JPH067688B2 - カラ−画像情報の符号化処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はカラー画像情報の符号化処理方法に係り、特に
複数の画素を１つのブロツクとして符号化処理する符号
化処理方法に関する。

〔発明の背景〕

階調を有する白黒画像情報の符号化処理方法として、画
像を複数画素を含むブロツクに分割し、ブロツク内の画
情報を階調情報と分解能情報に分離して信号量を圧縮
し、それぞれの情報を符号化処理する方法がある。

第１図は上記従来の画像情報符号化処理を実施する処置
装置のブロツク図で、画情報入力端子１００から入力さ
れる画情報の１部はバツフアメモリ１０１に蓄積された
後、信号処理装置１０２により後述するように階調情報
と分解能情報に変換される。

すなわち、第２図(a)に示すように、画像を構成する画
素を４×４画素の領域（１つのブロツク）２０１に区画
し、ブロツク内の各画素の階調レベルをｘ_ｉとした場
合、各画素の階調レベルは(b)に示すブロツク２０２の
ようにｙ_ｉで表わされる階調情報と分解能情報に変換さ
れる。ここで、 であり、 は分解能情報、ａ_０，ａ_１は階調情報である。

分解能情報 は、ブロツク２０１内の全画素の階調レベルｘ_ｉの平均
値ｘ_Ｔ をしきい値とし、 ｘ_ｉ≧ｘ_Ｔのとき ｘ_ｉ＜ｘ_Ｔのとき となる。

階調情報ａ_０，ａ_１は、階調レベルｘ_ｉがしきい値ｘ_Ｔ
より小さい画素の階調レベルｘ_ｉの平均値、階調レベル
ｘ_ｉがしきい値ｘ_Ｔ以上の画素の階調レベルｘ_ｉの平均
値で、 となる。

そして両階調情報ａ_０，ａ_１の差がある値ｎよりも小さ
い場合、あるいは画素数Ｎ_０，Ｎ_１の一方がある数ｍよ
り少ない場合には、ブロツク内の画素をすべて同一の階
調情報とする場合がある。

情報変換前の１つのブロツク２０１の画素の階調レベル
ｘ_ｉが１６階調で画素数が１６個ある場合、１ブロツク
内の信号量は、４ビツト×１６＝６４ビツトとなる。こ
れに対して、前述のように情報変換すると１つのブロツ
ク２０２内の信号量は階調情報ａ_０，ａ_１にそれぞれ４
ビツト、分解能情報 として１６ビツトの計２４ビツトに圧縮できる。

このようにして得られた階調情報ａ_０，ａ_１と分解能情
報 が符号化装置１０３，１０４により符号化処理されて符
号化情報となり、階調情報出力端子１０５４と分解能情
報出力端子１０６から出力される。

このような符号化処理法をフルカラー画像情報処理に適
用すると、カラー画像を等色する３原色に関する３つの
画像情報についてそれぞれ上記のようにブロツク化して
圧縮変換することになるので、３組の階調情報と分解能
情報となり、信号量は２４ビツト×３＝７２ビツトとな
つてしまう。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、カラー画像情報をより少ない信号量に
圧縮変換して符号化できるカラー画像情報の符号化処理
方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、上記目的を達成るために、カラー画像を表現
する３つの原色、すなわち、赤，緑，青あるいはシア
ン，マゼンダ，イエローの情報の符号化処理方法におい
て、カラー画像を表現する画素を隣接する複数の画素毎
にブロック化し、このブロック内の画素を、前記３つの
原色の各色毎にその平均階調レベルをしきい値として２
つのグループに分け、これら各グループの前記３つの原
色の各色毎の平均階調レベルを求め、この平均階調レベ
ルを用いて各グループの前記３つの原色の平均階調レベ
ルから構成される近似色を定め、前記ブロック内の各画
素の色と前記各グループの近似色との色素をそれぞれ求
め、前記ブロック内の各画素を、各画素毎に前記各グル
ープの近似色のうちどのグループの近似色との色差が小
さいかを判定し色差が小さいと判定されたグループの近
似色をその画素の近似色として、前記各グループの近似
色のうちの何れかに類別し、前記ブロック内の画情報を
前記近似色を表わす色情報と各画素の色が前記各グルー
プの近似色のうちの何れに類別されたかを表わす分解能
情報とに分離し、この色情報と分解能情報をそれぞれ符
号化処理することを特徴とする。

従来の信号圧縮処理をフルカラー画像情報処理に適用す
ると、１つのブロツク内に現われる色の数は、３つの原
色に関する３つの階調情報の組み合せで決まるため、ブ
ロツク内では最大数で２の３乗となる。しかし人間の視
覚特性の１つとして視覚が微小角になるほど色に対する
弁別能力が低下する。従つてブロツク内で発生する頻度
の少ない色、すなわち表示面積が小さい色は知覚しにく
い。本発明はこのような視覚特性を利用して情報量を効
果的に減少させている。

〔発明の実施例〕

第３図は本発明の符号化処理方法を実施する符号化処理
装置のブロツク図である。

バツフアメモリ３００〜３２０は画情報入力端子３３０
〜３５０から入力される原画像の３原色の赤，緑，青に
関する画情報を記憶する。信号整形装置３６０は赤，
緑，青の信号レベル範囲の設定、あるいはこれら３つの
信号間の変換演算を行なう。信号処理装置３７０は、信
号整形装置３６０を介してバツフアメモリ３００〜３２
０から例えば４×４個の画素で構成される１つのブロツ
クの画像情報を入力し、該ブロツク内を例えば２つの近
似色で近似表現するための色情報と、該ブロツク内の各
画素の色が前記近似色の何れに類別されるかを表わす分
解能情報に変換する。符号化処理装置３８０，３９０は
前記信号処理装置３７０から入力される色情報と分解能
情報をそれぞれ符号化して符号化情報出力端子４００，
４１０に出力する。色識別装置４２０は該ブロツク内が
有彩色かを識別し、有彩色である場合には符号化情報に
有彩色であることを識別する符号語を付加して色情報と
分解能情報に関する符号化処理をすることを指示し、無
彩色である場合には無彩色であることを識別する符号語
を付加して階調情報と分解能情報に関する符号化処理を
することを指示し、また該ブロツク内が白黒２値である
場合には無彩色２値であることを識別する符号語を付加
して分解能情報のみを符号化処理することを指示する。

第４図を参照して信号処理装置３７０の一例を説明す
る。しきい値演算装置３７１は、信号整形装置３６０か
ら信号伝送路３７２を介して、１つのブロツク内の各画
素ｘ_ｉの赤，緑，青に関する階調レベル信号ｒ_ｉ，
ｇ_ｉ，ｂ_ｉを入力する。そして、該ブロツク内の全画素
ｘ_ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）を用い、ブロック内の平均階調レベ
ル，，を次式のように求める。

比較演算装置３７３はしきい値演算装置３７１で求めた
ブロツク内平均階調レベル，，をしきい値として
該ブロツク内の各画素の階調レベルｒ_ｉ，ｇ_ｉ，ｂ_ｉを
２つのグループに分ける。例えば赤の場合には、をし
きい値としてｒ_ｉ≧のグループとｒ_ｉ＜のグループ
に分ける。

色情報演算装置３７４は、上記で得られた各グループの
平均階調レベル_１，_２，_１，_２，_１，_２を
次式に従つて求める。

ここで、Ｎ_ｒ１はブロツク内でｒ_ｉが以上である画素
数Ｎ_ｒ２はｒ_ｉが以下の画素数である。

そして_１，_２，_１，_２も同様に求められる。

表１は以上に説明した信号処理に数値列を適用した結果
を示す。符号化処理するために階調レベルの値は整数化
している。

このようにブロツク内の画素の平均階調レベル，，
をしきい値として得られた階調レベル_１，_２，
_１，_２，_１，_２を用いて定められる２つの色（
_１，_１，_１）と（_２，_２，_２）を該ブロツク
内を近似表現する色情報として色情報出力端子３７５に
出力する。この信号処理によれば、４×４画素のブロツ
クにおいて、各原色が１６階調である場合の信号量は、
４ビツト×６＝２４ビツトで足りる。

次に、分解能情報演算装置３７６により、ブロツク内の
各画素の色が、前記２つの近似色（_１，_１，_１）
または（_２，_２，_２）の何れに似ているかを次式
により類別する。

ｉｆ （ｒ_ｉ−_１）^２＋（ｇ_ｉ−_１）^２＋（ｂ_ｉ−
_１）^２ ＜（ｒ_ｉ−_２）^２＋（ｇ_ｉ−_２）^２＋（ｂ_ｉ−
_２）^２ ｔｈｅｎ _ｉ＝１ ｅｌｓｅ _ｉ＝０ この式は各画素の色（ｒ_ｉ，ｇ_ｉ，ｂ_ｉ）と、各グルー
プの色（_１，_１，_１），（_２，_２，_２）と
の色差を求め、色素の小さい方の色で各画素の色を近似
するためのものである。そして、ｉは１〜Ｎまでのブロ
ツク内画素を示し、_ｉは各画素が２つの色（_１，
_１，_１），（_２，_２，_２）の何れの方に類別さ
れるかを示す分解能情報であつて分解能情報出力端子３
７７に出力される。例えば_ｉ＝１の場合には（_１，
_１，_１），_ｉ＝０の場合には（_２，_２，
_２）で表わされる色を意味する。

表２は表１に示した数値例を用い、上記の類別処理をし
た場合の分解能情報を示す。４×４画素の１ブロツクに
おいてこの分解能情報の信号量は１６ビツトである。

このように信号処理されたブロツク内の各画素ｙ_ｉの表
わす色Ｙ_ｉは次式で表わされる。

ｉｆ _ｉ＝１ ｔｈｅｎ Ｙ_ｉ＝（_１，_１，_１） ｅｌｓｅ Ｙ_ｉ＝（_２，_２，_２） 以上のようにして、原画像情報の１つのブロツク内の画
像情報ｒ_ｉ，ｇ_ｉ，ｂ_ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）は、信号処理に
より圧縮されて、２つの近似色を表わす色情報_１，
_２，_１，_２，_１，_２および各画素が何れの近似
色を類別されるかを示す分解能情報_ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）
となる。

第５図は、表１，２で示した数値例を用いて得た分解能
情報_ｉを示す。この場合、色情報は ｉｆ _ｉ＝１ ｔｈｅｎ Ｙ_ｉ＝（１３，１２，１１） ｅｌｓｅ Ｙ_ｉ＝（１０，９，７） である。そして４×４画素の１つのブロツクの画像情報
の合計信号量は４０ビツトである。

ここである数ｍ，ｎを設定し、ブロツク内を表わす２つ
の近似色（_１，_１，_１），（_２，_２，_２）
の何れかに類別される画素数がｍより少ない場合、ある
いは２つの近似色（_１，_１，_１），（_２，
_２，_２）の色差がｎより少なく次の論理式が真とな
る場合には、ブロツク内の全画素を１つの近似色、例え
ばブロツク内の平均階調（，，）で近似表現でき
る。

（｜_１−_２｜＜ｎ）ＡＮＤ（｜_１−_２｜＜ｎ） ＡＮＤ（｜_１−_２＜ｎ） この場合には、ブロツク内の画素の色の類別を示す分解
能情報_ｉは全て“０”または“１”で表わされ、従つ
てこの分解能情報_ｉを観察することでブロツク内が１
つの近似色で近似表現されていることを判断できる。

このような信号処理で得られた色情報と分解能情報は前
述したように符号化処理装置３８０，３９０でそれぞれ
符号化される。

先ず、分解能情報の符号化について説明する。１つのブ
ロツク内を２つの近似色で近似表現する場合は、分解能
情報_ｉは各画素に対応した“０”，“１”の２値情報
である。従つてこの分解能情報は、白黒２値画像情報の
符号化方法として国際標準となつているＭＨ（モデイフ
アイド ハフマン）符合化方式あるいはＭＲ（モデイフ
アイドリード）符合化方式などの符合化方式を適用する
とよい。

次に、色情報の符合化方法について説明する。１つのブ
ロツクの色情報は、ブロツク内の画素の階調レベルの分
布に従つて画素をグループ分けし、各グループの階調レ
ベルを平均化して得たものであるから、隣接するブロツ
クの色情報との相関性が高いと考えられる。１つのブロ
ツク内を２つの近似色で表わす場合、あるブロツクの色
情報（_１，_１，_１），（_２，_２，_２）と、
これに隣接するブロツクの色情報（_１′，_１′，
_１′），（_２′，_２′，_２′）の各要素の差分、
例えば｜ｒ_１−_１′｜，｜ｒ_２−_２′｜等の値は小
さな偏差となることが予測される。そこで、符号化を行
なうブロツク（注目ブロツク）に隣接する１つあるいは
複数のブロツクから色情報を予測し、注目ブロツクの色
情報とこの予測色情報との差分を符合化するとよい。符
合化方式は、例えば上記差分を発生確率の高い順番に順
位付けして差分値を正値に変換し、得られた順位値をワ
イル符号等で表わすことで少ない信号量の符合化情報と
することができる。

こうして得られた分解能情報に関する符合化情報と、色
情報に関する符合化情報および次に伝送する情報が上記
何れの符合化情報であるかを識別する情報を組み合せて
伝送することにより、効率よいカラー画像情報の伝送が
可能となる。

色識別装置４２０は色情報を入力してブロツク内の色が
有彩色であるか無彩色であるかを識別する。例えば、定
数ｕを設定し、次の論理式が真である場合にはブロツク
内の色を有彩色と判断する。

（｜_１−_１｜＜ｕ）ＡＮＤ（｜_１−_１｜＜ｕ）
ＡＮＤ （｜_１−_１｜＜ｕ）ＡＮＤ（｜_２−_２｜＜ｕ）
ＡＮＤ （｜_２−_２｜＜ｕ）ＡＮＤ（｜_２−_２｜＜ｕ） そして、上記論理式が真となる有彩色のブロツクが連続
して現れる場合には、符合化処理装置３８０，３９０
は、ある連続長のブロツクが有彩色であることを識別す
るための符合語を付加して分解能情報および色情報に関
する符合化情報を伝送する。

無彩色の場合には、色情報から次式に従つて階調情報Ｉ
_１，Ｉ_２を算出し、 Ｉ_１＝ｋ_１・_１＋ｋ_２・_１＋ｋ_３・_１ Ｉ_２＝ｋ_４・_２＋ｋ_５・_２＋ｋ_６・_２ （ｋ_１〜ｋ_６は係数） ある連続長のブロツクが無彩色であることを識別するた
めの符号語を付加して分解能情報および階調情報に関す
る符合化情報を伝送し、伝送信号量を低減する。

また色識別装置４２０は次の論理式に従つてブロツク内
の色が白黒の２値であるかどうかを識別する。

（｜_１−_１｜＜ｕ）ＡＮＤ（｜_１−_１｜＜ｕ）
ＡＮＤ （｜_１−_１｜＜ｕ）ＡＮＤ（｜_２−_２｜＜ｕ）
ＡＮＤ （｜_２−_２｜＜ｕ）ＡＮＤ_２−_２｜＜ｕ）ＡＮ
Ｄ （_１＞ｖ）ＡＮＤ（_１＞ｖ）ＡＮＤ（_１＞ｖ）Ａ
ＮＤ （_２＜ｗ）ＡＮＤ（_２＜ｗ）ＡＮＤ（_２＜ｗ） ここでｕ，ｖ，ｗは適宜定めた定数で、この論理式が真
である場合には、ブロツク内の色が白黒２値であると識
別する。この場合には、符号化処理装置３８０，３９０
は分解能情報を、従来の白黒２値画像情報処理と同様に
符号化し、伝送する信号量を低減する。

以上に述べた実施例では、カラー画像を等色、再現する
３つの原色を赤，緑，青とする場合であるが、減法混色
で利用されているシアン，マゼンタ，イエローを用いる
こともできる。

また階調情報の符号化処理においては、ブロツク内の階
調レベルが同値のまま連続するラン長を計測し、このラ
ン長を符合化処理することもできる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、カラー画像を構成する
複数の画素から成る１つのブロツクの近似色を求め、各
画素を近似色に類別し、１つのブロツクの画情報を近似
色に表わす色情報と各画素が何れの近似色に類別された
かを表わす分解能情報に分離するので、カラー画像情報
を少ない信号量で符合化ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の画像情報符号化処理装置のブロツク図、
第２図(a)，(b)は１つのブロツクの画素構成図、第３図
は本発明方法を実施するためのカラー画像情報符号化処
理装置のブロツク図、第４図はその信号処理装置のブロ
ツク図、第５図は１つのブロツクの分解能情報分布図で
ある。 ３７０……信号処理装置、３７１……しきい値演算装
置、３７３……比較演算装置、３７４……色情報演算装
置、３７６……分解能情報演算装置、３８０，３９０…
…符号化処理装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カラー画像を表現する３つの原色の情報の
   符号化処理方法において、カラー画像を構成する画素を
   隣接する複数の画素毎にブロック化し、このブロック内
   の画素を、前記３つの原色の各色毎にその平均階調レベ
   ルをしきい値として２つのグループに分け、これら各グ
   ループの前記３つの原色の各色毎の平均階調レベルを求
   め、この平均階調レベルを用いて各グループの前記３つ
   の原色の平均階調レベルから構成される近似色を定め、
   前記ブロック内の各画素の色と前記各グループの近似色
   との色差をそれぞれ求め、前記ブロック内の各画素を、
   各画素毎に前記各グループの近似色のうちどのグループ
   の近似色との色差が小さいかを判定し色差が小さいと判
   定されたグループの近似色をその画素の近似色として、
   前記各グループの近似色のうちの何れかに類別し、前記
   ブロック内の画情報を前記近似色を表わす色情報と各画
   素の色が前記各グループの近似色のうちの何れに類別さ
   れたかを表わす分解能情報とに分離し、この色情報と分
   解能情報をそれぞれ符号化処理することを特徴とするカ
   ラー画像情報の符号化処理方法。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記色情
   報は隣接するブロックから得られる色情報との差分を符
   号化処理し、分解能情報についてはラン長を符号化処理
   することを特徴とするカラー画像情報の符号化処理方
   法。