JP3824259B2 - 符号化方法、復号化方法、符号化装置、復号化装置および記録媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー画像情報を効率的に圧縮する符号化方法、復号化方法、符号化装置、復号化装置および記録媒体に関し、例えばアプリケーションプログラムやプリンタドライバ等のデバイスドライバ、その他画像を扱う機器に好適な技術である。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、カラー画像を伝送・蓄積する際には、データ量を削減するため、符号化により原画像の圧縮を行う。従来、カラー画像の圧縮法としては、まず色変換を行なって画像情報を明度信号・色信号に分けた後、必要に応じて、該明度信号・色信号毎に位置的相関を用いてさらに情報を偏らせ（つまり、エントロピーを低減させ）、最終段階で量子化を行うのが基本的な処理の流れである。
【０００３】
このような圧縮方法の例として、カラー画像データをブロック単位で色変換し、明度信号を直交変換して直流成分および交流成分に変換した後、直流・交流成分ともに量子化・符号化を行い、他方、色信号は、直交変換は行わずにブロック内の代表色のみを量子化・符号化する符号化装置がある（特開昭６３−９２８２号公報を参照）。
【０００４】
しかしながら、上記した従来の方式は、必ずしもカラー画像の符号化に最適な方式であるとはいえず、回路規模や処理量の点で問題がある。例えば、色同士の相関よりも相関の強い位置的相関を処理の前段で用いていないことにより、本来ならば小規模のハードウェアで実現される色変換回路の回路規模が増大したり、あるいは、色変換後に量子化することにより明度信号と色信号に対してそれぞれ別々の量子化テーブルを設けなければならない、という問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題を解決するものとして、本出願人は先に、色変換の前に各コンポーネントの位置的相関をまず利用した変換を行い、次に量子化を行い、量子化後に色変換を行なうことにより、符号化回路の簡易化と量子化の簡略化を図った符号化・復号化方法を提案した。
【０００６】
この位置的相関を利用した変換は、色変換よりも重要な情報を集中させる効果、つまり重要でない情報を分離する効果が大きいため、色変換前に重要でない情報を量子化できることを意味する。
【０００７】
色変換前の量子化は本来画質へ与える影響は少ないものであるが、より圧縮率を上げたり、後段の回路規模（処理量）を減らしたい場合には、画質への影響を与えない範囲で、コンポーネント（ＲＧＢ画像であればＲ，Ｇ，Ｂであり、ＣＭＹＫ画像であればＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）毎に最適な量子化率（量子化の度合い）を設定することが望ましい。ここで、量子化率とは、「原データに対する量子化後のデータについて、その情報量の削減の度合い」を意味し、例えば、８ｂｉｔのデータを１ｂｉｔ削減して７ｂｉｔにする場合には、量子化率は２であり、８ｂｉｔのデータを３ｂｉｔ削減して５ｂｉｔにする場合には、量子化率は２＾３＝８である。
【０００８】
本発明は上記した課題に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、色変換前の量子化をコンポーネント毎に最適な量子化率で行うことにより、画質への影響を抑えつつ効率的な圧縮を行う符号化方法、復号化方法、符号化装置、復号化装置および記録媒体を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では、符号化を行うとき、カラー画像を４画素単位に切り出し、ＲＧＢ値を直流成分と交流成分に変換する。直流成分は明度信号と色信号にＲＣＴ変換され、交流成分は量子化される。交流成分の内、明度成分を多く含むＧの量子化率を小さくし、他の成分Ｒ、Ｂの量子化率を大きくし、量子化後に明度信号にＲＣＴ変換し、ＲＣＴ変換された各成分が連結され、固定長の符号が生成される。
【００１０】
本発明では、カラー画像を周波数変換し、高周波成分を量子化した後に、色変換を行う過程で、高周波成分を量子化するときに、Ｒ、Ｂの量子化率を大きくすることによって画質を維持しつつ効率的な量子化を行う。
【００１１】
復号化を行うとき、符号を直流の明度信号、色信号と交流の明度信号に分割し、直流の明度信号、色信号、交流の明度信号をそれぞれ逆ＲＣＴ変換することにより、直流成分と交流成分を復元する。交流成分の内、明度成分を多く含むＧの逆量子化率を最も小さくして逆量子化し、直流成分と逆量子化された交流成分を逆変換することにより、Ｒ、Ｇ、Ｂ値を復号する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の符号化装置の構成を示す。図において、１０１は複数のコンポーネントで構成されるカラー画像から２×２画素を切り出す２×２画素切り出し部、１０２は２×２画素の画像情報を直流成分と交流成分に分離するＳ変換部、１０３〜１０５はＲの交流成分を量子化する量子化部、１０６〜１０８はＧの交流成分を量子化する量子化部、１０９〜１１１はＢの交流成分を量子化する量子化部、１１２は可逆コンポーネント変換部（ＲＣＴ部）、１１３は加算部、１１４は符号生成部である。
【００１４】
本実施例では、位置相関変換（直流成分と交流成分とに分離する手段）としては、例えば、ウェーブレット変換の一種であるＨａｒｒ Ｗａｖｅｌｅｔ変換
（以下、ハール変換）を２次元で用いる。
【００１５】
２次元のハール変換では、図２のように２×２画素単位での変換が行われ、４画素の有する値を図２のようにａ，ｂ，ｃ，ｄとした場合、２×２画素ブロックの画像情報はＬＬ、ＨＬ、ＬＨ、ＨＨの４係数に変換される。この内、ＬＬ係数は直流成分であり、ＨＬ、ＬＨ、ＨＨ係数は交流成分である。なお、２×２画素のハール変換をＳ変換という。
【００１６】
ここでａ〜ｄが各画素の有するＲの値である場合は、Ｒｌｌ，Ｒｈｌ，Ｒｌｈ，Ｒｈｈが得られ、同様に各画素の有するＧの値である場合は、Ｇｌｌ〜Ｇｈｈが得られ、Ｂについても同様である。
【００１７】
なお、上記した例では、位置相関変換として、ハール変換を使用した場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、位置相関変換として、ＤＣＴ変換、スラント変換、アダマール変換等の直交変換や周波数変換の総称としてのサブバンド変換、さらには画像濃度が局所的には階調変化が穏やかであることを利用したブロック符号化等も適用可能である。
【００１８】
図３は、本発明の符号化処理のフローチャートである。本実施例においては簡単のため、圧縮対象の画素数を縦横とも偶数に限定している。０〜２５５（８ｂｉｔ）の値をとるＲＧＢデータとして与えられた画像データは、２×２画素切り出し部１０１によって、４画素単位でＳ変換部１０２に入力される（ステップ２０１）。Ｓ変換部１０２は、図２に示した式による変換を行い、Ｒｌｌ，Ｒｈｌ，Ｒｌｈ，Ｒｈｈ，Ｇｌｌ，Ｇｈｌ，Ｇｌｈ，Ｇｈｈ，Ｂｌｌ，Ｂｈｌ，Ｂｌｈ，Ｂｈｈの１２個の係数を生成する（ステップ２０２）。
【００１９】
ここでＲｌｌ，Ｇｌｌ，Ｂｌｌの３つの直流成分は、量子化されることなくＲＣＴ（Ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ変換）部１１２（１）に入力され、その他の交流成分は量子化部１０３〜１１１を経た後、加算部１１３（ＲＣＴ部２）に入力される。量子化の対象を交流成分にすることにより、画質への影響を効果的に抑えることができる。
【００２０】
本実施例では、量子化部１０３〜１０５において、Ｒｈｌ，Ｒｌｈ，Ｒｈｈは２ｂｉｔ分、量子化部１０９〜１１１において、Ｂｈｌ，Ｂｌｈ，Ｂｈｈも２ｂｉｔ分の線形量子化が行われる（ステップ２０３）。ＲやＢよりも明度成分を多く含むＧｈｌ，Ｇｌｈ，Ｇｈｈは、量子化部１０６〜１０８において１ｂｉｔ分の線形量子化が行われる（ステップ２０４）。
【００２１】
ＲＧＢ画像の場合、一般に明度成分を多く含むコンポーネントはＧであり、明度情報を最も多く含むコンポーネントの量子化率を最も小さくすることにより、情報の重要度に応じた効率的な量子化を行う。
【００２２】
すなわち、Ｒ，Ｂの交流成分は４で割られ、Ｇの交流成分はその半分の２で割られて量子化され、順にＲｈｌ’，Ｒｌｈ’，Ｒｈｈ’，Ｂｈｌ’，Ｂｌｈ’，Ｂｈｈ’，Ｇｈｌ’，Ｇｌｈ’，Ｇｈｈ’となり、加算部１１３（ＲＣＴ部２）に入力される。
【００２３】
上記したように、情報の重要度を考慮した上で、色変換式に合わせた量子化率を設定することにより、色変換計算を簡易に実行することができる。本実施例では、以下の色変換式に従ってＲＧＢをＹＵＶに変換する。
【００２４】
明度信号Ｙ＝（Ｒ＋２Ｇ＋Ｂ）／４
（４での除算は切り捨て、切り上げ、実数計算のいずれでもよい）
色信号Ｕ＝Ｒ−Ｇ
色信号Ｖ＝Ｂ−Ｇ
【００２５】
上記変換は、４での除算部をフロア関数を使って切り捨てた場合、あるいはシーリング関数を使用して切り上げた場合には可逆な変換となるため、該２つの場合にＲＣＴ（Ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；可逆コンポーネント変換）と呼ばれている。本発明では簡単のため、可逆か否かに関わらずＲＣＴと略称する。なお、色変換は基本的に非可逆である。例えばＲ、Ｇ、ＢをＸ、Ｙ、ＺやＹ、Ｉ、Ｑに変換する場合には、変換係数が実数をとるため、Ｙ、Ｉ、ＱをＲ、Ｇ、Ｂに逆変換した場合、非可逆（ロッシー）となる。
【００２６】
本発明で、色変換式としてＲＣＴを考え、除算部分の切り捨てや切り上げを無視した場合は
明度信号Ｙ＝（Ｒ＋２Ｇ＋Ｂ）／４＝Ｒ／４＋Ｇ／２＋Ｂ／４
であるから、Ｒ，Ｂの量子化率を４、Ｇの量子化率を２にすれば、Ｙの交流成分に関しては、
Ｙｈｌ＝（Ｒｈｌ＋２Ｇｈｌ＋Ｂｈｌ）／４＝Ｒｈｌ／４＋Ｇｈｌ／２＋Ｂｈｌ／４＝Ｒｈｌ’＋Ｇｈｌ’＋Ｂｈｌ’
Ｙｌｈ＝（Ｒｌｈ＋２Ｇｌｈ＋Ｂｌｈ）／４＝Ｒｌｈ／４＋Ｇｌｈ／２＋Ｂｌｈ／４＝Ｒｌｈ’＋Ｇｌｈ’＋Ｂｌｈ’
Ｙｈｈ＝（Ｒｈｈ＋２Ｇｈｈ＋Ｂｈｈ）／４＝Ｒｈｈ／４＋Ｇｈｈ／２＋Ｂｈｈ／４＝Ｒｈｈ’＋Ｇｈｈ’＋Ｂｈｈ’
のように、単なる加算でＲＣＴを実行することができる（ステップ２０５）。すなわち、色変換にＲＴＣを用いる場合、ＲＧＢ間の量子化率を所定の関係にすることで、Ｙの交流成分に関するＲＣＴ計算を簡易に行うことができ、ＲＴＣ計算部の処理量を低減することができる。交流色信号Ｕ（ｈｌ、ｌｈ、ｈｈ）、Ｖ
（ｈｌ、ｌｈ、ｈｈ）は０とする。
【００２７】
Ｒｌｌ，Ｇｌｌ，Ｂｌｌの３つの直流成分は、量子化されることなくＲＣＴ部１１２（１）に入力され、直流明度信号Ｙｌｌ、直流色信号Ｕｌｌ、Ｖｌｌに変換される（ステップ２０６）。
【００２８】
直流明度信号Ｙｌｌ＝（Ｒｌｌ＋２Ｇｌｌ＋Ｂｌｌ）／４
（４での除算は切り捨て、切り上げ、実数計算のいずれでもよい）
直流色信号Ｕｌｌ＝Ｒｌｌ−Ｇｌｌ
直流色信号Ｖｌｌ＝Ｂｌｌ−Ｇｌｌ
【００２９】
符号生成部１１４は、直流明度信号Ｙｌｌ、直流色信号Ｕｌｌ、直流色信号Ｖｌｌ、交流明度信号（Ｙｈｌ、Ｙｌｈ、Ｙｈｈ）を固定長の符号として連結して４画素分の符号を生成し（ステップ２０７）、以上の処理を全ての画素について行う（ステップ２０８）。
【００３０】
ここで、ＲＧＢの原データが８ｂｉｔでＳ変換を使用する場合、図２の式から明らかなように、ＨＬ成分、ＬＨ成分は正負の符号を含めて９ｂｉｔの値をとり、ＨＨ成分は１０ｂｉｔの値をとる。
【００３１】
本実施例では、Ｇ以外の成分については量子化率を４としているため、量子化後はＧｈｈを除く全ての交流成分が８ｂｉｔ以下になる。通常、コンピュータソフトウエアにおいては、データ長の単位（ソフトウエア中での変数の型）は、８ｂｉｔ、１６ｂｉｔ、３２ｂｉｔといった値をとるため、上記した量子化を行わない場合は、ＲＣＴ部に入力されるデータ長は全て１６ｂｉｔ（ｓｈｏｒｔ型）をとらざるを得ない。
【００３２】
しかし、上記した量子化によって、ＲＣＴ部に入力されるデータ長のほとんどを８ｂｉｔ（ｃｈａｒ型）に抑えることができる（ＬＬ成分はすべて８ｂｉｔであるので）。これにより、ソフトウエア中での消費メモリ量を抑えることができ、また、回路で構成した場合には、結線数が減少し回路規模を小さくすることができる。
【００３３】
そして、さらに必要であれば、Ｇｈｌ，Ｇｌｈ成分の量子化率を２、Ｇｈｈ成分の量子化率を４とし、ＲＣＴ部１１３への全ての入力を８ｂｉｔ以下にすることも可能である。この場合、ｈｈ成分の量子化率は各コンポ−ネントで同じになるが、その他の交流成分では等しくないため（Ｇｈｌ，Ｇｌｈ成分の量子化率は２、Ｒｈｌ、Ｒｌｈの量子化率は４）、「量子化手段が、コンポ−ネントの交流成分のうち、明度成分を最も多く含むコンポ−ネントの量子化率を、その他のコンポ−ネントの量子化率よりも小さくする」点には変わりがない。なお、この場合は、図示しない第３のＲＣＴ部を設け、Ｙｈｈのみ
Ｙｈｈ＝（Ｒｈｈ＋２Ｇｈｈ＋Ｂｈｈ）／４＝Ｒｈｈ’＋Ｇｈｈ’×２＋Ｂｈｈ
のように計算すればよい。このように、位置的相関変換にＳ変換、色変換にＲＣＴを用いる場合、ＲＧＢ間の量子化率を、Ｓ変換の係数毎に所定の値にすることにより、ＲＣＴ計算部の処理量を低減することができる。
【００３４】
上記した実施例においては、Ｕ，Ｖ成分に関しては情報の重要度の高いＬＬのみ求める構成としているため、３つのＬＬ成分は通常のＲＣＴ部１１２（１）に入力され、その他の交流成分はＲＣＴ部１１３（２）に入力され、ＲＣＴ部１１３（２）をより簡単に構成できる。もちろんＹ同様に、Ｕ，Ｖにおいても交流成分を求める構成としてもよいが、例えばＵ成分においてＵｈｌを求める場合には、入力データ長を抑えることができる反面
Ｕｈｌ＝Ｒｈｌ−Ｇｈｌ＝ Ｒｈｌ’×４−Ｇｈｌ’×２
のような処理を行う必要が生じる。この処理は、回路で行う場合には（４や２を乗ずるのは結線先を上位ｂｉｔにずらすだけなので）容易で何ら問題はないが、ソフトウエアで行う場合はやや迂回している面もある。そこで、ソフトウエアで実行する場合には、情報の重要度の高いＬＬ成分のみを求める構成とすることで、ＲＣＴの計算をより簡単にすることが可能である（これは、Ｕｌｌ，Ｖｌｌに比べ相対的に重要度の低いＵｈｌ，Ｕｌｈ，Ｕｈｈ，Ｖｈｌ，Ｖｌｈ，Ｖｈｈを０と近似することを意味する）。
【００３５】
ＹＵＶ各々の係数は、符号生成部１１４に入力され、それぞれ固定長の符号として所定の順番に連結され、最終的な符号となるが、本実施例では、Ｙｌｌ，Ｙｈｌ，Ｙｌｈ，Ｙｈｈ，Ｕｌｌ，Ｖｌｌのｂｉｔ長は正負の符号分を含めて順に、８，８，８，９，９，９となり、計５１ｂｉｔの固定長符号が生成される（図４）。
【００３６】
圧縮前の画像が４画素×３色×８ビット＝９６ビットであるので、本実施例では画像が約１／２に圧縮される。
【００３７】
なお、必要であれば、符号生成部１１４において、ＹＵＶの重要度に応じた量子化を行い、その後に符号を生成することも可能である。
【００３８】
図５は、本発明の復号化装置の構成を示す。図において、３０１は符号分割部、３０２は逆ＲＴＣ部（１）、３０３は逆ＲＴＣ部（２）、３０４〜３１２は逆量子化部、３１３は逆Ｓ変換部、３１４は２×２画素復元部である。
【００３９】
図６は、本発明の復号化の処理フローチャートである。本実施例においては簡単のため、伸張対象の画素数を縦横とも偶数に限定している。
【００４０】
復号化処理の逆位置相関変換（直流成分と交流成分を混合する手段）としては、例えば、ウェーブレット変換の一種であるＨａｒｒ Ｗａｖｅｌｅｔ変換（以下、ハール変換）の逆変換を２次元で用いる。２次元のハール変換の逆Ｓ変換は、図２で示す式を用いて、２×２画素単位で行う。
【００４１】
図５において、ＹＵＶの各成分が図４に示す順序およびｂｉｔ数で配列された固定長の符号が与えられると、符号分割部３０１は、Ｙｌｌ，Ｙｈｌ，Ｙｌｈ，Ｙｈｈ，Ｕｌｌ，Ｖｌｌを取り出し、Ｙｌｌ，Ｕｌｌ，Ｖｌｌを逆ＲＣＴ部３０２（１）へ入力し、Ｙｈｌ，Ｙｌｈ，Ｙｈｈを逆ＲＣＴ部３０３（２）へ入力する（ステップ４０１）。
【００４２】
逆ＲＣＴ部３０２（１）では、通常の変換式
Ｇｌｌ＝Ｙｌｌ−（Ｕｌｌ＋Ｖｌｌ）／４
Ｒｌｌ＝Ｕｌｌ＋Ｇｌｌ
Ｂｌｌ＝Ｖｌｌ＋Ｇｌｌ
によって、逆変換を行う（ステップ４０２）。
【００４３】
これに対して、逆ＲＣＴ部３０３（２）では、前述したように、Ｒ，Ｂの量子化率を４、Ｇの量子化率を２にした関係から、Ｙの交流成分に関しては、
Ｙｈｌ＝Ｒｈｌ’＋Ｇｈｌ’＋Ｂｈｌ’
Ｕｈｌ＝４Ｒｈｌ’−２Ｇｈｌ’
Ｖｈｌ＝４Ｂｈｌ’−２Ｇｈｌ’
となり、この逆変換は
Ｒｈｌ’＝（Ｕｈｌ＋２Ｇｈｌ’）／４
Ｇｈｌ’＝Ｙｈｌ／２＋（Ｕｈｌ＋Ｖｈｌ）／８
Ｂｈｌ’＝（Ｖｈｌ＋２Ｇｈｌ’）／４
となる。
【００４４】
本実施例においては、前述したようにＵｌｌ，Ｖｌｌ（色信号の直流成分）のみを用い、Ｕｈｌ，Ｕｌｈ，Ｕｈｈ，Ｖｈｌ，Ｖｌｈ，Ｖｈｈを０と近似しているので、交流成分に関しては
Ｒｈｌ’＝Ｇｈｌ’／２＝Ｙｈｌ／４
Ｇｈｌ’＝Ｙｈｌ／２
Ｂｈｌ’＝Ｇｈｌ’／２＝Ｙｈｌ／４
となり、同様に
Ｒｌｈ’＝Ｇｌｈ’／２＝Ｙｌｈ／４
Ｇｌｈ’＝Ｙｌｈ／２
Ｂｌｈ’＝Ｇｌｈ’／２＝Ｙｌｈ／４
Ｒｈｈ’＝Ｇｈｈ’／２＝Ｙｈｈ／４
Ｇｈｈ’＝Ｙｈｈ／２
Ｂｈｈ’＝Ｇｈｈ’／２＝Ｙｈｈ／４
と簡単な式で逆ＲＣＴを実行することができる（ステップ４０３）。
【００４５】
上記したように逆ＲＣＴ変換されたコンポーネントは、逆量子化部３０４〜３１２によって逆量子化される（ステップ４０４、４０５）。本発明の逆量子化率とは、逆量子化による情報量の増加度合いを指し、本実施例の場合、Ｒ，Ｂの逆量子化率は４、Ｇの逆量子化率は２である。
【００４６】
このように、逆量子化の対象を交流成分とすることにより，画質への影響を効果的に抑えることができる。また、明度情報を最も多く含むコンポ−ネントの逆量子化率を最も小さくすることにより、情報の重要度に応じた効率的な逆量子化を行うことができる。さらに、情報の重要度を考慮した上で、色変換式に合わせた逆量子化率を設定することにより、色変換の逆変換を簡易に実行することができ、色変換にＲＣＴを用いる場合、ＲＧＢ間の量子化率を所定の値にすることで，ＲＣＴの逆変換を簡易に行うことができる。
【００４７】
逆Ｓ変換部３１３では、逆Ｓ変換によりＲｌｌ〜Ｂｈｈから４画素分のＲ、Ｇ、Ｂ値を計算し（ステップ４０６）、復元部３１４では、Ｒ、Ｇ、Ｂ値を４画素の値として入力して画像を復元し（ステップ４０７）、以上の処理を全ての画素について行う（ステップ４０８）。
【００４８】
上記した構成例では、逆ＲＣＴ部３０３（２）で逆変換した後、逆量子化を行っているが、逆ＲＣＴ部３０３（２）での除算を行わずに、
４Ｒｈｌ’＝Ｙｈｌ
２Ｇｈｌ’＝Ｙｈｌ
４Ｂｈｌ’＝Ｙｈｌ
４Ｒｌｈ’＝Ｙｌｈ
２Ｇｌｈ’＝Ｙｌｈ
４Ｂｌｈ’＝Ｙｌｈ
４Ｒｈｈ’＝Ｙｈｈ
２Ｇｈｈ’＝Ｙｈｈ
４Ｂｈｈ’＝Ｙｈｈ
のように構成することにより、逆変換と逆量子化を同時に行うことも可能である。このように構成しても、「Ｒ，Ｂの逆量子化率が４、Ｇの逆量子化率が２であること」には変わりがない。
【００４９】
上記したように、本発明は専用のハードウェアによって実施してもよいことは当然であるが、汎用のコンピュータシステムを利用し、ソフトウェアで実施してもよい。ソフトウェアで実施する場合には、本発明の実施例で説明した、処理フローチャートの各ステップを実行するプログラムが記録媒体などに記録されていて、該記録媒体などからプログラムがコンピュータシステムに読み込まれてＣＰＵによって実行される。
【００５０】
図７は、本発明をソフトウェアで実施する場合の第１の構成例を示す。データバスを介して、ＨＤＤ（ハードディスク）、ＲＡＭ、ＣＰＵが接続され、以下の手順により、オリジナル画像（原画像）の圧縮処理（符号化処理）が実行される。
▲１▼ ＨＤＤ上に記録されたオリジナル画像は、ＣＰＵからの命令によってＲＡＭ上に読み込まれる。
▲２▼ ＣＰＵは、ＲＡＭ上の画像を部分的に読み込み、本発明の量子化法を適用して圧縮を行う。
▲３▼ ＣＰＵは、圧縮後のデータをＲＡＭ上の別の領域に書き込む。
▲４▼ 全てのオリジナル画像が圧縮されると、ＣＰＵからの命令によって、圧縮後のデータがＨＤＤ上に記録される。
【００５１】
また、同一の装置構成において、圧縮された画像の伸張処理（復号化処理）が実行される。
▲１▼ ＨＤＤ上に記録された圧縮された画像は、ＣＰＵからの命令によってＲＡＭ上に読み込まれる。
▲２▼ ＣＰＵは、ＲＡＭ上の圧縮された画像を部分的に読み込み、本発明の逆量子化法を適用して伸張を行う。
▲３▼ ＣＰＵは、伸張後のデータをＲＡＭ上の別の領域に書き込む。
▲４▼ 全ての圧縮された画像が伸張されると、ＣＰＵからの命令によって、伸張後のデータがＨＤＤ上に記録される。
【００５２】
図８は、本発明をソフトウェアで実施する場合の第２の構成例を示す。データバスを介して、ＨＤＤ、ＲＡＭ１（ＰＣ内）、ＣＰＵ１（ＰＣ内）、プリンタが接続されている。
【００５３】
オリジナル画像をプリントアウトする際に、該画像の圧縮を行い、圧縮後のデータがプリンタに送信される。プリンタへの送信データ量が低減されるため、送信時間が短縮され、圧縮・伸張に要する時間を加味しても、高速なプリントが可能になる。
▲１▼ ＨＤＤ上に記録されたオリジナル画像は，ＣＰＵからの命令によってＲＡＭ上に読み込まれる。
▲２▼ ＣＰＵ１は、ＲＡＭ１上の画像を部分的に読み込み、本発明の量子化法を適用して圧縮を行う。
▲３▼ ＣＰＵ１は、圧縮後のデータをＲＡＭ１上の別の領域に書き込む。
▲４▼ ＣＰＵ１からの命令によって、圧縮後のデータがプリンタ内のＲＡＭ２上に記録される。
▲５▼ プリンタ内のＣＰＵ２は、圧縮後のデータを読み込み、本発明の逆量子化法を適用して画像の伸張を行う。
▲６▼ ＣＰＵ２は、伸張後のデータをＲＡＭ２上に書き込む。
▲７▼ プリンタは、全てのデータが伸張された後、該伸張後のデータを所定の手順でプリントアウトする。
【００５４】
上記した構成例では、オリジナル画像がハードディスクに用意されていたが、本発明のオリジナル画像はこれに限定されず、例えばスキャナなどから読み込んだ画像データやネットワークを介して取り込んだ画像データでもよい。また、図８の構成例において、圧縮後の画像をネットワークを介して他の外部装置（プリンタなど）に出力するようにしてもよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、以下のような効果が得られる。
【００５６】
符号化処理においては、
（１）コンポーネント毎に最適な量子化率で量子化しているので、画質への影響を抑えた効率的な圧縮を行うことが可能となる。
（２）量子化の対象を交流成分とすることにより、画質への影響を効果的に抑えることが可能となる。
（３）明度情報を最も多く含むコンポーネントの量子化率を最も小さくすることにより、情報の重要度に応じた効率的な量子化を行うことができる。
（４）色変換式に合わせた量子化率を設定することにより、色変換計算を簡易に実行することができる。
（５）色変換にＲＣＴを用いる場合に、ＲＧＢ間の量子化率が所定の値になり、ＲＣＴ計算を簡易に行うことができる。
（６）位置的相関変換にＳ変換、色変換にＲＣＴを用いる場合、ＲＧＢ間の量子化率がＳ変換の係数毎に所定の値になり、ＲＣＴ計算部の処理量を低減することができる。
（７）色情報は、情報の重要度の高いＬＬ係数のみ生成しているので、ＲＣＴ部をより簡素にすることができる。
【００５７】
復号化処理においては、
（８）コンポーネント毎に最適な逆量子化率で逆量子化しているので、画質への影響を抑えることができる。
（９）逆量子化の対象を交流成分とし、逆量子化をコンポーネント毎に最適な逆量子化率で行うことにより、画質への影響を効果的に抑えることができる。
（１０）明度情報を最も多く含むコンポーネントの逆量子化率を最も小さくすることにより、情報の重要度に応じた効率的な逆量子化を行うことができる。
（１１）情報の重要度を考慮した上で、色変換式に合わせた逆量子化率を設定ししているので、色変換の逆変換を簡易に実行することができる。
（１２）色変換にＲＣＴを用いる場合、ＲＧＢ間の量子化率が所定の値になり、ＲＣＴの逆変換を簡易に行うことができる。
（１３）情報の重要度の高いＬＬ係数のみを求めているので、逆ＲＣＴ計算をより簡素にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の符号化装置の構成を示す。
【図２】Ｓ変換および逆Ｓ変換を説明する図である。
【図３】本発明の符号化処理のフローチャートである。
【図４】本発明によって符号化された固定長符号のフォーマットを示す。
【図５】本発明の復号化装置の構成を示す。
【図６】本発明の復号化処理のフローチャートである。
【図７】本発明をソフトウェアで実施する場合の第１の構成例を示す。
【図８】本発明をソフトウェアで実施する場合の第２の構成例を示す。
【符号の説明】
１０１ ２×２画素切り出し部
１０２ Ｓ変換部
１０３〜１１１ 量子化部
１１２ ＲＣＴ部
１１３ 加算部
１１４ 符号生成部
３０１ 符号分割部
３０２ 逆ＲＣＴ部（１）
３０３ 逆ＲＣＴ部（２）
３０４〜３１２ 逆量子化部
３１３ 逆Ｓ変換部
３１４ ２×２画素復元部

Claims (24)

1. 複数のコンポーネントで構成される画像を圧縮して符号化する符号化方法であって、前記各コンポーネントを直流成分と交流成分に変換するステップと、
   前記直流成分を直流明度信号と直流色信号に変換するステップと、
   前記複数のコンポーネントの内、第１のコンポーネントの交流成分を第１の量子化率で量子化するステップと、
   前記複数のコンポーネントの内、前記第１のコンポーネントより明度成分を多く含む第２のコンポーネントの交流成分を前記第１の量子化率よりも小さい第２の量子化率で量子化するステップと、
   前記量子化後の交流成分を交流明度信号に変換するステップと、
   前記直流明度信号と直流色信号および前記交流明度信号から符号情報を生成するステップとを含むことを特徴とする符号化方法。
2. 複数のコンポーネントで構成される画像の符号情報を復号化する復号化方法であって、
   前記符号情報から直流明度信号と直流色信号および交流明度信号を分割するステップと、
   前記直流明度信号と直流色信号を複数のコンポーネントの直流成分に逆変換するステップと、
   前記交流明度信号を複数のコンポーネントの交流成分に逆変換するステップと、前記複数のコンポーネントの内、第１のコンポーネントの交流成分を第１の逆量子化率で逆量子化するステップと、
   前記複数のコンポーネントの内、前記第１のコンポーネントより明度成分を多く含む第２のコンポーネントの交流成分を前記第１の逆量子化率よりも小さい第２の逆量子化率で逆量子化するステップと、
   前記直流成分と前記逆量子化された交流成分を複数のコンポーネントに復号するステップとを含むことを特徴とする復号化方法。
3. 複数のコンポーネントで構成される画像を圧縮して符号化する符号化装置であって、前記各コンポーネントを直流成分と交流成分に変換する第１の変換手段と、
   前記直流成分を直流明度信号と直流色信号に変換する第２の変換手段と、
   前記複数のコンポーネントの内、第１のコンポーネントの交流成分を第１の量子化率で量子化する第１の量子化手段と、
   前記複数のコンポーネントの内、第２のコンポーネントの交流成分を前記第１の量子化率よりも小さい第２の量子化率で量子化する第２の量子化手段と、
   前記量子化後の交流成分を交流明度信号に変換する第３の変換手段と、
   前記直流明度信号と直流色信号および前記交流明度信号から符号情報を生成する符号生成手段とを備えたことを特徴とする符号化装置。
4. 前記複数のコンポーネントはＲ、Ｇ、Ｂの３コンポーネントであり、前記第２のコンポーネントは、明度成分を最も多く含むコンポーネントであることを特徴とする請求項３記載の符号化装置。
5. 前記明度成分を最も多く含むコンポーネントはＧであることを特徴とする請求項４記載の符号化装置。
6. 前記複数のコンポーネントはＲ、Ｇ、Ｂの３コンポーネントであり、前記直流成分をＲｄ、Ｇｄ、Ｂｄとしたとき、前記直流成分を直流明度信号と直流色信号に変換する第２の変換手段は、下記の式で表されることを特徴とする請求項３記載の符号化装置。
   直流明度信号Ｙｄ＝（Ｒｄ＋２Ｇｄ＋Ｂｄ）／４
   直流色信号Ｕ＝Ｒｄ−Ｇｄ
   直流色信号Ｖ＝Ｂｄ−Ｇｄ
7. 前記複数のコンポーネントはＲ、Ｇ、Ｂの３コンポーネントであり、前記第１のコンポーネントの交流成分をＲａ、Ｂａ、第２のコンポーネントの交流成分をＧａ、前記量子化後の交流成分をＲａｑ、Ｇａｑ、Ｂａｑとしたとき、前記量子化後の交流成分を交流明度信号に変換する第３の変換手段は、下記の式で表され、前記Ｒａ、Ｂａを量子化する第１の量子化率が前記Ｇａを量子化する第２の量子化率の２倍であることを特徴とする請求項３記載の符号化装置。
   交流明度信号＝Ｒａｑ＋Ｇａｑ＋Ｂａｑ
8. 前記第１のコンポーネントの交流成分Ｒａ、Ｂａを量子化する第１の量子化率は４、前記第２のコンポーネントの交流成分Ｇａを量子化する第２の量子化率は２であることを特徴とする請求項７記載の符号化装置。
9. 前記第２のコンポーネントの交流成分Ｇａの所定係数の量子化率を４とすることを特徴とする請求項８記載の符号化装置。
10. 前記所定係数は、ＨＨ係数であることを特徴とする請求項９記載の符号化装置。
11. 前記色信号は、重要度の高い特定成分のみを含むことを特徴する請求項３または６記載の符号化装置。
12. 前記特定成分はＬＬ係数であることを特徴とする請求項１１記載の符号化装置。
13. 前記第１の変換手段は、ハールウェーブレット変換であることを特徴とする請求項３記載の符号化装置。
14. 複数のコンポーネントで構成される画像の符号情報を復号化する復号化装置であって、
    前記符号情報から直流明度信号と直流色信号および交流明度信号を分割する手段と、
    前記直流明度信号と直流色信号を複数のコンポーネントの直流成分に逆変換する手段と、
    前記交流明度信号を複数のコンポーネントの交流成分に逆変換する手段と、
    前記複数のコンポーネントの内、第１のコンポーネントの交流成分を第１の逆量子化率で逆量子化する第１の逆量子化手段と、
    前記複数のコンポーネントの内、第２のコンポーネントの交流成分を前記第１の逆量子化率よりも小さい第２の逆量子化率で逆量子化する第２の逆量子化手段と、
    前記直流成分と前記逆量子化された交流成分を複数のコンポーネントに復号する復号手段とを備えたことを特徴とする復号化装置。
15. 前記複数のコンポーネントはＲ、Ｇ、Ｂの３コンポーネントであり、前記第２のコンポーネントは、明度成分を最も多く含むコンポーネントであることを特徴とする請求項１４記載の復号化装置。
16. 前記明度成分を最も多く含むコンポーネントはＧであることを特徴とする請求項１４記載の復号化装置。
17. 前記複数のコンポーネントはＲ、Ｇ、Ｂの３コンポーネントであり、前記直流明度信号をＹｄ、直流色信号をＵ、Ｖとしたとき、前記直流明度信号と直流色信号を複数のコンポーネントの直流成分Ｇｄ、Ｒｄ、Ｂｄに逆変換する手段は、下記の式で表されることを特徴とする請求項１４記載の復号化装置。
    Ｇｄ＝Ｙｄ−（Ｕ＋Ｖ）／４
    Ｒｄ＝Ｕ＋Ｇ
    Ｂｄ＝Ｖ＋Ｇ
18. 前記複数のコンポーネントはＲ、Ｇ、Ｂの３コンポーネントであり、前記交流明度信号をＹ、複数のコンポーネントの交流成分をＲａ、Ｇａ、Ｂａとしたとき、前記交流明度信号を複数のコンポーネントの交流成分に逆変換する手段は、下記の式で表され、前記交流成分Ｒａ、Ｂａを逆量子化する第１の逆量子化率が前記交流成分Ｇａを逆量子化する第２の逆量子化率の２倍であることを特徴とする請求項１４記載の復号化装置。
    Ｒａ＝Ｙ／４
    Ｇａ＝Ｙ／２
    Ｂａ＝Ｙ／４
19. 前記交流成分Ｒａ、Ｂａを逆量子化する第１の逆量子化率は４、前記交流成分Ｇａを逆量子化する第２の逆量子化率は２であることを特徴とする請求項１８記載の符号化装置。
20. 前記色信号は、重要度の高い特定成分のみを含むことを特徴する請求項１４または１７記載の復号化装置。
21. 前記特定成分はＬＬ係数であることを特徴とする請求項２０記載の復号化装置。
22. 前記復号手段は、逆ハールウェーブレット変換であることを特徴とする請求項１４記載の復号化装置。
23. 請求項１記載の符号化方法の各ステップをコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
24. 請求項２記載の復号化方法の各ステップをコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

Images