢの各色間の相関を直接利用することができる。
また、本発明のカラー画像圧縮装置（請求項１２）によれば、基準となる係数としての特定コンポーネントを適応的に選択するようにしたので、カラー画像データを効率的に圧縮することができる。
また、本発明のカラー画像圧縮装置（請求項１３）によれば、特定コンポーネントとして輝度情報を用いるようにしたので、輝度情報が最も重要な高周波係数を持つ情報である場合に、特定コンポーネントとして選ぶことができる。
また、本発明のカラー画像圧縮装置（請求項１４）によれば、特定コンポーネントとしてＧ色信号を用いるようにしたので、Ｇ色信号が最も重要な高周波係数を持つ情報である場合に、特定コンポーネントとして選ぶことができる。
また、本発明のカラー画像圧縮装置（請求項１５）によれば、画素ブロック内の濃度変化の激しさに応じて各係数に割り当てるビット数を適応的に変化させて固定長圧縮を行うことにより、効率の良い固定長圧縮を達成することができる。
また、本発明のカラー画像圧縮装置（請求項１６）によれば、特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数との関係を表わす係数とは、特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数との類似度を表わす係数としたため、カラー画像データの圧縮効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態１におけるハールウェーブレット変換を説明する図である。
【図２】本実施の形態１において階層的に行われるサブバンド変換を説明する図である。
【図３】本実施の形態１において２階層に渡って行われるハールウェーブレット変換による係数変換の説明図である。
【図４】本実施の形態１において高周波係数ベクトルとして第２階層の高周波係数３つと第１階層の高周波係数１２個からなる１５次元ベクトルを示す図である。
【図５】本実施の形態１の圧縮処理を行うカラー画像圧縮装置のブロック構成図である。
【図６】図５中の特定コンポーネント以外高周波係数符号化部内のブロック構成図である。
【図７】本実施の形態１の有効性に関する係数変換例を示す図である。
【図８】本実施の形態２で用いるデジタル複写機の概略構成を示すブロック図である。
【図９】図８における圧縮部の構成ブロック図である。
【図１０】特定コンポーネントの高周波係数ベクトルを３１値５ビットに量子化した図である。
【図１１】本実施の形態２における固定長符号の内訳を示す図である。
【図１２】特定コンポーネントの選び方に関する一例を示した図である。
【符号の説明】
５０１ Ｇ色４×４バッファ
５０２，５１２，５２２ サブバンド変換部
５０４ エントロピー符号化部
５１１ Ｒ色４×４バッファ
５２１ Ｂ色４×４バッファ
５１３，５２３ 特定コンポーネント以外高周波係数符号化部
６０１ 比例値計算部
６０２ 差分値計算部
７０１ 元画像
７０２ 変換係数
７０３ 第１画像例
７０４ 第１係数例
７０５ 第２画像例
７０６ 第２係数例
８０１ 圧縮部
８０２ ページメモリ
８０３ 伸長部
８０４ ＣＭＹＫ変換部
８０５ フィルタ部
８０６ 書き込み部
８０７ 編集パネル
９０１ Ｇ色２×２バッファ
９０２ 色変換部
９０３ 特定コンポーネントサブバンド変換部
９０４ 領域判断部
９０５ 高周波係数量子化部
９０６ 適応的量子化・固定長符号作成部
９１１ Ｒ色２×２バッファ
９１３，９２３ 非特定コンポーネントサブバンド変換部
９１５，９２５ 比例値計算部
９２１ Ｂ色２×２バッファ
Claims (16)
- 複数のコンポーネントで構成されたカラー画像データの圧縮を行うカラー画像圧縮方法であって、
前記カラー画像データを画素ブロックに分割する工程と、
前記各コンポーネントの情報を各画素ブロックごとに低周波係数と高周波係数とにサブバンド変換する工程と、
前記複数のコンポーネントのうちの特定のコンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表す係数を取得する工程と、
該取得した係数を量子化する工程と、
を含み、
前記カラー画像データを圧縮する際は、全てのコンポーネントの低周波係数と、前記特定のコンポーネントの高周波係数と、前記量子化した係数と、を符号化することを特徴とするカラー画像圧縮方法。 - 前記コンポーネントの内容は、輝度情報および色差情報であることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像圧縮方法。
- 前記コンポーネントの内容は、Ｒ色信号、Ｇ色信号、Ｂ色信号であることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像圧縮方法。
- 前記特定コンポーネントを適応的に選択することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のカラー画像圧縮方法。
- 前記特定コンポーネントとして輝度情報を用いることを特徴とする請求項２に記載のカラー画像圧縮方法。
- 前記特定コンポーネントとしてＧ色信号を用いることを特徴とする請求項２に記載のカラー画像圧縮方法。
- 前記画素ブロック内の濃度変化の激しさに応じて各係数に割り当てるビット数を適応的に変化させることによって固定長圧縮を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のカラー画像圧縮方法。
- 前記特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表す係数とは、特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数との類似度を表わす係数であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のカラー画像圧縮方法。
- 複数のコンポーネントで構成されたカラー画像データの圧縮を行うカラー画像圧縮装置であって、
前記カラー画像データを画素ブロックに分割する手段と、
前記各コンポーネントの情報を各画素ブロックごとに低周波係数と高周波係数とにサブバンド変換する手段と、
前記複数のコンポーネントのうちの特定のコンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表わす係数を取得する手段と、
該取得した係数を量子化する手段と、
を備え、
前記カラー画像データの圧縮時には、全てのコンポーネントの低周波係数と、前記特定のコンポーネントの高周波係数と、前記量子化した係数と、を符号化することを特徴とするカラー画像圧縮装置。 - 前記コンポーネントの内容は、輝度情報および色差情報であることを特徴とする請求項９に記載のカラー画像圧縮装置。
- 前記コンポーネントの内容は、Ｒ色信号、Ｇ色信号、Ｂ色信号であることを特徴とする請求項９に記載のカラー画像圧縮装置。
- 前記特定コンポーネントを適応的に選択することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一つに記載のカラー画像圧縮装置。
- 前記特定コンポーネントとして輝度情報を用いることを特徴とする請求項１０に記載のカラー画像圧縮装置。
- 前記特定コンポーネントとしてＧ色信号を用いることを特徴とする請求項１１に記載のカラー画像圧縮装置。
- 前記画素ブロック内の濃度変化の激しさに応じて各係数に割り当てるビット数を適応的に変化させることによって固定長圧縮を行うことを特徴とする請求項９〜１４のいずれか一つに記載のカラー画像圧縮装置。
- 前記特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数とをそれぞれベクトルで表現した高周波係数ベクトルを作成し、該高周波係数ベクトル間の比を表わす係数とは、特定コンポーネント以外のコンポーネントの高周波係数と特定コンポーネントの高周波係数との類似度を表わす係数であることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか一つに記載のカラー画像圧縮装置。
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| JP2000316174A (ja) | 2000-11-14 |
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