JPH02262765A - カラー画像の符号化方法及びその装置 - Google Patents

カラー画像の符号化方法及びその装置

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JPH02262765A JP1081505A JP8150589A JPH02262765A JP H02262765 A JPH02262765 A JP H02262765A JP 1081505 A JP1081505 A JP 1081505A JP 8150589 A JP8150589 A JP 8150589A JP H02262765 A JPH02262765 A JP H02262765A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はカラー画像の符号化方法及びその装置に関し、
特にカラー画像情報を明度情報及び色度情報に変換して
ブロック毎に符号化するカラー画像の符号化方法及びそ
の装置に関する。
[従来の技術] 従来、この種の装置では明度や色度に対する人間の視覚
特性を利用してかなりの符号化効率を得ている。
第9図は従来の符号化方式を説明する図である。図にお
いて、色変換部1は入力の画像情報R,G、Bを夫々ブ
ロック(例えば4×4画素)に分割し、これらを均等色
空間における明度情報L″及び色度情報a”、b″に変
換する。そして明度情報L“は、視覚に敏感であるので
、忠実に符号化する。即ち、明度情報L″は直交変換器
2で直交変換し、得られた16次元の構造ベクトルをベ
クトル量子化器3で符号化する。
一方、色度情報a“、blは、視覚に敏感でないので、
更に圧縮できる。即ち、色度情報a”blを更にサブブ
ロック(例えば2×2画素)に分割して各サブブロック
内の平均値を求め、得られた8次元の色度ベクトルをベ
クトル量子化器6で符号化する。
上記のベクトル量子化に際しては、−M的な画像(トレ
ーニング画像)につきサンプリングを行い、LBG法等
により作成したコードブックを使用する。
[発明が解決しようとする課題] しかし、上記の如く色度情報の符号化をベクトル量子化
のみで行うと、特に色エツジ等が少ない一般的トレーニ
ング画像で作成したコードブックを使用する場合には再
生色度構造が平坦になる傾向にあり、特に色文字等のエ
ツジ部で色の濁りを生じた。
また、この解決のために色度構造情報を付加すると符号
長が長くなる欠点がある。
本発明は上述した従来技術の欠点を除去するものであり
、その目的とする所は、符号長を増すことなく、色エツ
ジの忠実再生を可能とするカラー画像の符号化方法及び
その装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明のカラー画像の符号化方法は上記の目的を達成す
るために、カラー画像情報を明度情報及び色度情報に変
換してブロック毎に符号化するカラー画像の符号化方法
において、前記ブロック内の明度情報についての構造情
報を抽出し、前記抽出した構造情報に応じて前記色度情
報の符号化方式を切換えることをその概要とする。
また好ましくは、前記色度情報はベクトル量子化するこ
とをその概要とする。
また本発明のカラー画像符号化装置は上記の目的を達成
するために、カラー画像情報を明度情報及び色度情報に
変換してブロック毎に符号化するカラー画像の符号化装
置において、前記色度情報を符号化するための複数のコ
ードブックを有するベクトル量子化手段と、前記ブロッ
ク内の明度情報についての構造情報を抽出する抽出手段
と、前記抽出した構造情報に応じて前記ベクトル量子化
手段のコードブックを切換える切換手段を備えることを
その概要とする。
また好ましくは、前記コードブック内の再生ベクトルの
構造は前記明度情報の構造の低周波成分で表わされる構
造に近い再生ベクトルからなることをその概要とする。
[作用] かかる構成において、ベクトル量子化手段は色度情報を
符号化するための複数のコードブックを有し、抽出手段
は画素ブロック内の明度情報についての構造情報を抽出
する。そして、切換手段は前記抽出した構造情報に応じ
て前記ベクトル量子化手段のコードブックを切換える。
[実施例の説明] 以下、添付図面に従って本発明による実施例を詳細に説
明する。
第1図は実施例の画像処理部のブロック構成図である。
尚、本実施例では説明の便宜上、入力信号はカラー画像
信号’R,G、Bとし、画素ブロックの大きさは(4X
4)画素とする。
図において、11は色変換部であり、入力の画像信号R
,G、Bを夫々画素ブロックに分割し、これらをCIE
均等色空間における明度信号L1の画素ブロック及び色
度信号a“、b″の夫々の画素ブロックに変換する。1
2は直交変換器であり、例えば(4X4)のアダマール
変換器を用い、明度ブロックし1についてのシーケンシ
(構造情報)を求める。13.14は平均値演算器であ
り、色度ブロックa“、b″の夫々を更に(2X2)画
素のサブブロックに分割し、各サブブロック内の平均値
を算出する。15はクラス分類器であり、直交変換器1
2出力のシーケンシに基づきブロック内明度の構造が「
平坦」 「縦エツジ」 「横エツジ」 「斜めエツジ」
の何れのクラスに属するかを判断する。16はベクトル
量子化器であり、クラス分類器15出力のクラス分類信
号に基づき、明度ブロックし1についてのシーケンシベ
クトル(16次元)を符号化する。
17はベクトル量子化器であり、同じくクラス分類器1
5出力のクラス分類信号に基づき、色度ブロックa″に
ついてのサブブロック平均値ベクトル(4次元)を符号
化する。同じく18もベクトル量子化器であり、クラス
分類器15出力のクラス分類信号に基づき、色度ブロッ
クb1についてのサブブロック平均値ベクトル(4次元
)を符号化する。
第2図は実施例のサブブロックを説明する図である0図
において、101aは色度信号a“(b”も同様)の画
素ブロックであり(4X4)に配列する画素信号100
a〜1 oopより成る。更に該画素ブロック101a
は図示の如く(2X2)のサブブロックに分割され、夫
々の平均値A−Dが求められる。
第3図(A)、(B)は実施例の直交変換を説明する図
である。第3図(A)は明度ブロックの画素配列X□を
示し、第3図(B)は直交変換出力のシーケンシ配列y
□を示す。ここで、X。
Yは共に16次元ベクトルである。
X” (X(10”XOI )C+oNX+s+ X2
o”Xzs+X5a−X3s)          (
1)Y” (yaoNyos+ ’:J 5oNY s
s+ VzoNyzs*3’ so″′yas)   
       (2)Yにおいて、yooは直流成分で
あり、それ以外(3’o+−X3s)は交流成分である
。また交流成分y0はmが大なら横方向周波数が高いこ
とを示し、nが大なら縦方向周波数が高いことを示す。
従って、シーケンシの大小により明度ブロックXの大ま
かな構造を把握できる。例えばyatが大で、それ以外
の交流成分が小の場合は明度ブロックXは縦エツジの傾
向が強い。クラス分類器15はこのシーケンシYの特徴
を分析して明度ブロックXの構造を「平坦」 「縦エツ
ジ」 「横エツジ」「斜めエツジ」の何れかのクラスに
分類する。
その判断パラメータとして、例えば低周波成分の。
絶対値LSUM、縦エツジの強さVE、横エツジの強さ
HEを以下の様に定義する。
SUM =l yool + l yat l + 15’o2
1+1y、。l + I yzl + I yz。1 
 (3)HE =  l  yawl + l  、Yozl + l
  yosl    (4)HE = l y+ol +I yzol + l y、ol
  (5)第4図は実施例のクラス分は処理のフローチ
ャートである。ここで、T+、Tzは所定閾値とする。
ステップS21では(LSUM≦T1)か否かを判別し
、(LSUM≦TI)ならステップS24に進み「平坦
クラス」と判定する。また(LSUM≦T、)でなけれ
ばステップS22テ(l VE  HE l ≦Tz 
) カ否かを判別し、(l VE−HE l ≦T’z
 )なラステップS27に進み「斜めエツジクラス」と
判定する。また(IVE−HEI≦T2)でないならス
テップS23で(VE<HE)か否かを判別し、(VE
<HE)ならステップS26に進み「横エツジクラス」
と判定する。また(VE<HE)でないならステップS
25に進み「縦エツジクラス」と判定する。
第5図はベクトル量子化器17(又は18)のブロック
構成図である。図において、端子40〜43には夫々平
均値A−Dが入力する。端子44にはクラス分類信号が
入力する。45〜52はROMであり、2次元ベクトル
(A、B)又は(C,D)に対して予め決められた再生
ベクトルコードをルックアップテーブル(LUT)方式
で格納している。更に具体的に言うと、ROM45.4
9は「平坦クラス」のブロックに最適なベクトル量子化
結果の再生ベクトルコードを格納している。同様にして
、ROM46.50は「縦エツジクラスJ 、ROM4
7.51は「横エツジクラスJ 、ROM48.52は
「斜めエツジクラス」のブロックに夫々最適なベクトル
量子化結果の再生ベクトルコードを格納している。これ
らROMの読み出し結果はクラス分類信号によりセレク
タ53.54で選択され、端子55.56から出力され
る。
尚、ベクトル量子化器16についても同様に考えられる
くコードブック作成方法(1)〉 第6図は実施例のコードブック作成方法(1)のフロー
チャートである。該方法(1)では、色が均等に含まれ
る複数枚のトレーニング画像を用いてテーブルを作成し
、コードブックを得る。
即ち、ステップS1ではテーブル(Table(n、c
ls))及びカウンタ(Count(cls))をクリ
アする6ステツプS2では不図示のワークエリアに画像
データ(image)L”、a”、b’を取り込む。ス
テップS3ではワークエリア上のアドレス(i、j)を
クリアする。ステップS4では画像上のアドレス(i。
j)を左上画素とする(4.X4)画素分のブロック画
像(b 1 oak (k)  k=i、j ) )を
切り出す、ステップS5では明度信号L1のブロック(
b l ock (1) )に対してアダマール変換(
HT)を施し、結果のシーケンシ(seq)を得る。ス
テップS6では第4図のフローチャートに従ってシーケ
ンシ(seq)をクラス分け(CLASS (seq)
) し、結果のクラス分類信号(cls)を得る。ステ
ップS7では得られたクラス分類信号(cls)に対応
するクラスのカウンタ(Count (c 1 s))
を+1する。
ステップS8では色度信号a′″、b1の夫々のブロッ
ク(block (2)、(3))に対して第2図に示
すサブブロック分割を行い、かつサブブロック毎の平均
値(MEAN (b 1 o c k) )を求め、結
果の平均値ベクトル(m)を得る。
ステップS9では得られた平均値ベクトル(m)をテー
ブル(Tab 1 e (count (c 15))
)に新規登録する。ステップSIOではラスクブロック
データの最終ブロック(End  ofRaster)
か否かを判別する。最終ブロックでないならステップS
llに進み、アドレス(i)に+4してステップS4に
戻る。即ち、次ブロックへ進む、また最終ブロックなら
ステップS12に進み、画像データ(image)の最
終ブロック(End  of  image)か否かを
判別する。画像データの最終ブロックでないならステッ
プS13に進み、アドレス(j)に+4し、かつアドレ
ス(i)を0にしてステップS4に進む、即ち、次うス
クの最初のブロックへ進む、また画像データの最終ブロ
ックならステップS14に進み、次の画像データ(’n
 e x timage)を読み込むか否かを判別する
。次の画像データを読み込むならステップS2に進み、
そうでないならステップS15へ進む。ステップS15
では得られた各クラスのテーブル(table)から公
知のLBG法によって再生ベクトル(vector)を
得て、処理終了する。
このように、コードブック作成に際してクラス分類信号
(cls)を考慮するので、画像の統計的性質にかなっ
た再生ベクトルを得ることができ、色エツジ再生を改善
できる。
くコードブック作成方法(2)〉 該方法(2)では、モデルを設定して人工的にテーブル
を作成し、これからフードブックを得る。一般に、明度
ブロックL″に比較的大きなエツジが存在する時、即ち
、「平坦クラス」を除いたクラスでは色度ブロックa6
及び又はblの平均値にも比較的大きな差があると考え
られる0例えば「縦エツジクラス」では色度a″又はb
lに比較的差の大きいベクトルが多いと考えられ、平坦
クラスでは差が小さいと考えられる。
第7図は(am 、 b* )平面を示す図である。
図において、(a”、b“)平面の格子上に適当なサン
プリング点を設け、これを代表色とする。
次に該代表色に基づきテーブルを作成する。
今、ブロック内には色度平面上で異る2点で代表される
とする。即ち、ブロック内には異なる2色が存在してい
るとする。(4X4)画素ブロックという局所的な部分
では2色程度でも大きな劣化は生じない、そこで、(a
“、b″)平面上の格子点を2点(W、Z)をサンプリ
ング点として代表色とする。この格子点W、Zは夫々(
a” 、b’ )平面上の点であるから、夫々が2次元
ベクトルであると考えられる。この格子点(W、Z)の
組み合わせでブロック内の2色を表現する。この組み合
せを表わす4次元ベクトルをΦ= (W、Z)とする。
まず「平坦クラス」であってエツジ等が存在しない場合
、即ち、ベクトルΦで代表色(W、Z)の値が非常に近
い値の場合のテーブル(F)の作成方法について述べる
。格子点の任意の一点を代表色Wとする。すると代表色
Zは代表色Wに非常に近い値を持っていると考えられる
。そこで、格子の一辺の長さをβとすると、代表色Wに
対して例えば半径3ρの円内の格子点が代表色Zとなり
得る。この格子の一辺の長さβは実際表現できる(a’
、b″)空間中のサンプリング密度を決定する。これを
変えることによってテーブルの規模を操作することが可
能である。また半径3j2は、(a“、b”)平面は均
等色空間であるから、中心と半径3β内の各点とは視覚
上、色の違いが顕著でない程度である。第8図にその様
子を示す。代表色Wの中心点及び半径3Aの円に含まれ
る28個の白丸の格子点が代表色Zの値であり、これに
よって29個の4次元ベクトルΦを得る。従って、全て
の格子点についてこれを行い、重複して生ずるベクトル
を削除してテーブル(F)を作成する。
また逆にエツジ等がある場合、即ち、色度に比較的大き
な差があると考えられる場合のテーブル(E)の作成方
法について述べる。前とは逆に第8図の代表色Wを中心
とする半径3βの円の外側にある全ての格子点(無印の
格子点)が代表色2の値であり、これによって4次元ベ
クトルΦを得る。同様にして、全ての格子点を代表色W
としてベクトルを求め、重複して生ずるベクトルを削除
してテーブル(E)を作成する。
ここで、実際の画像に当てはめる場合、代表色W、zは
第2図のサブブロック内の平均値A−Dとなり、これら
の組み合せは全部で16通りである。さらにベクトル量
、子化はam、b*に関して独立に行うので、テーブル
(F)の各ベクトルΦを平均値A−Dに当てはめ、8次
元のベクトルQを作成し、これをa″、b“情報につい
て分離し、a″情報みから成る4次元ベクトルRと、b
“情報のみから成る4次元ベクトルSとを求め、各ベク
トルに分離を行なって、夫々をテーブル(G)、(H)
とする。同様に、テーブル(E)についても同様にして
a″情報みからなる4次元ベクトルTから成るテーブル
(I)、及びb”情報のみから成る4次元ベクトルUか
ら成るテーブル(J)を求める。これらのテーブルから
コードブックを作成する。まずa″情報ついて考える。
LBG法をテーブル(G)、(I)に施して再生ベクト
ルコードな得るのであるが、各コードブックの出力する
ビット数をNとすると、そのうちの一部2″個はテーブ
ル(G)から再生ベクトルを求め、残りの2N−1個は
テーブル(I)から再生ベクトルを求めて、合わせてN
ピット分の再生ベクトルからなるコードブックを得る。
b′情報についても同様である。即ち、「平坦クラス」
ではnがNに対して大きな割合をもち、逆に「エツジク
ラス」ではnがNに対して小さな割合である。このよう
にビット配分を変えて加えることにより、クラス分類の
不正確さを補い、よりよい再生を行う。
またこのようにモデルによって考えることによってトレ
ーニング画像には入らなかったベクトルまで再現が可能
となる上、コンピュータ等で作成された人工画像につい
ても効率のよい符号化が可能となる。
尚、色変換は上述実施例の信号し“、a″b1に限らな
い。Y、I、Q信号、Y、C,。
C5信号の如く明るさと色味を表す信号であれば何でも
良い。
また構造信号の抽出はアダマール変換に限定されない。
離散コサイン方法、代表色と分散、最大値・最小値を検
出する方法等どのような方法でも良い。
また構造信号の抽出は明度の代表色を構造信号としても
良い。
また実施例中のブロックサイズ、クラスの数、ベクトル
量子化器の数、ベクトルの次元等はこれに限定されない
[発明の効果コ 以上述べた如く本発明によれば、色度信号の符号長を増
すことなく、とりつる再生ベクトル数を増すことによっ
て再生画像での画質を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は第1実施例の画像処理部のブロック構成図、 第2図は実施例のサブブロックを説明する図、 第3図(A)、(B)は実施例の直交変換を説明する図
、 第4図は実施例のクラス分は処理のフローチャート、 第5図はベクトル量子化器17(又は18)のブロック
構成図、 第6図は実施例のコードブック作成方法(1)のフロー
チャート、 第7図は(a”、b“)平面を示す図、第8図は実施例
のモデル代表色のベクトルの一例を示す図、 第9図は従来の符号化方式を説明する図である。 図中、11・・・色変換部、12・・・直交変換部、1
6〜18・・・ベクトル量子化器、13.14・・・代
表色演算器、15・・・クラス分類器である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)カラー画像情報を明度情報及び色度情報に変換し
    てブロック毎に符号化するカラー画像の符号化方法にお
    いて、 前記ブロック内の明度情報についての構造情報を抽出し
    、 前記抽出した構造情報に応じて前記色度情報の符号化方
    式を切換えることを特徴とするカラー画像の符号化方法
  2. (2)前記色度情報はベクトル量子化することを特徴と
    する請求項第1項記載のカラー画像の符号化方法。
  3. (3)カラー画像情報を明度情報及び色度情報に変換し
    てブロック毎に符号化するカラー画像の符号化装置にお
    いて、 前記色度情報を符号化するための複数のコードブックを
    有するベクトル量子化手段と、 前記ブロック内の明度情報についての構造情報を抽出す
    る抽出手段と、 前記抽出した構造情報に応じて前記ベクトル量子化手段
    のコードブックを切換える切換手段を備えることを特徴
    とするカラー画像の符号化装置。
  4. (4)前記コードブック内の再生ベクトルの構造は前記
    明度情報の構造の低周波成分で表わされる構造に近い再
    生ベクトルからなることを特徴とする請求項第3項記載
    のカラー画像の符号化装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6374268A (ja) * 1986-09-17 1988-04-04 Fujitsu Ltd カラー画像データ圧縮装置
JPS63269683A (ja) * 1987-04-28 1988-11-07 Canon Inc カラ−画像デ−タ符号化方式

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