JPH05191653A - カラー画像の符号化と復号化の方法およびそれを用いた符号器と復号器 - Google Patents

カラー画像の符号化と復号化の方法およびそれを用いた符号器と復号器

Info

Publication number
JPH05191653A
JPH05191653A JP4148942A JP14894292A JPH05191653A JP H05191653 A JPH05191653 A JP H05191653A JP 4148942 A JP4148942 A JP 4148942A JP 14894292 A JP14894292 A JP 14894292A JP H05191653 A JPH05191653 A JP H05191653A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
color
transformed
component
series
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP4148942A
Other languages
English (en)
Inventor
Bernard Marti
マルティ ベルナール
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CENTRE NAT ETD TELECOMM
Telediffusion de France ets Public de Diffusion
Orange SA
France Telecom R&D SA
Original Assignee
CENTRE NAT ETD TELECOMM
Telediffusion de France ets Public de Diffusion
France Telecom SA
Centre National dEtudes des Telecommunications CNET
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CENTRE NAT ETD TELECOMM, Telediffusion de France ets Public de Diffusion, France Telecom SA, Centre National dEtudes des Telecommunications CNET filed Critical CENTRE NAT ETD TELECOMM
Publication of JPH05191653A publication Critical patent/JPH05191653A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/42—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals characterised by implementation details or hardware specially adapted for video compression or decompression, e.g. dedicated software implementation
    • H04N19/436—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals characterised by implementation details or hardware specially adapted for video compression or decompression, e.g. dedicated software implementation using parallelised computational arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N11/00—Colour television systems
    • H04N11/04—Colour television systems using pulse code modulation
    • H04N11/042—Codec means
    • H04N11/044—Codec means involving transform coding

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、画像の複雑な処理演算を必要とし
ない、高圧縮率の符号化方法とその復号化方法を実現
し、それによって、低価格で簡単に組み立てることので
きる符号器と復号器を提供することを目的とする。 【構成】 正の係数を用いて、少なくとも２つの原信号
の線形の組み合わせによって輝度信号を形成し、かつ少
なくとも１つのカラー信号を形成する段階と、輝度信号
とカラー信号をディジタル化する段階と、ディジタル化
された輝度信号とカラー信号を同一の解像度でサンプリ
ングする段階と、サンプリングされた輝度信号とカラー
信号に可逆である数学的変換を周波数領域で施し、サン
プリングされた信号のそれぞれを１つの連続成分と複数
の代替成分からなる一連の成分を備える変換された信号
に関連させる段階と、変換された輝度信号の連続成分と
一連の代替成分のそれぞれの成分とを計量化しコード値
を割り当てる段階と、変換されたカラー信号のそれぞれ
の連続成分のみを計量化しコード値を割り当てる段階
と、を備えて構成する。

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の符号化に関
し、さらに詳しくは、一組の少なくとも２つの独立した
単一色のチャンネルあるいは画像から構成されるカラー
画像の符号化に関する。この符号化は、特に、画像を抽
出する装置あるいはカメラから入力する赤、緑、青の３
つの信号を符号化し、そして、例えばテレビの画面上
に、画像を再生することに用いられる。
【０００２】これらの信号の符号化は、それらに含まれ
る情報を圧縮するためになくてはならないものである。
このことは、特に、それらを伝送したい場合にそれらの
ビット伝送速度を低減させるために、あるいは、それら
を例えば磁気テープやディジタルの磁気ディスクに記録
したい場合にそれらが占有する領域を縮小するために、
なくてはならないものである。
【０００３】本発明は、動的な画像の符号化と同様に静
止した画像の符号化にも適用することができる。それ
は、画像の標準規格にも、信号による前処理そして（あ
るいは）後処理の形態のいずれにも依存しないのであ
る。
【０００４】
【従来の技術】静止カラー画像の符号化に関する国内標
準が存在し、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Expert Gr
oup ）とＩＳＯ−ＤＣＴの指示によって国際標準化機構
ＩＳＯ１０９１８標準が知られている。この標準は、カ
ラー映像を表現するのに用いられるカラー空間の形態に
よって影響されることはない。事実、それは、カラー画
像を複数の独立に処理される単一色の画像とみなしてい
るのである。
【０００５】ＪＰＥＧ標準は、256 までの単一色のチャ
ンネルの同時処理を可能とするものである。実際には、
１、３、あるいは４のチャンネルが存在する。しかし、
ある場合には、より多くの数の画像が存在する。例え
ば、気象観測衛星のような、多くの衛星は、赤外線領域
で得られる撮影に対応した数種の信号だけではなく３つ
の基準カラー信号を送出している。この場合、これらの
画像のビット伝送速度を低減し、それらを格納するのに
必要な領域を制限し、また、電話網によるそれらの伝送
を可能とするために、これらの画像を符号化することが
非常に重要なことであることがわかる。
【０００６】動的なカラー画像の符号化に関する類似し
た公知の標準がある。それは、ＩＳＯ１１１７２標準あ
るいはＭＰＥＧ(Motion Photographic Expert Group)標
準である。
【０００７】この両方の場合において、カラー画像は、
３つあるいはそれ以上の独立したチャンネルあるいは画
素のマトリックスの和であるとみなされる。したがっ
て、これらのチャンネルの選択は応用での問題である。
【０００８】３つのカラー空間表示は、現在、日常の一
般的なこととして使用されており、ＹＵＶ、ＲＧＢ
（赤、緑、青）、それにＪＭＣ（黄、マゼンタ、シア
ン）あるいはＪＭＣＫである。
【０００９】ＹＵＶ表示はＣＣＩＲ勧告６０１から出て
いる。３つのドットマトリックスは、それぞれ、全解像
度(full-resolution) での輝度のマトリックス（Ｙ）、
および、半解像度(half-resolution) で水平垂直方向に
フィルタされた２つの色差マトリックスＤR （Ｕ）とＤ
B （Ｖ）である。この選択は、テレビスタジオの情況に
おいてあたり前のことである、画像を撮るカラー空間と
符号化する空間との間の変換がマトリックス処理とフィ
ルタリング演算がなんら技術的な難しさをもたらさない
アナログ信号でなされる暗黙の仮定からくるものであ
る。
【００１０】これらの操作の後になされるアナログ−デ
ィジタル変換は、１画素当たり２４ビット（１オクテッ
トで符号化される単一色の画素）ではなく１６ビットで
表現する結果となる。ＡＤＣＴ（adaptive discrete co
sine transform : 適応離散余弦変換）圧縮がアナログ
手段によって圧縮された画像に対してなされる。この変
換は、係数の階数(rank)あるいは次数(order) の関数と
して、そして、品質あるいは所望のビット伝送速度の関
数として変化する、計量化の値を割り当てる。
【００１１】復元(restitution) において、ディジタル
−アナログ変換の後に一般に行われる逆マトリックス処
理演算を実行する必要がある。しかしながら、マイクロ
コンピュータあるいはコンピュータの通信の環境下で
は、この領域の技術での適したアナログ回路がないため
に、マトリックス処理あるいはフィルタリングはディジ
タルでなされる。これらの演算は処理速度の点で実質的
に経費がかかることがわかる。
【００１２】さらに、技術的な困難さに加えて、両方向
での副サンプリングのフィルタリング演算は画像の再生
時に不明瞭さをもたらすのである。
【００１３】ＲＧＢカラー空間表現は、画像の撮像段階
の、そして再生段階の直接の表現である。それはフィル
タリング演算を必要としないが、１画素当たり２４ビッ
トの表現（あるいは１画素当たり８ビットの３つの独立
した表現）の圧縮を与える。したがって、それの圧縮／
品質・比の点での性能特性は、圧縮前に１画素当たり１
６ビットのみ有するＹＵＶ表現のそれより低い。対照的
に、特にフィルタリングが存在しないことからマイクロ
コンピュータあるいはコンピュータの通信の関係で実施
することは簡単なのである。
【００１４】３色のあるいは４色のＪＭＣ（Ｋ）表現あ
るいはＹＭＣ（Ｋ）表現は、印刷するための色の分離か
らもたらされた結果である。それは印刷物の再生には非
常に適しているが、画面表示のためには、ＲＧＢ空間へ
戻る必要がある。さらには、それは、圧縮前に、１画素
当たり２４〜３２ビットの一次表現(primary represent
ation)によって構成される。それは、出版そしてコンピ
ュータによるページのレイアウト(computer-aided page
make-up) の分野には適しているが、コンピュータ通信
にはそれほど適していないのである。
【００１５】したがって、より一般的なＲＧＢ表現は、
応用の観点と処理演算の簡単さの観点から、最も期待の
できるものである。しかしながら、それは、データ圧縮
のアルゴリズムに関しては効率が劣ることがわかるであ
ろう。
【００１６】ＹＵＶ表現は、その処理の複雑さにもかか
わらず、しばしば、ＲＧＢ表現より好まれることがあ
る。ＹＵＶ表現の主たる欠点は、ディジタルの方法によ
ってなされるときに、ソフトウェアでなされる場合に使
い物にならないほどの時間を必要とし、ソフトウェアで
ない場合でもＤＳＰ(digital signal processor)を、あ
るいは特殊な回路を、必要とするフィルタリング演算が
要求されることである。さらに、このフィルタリング
は、当然ながら、特に、不明瞭な輪郭を生み出すことに
よって画像の品質の劣化を引き起こすのである。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術のこれらの異なった欠点を克服することである。さ
らに詳しくは、本発明の目的は、高圧縮率の符号化方法
とその復号化方法を提供することであり、それはＹＵＶ
表現によって得られるものより高いかあるいは少なくと
も等しい圧縮率である。
【００１８】本発明のもう１つの目的は、画像の複雑な
処理の演算を必要としないような方法を提供することで
あり、特に、符号化段階であってもあるいは復号化段階
であってもフィルタリング演算を必要としない方法を提
供することである。事実、本発明は、符号化そのものの
前に、圧縮されないそれぞれの単一色のチャンネルの本
来の解像度を保持することを目的とするものである。
【００１９】本発明の独特の目的は、関連した方法にお
いて、集積された回路に低価格で簡単に組み立てること
のできるような、そして、特殊な信号処理回路を使用す
ることを必要としないような方法を提供することであ
る。
【００２０】本発明はまた、静止画像の符号化と同様に
動的画像の符号化をも満足させることのできるような方
法を提供することを目的とする。
【００２１】繰り返すと、本発明のもう１つの目的は、
ＹＵＶカラー空間表現の欠点をとどめることなく、その
利点をＲＧＢカラー空間表現に与えるような方法を提供
することである。
【００２２】補足的なものとして、本発明は、符号化さ
れたカラー画像の色消表現(achromatic representatio
n) を直接に得るために使用することのできる符号化方
法を提供する。
【００２３】本発明はまた、例えば、テレビ、視覚的な
電話技術、ファクシミリ、コンピュータ通信、そしてそ
の他の応用における画像の伝送のために、また、磁気テ
ープあるいはディスクに画像を格納するために、それら
の方法を実現する符号器と復号器を提供することを目的
とするものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段および作用】これらの目的
は、以下で述べるその他の目的と同様に、次の段階から
なる少なくとも２つの原信号によって表現されるカラー
画像の符号化の方法による本発明によって実現される。 ・ 正の係数を用いて少なくとも２つの原信号の線形の
組み合わせによって輝度信号を形成し、少なくとも１つ
のカラー信号を形成する。 ・ その輝度信号およびカラー信号をディジタル化す
る。 ・ 同一解像度でそのディジタル化された輝度信号およ
びカラー信号をサンプリングする。 ・ そのサンプリングされた輝度信号およびカラー信号
に周波数領域で可逆的な数学的変換を行い、そのサンプ
リングされた信号のそれぞれを関連づけ、変換された信
号は、１つの連続成分(continuous component)と複数の
代替成分(alternative component) とからなる一連の成
分から構成される。 ・ 変換された輝度信号の連続成分と一連の代替成分の
それぞれの成分を計量化(quantizing)し、コード値を割
り当てる。 ・ 変換されたカラー信号のそれぞれの連続成分だけを
計量化し、コード値を割り当てる。
【００２５】カラー信号の代替成分を伝送しない（ある
いは格納しない）ことは、副サンプリングおよびフィル
タリングの演算のような特殊な処理演算を必要とするこ
となく総合的な圧縮率を大幅に改善することができる。
事実、例えば、計算に取り込まれる情報要素の量は、実
質的に、３色の画像の場合には３で割られるのである。
【００２６】以下の記述でわかるように、変換された空
間（すでに述べたフィルタリング演算を用いて本来の画
像空間での相関を使用する代わりに）での異なった信号
間の相関を用いることによって、伝送されない成分を再
生することは比較的簡単である。
【００２７】”輝度信号”という用語は、正の係数を用
いた、すべての原信号の線形の組み合わせを意味する。
したがって、Ｒ、Ｇ、およびＢの信号の場合、光度測定
の観点から、それは厳密な意味での輝度である。赤外線
の原信号を活動状態にするようなさらに特殊な場合に
は、この用語は、当然、可視領域の外側にあるものを含
むすべての原信号の線形の組み合わせにわたって適用さ
れる。
【００２８】同様に、カラー信号が可視領域、赤外線領
域、あるいは紫外線領域のいずれに属していても、カラ
ー信号はすべての原信号を含むのである。
【００２９】都合よく、符号化方法はまた次の段階を備
える。 ・ 変換された輝度信号の一連の計量化され符号化され
た代替成分および変換された輝度信号とカラー信号のそ
れぞれの一連の計量化され符号化された連続成分との関
数として、変換されたカラー信号のそれぞれの一連の評
価された代替成分を評価する。 ・ 変換されたカラー信号のそれぞれの代替信号と対応
するそれぞれの評価された代替成分との間の一連の差分
を決定する。 ・ そのそれぞれの一連の差分のそれぞれの差分を計量
化し、コード値を割り当てる。
【００３０】この方法では、色度の細部を補償すること
によって伝送されない成分の正確な再生を可能とする。
成分自体を計算に取り込む代わりに差を計算に取り込む
ことは符号化に関しては特に有益なことである。事実、
多数のこれらの差の値はゼロに等しいかあるいは非常に
小さいことは明白である。符号化はそれによって簡単化
される。
【００３１】好ましくは、その評価段階は、変換された
カラー信号のそれぞれの一連の代替成分のそれぞれの成
分に対して次の計算を実行する。 Ａ'iC ＝ＡiY×（ＣC ／ＣY ） ここで、Ａ'iC は、変換された１つのカラー信号のｉ番
目の代替成分の予測値。ＡiYは、変換された輝度信号の
ｉ番目の代替成分。ＣC は、変換されたカラー信号の１
つの連続成分。ＣY は、変換された輝度信号の連続成
分。
【００３２】代替成分は画像の輪郭に対応する。非常に
一般的な規則として、これらの輪郭は比較的に色に依存
しない。したがって、本発明は、輪郭を決定するのに輝
度信号のみに頼り、画像ブロックでの輝度信号の連続成
分に対するカラー信号の連続成分の比によってカラー信
号の代替値を予測する。
【００３３】好ましい実施例において、コード値を割り
当てるその演算がエントロピー符号化(entropy coding)
によってなされる。
【００３４】この方法は、計量化の後に長い一連のゼロ
の値を頻繁に示す色の異なる信号の符号化に特に有益で
あることがわかる。
【００３５】好都合にも、符号化の方法はまた、少なく
とも２つの１組の変換から局部的に可逆な数学的変換を
選択することによって、そして、その選択された変換は
単一色の画像あるいは画像ブロックすべての最も効率的
な並置(juxtaposition) を可能とするものであり、輝度
信号およびカラー信号のそれぞれに対応したそれぞれの
単一色の画像あるいは画像ブロックの輪郭の同期のため
の段階を備える。
【００３６】本発明は、次の段階からなるカラー画像信
号の復号化の方法にも関連する。 ・ 連続成分と、変換された輝度信号の一連の代替成分
のそれぞれの成分と、少なくとも１つの変換されたカラ
ー信号のそれぞれの連続成分のみと、に対応する第１の
一連のコード値のそれぞれのコード値を復号化し逆計量
化(dequantizing)する。 ・ 変換された輝度信号の一連の復号化された代替成分
と、変換された輝度信号およびカラー信号のそれぞれの
復号化された連続成分と、の関数として、変換されたカ
ラー信号のそれぞれの一連の評価された代替成分を評価
する。
【００３７】その評価の段階は、好都合にも、上述した
予測の段階で行ったように、演算、 Ａ’iC＝ＡiY×（ＣC ／ＣY ） の機能を備える。
【００３８】このようにして、代替成分は簡単な乗算に
よって再生される。本発明は、もはや独立とはみなされ
ない変換された信号の間の相関を利用することに基づく
ものである。
【００３９】好ましい実施例においては、その復号化の
方法は次の段階をも備える。 ・ 変換されたそれぞれのカラー信号の代替成分と、対
応する評価された代替成分と、の間の差異に対応する第
２の一連のコード値のそれぞれのコード値を復号化し逆
計量化する。 ・ 変換されたカラー信号のそれぞれの代替成分を再生
するように、対応する復号化された差異の値を変換され
たカラー信号のそれぞれの評価された代替成分に加算す
る。
【００４０】これらの補正的な項を用いることはカラー
信号の代替成分の正確な再生を可能とし、もはや単純な
評価ではなくなるのである。
【００４１】これらの補正的な項は随意のものであるこ
とは明白である。当然、それらの項が符号化の演算で符
号化されたとしても、それらを計算に取り込むことなし
に画像を復号化することは可能である。また、補正的な
項が計算に取り込まれたかどうかに依存して、必要な機
能として、品質の２つのレベルを有する符号器そして
（または）復号器を提供することも可能である。
【００４２】本発明はまた、これらの符号化そして（ま
たは）復号化の方法を少なくとも１つは実行するすべて
の符号器そして（または）復号器に関し、特に、静止画
像そして（または）動的な画像のいずれであろうが、カ
ラー画像信号の送信機と受信機および画像を格納する手
段に関するものである。
【００４３】
【実施例】上述したように、本発明は、本質的に、周波
数領域で変換された画像を表現する異なった信号間の相
関関係を計算に取り込むことに基づくものである。
【００４４】別の見方をすれば、従来技術では、画像空
間に存在する相関関係は、例えば、副サンプリングによ
って利用されるが、その後、すべての信号は独立である
とみなされていた。さらに、この原理は、ＪＥＰＧ標準
あるいはＭＰＥＧ標準の基本である。
【００４５】本発明は、１つの画像において、その輪郭
（contour)はその色に関係なく一般に同一であるという
分析に、特に、基づくものである。さらに、視覚心理学
的な観点から、眼は輪郭の色に対してわずかな感覚しか
示さないことが知られている。したがって、単一の輪郭
情報要素で十分であり、すべてのカラー信号に対してこ
れらの輪郭を符号化する必要はないのである。
【００４６】ここで、ＩＳＯ１０９１８標準のジグザグ
番号付け（zigzag numbering）に関する表示法によっ
て、空間的なすべてのマトリックスが連続成分(continu
ous component)Ｃと代替成分(alternative component)
Ａi からなると仮定する。ここで、i は成分の階数(ran
k)あるいは次数(order) を表す。
【００４７】したがって、本発明によれば、ただ１つの
総合的な空間的な周波数のマトリックス、つまり輝度マ
トリックスを考える。輝度は異なったカラー信号の正の
線形の組み合わせであるので、カラー信号の対応する成
分それぞれが同時にゼロである場合のみ、輝度成分がゼ
ロであることは明白である。したがって、この方法でカ
ラー信号の空間的なマトリックスのゼロの値を決定する
ことは容易である。
【００４８】そして、他の成分は、対応する輝度の代替
成分に対して、連続成分の比ＣC ／ＣY （添字Ｃはカラ
ー信号を表す）に適用することによって再生される。事
実、カラー画像の特性を与えれば、ＲＧＢ信号に対し
て、 ＡiR＝ＡiY×（ＣR ／ＣY ）、ＡiB＝ＡiY×（ＣB ／ＣY ） と考えることができる。再生でのより高い精度を得るた
めに、以下で述べる補正項を計算に取り込むこともでき
る。
【００４９】図１は色度的な補償を行っていない符号器
の第１の実施例の概略図である。この好ましい実施例に
おいて、テレビカメラから入力する信号のようなＲＧＢ
（赤、緑、青）信号の符号化を考える。表現が特別な処
理を行うことなしに直接に撮像に対応しまた直接に再生
に対応しているので、この表現は特に好都合である。し
かしながら、本発明は、他のいかなる形態の表現にも、
そして特にＹＵＶとＪＭＣ（Ｋ）形態の表現にも、等し
く適用することができることは明白である。
【００５０】符号化の第１の段階は、マトリックス１１
によって、もとの信号Ｒ、Ｇ、Ｂに基づいて輝度信号Ｙ
を決定することにある。この輝度は、例えば、一般の公
式、 Ｙ＝0.59×Ｇ＋0.30×Ｒ＋0.11×Ｂ に基づいて計算される。正の係数を用いた他の線形の組
み合わせが選択されてもよい。
【００５１】そして、信号Ｙ、Ｒ、およびＢのそれぞれ
は、可逆的な数学的変換モジュール１２Y 、１２R 、１
２B によって、周波数空間において変換される。これ
は、好都合にも離散余弦変換（ＤＣＴ： discrete cosi
ne transform）である。フーリエ変換、Ｈａａｒ変換、
あるいはアダマール変換のような他の変換も当然使用さ
れてもよい。画像ブロックのそれぞれについて、これら
の変換モジュールは、ブロックの連続成分Ｃと一連の代
替成分Ａi を送出する。
【００５２】そして、一連の連続成分（ＣY ）および代
替成分（ＡiY）は、成分のそれぞれを計量化しコード値
の割り当てを行う圧縮モジュール１３Y に転送される。
計量化は、好ましくは、異なった基準、特に視覚心理学
的な基準の関数としての、例えば既に述べたＡＤＣＴ方
法のような適応（adaptive）である。コード値の割り当
ては、好ましくは、ハフマン符号(Huffman code)のよう
なエントロピー符号によって、標準の方法でなされる。
【００５３】カラー信号の連続成分ＣR とＣB だけを対
照して考える（この実施例で本発明を理解しやすくする
ためにのみ図１に示されたこれらの信号の代替成分を計
算することは不必要なことである）。
【００５４】圧縮モジュール１３R と１３B は簡単な方
法でＣR とＣB の符号化を実行する。使用される計量化
とコードは輝度信号の圧縮を行った計量化とコードに同
一であるかあるいは別個のものであってもよい。符号化
は、例えば、連続成分のみを計算に取り入れたＡＤＣＴ
方法の第１のレベルでの符号化であってもよい。
【００５５】そして、符号化された信号１４Y 、１４
R 、１４B は送出されまた（あるいは）格納され、ある
いは再度、圧縮、暗号化、その他の、別の補足的な演算
処理を施されるかもしれない。
【００５６】この実施例では、得られる圧縮率は、副サ
ンプリングのフィルタリング演算を実行する必要がな
く、ＹＵＶ方法の圧縮率より明らかに高いのである。事
実、６４要素のブロックを考えると、圧縮のためにそれ
ぞれのブロックに対して、 ・ 標準のＲＧＢ表現では、 ３×６４＝１９２要素。 ・ 標準のＹＵＶ表現では（２つのカラー信号が半解像
度で両方の次元においてフィルタされる）、 ６４＋
（２×１６）＝９６要素。 ・ 本発明によるＹＲＢ表現では、６４＋２＝６６要
素。
【００５７】この場合、伝送されない成分は復号化演算
において評価によって再生される。図３は対応した復号
器の例を示す。
【００５８】図１の符号器（あるいは以下の説明で明ら
かになる図２の符号器）によって符号化された転送され
るあるいは格納される信号１４Y 、１４R 、１４B は、
それぞれ、対応する圧縮モジュール１３Y 、１３R 、１
３B において実行された符号化と計量化の逆である復号
化と計量化を実行する逆圧縮（decompress）モジュール
３１Y 、３１R 、３１B によって標準的な方法で逆圧縮
される。
【００５９】モジュール３１Y は、符号化において用い
られたものの逆の変換モジュール３２Y によってもとも
との信号Ｙを得るような方法で変換される輝度信号Ｙの
連続成分（ＣY ）と代替成分（ＡiY）を転送する。
【００６０】対照して、逆圧縮モジュール３１R と３１
B は、当然、カラー信号の連続成分ＣR とＣB のみを復
元し、それらは２つの逆変換モジュール３２R と３２B
に転送される。
【００６１】カラー信号ＲおよびＢを再生するために、
それらの代替成分ＡiRおよびＡiBを再現する必要があ
る。
【００６２】このために、本発明による復号器は、カラ
ー信号ＲおよびＢのそれぞれに対してこれらの代替成分
の評価のためのモジュール３３R と３３B を備える。既
に記述したように、これは本発明の本質的な特徴であ
り、これらの評価モジュールでは、周波数の変換空間に
おいての異なった信号の相関を利用する。
【００６３】次の式は評価モジュールでなされる計算で
ある。 Ａ'iR ＝ＡiY×（ＣR ／ＣY ） Ａ'iB ＝ＡiY×（ＣB ／ＣY ）
【００６４】換言すると、輪郭（代替成分）は異なる信
号に対して同一の位置に位置すると考えられ、そのこと
は、実際的に、どんな場合でもそうである。その上、こ
のことは、すべてのカラー信号がその一部を構成してい
る輝度信号Ｙが基本とされているだけ、さらにあり得る
ことである。
【００６５】ゼロでないそれぞれの成分の値は連続成分
の比を応用することによって決定され、それはそれぞれ
の信号の強度に対応する。
【００６６】このようにして、輝度信号の完全なマトリ
ックス（ＣY ，ＡiY）は、カラー信号のマトリックスの
ゼロの値の位置（もしＡiY＝０であれば、ＡiR＝０かつ
ＡiB＝０である）を予測することを可能とする。したが
って、ゼロでない係数ＡiRおよびＡiBの値が評価され
る。
【００６７】ＣY ＝０である特殊な場合は、当然、別個
に処理される。しかしながら、そのことはいかなる問題
も引き起こさない。なぜならＣY は、ＣR とＣB が同時
にゼロに等しい場合のみゼロに等しいからである。した
がって、このときの代替の係数はすべてゼロに等しい。
【００６８】これらの計算は取り分け簡単なものである
ことに注意すべきである。ただ１つの乗算がそれぞれの
代替成分に対して必要なだけで、比ＣY ／ＣR および比
ＣY／ＣB はそれぞれのブロックに対して全体で一回だ
け決定される。
【００６９】試験は、この方法が圧縮率で標準のＹＵＶ
方法によって得られる圧縮率より高い非常によい結果を
与えることを示す。しかしながら、図２と図４の関係で
わかるように、第２の実施例において、カラー信号の代
替成分の評価した値ではなく真の値を再生することを可
能とする手段を備えることが可能である。
【００７０】そして、逆変換モジュール３２Y 、３２
R 、３２B は輝度信号Ｙおよびカラー信号ＲとＢを転送
する。符号化に用いられたマトリックス１１の逆マトリ
ックス３４は第３のカラー信号Ｇの復元を可能とする。
【００７１】図２は第２の形態の符号器を示し、色度に
対する補償を有する符号器である。図１の符号器との違
いのみ説明する。
【００７２】この符号器の目的は、復号時に、成分ＡiR
およびＡiBの完全な再生を可能とすることである。この
ために、符号器は代替成分の評価のための２つのモジュ
ール２１R および２１B を備える。これらのモジュール
は復号器で実現される評価モジュール３３R および３３
B と同一である。
【００７３】したがって、符号器は、復号器によって決
定されるであろう値Ａ'iR およびＡ'iB がわかってお
り、これらの値と真の値ＡiRおよびＡiBとの間の差分を
計算する簡単な差分器２２R および２２B とによって、
発散ΔiRおよびΔiBの値を与えることができる。
【００７４】換言すると、代替成分の残差部分は圧縮モ
ジュール１３R および１３B によって符号化され、最初
の実行が仮想の計量化の要素とともになされ、残りのそ
れぞれの実行が、 ΔiR＝ＡiR−ＡiY×（ＣR ／ＣY ） および、 ΔiB＝ＡiB−ＡiY×（ＣB ／ＣY ） をなす。
【００７５】一般原則として、非常に特殊な場合を除
き、これらの差分は計量化の後ではしばしばゼロであ
る。したがって、それらの転送そして（あるいは）それ
らの格納は、ハフマン符号のようなエントロピー符号が
使用されても圧縮率に与える影響は少ない。
【００７６】図１の符号器でわかったように、これらの
差分の値はどうしても計算に取り込まねばならないもの
ではない。しかし、それらは色の正確な細部を補償する
ことを可能とし、最終的な画像の品質を改善することを
可能とする。したがって、符号器に要求される機能とし
て品質上の２つのレベルを提供することが可能である。
【００７７】この目的のために、図２の符号器は、差分
ΔiRおよびΔiBを選択的に計算に取り込むことあるいは
取り込まないことを可能とする手段２３R および２３B
を備える。取り込まない場合、この符号器は図１の符号
器と同様の動作をなす。ビット伝送速度の調節を可能に
するために、動的に、また、でき得れば独立して制御さ
れるこれらの選択手段２３R および２３B を提供するこ
とも可能である。
【００７８】図４は、図２の符号器に対応する復号器の
概略図を示す。
【００７９】逆圧縮モジュール３１Y 、３１R 、３１B
は、それぞれ、成分ＣY 、ＡiY、ＣR 、ＣB および差分
ΔiR、ΔiBを転送する。
【００８０】図３の復号器におけるように、評価モジュ
ールがカラー信号の代替成分Ａ'iRおよびＡ'iB の評価
された値を決定する。
【００８１】そして、加算器４１R 、４１B は、それぞ
れのカラー信号に対して色度的な細部を補償するのに使
用され、逆変換モジュール３２R および３２B に次の正
確な代替成分を与える。 ＡiR＝Ａ'iR ＋ΔiR ＡiB＝Ａ'iB ＋ΔiB
【００８２】処理の目的は図３に示す復号器について記
述した目的と同様である。
【００８３】この復号器は、色度的な細部を補償するこ
となしに符号化された信号の復号化を適応することなし
に実行することを可能にすることに注意すべきである。
この場合、差分ΔiRおよびΔiBはゼロに等しい。
【００８４】以上説明した実施例では最も一般的な表現
に対応したＲＧＢ信号の符号化を考えた。しかしなが
ら、本発明の方法は、どの点においてもこの形態の信号
に制限されるものではなく、別の見方をすれば、もしカ
ラー画像が単一色の画像の重ね合わせとして表現される
ならば、すべてのカラー画像の符号化および復号化を可
能とするのである。本発明の範囲を３つより多い信号の
符号化に拡大することは特に簡単なことである。
【００８５】信号はいかなる発生源であってもよい。本
発明は、原信号が撮像装置（テレビカメラ、写真機、な
ど）から入力しようと、あるいは、復元手段あるいは画
像生成手段（例えば、合成画像あるいはコンピュータ処
理画像を生成する手段）から入力しようとも、いかなる
原信号の符号化にも適用することができる。
【００８６】さらに、本発明は輝度信号を用いる。この
ことは多くの利点を有する。特に生理学的観点から、網
膜の感光細胞は色には敏感ではないが細部の繊細さには
敏感である。その上、輝度信号の位置調整は、この信号
から直接に得られる色消し表現（白黒表現として知られ
ている）への変換を容易にする。
【００８７】その上、本発明は輝度信号の代替成分のす
べてを符号化することを意味するものではない。第１番
目の成分（ジグザグ番号付けによる第１番目）の１組の
み計算に取り込むことが可能である。この成分の組の要
素の数は、画像品質のいくつかのレベルを提供するた
め、あるいは、例えば運動の分析に関係した視覚心理学
的な特徴の機能として、可変であってもよい。当然、こ
の場合、カラー信号の同じ次数の代替成分ＡiRとＡiBの
みが復号化する時に再生される。
【００８８】
【発明の効果】本発明によれば、画像の複雑な処理演算
を必要としない高圧縮率の符号化方法とその復号化方法
が実現できる。また、これによって、特殊な信号処理回
路を必要としない、集積された回路に低価格で簡単に組
み立てることができる符号器と復号器が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による、簡単化された符号器の概略図。
【図２】色度的な細部を補償する補足的な符号化を提供
する第２の符号器の概略図。
【図３】図１および図２の符号器に対応する本発明によ
る復号器の概略図で、色度的な細部の補償は行わない。
【図４】図１および図２の符号器に対応する本発明によ
る復号器の概略図で、色度的な細部の補償を行う。
【符号の説明】
１１ 輝度計算マトリックス １２ 変換モジュール １３ 圧縮モジュール ２１ 代替成分評価モジュール ２２ 差分モジュール ２３ 選択手段 ３１ 逆圧縮モジュール ３２ 逆変換モジュール ３３ 代替成分評価モジュール ３４ 輝度計算逆マトリックス ４１ 加算モジュール
フロントページの続き (72)発明者 ベルナール マルティ フランス国， 35530 ヌワイェ−シュー ル−ヴィレーヌ， ル モタイェ （番地 なし)

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも２つの原信号によって表現さ
    れるカラー画像の符号化の方法であって、 正の係数を用いて、前記少なくとも２つの原信号の線形
    の組み合わせによって輝度信号を形成し、かつ少なくと
    も１つのカラー信号を形成する段階と、 前記輝度信号と前記カラー信号をディジタル化する段階
    と、 ディジタル化された前記輝度信号と前記カラー信号を同
    一の解像度でサンプリングする段階と、 サンプリングされた前記輝度信号と前記カラー信号に可
    逆である数学的変換を周波数領域で施し、前記サンプリ
    ングされた信号のそれぞれを１つの連続成分と複数の代
    替成分からなる一連の成分を備える変換された信号に関
    連させる段階と、 前記変換された輝度信号の前記連続成分と一連の前記代
    替成分のそれぞれの成分とを計量化しコード値を割り当
    てる段階と、 前記変換されたカラー信号のそれぞれの前記連続成分の
    みを計量化しコード値を割り当てる段階と、 を備えたことを特徴とする当該符号化の方法。
  2. 【請求項２】 前記変換された輝度信号の前記一連の計
    量化され符号化された代替成分と、前記変換された輝度
    信号とカラー信号のそれぞれの前記計量化され符号化さ
    れた連続成分と、の関数として、前記変換されたカラー
    信号のそれぞれの一連の評価された代替成分を評価する
    段階と、 前記変換されたカラー信号のそれぞれの代替成分とそれ
    に対応するそれぞれの評価された代替成分との間の一連
    の差分の値を決定する段階と、 それぞれの前記一連の差分の値のそれぞれの差分の値を
    計量化しコード値を割り当てる段階と、 をさらに備えた請求項１に記載の符号化の方法。
  3. 【請求項３】 前記評価する段階が、前記変換されたカ
    ラー信号のそれぞれの前記一連の代替成分のそれぞれの
    前記成分に対して、 Ａ'iC ＝ＡiY×（ＣC ／ＣY ） ここで、 Ａ'iC は、前記変換された１つのカラー信号のｉ番目の
    代替成分の予測値、 ＡiYは、前記変換された輝度信号のｉ番目の代替成分、 ＣC は、前記変換されたカラー信号の１つの連続成分、 ＣY は、前記変換された輝度信号の連続成分、 の計算を実行する請求項２に記載の符号化の方法。
  4. 【請求項４】 前記コード値の割り当てがエントロピー
    符号化によってなされる請求項１〜２のいずれかに記載
    の符号化の方法。
  5. 【請求項５】 少なくとも２つの１組の変換から局部的
    に可逆な数学的変換を選択することによって、そして、
    その選択された変換は単一色の画像すべての最も効率的
    な並置を可能とするものであり、前記輝度信号およびカ
    ラー信号のそれぞれに対応する前記それぞれの単一色の
    画像の輪郭の同期をとる段階、 を備えた請求項１〜２のいずれかに記載の符号化の方
    法。
  6. 【請求項６】 少なくとも２つの原信号によって表現さ
    れるカラー画像信号の符号器であって、 正の係数を用いて、前記少なくとも２つの原信号の線形
    の組み合わせによって輝度信号を形成し、かつ少なくと
    も１つのカラー信号を形成する手段と、 前記輝度信号と前記カラー信号をディジタル化する手段
    と、 ディジタル化された前記輝度信号と前記カラー信号を同
    一の解像度でサンプリングする手段と、 サンプリングされた前記輝度信号と前記カラー信号に可
    逆である数学的変換を周波数領域で施し、前記サンプリ
    ングされた信号のそれぞれを１つの連続成分と複数の代
    替成分からなる一連の成分を備える変換された信号に関
    連させる手段と、 前記変換された輝度信号の前記連続成分と一連の前記代
    替成分のそれぞれの成分とを計量化しコード値を割り当
    てる手段と、 前記変換されたカラー信号のそれぞれの前記連続成分の
    みを計量化しコード値を割り当てる手段と、 を備えたことを特徴とする当該符号器。
  7. 【請求項７】 前記変換された輝度信号の前記一連の計
    量化され符号化された代替成分と、前記変換された輝度
    信号とカラー信号のそれぞれの前記計量化され符号化さ
    れた連続成分と、の関数として、前記変換されたカラー
    信号のそれぞれの一連の評価された代替成分を評価する
    手段と、 前記変換されたカラー信号のそれぞれの代替成分とそれ
    に対応するそれぞれの評価された代替成分との間の一連
    の差分の値を決定する手段と、 それぞれの前記一連の差分の値のそれぞれの差分の値を
    計量化しコード値を割り当てる手段と、 をさらに備えた請求項６に記載の符号器。
  8. 【請求項８】 変換された輝度信号の連続成分と、変換
    された輝度信号の一連の代替成分のそれぞれの成分と、
    少なくとも１つの変換されたカラー信号のそれぞれの連
    続成分のみと、に対応する第１の一連のコード値から構
    成される符号化されたカラー画像信号の復号化の方法で
    あって、 前記第１の一連のコード値のそれぞれのコード値を復号
    化し逆計量化する段階と、 前記変換された輝度信号の前記一連の復号化された代替
    成分と、前記変換された輝度信号および前記変換された
    カラー信号のそれぞれの復号化された連続成分と、の関
    数として、前記変換されたカラー信号のそれぞれの一連
    の評価された代替成分を評価する段階と、 を備えたことを特徴とする当該復号化の方法。
  9. 【請求項９】 前記評価する段階が、前記変換されたカ
    ラー信号のそれぞれの前記一連の代替成分のそれぞれの
    前記成分に対して、 Ａ'iC ＝ＡiY×（ＣC ／ＣY ） ここで、 Ａ'iC は、前記変換された１つのカラー信号のｉ番目の
    代替成分の予測値、 ＡiYは、前記変換された輝度信号のｉ番目の代替成分、 ＣC は、前記変換されたカラー信号の１つの連続成分、 ＣY は、前記変換された輝度信号の連続成分、 の計算を実行する請求項８に記載の復号化の方法。
  10. 【請求項１０】 前記符号化されたカラー信号がさら
    に、変換されたそれぞれの前記カラー信号の代替成分
    と、それに対応する評価された代替成分と、の間の差異
    に対応する第２の一連のコード値を備え、 前記第２の一連のコード値のそれぞれのコード値を復号
    化し逆計量化する段階と、 前記変換されたカラー信号のそれぞれの代替成分を再生
    するように、対応する復号化された差異の値を前記変換
    されたカラー信号のそれぞれの評価された代替成分に加
    算する段階と、 を備えた請求項８に記載の復号化の方法。
  11. 【請求項１１】 変換された輝度信号の連続成分と、変
    換された輝度信号の一連の代替成分のそれぞれの成分
    と、少なくとも１つの変換されたカラー信号のそれぞれ
    の連続成分のみと、にそれぞれ対応する第１の一連のコ
    ード値から構成される符号化されたカラー画像信号の復
    号器であって、 前記第１の一連のコード値のそれぞれのコード値を復号
    化し逆計量化する手段と、 前記変換された輝度信号の前記一連の復号化された代替
    成分と、前記変換された輝度信号および前記変換された
    カラー信号のそれぞれの復号化された連続成分と、の関
    数として、前記変換されたカラー信号のそれぞれの一連
    の評価された代替成分を評価する手段と、 を備えたことを特徴とする当該復号器。
  12. 【請求項１２】 前記符号化されたカラー信号がさら
    に、変換されたそれぞれの前記カラー信号の代替成分
    と、それに対応する評価された代替成分と、の間の差異
    に対応する第２の一連のコード値を備え、 前記第２の一連のコード値のそれぞれのコード値を復号
    化し逆計量化する手段と、 前記変換されたカラー信号のそれぞれの代替成分を再生
    するように、対応する復号化された差異の値を前記変換
    されたカラー信号のそれぞれの評価された代替成分に加
    算する手段と、 を備えた請求項１１に記載の復号器。
  13. 【請求項１３】 静止画像を符号化することに応用した
    請求項１〜２のいずれかに記載の符号化の方法。
  14. 【請求項１４】 動的な画像を符号化することに応用し
    た請求項１〜２のいずれかに記載の符号化の方法。
JP4148942A 1991-05-17 1992-05-18 カラー画像の符号化と復号化の方法およびそれを用いた符号器と復号器 Withdrawn JPH05191653A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9106134 1991-05-17
FR9106134A FR2676608B1 (fr) 1991-05-17 1991-05-17 Procede de codage d'images en couleurs a fort taux de compression sans filtrage, procede de decodage, codeur, decodeur et application correspondants.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05191653A true JPH05191653A (ja) 1993-07-30

Family

ID=9412979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4148942A Withdrawn JPH05191653A (ja) 1991-05-17 1992-05-18 カラー画像の符号化と復号化の方法およびそれを用いた符号器と復号器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5293228A (ja)
EP (1) EP0514304A1 (ja)
JP (1) JPH05191653A (ja)
FR (1) FR2676608B1 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06205439A (ja) * 1992-12-29 1994-07-22 Sony Corp 映像信号記録装置
US6198767B1 (en) * 1995-03-27 2001-03-06 International Business Machines Corporation Apparatus for color component compression
US5786855A (en) * 1995-10-26 1998-07-28 Lucent Technologies Inc. Method and apparatus for coding segmented regions in video sequences for content-based scalability
KR100387229B1 (ko) * 1995-11-01 2003-08-21 삼성전자주식회사 영상부호화장치
JPH09167315A (ja) * 1995-12-15 1997-06-24 Hitachi Ltd 録再分離型薄膜磁気ヘッド
US5787193A (en) * 1996-09-27 1998-07-28 Xerox Corporation System for converting color image signals from RGB to CMY color spaces through look-up tables
US5900952A (en) * 1996-10-15 1999-05-04 Xerox Corporation System for converting color image signals having high-frequency components from RGB to CMY color spaces
US6259820B1 (en) * 1997-10-06 2001-07-10 Nec Research Institute, Inc. Progressive JPEG decoding
US6075886A (en) * 1998-03-09 2000-06-13 Xerox Corporation Method and apparatus for reducing the complexity of color correction using subsampling
GB9904770D0 (en) * 1999-03-02 1999-04-28 Canon Kk Apparatus and method for compression of data
US6798901B1 (en) * 1999-10-01 2004-09-28 Intel Corporation Method of compressing a color image
US6690489B1 (en) 1999-12-02 2004-02-10 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Color conversion acceleration using lookup tables

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3795763A (en) * 1972-04-18 1974-03-05 Communications Satellite Corp Digital television transmission system
US4129882A (en) * 1977-05-06 1978-12-12 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Video coder for color signals
US4460924A (en) * 1978-04-19 1984-07-17 Quanticon Inc. Dither quantized signalling for color television
US4275411A (en) * 1978-04-19 1981-06-23 Bernard Lippel Dither-quantized signalling for color television
FR2544574B1 (fr) * 1983-04-13 1985-06-14 Guichard Jacques Procede de codage par compression d'un signal numerique video en couleur
DE3505368A1 (de) * 1985-02-14 1986-08-14 Heinrich-Hertz-Institut für Nachrichtentechnik Berlin GmbH, 1000 Berlin Farbsignal-kodierung
US4817182A (en) * 1987-05-04 1989-03-28 General Electric Company Truncated subband coding of images
US4951139A (en) * 1988-03-30 1990-08-21 Starsignal, Inc. Computer-based video compression system
JPH02100465A (ja) * 1988-10-06 1990-04-12 Sharp Corp 画像符号化方式
US5053861A (en) * 1989-07-24 1991-10-01 Eastman Kodak Company Compression method and apparatus for single-sensor color imaging systems
US5130786A (en) * 1989-09-12 1992-07-14 Image Data Corporation Color image compression processing with compensation
JP3085465B2 (ja) * 1989-10-31 2000-09-11 オリンパス光学工業株式会社 画像データの符号化装置および符号化方法
GB2238688B (en) * 1989-11-27 1994-01-12 Sony Corp Methods of and apparatus for digital video signal processing
US5157488A (en) * 1991-05-17 1992-10-20 International Business Machines Corporation Adaptive quantization within the jpeg sequential mode

Also Published As

Publication number Publication date
FR2676608B1 (fr) 1993-09-03
EP0514304A1 (fr) 1992-11-19
FR2676608A1 (fr) 1992-11-20
US5293228A (en) 1994-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5541653A (en) Method and appartus for increasing resolution of digital color images using correlated decoding
US5412427A (en) Electronic camera utilizing image compression feedback for improved color processing
KR100880039B1 (ko) 웨이블릿 기반 이미지 코덱에서의 부호화 이득을 달성하는방법 및 시스템
US5398066A (en) Method and apparatus for compression and decompression of digital color images
JP3205498B2 (ja) 連続画像の符号化方法及び復号化方法
JP3748088B2 (ja) 画像処理装置および方法、並びに学習装置および方法
US5065229A (en) Compression method and apparatus for single-sensor color imaging systems
EP0734164B1 (en) Video signal encoding method and apparatus having a classification device
US9042665B2 (en) Method and apparatus for encoding and decoding image
WO1991014295A1 (en) Digital image coding using a random scanning of image frames
JPH06189281A (ja) 適応的フレーム／フィールドフォーマット圧縮を用いた映像信号符号化装置
JPH05191653A (ja) カラー画像の符号化と復号化の方法およびそれを用いた符号器と復号器
EP1324618A2 (en) Encoding method and arrangement
JPH04207684A (ja) 画像符号化方法、画像符号化装置、画像復号化方法
US7212680B2 (en) Method and apparatus for differentially compressing images
JP3523719B2 (ja) 画像符号化装置及び画像復号化装置
US5754742A (en) Setting quantization level to match DCT coefficients
US6445870B1 (en) Image compression and expansion device
JPH08242446A (ja) 画像処理方法及び画像処理装置
JP2698641B2 (ja) カラー画像データ符号化方法及び複号方法
JPH0797829B2 (ja) カラ−画像入出力装置
JPH0487473A (ja) 画像処理装置
JP3228429B2 (ja) 画像符号化装置
JPH06315143A (ja) 画像処理装置
JPH04215385A (ja) 画像データ符号化・復元方法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990803