JP4360416B2 - 画像圧縮方法、画像圧縮装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像圧縮方法、画像圧縮装置およびプログラムに関する。

モノクロ処理モードを選択すると、画像データの色差成分を所定の値に固定させて、該固定された色差成分と輝度成分とを圧縮符号化手段にて圧縮符号化処理させる画像データ圧縮符号化装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１０−２７１５３０号公報

特許文献１に記載の画像データ圧縮符号化装置などは、カラー画像を圧縮する場合であっても、２つの色差信号の値が共にゼロに近い閾値以下である、ほぼモノクロの画素の２つの色差信号の値を共にゼロに変換することにより、モノクロの画素に変換した後に、周波数領域に変換する。したがってブロック毎に圧縮する場合に、２つの色差信号の値が共に閾値内である画素を多く含むブロックとそうでないブロックが隣接すると、両ブロック間のブロックノイズが目立つという課題がある。また、元画像が閾値周辺のグラデーションを含む場合、圧縮後の画像において当該グラデーションが再現されないという課題がある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、各画素を輝度信号および２つの色差信号により表したカラー画像を、複数の画素が含まれる複数のブロックに分割して圧縮する画像圧縮方法であって、カラー画像の各画素の色差信号の絶対値が、第一の閾値以上であるかどうか判断する判断ステップと、判断ステップにより、ブロックに含まれる画素のうち、２つの色差信号の絶対値が共に第一の閾値未満である画素が所定数以上あると判断された場合に、ブロックに含まれるすべての画素の２つの色差信号の値を共にゼロに変換するモノクロ変換ステップと、判断ステップにより、ブロックに含まれる画素のうち、２つの色差信号の絶対値が共に第一の閾値未満である画素が所定数未満であると判断された場合に、（Ａ）画素の一の色差信号の絶対値が第一の閾値未満であるときは、画素の一の色差信号の値をゼロに変換するゼロ値変換ステップと、（Ｂ）画素の一の色差信号の絶対値が第一の閾値以上であるときは、画素の一の色差信号の値を、色差信号の絶対値が小さいほどゼロに近づけた補正値に変換する補正値変換ステップと、ブロック単位に、モノクロ変換ステップ、ゼロ値変換ステップおよび補正値変換ステップにより色差信号が変換された変換後のカラー画像を圧縮する圧縮ステップとを備える。これにより、圧縮に要する時間を早くしつつ、ブロックノイズの発生を抑えた圧縮画像を生成することができる。

補正値変換ステップは、画素の一の色差信号の絶対値が、一の色差信号について取り得る最大値である場合は補正せずに、第一の閾値と同じ値である場合にゼロに補正する一次関数により、一の色差信号の値を補正値に変換してもよい。これにより、ブロックノイズの発生を抑えた圧縮画像を簡便に生成することができる。

判断ステップは、カラー画像の各画素の色差信号の絶対値が、第一の閾値、および、第一の閾値より大きい第二の閾値以上であるかどうかをさらに判断し、補正値変換ステップは、判断ステップによりブロックに含まれる画素のうち、２つの色差信号の絶対値が共に第一の閾値未満である画素が所定数未満であると判断された場合に、（Ｃ）判断ステップにより画素の一の色差信号の絶対値が第一の閾値以上かつ第二の閾値未満であると判断されたときは、画素の一の色差信号の値を、色差信号の絶対値が小さいほどゼロに近づけた補正値に変換し、（Ｄ）判断ステップにより画素の一の色差信号の絶対値が第二の閾値以上であると判断されたときは、画素の一の色差信号の値をそのまま出力してもよい。これにより、圧縮に要する時間を早くしつつ、ブロックノイズの発生を抑え、さらには、元の画像の色を保った圧縮画像を生成することができる。

補正値変換ステップは、判断ステップにより、ブロックに含まれる画素のうち、２つの色差信号の絶対値が共に第二の閾値以上である画素が所定数以上あると判断された場合に、画素の色差信号の値をそのまま出力してもよい。これにより、元の画像の色を保った圧縮画像を生成することができる。

本発明の第２の形態においては、各画素を輝度信号および２つの色差信号により表したカラー画像を、複数の画素が含まれる複数のブロックに分割して圧縮する画像圧縮装置であって、カラー画像の各画素の色差信号の絶対値が、第一の閾値以上であるかどうか判断する判断部と、判断部により、ブロックに含まれる画素のうち、２つの色差信号の絶対値が共に第一の閾値未満である画素が所定数以上あると判断された場合に、ブロックに含まれるすべての画素の２つの色差信号の値を共にゼロに変換するモノクロ変換部と、判断部により、ブロックに含まれる画素のうち、２つの色差信号の絶対値が共に第一の閾値未満である画素が所定数未満であると判断された場合に、画素の一の色差信号の絶対値が第一の閾値未満であるときは、画素の一の色差信号の値をゼロに変換するゼロ値変換部と、判断部により、ブロックに含まれる画素のうち、２つの色差信号の絶対値が共に第一の閾値未満である画素が所定数未満であると判断された場合に、画素の一の色差信号の絶対値が第一の閾値以上であるときは、画素の一の色差信号の値を、色差信号の絶対値が小さいほどゼロに近づけた補正値に変換する補正値変換部と、ブロック単位に、モノクロ変換部、ゼロ値変換部および補正値変換部により色差信号が変換された変換後のカラー画像を圧縮する圧縮部とを備える。これにより、第１の形態と同様の効果を得ることができる。

補正値変換部は、画素の一の色差信号の絶対値が、一の色差信号について取り得る最大値である場合は補正せずに、第一の閾値と同じ値である場合にゼロに補正する一次関数により、一の色差信号の値を補正値に変換してもよい。

判断部は、カラー画像の各画素の色差信号の絶対値が、第一の閾値、および、第一の閾値より大きい第二の閾値以上であるかどうかをさらに判断し、補正値変換部は、判断部によりブロックに含まれる画素のうち、２つの色差信号の絶対値が共に第一の閾値未満である画素が所定数未満であると判断された場合に、（Ｅ）判断部により画素の一の色差信号の絶対値が第一の閾値以上かつ第二の閾値未満であると判断されたときは、画素の一の色差信号の値を、色差信号の絶対値が小さいほどゼロに近づけた補正値に変換し、（Ｆ）判断部により画素の一の色差信号の絶対値が第二の閾値以上であると判断されたときは、画素の一の色差信号の値をそのまま出力してもよい。

補正値変換部は、判断部により、ブロックに含まれる画素のうち、２つの色差信号の絶対値が共に第二の閾値以上である画素が所定数以上あると判断された場合に、画素の色差信号の値をそのまま出力してもよい。

本発明の第３の形態においては、各画素を輝度信号および２つの色差信号により表したカラー画像を、複数の画素が含まれる複数のブロックに分割して圧縮する画像圧縮装置を制御するプログラムであって、画像圧縮装置に、カラー画像の各画素の色差信号の絶対値が、第一の閾値以上であるかどうか判断する判断ステップ、判断ステップにより、ブロックに含まれる画素のうち、２つの色差信号の絶対値が共に第一の閾値未満である画素が所定数以上あると判断された場合に、ブロックに含まれるすべての画素の２つの色差信号の値を共にゼロに変換するモノクロ変換ステップ、判断ステップにより、ブロックに含まれる画素のうち、２つの色差信号の絶対値が共に第一の閾値未満である画素が所定数未満であると判断された場合に、（Ｇ）画素の一の色差信号の絶対値が第一の閾値未満であるときは、画素の一の色差信号の値をゼロに変換するゼロ値変換ステップ、（Ｈ）画素の一の色差信号の絶対値が第一の閾値以上であるときは、画素の一の色差信号の値を、色差信号の絶対値が小さいほどゼロに近づけた補正値に変換する補正値変換ステップ、および、ブロック単位に、モノクロ変換ステップ、ゼロ値変換ステップおよび補正値変換ステップにより色差信号が変換された変換後のカラー画像を圧縮する圧縮ステップを実行させる。これにより、第１の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、スキャナ１０の一例を示す。スキャナ１０は、画像圧縮装置の一例であって、ユーザからの入力手段の一例としての操作パネル１６、ユーザに対する出力手段の一例として液晶モニタ１４を備える。このスキャナ１０は、プリンタとしての機能も兼ね備えた複合機であってもよい。スキャナ１０は、操作パネル１６を介してユーザからの指示を受け付け、カラーの画像を生成するＣＣＤなどの撮像素子を用いて絵、写真などを撮像する。スキャナ１０は、撮像された絵、写真などのカラー画像を、液晶モニタ１４を介してユーザに表示する。また、スキャナ１０は、上記カラー画像をパーソナルコンピュータ２０に出力する。パーソナルコンピュータ２０は、本体２２と、当該本体２２からの出力に基づいてユーザに対して表示をするディスプレイ２４と、本体２２に対するユーザからの入力手段の一例としてのキーボード２６及びマウス２８とを備える。パーソナルコンピュータ２０は、キーボード２６等を介してユーザからの指示を受け付け、スキャナ１０から出力されたカラー画像を液晶モニタ１４に表示する。

図２は、スキャナ１０のブロック図の一例を示す。スキャナ１０は、画像格納部１００、撮像部１１０、画像圧縮生成部１２および復号化部３００を備える。画像圧縮生成部１２は、色空間変換部１２０、判断部１３０、モノクロ変換部１４０、ゼロ値変換部１５２、補正値変換部１５０および圧縮部２００を備える。圧縮部２００は、空間周波数変換部２１０、量子化部２２０およびエントロピー符号化部２３０を備える。なお、画像圧縮生成部１２は、特定用途向けＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）であってもよい。

撮像部１１０は、図１に示す操作パネル１６を介してユーザからの指示を受け付けた場合、原稿を反射または透過した光を、ＲＧＢのフィルタを通したＣＣＤなどの撮像素子で撮像し、撮像した画像をＲＧＢ色空間により示されるカラー画像として色空間変換部１２０に出力する。

色空間変換部１２０は、撮像部１１０から出力されたＲＧＢ空間により示されるカラー画像を、ＹＣｂＣｒ色空間により示されるカラー画像に変換する。すなわち色空間変換部１２０は、Ｒ値、Ｇ値およびＢ値で示されるカラー画像を、輝度信号（以下、「輝度信号Ｙ」という。）、青成分の色差信号（以下、「色差成分Ｃｂ」という。）および赤成分の色差信号（以下、「色差成分Ｃｒ」という。）により示されるカラー画像に変換する。これにより、ＲＧＢ色空間の画像について、圧縮効率を考慮しつつ、ブロックノイズの発生を抑えた圧縮画像を生成することができる。なお、ＲＧＢ空間においてＲ、Ｇ、Ｂが０から２５５の値で示されるカラー画像は、ＹＣｂＣｒ色空間において輝度信号Ｙは０〜２５５、色差信号Ｃｂ、Ｃｒは−１２８から１２７の値で示されるカラー画像に変換される。また、色空間変換部１２０は、ＹＣｂＣｒ色空間により示されるカラー画像を、ＲＧＢ空間により示されるカラー画像に逆変換する。

判断部１３０は、色空間変換部１２０によりＹＣｂＣｒ色空間に変換されたカラー画像の各画素の色差信号Ｃｂ、色差信号Ｃｒの絶対値が、第一の閾値以上であるかどうか判断する。具体的には、判断部１３０は、色空間変換部１２０によりＹＣｂＣｒ色空間に変換されたカラー画像を複数の画素が含まれる複数のブロックに分割し、分割されたブロック毎に当該ブロックに含まれる各画素の色差信号Ｃｂ、色差信号Ｃｒの絶対値が、第一の閾値以上であるかどうか判断する。なお、上記ブロックは、例えば、水平および垂直方向に８×８画素の６４画素である。

なお、判断部１３０は、例えば、色空間変換部１２０により出力された色差信号ＣｂまたはＣｒを、８ビットで表現できる−１２８から１２７の整数値に丸めた後に、色差信号ＣｂまたはＣｒの絶対値が第一の閾値以上であるか判断してもよい。具体的には、第一の閾値が１０進数の８であるとき、判断部１３０は、色差信号ＣｂまたはＣｒの上位1ビット目がゼロである場合に、つまり色差信号ＣｂまたはＣｒが正の数の場合に、上位５ビットを参照し上位５ビットのうち何れか１つがゼロでなければ第一の閾値「８」以上であると判断する。なお、判断部１３０は、色差信号ＣｂまたはＣｒの上位1ビット目が１であるとき、つまり色差信号ＣｂまたはＣｒが負の数のときは、２の補数から絶対値を求めた後に、上記と同様に判断する。さらに判断部１３０は、あるブロックに含まれる画素のうち色差信号Ｃｂおよび色差信号Ｃｒの絶対値が共に第一の閾値未満である画素の画素数が、所定数以上であるかどうか判断する。

モノクロ変換部１４０は、あるブロックに含まれる画素のうち色差信号Ｃｂおよび色差信号Ｃｒの絶対値が共に第一の閾値未満である画素の画素数が、所定数以上であると判断部１３０により判断された場合に、当該ブロックに含まれるすべての画素の色差信号Ｃｂおよび色差信号Ｃｒの値を共にゼロに変換する。これにより、後段の空間周波数変換部２１０の出力値がゼロに偏るので、続くエントロピー符号化部２３０によるデータ圧縮効率を向上させることができる。

ゼロ値変換部１５２および補正値変換部１５０は、判断部１３０により、あるブロックに含まれる画素のうち、２つの色差信号のＣｂ、Ｃｒの絶対値が共に第一の閾値未満である画素が所定数未満であると判断された場合に、このブロックの画素の信号の値をそれぞれ、下記の通りに変換する。まず、ゼロ値変換部１５２は、判断部１３０により、あるブロックに含まれる画素のうち、２つの色差信号のＣｂ、Ｃｒの絶対値が共に第一の閾値未満である画素が所定数未満であると判断された場合に、当該ブロックのある画素の色差信号Ｃｂの絶対値が第一の閾値未満であるときは、当該色差信号Ｃｂの値をゼロに変換する。同様に、ゼロ値変換部１５２は、当該ブロックのある画素の色差信号Ｃｒの絶対値が第一の閾値未満であるときは、当該色差信号Ｃｒの値をゼロに変換する。

一方、補正値変換部１５０は、当該ブロックのある画素の色差信号Ｃｂの絶対値が第一の閾値以上であるときは、当該色差信号Ｃｂの値を、当該色差信号Ｃｂの絶対値が小さいほどゼロに近づけた補正値に変換する。同様に、補正値変換部１５０は、当該ブロックのある画素の色差信号Ｃｒの絶対値が第一の閾値以上であるときは、当該色差信号Ｃｒの値を、当該色差信号Ｃｒの絶対値が小さいほどゼロに近づけた補正値に変換する。これにより、圧縮効率を考慮しつつ、ブロックノイズの発生を抑えた圧縮画像を生成することができる。

なお、補正値変換部１５０は、色差信号Ｃｂの値を、当該色差信号Ｃｂの絶対値が小さいほどゼロに近づけた補正値に変換する場合、当該色差信号Ｃｂの絶対値を、当該絶対値と第一の閾値との差に比例してゼロから取りうる最大値（−１２８または１２７）までの補正値に変換してもよい。すなわち補正値変換部１５０は、ある色差信号Ｃｂの絶対値が第一の閾値に等しいときは当該色差信号Ｃｂの値をゼロに変換し、ある色差信号Ｃｂの絶対値が取りうる最大値に等しいときは当該色差信号Ｃｂの値をとる一次関数を予め格納しておいてもよい。なお、色差信号Ｃｒについても色差信号Ｃｂと同様である。これにより、ブロックノイズの発生を抑えた圧縮画像を簡便に生成することができる。

圧縮部２００は、ブロック単位に、モノクロ変換部１４０および補正値変換部１５０により色差信号が変換された変換後のカラー画像を圧縮する。圧縮部２００の圧縮方法の一例は、ＪＰＥＧ、ＭＰＥＧ等である。具体的には、圧縮部２００の空間周波数変換部２１０は、ブロック単位に、空間領域の輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、色差信号Ｃｒの各々を周波数領域の空間周波数に変換する。つまり空間周波数変換部２１０は、ブロック単位に、輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、色差信号Ｃｒの各々を、離散コサイン変換（ＤＣＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いて、空間周波数に変換する。圧縮部２００の量子化部２２０は、空間周波数に変換された輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、色差信号Ｃｒの各々について量子化する。なお、量子化部２２０は、輝度信号Ｙ：色差信号Ｃｂ：色差信号Ｃｒの情報量の比率を４：４：４として量子化してもよいし、圧縮効率を考慮して色差信号Ｃｂおよび色差信号Ｃｒの情報量を削減し、例えば４：２：２としてから量子化してもよい。圧縮部２００のエントロピー符号化部２３０は、量子化された輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、色差信号Ｃｒをエントロピー符号化する。これにより、圧縮効率を考慮しつつ、ブロックノイズの発生を抑えたＪＰＥＧ画像を生成することができる。なお「エントロピー符号化」は、データ圧縮に用いる符号化を一般に指し、ハフマン符号化、算術符号化、ＤＰＣＭ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）符号化などが含まれる。

画像格納部１００は、圧縮部２００により圧縮されたカラー画像を格納する。また、画像格納部１００は、操作パネル１６またはパーソナルコンピュータ２０のキーボード２６などを介してユーザからの指示を受け付けた場合、格納しているカラー画像をパーソナルコンピュータ２０に出力する。

復号化部３００は、圧縮部２００と逆の処理をすることにより、圧縮部２００により圧縮されたカラー画像を復号化する。具体的には、復号化部３００は、操作パネル１６を介してユーザからの指示を受け付けた場合、画像格納部１００に格納された圧縮されたカラー画像を復号化する。なお、復号化部３００により復号化されたカラー画像は、色空間変換部１２０によりＲＧＢ空間により示されるカラー画像に変換されて、液晶モニタ１４に表示される。

なお、パーソナルコンピュータ２０は、復号化部３００および圧縮部２００と同様の非図示の復号化部および色空間変換部を備え、キーボード２６などを介してユーザからの指示を受け付けた場合、スキャナ１０から出力されたカラー画像をディスプレイ２４に表示する。

図３は、スキャナ１０の動作の一例を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートは、撮像部１１０が絵、写真などを撮像することにより開始する。

まず、色空間変換部１２０は、当該カラー画像の一の注目画素のＲ値、Ｇ値、Ｂ値を、ＹＣｂＣｒ色空間により示される輝度信号Ｙ、色差成分Ｃｒ、色差成分Ｃｂに変換する（Ｓ１００）。

色空間変換部１２０は、当該カラー画像の全画素について変換したか否かを判断する（Ｓ１０５）。ステップＳ１０５において色空間変換部１２０は、当該カラー画像の全画素を変換していないと判断した場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）、注目画素を移動し（Ｓ１１０）、ステップＳ１００に戻る。一方、ステップＳ１０５において色空間変換部１２０は、当該カラー画像の全画素を変換したと判断した場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、判断部１３０は、色空間変換部１２０によりＹＣｂＣｒ色空間に変換されたカラー画像を水平および垂直方向に８×８画素の６４画素が含まれる複数のブロックに分割する（Ｓ１１５）。

モノクロ変換部１４０または補正値変換部１５０は、一の注目ブロックについての判断部１３０の判断に基づいて、当該ブロックに含まれる各画素の色差信号Ｃｂ、色差信号Ｃｒを変換する（Ｓ２００）。なお、ステップＳ２００の動作は、図４において詳しく説明する。

判断部１３０は、当該カラー画像の全ブロックについて判断したか否かを判断する（Ｓ１２０）。ステップＳ１２０において判断部１３０は、当該カラー画像の全ブロックについて判断していない場合（Ｓ１２０：Ｎｏ）、注目ブロックを移動し（Ｓ１２５）、ステップＳ２００に戻る。一方、ステップＳ１２０において判断部１３０は、当該カラー画像の全ブロックについて判断した場合（Ｓ１２０：Ｙｅｓ）、空間周波数変換部２１０は、ブロック単位に、輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、色差信号Ｃｒの各々について、離散コサイン変換を用いて空間周波数に変換する（Ｓ１３０）。量子化部２２０は、ブロック毎に、空間周波数に変換された輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、色差信号Ｃｒの各々について量子化する（Ｓ１３５）。量子化された輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、色差信号Ｃｒの各々は、ブロック毎にジグザグスキャンされてエントロピー符号化部２３０に出力される。エントロピー符号化部２３０は、ブロック毎に、量子化された輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、色差信号Ｃｒをハフマン符号化する（Ｓ１４０）。エントロピー符号化部２３０は、ハフマン符号化された輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、色差信号Ｃｒを画像格納部１００に格納する（Ｓ１４５）。そして本フローチャートは終了する。なお、ステップＳ１００において色空間変換部１２０は、見た目への影響が少ない色差信号Ｃｒおよび色差信号Ｃｂについて情報量を削減しつつ変換してもよい。また、ステップＳ１３５において量子化部２２０は、色差信号Ｃｂおよび色差信号Ｃｒの情報量を削減しつつ量子化してもよい。

図４は、スキャナ１０の動作の一例を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートは、図３に示すステップＳ１１５またはステップＳ１２５に続いて実行する。ステップＳ１１５などに続いて判断部１３０は、一の注目ブロックに含まれる画素のうち色差信号Ｃｂおよび色差信号Ｃｒの絶対値が共に第一の閾値未満である画素の画素数が、所定数以上であるかどうか判断する（Ｓ２０５）。ステップＳ２０５において判断部１３０は、一の注目ブロックに含まれる画素のうち色差信号Ｃｂおよび色差信号Ｃｒの絶対値が共に第一の閾値未満である画素の画素数が、所定数以上であると判断した場合（Ｓ２０５：Ｙｅｓ）、モノクロ変換部１４０は、当該ブロックに含まれるすべての画素の色差信号Ｃｂおよび色差信号Ｃｒの値を共にゼロに変換する（Ｓ２１０）。これにより、後段の空間周波数変換部２１０の出力値がより偏るので、続くエントロピー符号化部２３０によるデータ圧縮効率を向上させることができる。そして本フローチャートは終了し、図３に示すステップＳ１２０に進む。

一方、ステップＳ２０５において判断部１３０は、一の注目ブロックに含まれる画素のうち色差信号Ｃｂおよび色差信号Ｃｒの絶対値が共に第一の閾値未満である画素の画素数が、所定数以上でないと判断した場合（Ｓ２０５：Ｎｏ）に、当該ブロックの一の注目画素の色差信号Ｃｂの絶対値が第一の閾値未満であるかどうかを判断する（Ｓ２２０）。ステップＳ２２０において判断部１３０は、当該ブロックの一の注目画素の色差信号Ｃｂの絶対値が第一の閾値未満であると判断した場合（Ｓ２２０：Ｙｅｓ）、ゼロ値変換部１５２は、当該画素の色差信号Ｃｂの値をゼロに変換する（Ｓ２２５）。

一方、ステップＳ２２０において判断部１３０は、当該ブロックの一の注目画素の色差信号Ｃｂの絶対値が第一の閾値未満でないと判断した場合に（Ｓ２２０：Ｎｏ）、補正値変換部１５０は、注目画素の色差信号Ｃｂの絶対値を、当該絶対値と第一の閾値との差に比例してゼロから取りうる最大値までの補正値に変換することにより、当該色差信号Ｃｂの絶対値が小さいほどゼロに近づけた補正値に変換する（Ｓ２３５）。これにより、ブロックノイズの発生を抑えた圧縮画像を生成することができる。

ステップＳ２２５およびステップＳ２３５に続いて、判断部１３０は、注目画素の色差信号Ｃｒの絶対値が第一の閾値未満であるかどうかを判断する（Ｓ２４０）。なおステップＳ２４０からステップＳ２５５の色差信号Ｃｒについての動作は、ステップＳ２２０からステップＳ２３５の色差信号Ｃｂについての動作と同様なので説明を省略する。

ステップＳ２４５およびステップＳ２５５に続いて、判断部１３０は、当該ブロックの全画素について判断したか否かを判断する（Ｓ２６０）。ステップＳ２６０において判断部１３０は、当該ブロックの全画素について判断していない場合（Ｓ２６０：Ｎｏ）、注目画素を移動し（Ｓ２６５）、ステップＳ２２０に戻る。一方、ステップＳ２６０において判断部１３０は、当該ブロックの全画素について判断した場合（Ｓ２６０：Ｙｅｓ）、本フローチャートは終了し、図３に示すステップＳ１２０に進む。

なお、図４に示すフローチャートのステップＳ２０５の所定の数は、例えば５９（＝６４−５）個程度であることが好ましい。これにより、注目ブロックにおいて、色差信号Ｃｂおよび色差信号Ｃｒの絶対値が共に第一の閾値未満である画素が大多数であるときに、ステップＳ２１０が実行される。

図５は、色差信号の変換式の一例を示す。図６は、色差信号の変換の模式図を示す。以下、図５、６を用いて図４に示すフローチャートを補足する。なお、図５に示す変換式においてＸ、Ｙ、ａはそれぞれ、変換前つまり色差信号の入力値Ｘ、変換後つまり色差信号の出力値Ｙ、第一の閾値ａを示す。また、図６に示す模式図において横軸および縦軸は、入力値Ｘおよび出力値Ｙを示す。また、第一の閾値ａ「１０」とする。

図４のステップＳ２２５において、例えば、当該ブロックの一の注目画素の色差信号Ｃｂの入力値Ｘ「７」は、図５（ａ）の算術式に基づいて、ゼロ値変換部１５２により出力値Ｙ「０」に変換される。また例えば、当該ブロックの一の注目画素の色差信号Ｃｂの入力値Ｘ「−７」も、図５（ａ）の算術式に基づいて、ゼロ値変換部１５２により出力値Ｙ「０」に変換される。

また、ステップＳ２３５において、例えば、当該ブロックの一の注目画素の色差信号Ｃｂの入力値Ｘ「３０」は、図５（ｂ）の算術式に基づいて、補正値変換部１５０により出力値Ｙ「２５」に変換される。これにより、ブロックノイズの発生を抑えた圧縮画像を生成することができる。また例えば、当該ブロックの一の注目画素の色差信号Ｃｂの入力値Ｘ「−３０」は、図５（ｃ）の算術式に基づいて、補正値変換部１５０により出力値Ｙ「−２５」に変換される。なお、補正値変換部１５０は、色差信号Ｃｂを、図５（ｂ）または図５（ｃ）の算術式から算出される値に近似した値に変換してもよい。すなわち図５（ｂ）または図５（ｃ）の算術式は、近似式であってもよい。

以上、本実施例によれば、圧縮効率を考慮しつつ、ブロックノイズの発生を抑えた圧縮画像を生成することができる。なお、本実施例において、ゼロ値変換部１５２および補正値変換部１５０は、図５に示す変換式により色差信号Ｃｂ、色差信号Ｃｒを変換したが、画像圧縮生成部１２は、色差信号Ｃｂ、色差信号Ｃｒを変換する色差信号変換テーブルをさらに備え、補正値変換部１５０は、図５に示す変換式にかえて色差信号変換テーブルを用いて色差信号Ｃｂ、色差信号Ｃｒを変換してもよい。

なお、図１から図６に示す実施形態のステップＳ２００において、補正値変換部１５０は、ゼロから取りうる最大値までの一次関数を用いて色差信号の値を補正値に変換したが、変換の方法はこれに限られない。他の変換の方法として、一次関数以外の関数であってもよい。さらに、他の変換の方法として、第二の閾値を設定し、色差信号の絶対値が第一の閾値から第二の閾値までは一次関数を用いて当該色差信号の値を補正値に変換し、第二の閾値以上の場合にはそのまま出力してもよい。

図７は、上記第二の閾値を用いたスキャナ１０の他の動作（ステップＳ２０１）の一例を示すフローチャートである。図７に示すフローチャートにおいて、図４のフローチャートと同じ動作については同じステップの番号を付して説明を省略する。

図７に示すフローチャートにおいて、ステップＳ２０５において判断部１３０は、一の注目ブロックに含まれる画素のうち色差信号Ｃｂおよび色差信号Ｃｒの絶対値が共に第一の閾値未満である画素の画素数が、所定数以上でないと判断した場合（Ｓ２０５：Ｎｏ）、当該ブロックの一の注目画素の色差信号Ｃｂの絶対値が第一の閾値未満であるかどうかを判断する（Ｓ２２０）。ステップＳ２２０において判断部１３０は、当該ブロックの一の注目画素の色差信号Ｃｂの絶対値が第一の閾値未満であると判断した場合（Ｓ２２０：Ｙｅｓ）、ゼロ値変換部１５２は、当該画素の色差信号Ｃｂの値をゼロに変換する（Ｓ２２５）。

一方、ステップＳ２２０において判断部１３０は、当該ブロックの一の注目画素の色差信号Ｃｂの絶対値が第一の閾値未満でないと判断した場合（Ｓ２２０：Ｎｏ）、注目画素の色差信号Ｃｂの絶対値が第二の閾値未満であるかどうかを判断する（Ｓ２３０）。ステップＳ２３０において判断部１３０は、注目画素の色差信号Ｃｂの絶対値が第二の閾値未満であると判断した場合（Ｓ２３０：Ｙｅｓ）、補正値変換部１５０は、注目画素の色差信号Ｃｂの絶対値を、当該絶対値と第一の閾値との差に比例してゼロから第二の閾値までの補正値に変換することにより、当該色差信号Ｃｂの絶対値が小さいほどゼロに近づけた補正値に変換する（Ｓ２３５）。これにより、ブロックノイズの発生を抑えた圧縮画像を生成することができる。

ステップＳ２３０（Ｎｏ）、ステップＳ２２５およびステップＳ２３５に続いて、判断部１３０は、注目画素の色差信号Ｃｒの絶対値が第一の閾値未満であるかどうかを判断する（Ｓ２４０）。なおステップＳ２４０からステップＳ２５５の色差信号Ｃｒについての動作は、ステップＳ２２０からステップＳ２３５の色差信号Ｃｂについての動作と同様なので説明を省略する。

ステップＳ２５０（Ｎｏ）、ステップＳ２４５およびステップＳ２５５に続いて、判断部１３０は、当該ブロックの全画素について判断したか否かを判断する（Ｓ２６０）。ステップＳ２６０において判断部１３０は、当該ブロックの全画素について判断していない場合（Ｓ２６０：Ｎｏ）、注目画素を移動し（Ｓ２６５）、ステップＳ２２０に戻る。一方、ステップＳ２６０において判断部１３０は、当該ブロックの全画素について判断した場合（Ｓ２６０：Ｙｅｓ）、本フローチャートは終了し、図３に示すステップＳ１２０に進む。

図８は、図７のステップＳ２０１に用いられる色差信号の変換式の一例を示す。図９は、色差信号の変換の模式図を示す。以下、図８、９を用いて図７に示すフローチャートを補足する。なお、図８に示す変換式においてＸ、Ｙ、ａ、ｂはそれぞれ、変換前つまり色差信号の入力値Ｘ、変換後つまり色差信号の出力値Ｙ、第一の閾値ａ、第二の閾値ｂを示す。また、図９に示す模式図において横軸および縦軸は、入力値Ｘおよび出力値Ｙを示す。また、第一の閾値ａ「１０」、第二の閾値ｂ「５０」とする。

図７のステップＳ２２５において、当該ブロックの一の注目画素の色差信号Ｃｂの入力値Ｘ「７」は、図８（ａ）の算術式に基づいて、ゼロ値変換部１５２により出力値Ｙ「０」に変換される。すなわち図９の模式図の下段に示すＴの範囲にある破線上の入力値Ｘは、同範囲の実線上の出力値Ｙに変換される。また例えば、当該ブロックの一の注目画素の色差信号Ｃｂの入力値Ｘ「−７」も、図８（ａ）の算術式に基づいて、ゼロ値変換部１５２により出力値Ｙ「０」に変換される。

また、図７のステップＳ２３５において、例えば、当該ブロックの一の注目画素の色差信号Ｃｂの入力値Ｘ「３０」は、図８（ｂ）の算術式に基づいて、補正値変換部１５０により出力値Ｙ「２５」に変換される。すなわち図９の模式図の下段に示すＵの範囲にある破線上の入力値Ｘは、同範囲の実線上の出力値Ｙに変換される。これにより、ブロックノイズの発生を抑えた圧縮画像を生成することができる。また例えば、当該ブロックの一の注目画素の色差信号Ｃｂの入力値Ｘ「−３０」は、図８（ｃ）の算術式に基づいて、補正値変換部１５０により出力値Ｙ「−２５」に変換される。すなわち図９の模式図の下段に示すＳの範囲にある破線上の入力値Ｘは、同範囲の実線上の出力値Ｙに変換される。これにより、ブロックノイズの発生を抑えた圧縮画像を生成することができる。なお、補正値変換部１５０は、色差信号Ｃｂを、図８（ｂ）または図８（ｃ）の算術式から算出される値に近似した値に変換してもよい。すなわち図８（ｂ）または図８（ｃ）の算術式は、近似式であってもよい。

さらに、図７のステップＳ２３０において、例えば、当該ブロックの一の注目画素の色差信号Ｃｂの入力値Ｘ「８０」は、図８（ｄ）の算術式に基づいて、出力値Ｙ「８０」としてそのまま出力される。すなわち図９の模式図の下段に示すＶの範囲にある実線上の入力値Ｘは出力値Ｙとしてそのまま出力される。また例えば、当該ブロックの一の注目画素の色差信号Ｃｂの入力値Ｘ「−８０」は、図８（ｄ）の算術式に基づいて、出力値Ｙ「−８０」としてそのまま出力される。すなわち図９の模式図の下段に示すＲの範囲にある実線上の入力値Ｘは出力値Ｙとしてそのまま出力される。

以上、本実施例によれば、これにより、圧縮に要する時間を早くしつつ、ブロックノイズの発生を抑え、さらには、元の画像の色を保った圧縮画像を生成することができる。

図１０は、スキャナ１０のさらに他の動作（ステップＳ２０２）の一例を示すフローチャートである。図１０に示すフローチャートにおいて、図７のフローチャートと同じ動作については同じステップの番号を付して説明を省略する。

図１０に示すフローチャートにおいて、ステップＳ２０５において判断部１３０は、一の注目ブロックに含まれる画素のうち色差信号Ｃｂおよび色差信号Ｃｒの絶対値が共に第一の閾値未満である画素の画素数が、所定数以上でないと判断した場合（Ｓ２０５：Ｎｏ）、当該ブロックに含まれる画素のうち色差信号Ｃｂおよび色差信号Ｃｒの絶対値が共に第二の閾値未満である画素の画素数が、所定数以上であるかどうか判断する（Ｓ２１５）。

ステップＳ２１５において判断部１３０は、当該ブロックに含まれる画素のうち色差信号Ｃｂおよび色差信号Ｃｒの絶対値が共に第二の閾値未満である画素の画素数が、所定数以上であると判断した場合（Ｓ２１５：Ｙｅｓ）、当該ブロックの一の注目画素の色差信号Ｃｂの絶対値が第一の閾値未満であるかどうかを判断する（Ｓ２２０）。その後の動作は図７に示すフローチャートと同じであるので説明を省略する。

一方、ステップＳ２１５において判断部１３０は、当該ブロックに含まれる画素のうち色差信号Ｃｂおよび色差信号Ｃｒの絶対値が共に第二の閾値未満である画素の画素数が、所定数以上でないと判断した場合（Ｓ２１５：Ｎｏ）、本フローチャートは終了し、図３に示すステップＳ１２０に進む。

なお、図１０に示すフローチャートのステップＳ２１５の所定の数は、ステップＳ２０５の所定の数と同じもよいし、異なっていていてもよい。これにより、注目ブロックにおいて、色差信号Ｃｂおよび色差信号Ｃｒの絶対値が共に第二の閾値未満である画素が少ないときは、元の画像の色を保ちつつ、ブロックノイズの発生を抑えることができる。

また、本実施例において、スキャナ１０を画像圧縮装置の一例としたが、画像圧縮装置は、デジタルカメラであってもよい。また、画像圧縮装置は、スキャナ１０またはデジタルカメラを制御するソフトウェア・ドライバがインストールされたパーソナルコンピュータであってもよい。この場合、ソフトウェア・ドライバは、ＣＤ−ＲＯＭまたはネットワークを介してパーソナルコンピュータに格納されてもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

スキャナ１０の一例を示す。 スキャナ１０のブロック図の一例を示す。 スキャナ１０の動作の一例を示すフローチャートである。 スキャナ１０の動作の一例を示すフローチャートである。 色差信号の変換式の一例を示す。 色差信号の変換の模式図を示す。 スキャナ１０の他の動作の一例を示すフローチャートである。 色差信号の変換式の他の例を示す。 色差信号の変換の他の模式図を示す。 スキャナ１０のさらに他の動作の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ スキャナ、１２ 画像圧縮生成部、１４ 液晶モニタ、１６ 操作パネル、２０ パーソナルコンピュータ、２２ 本体、２４ ディスプレイ、２６ キーボード、２８ マウス、１００ 画像格納部、１１０ 撮像部、１２０ 色空間変換部、１３０ 判断部、１４０ モノクロ変換部、１５０ 補正値変換部、２００ 圧縮部、２１０ 空間周波数変換部、２２０ 量子化部、２３０ エントロピー符号化部、３００ 復号化部

Claims (9)

1. 各画素を輝度信号および２つの色差信号により表したカラー画像を、複数の画素が含まれる複数のブロックに分割して圧縮する画像圧縮方法であって、
   前記カラー画像の各画素の前記色差信号の絶対値が、第一の閾値以上であるかどうか判断する判断ステップと、
   前記判断ステップにより、ブロックに含まれる画素のうち、前記２つの色差信号の絶対値が共に前記第一の閾値未満である画素が所定数以上あると判断された場合に、前記ブロックに含まれるすべての画素の前記２つの色差信号の値を共にゼロに変換するモノクロ変換ステップと、
   前記判断ステップにより、ブロックに含まれる画素のうち、前記２つの色差信号の絶対値が共に前記第一の閾値未満である画素が所定数未満であると判断された場合に、
   （Ａ）前記画素の一の色差信号の絶対値が前記第一の閾値未満であるときは、前記画素の前記一の色差信号の値をゼロに変換するゼロ値変換ステップと、
   （Ｂ）前記画素の前記一の色差信号の絶対値が前記第一の閾値以上であるときは、前記画素の前記一の色差信号の値を、前記色差信号の絶対値が小さいほどゼロに近づけた補正値に変換する補正値変換ステップと、
   前記ブロック単位に、前記モノクロ変換ステップ、前記ゼロ値変換ステップおよび前記補正値変換ステップにより前記色差信号が変換された変換後のカラー画像を圧縮する圧縮ステップと
   を備える画像圧縮方法。
2. 前記補正値変換ステップは、前記画素の前記一の色差信号の絶対値が、前記一の色差信号について取り得る最大値である場合は補正せずに、前記第一の閾値と同じ値である場合にゼロに補正する一次関数により、前記一の色差信号の値を補正値に変換する請求項１に記載の画像圧縮方法。
3. 前記判断ステップは、前記カラー画像の各画素の前記色差信号の絶対値が、第一の閾値、および、前記第一の閾値より大きい第二の閾値以上であるかどうかをさらに判断し、
   前記補正値変換ステップは、
   前記判断ステップによりブロックに含まれる画素のうち、前記２つの色差信号の絶対値が共に前記第一の閾値未満である画素が所定数未満であると判断された場合に、
   （Ｃ）前記判断ステップにより前記画素の前記一の色差信号の絶対値が前記第一の閾値以上かつ前記第二の閾値未満であると判断されたときは、前記画素の前記一の色差信号の値を、前記色差信号の絶対値が小さいほどゼロに近づけた補正値に変換し、
   （Ｄ）前記判断ステップにより前記画素の前記一の色差信号の絶対値が前記第二の閾値以上であると判断されたときは、前記画素の前記一の色差信号の値をそのまま出力する請求項１に記載の画像圧縮方法。
4. 前記補正値変換ステップは、前記判断ステップにより、ブロックに含まれる画素のうち、前記２つの色差信号の絶対値が共に前記第二の閾値以上である画素が所定数以上あると判断された場合に、前記画素の前記色差信号の値をそのまま出力する請求項３に記載の画像圧縮方法。
5. 各画素を輝度信号および２つの色差信号により表したカラー画像を、複数の画素が含まれる複数のブロックに分割して圧縮する画像圧縮装置であって、
   前記カラー画像の各画素の前記色差信号の絶対値が、第一の閾値以上であるかどうか判断する判断部と、
   前記判断部により、ブロックに含まれる画素のうち、前記２つの色差信号の絶対値が共に前記第一の閾値未満である画素が所定数以上あると判断された場合に、前記ブロックに含まれるすべての画素の前記２つの色差信号の値を共にゼロに変換するモノクロ変換部と、
   前記判断部により、ブロックに含まれる画素のうち、前記２つの色差信号の絶対値が共に前記第一の閾値未満である画素が所定数未満であると判断された場合に、前記画素の一の色差信号の絶対値が前記第一の閾値未満であるときは、前記画素の前記一の色差信号の値をゼロに変換するゼロ値変換部と、
   前記判断部により、ブロックに含まれる画素のうち、前記２つの色差信号の絶対値が共に前記第一の閾値未満である画素が所定数未満であると判断された場合に、前記画素の前記一の色差信号の絶対値が前記第一の閾値以上であるときは、前記画素の前記一の色差信号の値を、前記色差信号の絶対値が小さいほどゼロに近づけた補正値に変換する補正値変換部と、
   前記ブロック単位に、前記モノクロ変換部、ゼロ値変換部および前記補正値変換部により前記色差信号が変換された変換後のカラー画像を圧縮する圧縮部と
   を備える画像圧縮装置。
6. 前記補正値変換部は、前記画素の前記一の色差信号の絶対値が、前記一の色差信号について取り得る最大値である場合は補正せずに、前記第一の閾値と同じ値である場合にゼロに補正する一次関数により、前記一の色差信号の値を補正値に変換する請求項５に記載の画像圧縮装置。
7. 前記判断部は、前記カラー画像の各画素の前記色差信号の絶対値が、第一の閾値、および、前記第一の閾値より大きい第二の閾値以上であるかどうかをさらに判断し、
   前記補正値変換部は、
   前記判断部によりブロックに含まれる画素のうち、前記２つの色差信号の絶対値が共に前記第一の閾値未満である画素が所定数未満であると判断された場合に、
   （Ｅ）前記判断部により前記画素の前記一の色差信号の絶対値が前記第一の閾値以上かつ前記第二の閾値未満であると判断されたときは、前記画素の前記一の色差信号の値を、前記色差信号の絶対値が小さいほどゼロに近づけた補正値に変換し、
   （Ｆ）前記判断部により前記画素の前記一の色差信号の絶対値が前記第二の閾値以上であると判断されたときは、前記画素の前記一の色差信号の値をそのまま出力する請求項５に記載の画像圧縮装置。
8. 前記補正値変換部は、前記判断部により、ブロックに含まれる画素のうち、前記２つの色差信号の絶対値が共に前記第二の閾値以上である画素が所定数以上あると判断された場合に、前記画素の前記色差信号の値をそのまま出力する請求項７に記載の画像圧縮装置。
9. 各画素を輝度信号および２つの色差信号により表したカラー画像を、複数の画素が含まれる複数のブロックに分割して圧縮する画像圧縮装置を制御するプログラムであって、前記画像圧縮装置に、
   前記カラー画像の各画素の前記色差信号の絶対値が、第一の閾値以上であるかどうか判断する判断ステップ、
   前記判断ステップにより、ブロックに含まれる画素のうち、前記２つの色差信号の絶対値が共に前記第一の閾値未満である画素が所定数以上あると判断された場合に、前記ブロックに含まれるすべての画素の前記２つの色差信号の値を共にゼロに変換するモノクロ変換ステップ、
   前記判断ステップにより、ブロックに含まれる画素のうち、前記２つの色差信号の絶対値が共に前記第一の閾値未満である画素が所定数未満であると判断された場合に、
   （Ｇ）前記画素の一の色差信号の絶対値が前記第一の閾値未満であるときは、前記画素の前記一の色差信号の値をゼロに変換するゼロ値変換ステップ、
   （Ｈ）前記画素の前記一の色差信号の絶対値が前記第一の閾値以上であるときは、前記画素の前記一の色差信号の値を、前記色差信号の絶対値が小さいほどゼロに近づけた補正値に変換する補正値変換ステップ、および、
   前記ブロック単位に、前記モノクロ変換ステップ、前記ゼロ値変換ステップおよび前記補正値変換ステップにより前記色差信号が変換された変換後のカラー画像を圧縮する圧縮ステップ
   を実行させるプログラム。

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