JPH06152973A - カラー画像圧縮方法およびカラー画像圧縮装置 - Google Patents

カラー画像圧縮方法およびカラー画像圧縮装置

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JPH06152973A
JPH06152973A JP4327519A JP32751992A JPH06152973A JP H06152973 A JPH06152973 A JP H06152973A JP 4327519 A JP4327519 A JP 4327519A JP 32751992 A JP32751992 A JP 32751992A JP H06152973 A JPH06152973 A JP H06152973A
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color
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JP4327519A
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English (en)
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Masayuki Hisatake
真之 久武
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Fujifilm Business Innovation Corp
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Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 階調を有した特定N色のカラー画像データに
おける復元画像の歪みを最小にしつつ、効率的に圧縮す
る。 【構成】 カラー画像データは、圧縮する際に、1色当
たりの階調情報(2)をmビットで表現し、N色に分類
すると共に、階調情報(2)と色情報(3)とに分け
て、当該階調情報(2)と色情報(3)を異なる方法で
圧縮する。また、階調情報(2)をm画素×mラインの
ブロック符号化により圧縮すると共に、色情報(3)を
mライン単位で圧縮する。さらに、カラー画像圧縮装置
は、色のRGB反射率を二次元空間にプロットした色分
離テーブルを備えた色マッピング手段(1)と、階調情
報(2)を階調情報符号データ(5a)に変換するDC
T変換符号手段(4a)と、色情報(3)を色情報符号
データ(5b)に変換するランレングス符号手段(4
b)とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル複写機やフ
ァクシミリ等で扱われる特定N色の階調情報を持ったカ
ラー画像データを圧縮する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ものである。
【0002】
【従来の技術】フルカラーディジタル複写機の普及に伴
い、オフィス文書のカラー化が容易になってきた。たと
えば、ディジタル複写機に対して、ユーザは、情報の編
集や加工を自由に行うことで、何らかの付加価値を要望
しているため、装置内部に半導体メモリで構成されたペ
ージバッファのような記憶手段を設けておく必要が出て
くる。しかしながら、フルカラーディジタル複写機で
は、イエロー、マジェンタ、シアン、ブラック各色が6
4〜256階調で記録されており、各色の情報をそのま
ま取り扱うと多量のメモリが必要になる。そこで、カラ
ー画像情報は、データ量を少なくするために、画像デー
タを圧縮する必要がある。フルカラーのような自然画像
を圧縮する方法は、離散コサイン変換(DCT)を用い
た変換符号化方式が標準化されていることから、この方
式を採用するのが一般的である。ただし、ディジタル複
写機の圧縮方式は、ネットワーク等を介して異機種間の
通信を行わなければ、標準方式とは異なる独自の圧縮方
式で処理しても差し支えない。
【0003】ところで、カラー化されたオフィス文書に
使用されている色は、特定の数色、たとえば赤、青、緑
等であることが多い。したがって、黒+特定N色のプラ
スNカラーディジタル複写機、たとえば黒+赤のプラス
1カラー複写機では、記録部を黒と赤の2色で済ますこ
とができる。このように、黒+特定N色からなるカラー
ディジタル複写機は、フルカラーディジタル複写機より
低コストで提供される。しかしながら、このようなフル
カラーディジタル複写機より低コストの黒+N色からな
るディジタル複写機であっても、編集のような情報加工
機能の付加が望まれているため、複写機内部に画像情報
を蓄積する記憶部が必要である。しかし、記憶容量に
は、限度があるため、画像情報を少なくするための画像
データ圧縮手段が必須になる。さらに、各記録色には、
記録画質を良好にするために階調性を持たせた方が望ま
しい。この時、各記録色毎に階調情報をDCT変換符号
化していくことが考えられるが、記録色は、3色を越え
るとフルカラー画像の圧縮よりも取り扱う画像データの
総量が多くなってしまう。
【0004】このように限定されたN色のカラー画像デ
ータを圧縮する技術としては、特開昭61−13168
4号公報に開示された技術がある。この技術は、二値化
したカラー画像データの白/黒および特定色のランレン
グスをそれぞれ求め、白/黒についてはそれぞれのラン
レングスを符号化し、特定色についてはそれを黒と見な
してランレングスを求めて符号化して特定色を表す符号
と共に出力するというものである。
【0005】また、特開昭63−164573号公報に
は、多階調のカラー画像データを特定N色に分類しつつ
圧縮する技術が開示されている。この技術は、カラー画
像データを所定の大きさのマトリクス単位で処理しつ
つ、当該マトリクス内部のRGB反射率の分散最大値を
与える成分を求め、その成分の平均値によりマトリクス
内部の当該成分を二値化してマトリクスを二分する領域
情報を求めてベクトル量子化し、さらに、それぞれの領
域内のRGB反射率の各成分の平均値を色情報としてベ
クトル量子化するというものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
技術は、明らかに二値化されたカラー画像データを対象
としたものであって、階調を有する画像に対しては適用
できない。また、後者の技術は、画素マトリクス内のカ
ラー画像データを処理して得られる領域情報と色情報と
を、それぞれ最小歪みとなる特定のパターンに近似して
いくベクトル量子化によって符号化していくため、基準
ベクトルとの歪みが復号の際に画素マトリクス内部の複
数画素におよぶ色ゴースト、もしくは画素マトリクスの
境界歪みになるという問題が発生する。
【0007】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、階調を有した特定N色のカラー画像データに
おける復元画像の歪みを最小にしつつ、効率的に圧縮す
る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。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、第1発明ないし第3発明が考えられた。 (第1発明)本発明のカラー画像圧縮方法におけるカラ
ー画像データは、カラー画像データを圧縮する際に、1
色当たりの階調情報(図1の2)をmビットで表現し、
N色に分類すると共に、階調情報(2)と色情報(図1
の3)とに分けて、当該階調情報(2)と色情報(3)
とを各々異なる方法で圧縮することを特徴とする。
【0009】(第2発明)本発明のカラー画像圧縮方法
は、階調情報(2)をm画素×mラインのブロック符号
化により圧縮すると共に、色情報(3)をmライン単位
で圧縮することを特徴とする。
【0010】(第3発明)本発明のカラー画像圧縮装置
は、色のRGB反射率を二次元空間にプロットした色分
離テーブルを備えた色マッピング手段(図1の1)と、
当該色マッピング手段(1)によって分離された階調情
報(2)を階調情報符号データ(図1の5a)に変換す
るDCT変換符号手段(図1の4a)と、前記色マッピ
ング手段(1)によって分離された色情報(3)を色情
報符号データ(図1の5b)に変換するランレングス符
号手段(図1の4b)とから構成される。
【0011】
【作 用】
(第1および第3発明)特定N色のカラー画像データ
は、任意の画素に対して、色マッピング手段によって、
色情報と階調情報とに分離される。すなわち、フルカラ
ー画像データの圧縮処理の前処理として、予め特定N色
にマッピングすることでカラー画像データを減少させ
る。すなわち、本発明のカラー画像圧縮方法におけるカ
ラー画像データは、1色当たりの階調情報をmビットで
表現するN色に分類して、階調情報+色情報で表現し、
階調情報と色情報を各々異なる方法で圧縮する。本発明
によれば、フルカラー画像データから特定N色のカラー
画像データに分類して、色情報と階調情報で表現すると
いう圧縮の前処理によって、画像データが削減される。
そして、分離された階調情報と色情報は、それぞれの情
報の特性にあった圧縮処理が行われる。
【0012】(第2発明)カラー画像データは、階調情
報をm画素×mラインのブロック単位で符号化すると共
に、色情報をmライン単位で二次元符号化するので、階
調情報と色情報それぞれの符号データがmライン毎に出
力される。したがって、上記階調情報と色情報は、最小
のメモリ量で記憶され、復元画像を出力することができ
る。
【0013】
【実 施 例】以下、図面を参照しつつ本発明の実施例
を詳細に説明する。図1は本発明の一実施例を示すブロ
ック構成図である。図1において、カラー画像圧縮装置
は、カラー画像データを圧縮するために、たとえばCP
Uの演算結果をテーブルにして持つと共に、カラー画像
データを階調情報2と色情報3とに分ける色マッピング
部1と、前記階調情報2を圧縮して階調情報符号データ
5aとする符号化処理部4aと、前記色情報3を圧縮し
て色情報符号データ5bとする前記符号化処理部4aと
異なる圧縮処理を行なう符号化処理部4bとから構成さ
れる。上記構成のカラー画像圧縮装置において、任意の
1画素の画像データは、たとえばカラーセンサで読み取
った1組のRGB反射率で表現されたもので、各々8ビ
ットで表される。以下、本明細書において、上記1組の
RGB反射率をカラー画像データと略記する。
【0014】カラー画像データは、色マッピング部1に
おいて、特定されたN色に分類される。色マッピング部
1は、1色当たりmビット(m≦8)の階調情報2と特
定N色にマッピングされた結果をコード化してlog2
Nビットに縮退された色情報3とを出力する。ただし、
色情報3は、このように必ずしも縮退する必要はなく、
場合によって、N色にマッピングした結果をNビットで
表現しても構わない。いずれにせよ、階調情報2と色情
報3とは、それぞれ特性に合った別々の圧縮方式によっ
て、符号化処理部4a、4bにおいて、階調情報符号デ
ータ5aと色情報符号データ5bとに変換される。
【0015】次に、色マッピング部1について詳細に説
明する。図2は本発明の一実施例を説明するためのもの
で、カラー画像データを「R−B」と「R−G」のパラ
メータとした極座標表現で表した図である。図2に示す
ように、任意の色のRGB反射率は、「R−B」と「R
−G」をパラメータとする二次元空間にプロットして、
その極座標表現が求められる。図2において、原点との
距離「L」を彩度、座標軸となす角度「Θ」を色相と見
なすことができる。今、色マッピング部1の入力カラー
画像データを(r、g、b)としたとき、「L」と
「Θ」とは、 L=SQR{(r−g)2 +(r−b)2 } ・・
(1)(SQR=平方根) Θ=arctan{(r−g)/(r−b)}・・
(2) のようにそれぞれ求められる。上記(2)式によって、
「Θ」が所定の分離したい色相に属しているか否かを調
べ、次いで上記(1)式によって、「L」が有彩色か否
かを調べる。「L」が有彩色か否かは、極座標平面にプ
ロットされた入力カラー画像データが原点からどれだけ
離れているか、すなわち「L」の大きさによって判定す
る。そして、いずれの条件も満たしていた場合には、そ
のときの入力カラー画像データを所定色にマッピングす
る。
【0016】図3は本発明の一実施例である色分離テー
ブルの一例を図示したものである。図3において、
「P」点と「Q」点は、それぞれカラー画像データから
「R−G」と「R−B」を求め、この色分離テーブル上
にプロットしたものである。「P」点の「ΘP 」は、青
色領域に属し、且つ「LP 」が無彩色域から外れている
ので、「P」点に対応したカラー画像データが青色にマ
ッピングされる。「Q」点の「ΘQ 」は、赤色領域に属
しているものの「LQ 」が無彩色域に入っているので、
「Q」点に対応したカラー画像データが無彩色、すなわ
ち黒にマッピングされる。この色分離テーブルによって
全てのカラー画像データは、赤/青/緑/黄/紫/黒の
6色に分離されることになる。そして、マッピングされ
た結果を表す色情報は、6色であるから3ビットで表現
することができる。カラー画像データの階調情報2は、
RGB反射率から輝度情報を、たとえば次のように計算
すると、(255−輝度情報)で表現することができ
る。 輝度情報=0.6G+0.3R+0.1B ・・・
(3) 輝度情報の求め方は、式(3)に限られるものではな
く、輝度情報を階調情報2に変換する際に階調補正を施
してもよい。こうして得られた階調情報2は、8ビット
で0〜255の範囲の値を取る。階調情報2は、8ビッ
トに限られるものではなく、量子化ステップを粗くとっ
てビット数を8ビット未満としてもよい。
【0017】色マッピング部1の出力である階調情報2
は、滑らかな自然画像となることから、JPEG(Jo
int Photographic Experts
Group)で標準化されたDCT変換符号化方式によ
り容易に圧縮できるので、符号化処理部4aにおいて、
DCT変換符号器を用いればよい。一方、カラー画像デ
ータのマッピングによって得られた色情報3は、色の区
分を示す情報であり、意味を持ったカラー画像データが
複雑に入り込む色区分となることは稀である。
【0018】図4(イ)および(ロ)は本発明の一実施
例で、あるカラー画像データをA、B、Cの3色にマッ
ピングした時の色毎のプレーンの状態を示す図である。
図5(イ)および(ロ)は本発明の一実施例で、あるカ
ラー画像データをA、B、Cの3色にマッピングした時
にA=0、0、B=0、1、C=1、1と2ビットで3
色を表現した時の二つのビットプレーンの状態を示す図
である。図4(イ)において、「A」、「B」、「C」
は、三つの色を表している。「A」色の領域は、図4
(ロ)の(a)に示すように「1」で表し、他の二色の
領域は、「0」で表す。また、「B」色の領域は、図4
(ロ)の(b)に示すように「1」で表し、他の二色の
領域は、「0」で表す。同様に、「C」色の領域は、図
4(ロ)の(c)に示すように「1」で表し、他の二色
の領域は、「0」で表す。
【0019】図5(イ)において、「A」、「B」、
「C」は、三つの色を表し、「A」色を「0、0」、
「B」色を「0、1」、「C」色を「1、1」と決め
る。そして、図5(ロ)に示すビット1プレーンとビッ
ト0プレーンとによって各領域が符号化される。このよ
うに色情報3をビットプレーンで扱うと、各プレーンの
0/1ランは、比較的長くなっている。よって、色情報
3については、ランレングス符号化による情報を保存し
た冗長度圧縮が可能で、ファクシミリで標準化されてい
るMH符号化方式やMR符号化方式などによって圧縮す
ることができる。
【0020】本実施例による画像圧縮装置では、DCT
変換符号化方式での処理に適した階調情報2と、ランレ
ングス符号化方式での処理に適した色情報3とを色マッ
ピング部1より得て、それぞれを別々の符号器で符号化
圧縮すればよい。たとえば、DCT変換符号器には、C
−Cube社のCL550を、ランレングス符号器に
は、AMD社のAm95C71をそれぞれ用いることが
できる。ところで、前述の「JPEG」では、画像デー
タを8画素×8ラインのブロック単位で符号化していく
ことから、8ライン分の画像データを取り込むごとに符
号が出力される。逆に復号時には、8ライン分の画像デ
ータがまとめて出力される。一方、ランレングス符号化
方式の代表的なMH/MR/MMR方式では、1ライン
毎に符号が出力され、1ライン毎に画像データが出力さ
れる。このように異なった2種類の符号データをハード
ディスクのような記憶装置へ書き込んだり、ISDNの
ようなディジタル通信網を介して遠隔地との送受信を行
うことを考えると、復号されてくる階調情報2と色情報
3を最小のメモリ量で記憶しつつ復元画像を出力できる
ことが望ましい。この場合はそれぞれを8ライン分記憶
できるメモリを用意すればよい。
【0021】図6(イ)および(ロ)は本発明の一実施
例で、カラー画像圧縮装置の他の構成例を示すブロック
図である。カラー画像圧縮装置は、前述の色マッピング
参照テーブルを備えた色マッピング処理部21と、後述
のラインメモリ24a、24bのいずれかを選択するセ
レクタ22と、前記色マッピング処理部21によって分
離された階調情報2を、たとえば8ライン分取り込むこ
とができるラインメモリ24a、24bと、当該ライン
メモリ24a、24bのいずれかを選択するセレクタ2
3と、セレクタ23から出力する階調情報2′を階調情
報符号データ5aに変換するDCT変換符号器25a
と、前記色マッピング処理部21により分離された色情
報3を色情報符号データ5bに変換するランレングス符
号器25bと、前記階調情報符号データ5aを復号され
た階調情報32に逆変換するDCT逆変換復号器31a
と、前記色情報符号データ5bを復号された色情報33
に逆変換するランレングス復号器31bと、前記復号さ
れた階調情報32、を取り込むために後述のラインメモ
リ36a、36bのいずれかを選択するセレクタ34
と、前記復号された色情報33を取り込むために後述の
ラインメモリ39a、39bのいずれかを選択するセレ
クタ37と、前記復号された階調情報32を、たとえば
8ライン分取り込むことができるラインメモリ36a、
36bと、前記復号された色情報33を、たとえば8ラ
イン分取り込むことができるラインメモリ39a、39
bと、前記ラインメモリ36a、36bのいずれかを選
択するセレクタ35と、前記ラインメモリ39a、39
bのいずれかを選択するセレクタ38とから構成され
る。
【0022】上記カラー画像圧縮装置において、入力カ
ラー画像データは、最初に式(1)ないし式(3)を予
め記憶させたROMなどで構成された色マッピング処理
部21における色マッピング参照テーブルによって、特
定N色に分類された階調情報2と色情報3とに変換され
る。前述のように、色情報符号器をMH/MR/MMR
で代表されるランレングス符号器25bを用いるので、
色情報3は、1ライン毎に符号化処理される。一方、階
調情報2は、8ライン単位で符号化する必要があること
から、一旦8ライン分の階調情報2を記憶できる容量の
ラインメモリ24aと24bに記憶される。ラインメモ
リ24aと24bを二つ備えた理由は、一方のラインメ
モリ24aに階調情報2を書き込んでいる最中に、もう
一方のラインメモリ24bに既に蓄えられた階調情報2
を読み出すようにして、連続的にカラー画像データを入
力できるようにしたためである。
【0023】セレクタ22、23は、ラインメモリ24
aと24bの入力/出力をそれぞれ切り替えるためのス
イッチの役割を果たしている。また、階調情報符号デー
タ5aおよび色情報符号データ5bを復号して階調情報
32および色情報33に変換した後におけるセレクタ3
4、37、および35、38とラインメモリ36a、3
6b、39a、39bは、上記と同様な理由によって設
けられたものである。8ライン単位の階調情報2′は、
DCT変換符号器25aによって階調情報符号データ5
aに圧縮される。階調情報符号データ5aと色情報符号
データ5bをファイルしたり伝送するには、階調情報を
処理するライン数単位でまとめて行えばよい。
【0024】図7(a)、(b)は本発明における一実
施例で、符号データの構成を示す図である。階調情報符
号データおよび色情報符号データの構成は、図7(a)
に示すように、8ライン単位でまとめられる。これに対
して、全体の階調情報符号データおよび色情報符号デー
タは、図7(b)に示すように、一方の階調情報符号デ
ータに続いて他方の色情報符号データを伝送すると、受
信側において、最初に受信した階調情報符号データを復
号し終わっても、色情報符号データを少なくとも1ライ
ン分復号しなければ画像データを出力できないことから
ページメモリが必要とされる。同様に、図7(b)に示
す形式でファイルされた符号データを読み出して復号す
る場合もページメモリが必要とされる。
【0025】符号データの伸長には、階調情報符号デー
タ5aと色情報符号データ5bは、復号画像の8ライン
分に相当する符号データ単位でDCT逆変換復号器31
aとランレングス復号器31bで逐次復号処理されてい
く。復号された色情報33は、1ライン毎に出力されて
くるが、復号された階調情報32が8ライン単位で出力
されるため、一旦8ライン分のラインメモリ39aと3
9bに記憶される。階調情報32についても同じく8ラ
イン分のラインメモリ36aと36bに記憶される。セ
レクタ34、35、37、38は、ラインメモリ36
a、36bおよびラインメモリ39a、39bの入力/
出力をそれぞれ切り替えるためのスイッチの役割を果た
している。このように構成することで、復号された画像
データは、連続的に出力することが可能になる。
【0026】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、フルカラー画像データから特定N色のカラー画像デ
ータに分類して色情報と階調情報で表現するという圧縮
の前処理によって、画像データが削減されるという効果
がある。そして、特性の異なる階調情報と色情報とが分
離されているので、これらの情報は、それぞれの情報の
特性にあった圧縮処理を行うことができる。さらに、階
調情報をm画素×mラインのブロック単位で符号化する
と共に、色情報をmライン単位で二次元符号化すること
から、階調情報と色情報それぞれの符号データは、mラ
イン毎に出力される。したがって、階調情報と色情報
は、最小のメモリ量で記憶され、復元画像を出力するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示すブロック構成図であ
る。
【図2】 本発明の一実施例を説明するためのもので、
カラー画像データを「R−B」と「R−G」のパラメー
タとした極座標表現で表した図である。
【図3】 本発明の一実施例である色分離テーブルの一
例を図示したものである。
【図4】 (イ)および(ロ)は本発明の一実施例で、
あるカラー画像データをA、B、Cの3色にマッピング
した時の色毎のプレーンの状態を示す図である。
【図5】 (イ)および(ロ)は本発明の一実施例で、
あるカラー画像データをA、B、Cの3色にマッピング
した時にA=00、B=01、C=11と2ビットで3
色を表現した時の2つのビットプレーンの状態を示す図
である。
【図6】 (イ)および(ロ)は本発明の一実施例で、
カラー画像圧縮装置の他の構成例を示すブロック図であ
る。
【図7】 (a)、(b)は本発明における一実施例
で、符号データの構成を示す図である。
【符号の説明】
1・・・色マッピング部 2・・・階調情報 3・・・色情報 4a,4b・・・符号化処理部 5a・・・階調情報符号データ 5b・・・色情報符号データ 21・・・色マッピング処理部 22、23、34、35、37、38・・・セレクタ 24a、24b、36a、36b、39a、39b・・
・ラインメモリ 25a・・・DCT変換符号器 25b・・・ランレングス符号器 31a・・・DCT逆変換復号器 31b・・・ランレングス復号器 32・・・復号された階調情報 33・・・復号された色情報

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カラー画像データを圧縮する際に、カラ
    ー画像データは、1色当たりの階調情報をmビットで表
    現し、N色に分類すると共に、階調情報と色情報とに分
    けて、当該階調情報と色情報とを各々異なる方法で圧縮
    することを特徴とするカラー画像圧縮方法。
  2. 【請求項2】 階調情報をm画素×mラインのブロック
    符号化により圧縮すると共に、色情報をmライン単位で
    圧縮することを特徴とする請求項1記載のカラー画像圧
    縮方法。
  3. 【請求項3】 色のRGB反射率を二次元空間にプロッ
    トした色分離テーブルを備えた色マッピング手段と、 当該色マッピング手段によって分離された階調情報を階
    調情報符号データに変換するDCT変換符号化手段と、 前記色マッピング手段によって分離された色情報を色情
    報符号データに変換するランレングス符号化手段と、 から構成されることを特徴とするカラー画像圧縮装置。
JP4327519A 1992-11-13 1992-11-13 カラー画像圧縮方法およびカラー画像圧縮装置 Pending JPH06152973A (ja)

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US6836564B2 (en) 2000-04-28 2004-12-28 Denso Corporation Image data compressing method and apparatus which compress image data separately by modifying color

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