JPH082083B2 - Multi-level image block coding device - Google Patents

Multi-level image block coding device

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JPH082083B2
JPH082083B2 JP62142501A JP14250187A JPH082083B2 JP H082083 B2 JPH082083 B2 JP H082083B2 JP 62142501 A JP62142501 A JP 62142501A JP 14250187 A JP14250187 A JP 14250187A JP H082083 B2 JPH082083 B2 JP H082083B2
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value
block
gradation
representative
gradation value
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忠 松田
文隆 安部
宏 越智
誠 小林
久 茨木
敏 南
納 中村
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Fujitsu Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明は、多値画像を複数画素で構成されるブロック
に分割し、該ブロック内の最大階調値と最小階調値の差
分を閾値と比較して、ブロック内の代表階調値を求めて
多値画像をブロック毎に符号化する符号化方式におい
て、前記閾値を前記ブロック内の階調値の空間分布に応
じて設定することで、ノイズの符号化量を低減しつつ階
調差の小さいエッジ部分の復元を可能にした。
DETAILED DESCRIPTION [Outline] The present invention divides a multi-valued image into blocks composed of a plurality of pixels and compares the difference between the maximum gradation value and the minimum gradation value in the block with a threshold value. In a coding method in which a representative grayscale value in a block is obtained and a multi-valued image is coded for each block, by setting the threshold according to the spatial distribution of grayscale values in the block, the code of noise It is possible to restore the edge part with a small gradation difference while reducing the amount of conversion.

〔産業上の利用分野〕[Industrial applications]

本発明は、多値画像のブロック符号化方式に係り、特
に、ノイズの符号化量を低減しつつ階調差の小さいエッ
ジ部分の復元を可能にできる多値画像のブロック符号化
方式に関する。
The present invention relates to a block coding method for a multi-valued image, and more particularly to a block coding method for a multi-valued image capable of restoring an edge portion having a small gradation difference while reducing a noise coding amount.

数値データに比べて情報量が桁違いに大きい画像デー
タ、特に、中間調画像やカラーの画像のデータを蓄積
し、あるいは、高速、高品質で伝送するためには、画素
毎の階調値を高能率に符号化する必要がある。
In order to store image data whose information amount is orders of magnitude larger than numerical data, especially halftone images and color image data, or to transmit at high speed and high quality, the gradation value for each pixel must be It needs to be encoded with high efficiency.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、上記の課題を解決するための手段として、既に
ブロック符号化方式が以下に示す通り提案されている。
Conventionally, as a means for solving the above problems, a block coding method has already been proposed as shown below.

(1) 電子情報通信学会論文誌 1987年1月号,Vol.J70−B,No.1 「濃淡画像の差分適応ブロック符号化」 (2) 画像電子学会研究予稿 86-02-05 「濃淡画像の多階調型ブロック符号化」 (3) 電子情報通信学会 昭和62年総合全国大会予稿 1359 「カラー画像の可変ブロックサイズ符号化方式」 これらの方式は、多値画像を、隣接する所定の複数画
素からなるブロックに分割し、このブロック内の画情報
を、そのブロックを代表する少数の階調(階調成分)
と、そのブロック内において上記の代表階調がどのよう
に配置されているかを示す情報(分解能成分)によって
表し、符号化する方式である。上記(1),(2),
(3)の方式は、ブロックを表現する代表階調数の与え
方と、代表階調値の求め方が異なる。
(1) IEICE Transactions, January 1987, Vol.J70-B, No.1 “Differential adaptive block coding of grayscale images” (2) IEICE research paper 86-02-05 “Grayscale images” (3) IEICE General Conference 1988 Proposal 1359 "Color image variable block size encoding" It is divided into blocks of pixels, and the image information in this block is divided into a few gradations (gradation components).
And information (resolution component) indicating how the above-mentioned representative gradation is arranged in the block, and the encoding is performed. Above (1), (2),
The method (3) is different in the method of giving the number of representative gradations representing a block and the method of obtaining the representative gradation value.

以下では、画像信号が256階調(8bit/画素)で、4×
4画素にブロックをとった場合について説明する。
In the following, the image signal has 256 gradations (8 bits / pixel) and 4 ×
The case where a block is set to 4 pixels will be described.

(1)の方式 この方式は、画像をm×m画素の大きさのブロックに
分割してブロック内の最大階調値と最小階調値の間を2n
レベルに線形量子化し、これをビットプレーン形式で伝
送するものである。
Method (1) In this method, an image is divided into blocks each having a size of m × m pixels, and a value between the maximum gradation value and the minimum gradation value in the block is 2 n.
It linearly quantizes the level and transmits it in a bit plane format.

画像情報を基準レベル、差分値、分解能成分(ビット
プレーン情報)の3成分に分けることを特徴とする。
The image information is characterized by being divided into three components of a reference level, a difference value, and a resolution component (bit plane information).

m=4,n=2の場合について説明すると、各ブロック
の階調値の最大値Lmaxと最小値Lminの間を第6図に示す
ように等分割する。
Explaining the case of m = 4 and n = 2, the maximum value L max and the minimum value L min of the gradation value of each block are equally divided as shown in FIG.

LA,LD,Pi,Qjは次式で与えられる。L A , L D , P i and Q j are given by the following equations.

基準レベル:LA=(Lmax+Lmin)/2 … 差分値 :LD=(Lmax−Lmin/2 … 濃淡画像では、階調変化の小さいブロック程、少ない
階調数で近似表現し得る。
Reference level: L A = (L max + L min ) / 2… Difference value: L D = (L max −L min / 2…) In a grayscale image, a block having a smaller gradation change can be approximated with a smaller number of gradations.

そこで、第7図に示すように、LDを閾値T1,T2と比較
し、ブロック内の階調変化の大きさに応じて、1,2、4
階調で近似表現する。
Therefore, as shown in FIG. 7, L D is compared with threshold values T 1 and T 2, and 1 , 2 , 4 are determined according to the magnitude of gradation change in the block.
Approximately expressed by gradation.

最大4階調(階調成分)を用いるため、ブロック内で
階調を指定するには、画素毎に最大2bitの情報(分解能
成分)が必要である。2bitの分解能成分Φ1,Φ2はそれ
ぞれビットプレーン形式で符号化される。
Since a maximum of 4 gradations (gradation components) is used, a maximum of 2 bits of information (resolution component) is required for each pixel in order to specify gradation within a block. The 2-bit resolution components Φ 1 and Φ 2 are encoded in the bit plane format.

(2)の方式 この方式は、画像をm×m画素のブロックに分割した
後、ブロック内の最大値と最小値の大きさに応じて1,2,
3・・・と階調数を与え、非線形量子化し、これをビッ
トプレーン形式で伝送するものである。
Method (2) This method divides an image into blocks of m × m pixels, and then 1, 2,
3 ... and the number of gradations are given, nonlinear quantization is performed, and this is transmitted in the bit plane format.

ブロック内の表示階調数を閾値T1,T2・・・と比較し
て決定するのは同様であるが、代表階調とその代表階調
の配置を、例えば、K平均アルゴリズムを用いて決定
し、代表階調を非等間隔にとることを特徴とする。
It is similar to determine the number of display gradations in the block by comparing with the thresholds T 1 , T 2, ..., However, the representative gradation and the arrangement of the representative gradation are determined by using, for example, a K-means algorithm. It is characterized in that the representative gradations are determined and the representative gradations are set at non-uniform intervals.

第8図に4階調Q1,Q2,Q3,Q4を表す場合の例を示
す。
FIG. 8 shows an example of expressing four gradations Q 1 , Q 2 , Q 3 , and Q 4 .

(3) の方式 この方法は、画像をm×m画素のブロックに分割した
後、ブロック内の階調Xijを次式により3つのモードに
分けて代表階調を求め近似表現している。
Method (3) In this method, after dividing the image into blocks of m × m pixels, the gradation X ij in the block is divided into three modes according to the following equations, and representative gradations are obtained and approximated.

1階調表現:MAX{Xij}−MIN{Xij}≦T1 1≦i,j≦m … 多階調表現:上記以外か、且つ,又は以外の条件
のとき ただし、MAX{・},MIN{・}は最大値,最小値を表
わし、 はそれぞれ平均値より大きい階調と、平均値より小さい
階調を表す。
One gradation expression: MAX {X ij } -MIN {X ij } ≦ T 1 1 ≦ i, j ≦ m ... Multi-gradation expression: under conditions other than the above and / or conditions where MAX {•} and MIN {•} represent maximum and minimum values, Represents a gradation higher than the average value and a gradation lower than the average value, respectively.

代表階調として、1階調表現の時は平均値、2階調表
現の時は の平均値、多階調表現の時は1/2サブサンプリングした
後、予測誤差信号を3ビット非線形量子化(DPCM)を適
用する。
As a representative gradation, an average value is used when expressing 1 gradation, and an average value is used when expressing 2 gradations. In case of multi-gradation expression, 1/2 sub-sampling is applied, and then 3-bit nonlinear quantization (DPCM) is applied to the prediction error signal.

T1,T2は閾値であり、この方式では、T1として第9図
に示すように、ブロック平均値により可変の閾値T1を用
いることと、同一階調数のブロックが隣接するとき、そ
れらのブロックの領域が所定の形状に含まれる場合に限
り、領域統合し、複数個のブロックを接続した領域を、
少数の階調で近似表現することを特徴とする。
T 1 and T 2 are threshold values. In this method, as shown in FIG. 9 as T 1 , a variable threshold value T 1 is used according to the block average value, and when blocks of the same gradation number are adjacent, Only when the areas of those blocks are included in the specified shape, the areas are integrated and the area where multiple blocks are connected is
The feature is that it is approximated with a small number of gradations.

また、上記の方式とは別に、雑音が乗った画像のよう
な特性を持つ網点写真をブロック符号化するとき、圧縮
率を向上させるため、前処理法が次の文献で提案されて
いる。
In addition to the above method, a preprocessing method has been proposed in the following document in order to improve the compression rate when block-coding a halftone dot picture having characteristics such as a noisy image.

・電子情報通信学会論文誌 1987年2月号 Vol.No.J70−B,No.2 「網点写真の識別処理方法」 この方法では、短い周期で白黒が変化する網点領域の
識別を次の手順で行なっている。
・ IEICE Transactions February 1987 Vol.No.J70-B, No.2 "Method for Discriminating Halftone Photographs" In this method, it is possible to discriminate halftone dot areas where black and white change in a short cycle. The procedure is as follows.

第10図に識別処理のフローを示す。 FIG. 10 shows the flow of identification processing.

(1) 画像信号をN×N画像からなるブロックに分割
する。
(1) The image signal is divided into blocks of N × N images.

(2) ブロック内画信号の最大レベルMAXLと最小レベ
ルMINLを求める。
(2) Obtain the maximum level MAXL and the minimum level MINL of the block image signal.

(3) 予め定められた基準値Pと比較して、以下の判
定を行なう。
(3) The following judgment is made by comparing with a predetermined reference value P.

MAXL−MINL<Pであれば、非網点ブロックと判定す
る。
If MAXL-MINL <P, it is determined to be a non-halftone dot block.

MAXL−MINL≧Pであれば、(4)以下の処理を行な
う。
If MAXL-MINL ≧ P, the following processing (4) is performed.

(4) ブロック内画信号の平均値で、各画素を2値化
する。
(4) Each pixel is binarized by the average value of the image signal in the block.

(5) ブロック内の主走査方向に連続する画素間で発
生する0/1変化の回数KHを求める。
(5) Find the number of 0/1 changes K H that occur between consecutive pixels in the block in the main scanning direction.

また、同様に副走査方向についても0/1変化の回数KV
を求める。
Similarly, in the sub-scanning direction, the number of 0/1 changes K V
Ask for.

(6) 予め定められた基準値Tと比較して、以下の判
定を行なう。
(6) The following judgment is made by comparing with a predetermined reference value T.

KH≧TかつKV≧Tであれば、網点ブロックと判定す
る。
If K H ≧ T and K V ≧ T, it is determined as a halftone dot block.

KH<TまたはKV<Tであれば、非網点ブロックと判
定する。
If K H <T or K V <T, it is determined as a non-halftone dot block.

そして、網点領域と判定されたブロックには、網点構
造を除去するため、3×3画素のマスクの平滑化フィル
タをかけていた。
Then, in order to remove the halftone dot structure, the block determined as the halftone dot area is subjected to a smoothing filter of a mask of 3 × 3 pixels.

そして、平滑化処理がされたブロックに対して符号化
処理していた。
Then, the block for which the smoothing process has been performed is coded.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

従来技術のブロック符号化方法においては、ブロック
に割り当てる代表階調数を、単にブロック内の階調レベ
ル差に応じて与えていたため、雑音とエッジの区別がで
きず、雑音を含む画像では、階調差の小さいエッジまで
再現しようとすると、符号量が増大するという問題があ
った。
In the block encoding method of the conventional technology, the number of representative gradations to be assigned to a block is simply given according to the difference in gradation level within a block, so noise and edges cannot be distinguished, and in an image containing noise, There is a problem in that the code amount increases when trying to reproduce even edges with small tonal differences.

更に、上記(1),(2)の符号化方式では、代表階
調を固定閾値T1,T2と比較して決定するため、階調変化
の小さなエッジや模様を低い符号量で再現することが難
しかった。
Further, in the encoding methods (1) and (2), the representative gradation is determined by comparing with the fixed thresholds T 1 and T 2 , so that an edge or a pattern with a small gradation change is reproduced with a low code amount. It was difficult.

これに対して上記(3)の符号化方式では、可変閾値
を用いるため、中間のレベルの平均階調を持つブロック
では、階調差の小さいエッジも再現することができた。
しかし、雑音を含む画像では、符号量が増大するという
問題があった。
On the other hand, in the encoding method of the above (3), since the variable threshold value is used, it is possible to reproduce an edge having a small gradation difference in a block having an average gradation of an intermediate level.
However, there is a problem that the code amount increases in an image including noise.

また、従来の網点写真の識別処理方法におていは、網
点画像を符号化するとき圧縮率を高めるのに有効であっ
た。しかし、通常の自然画像では、雑音のある領域が網
点ブロック、エッジのあるブロック非網点ブロックに対
応させても、網点ブロックを平滑化するだけでなく、分
解能成分が劣化し、良好な画像が得られなかった。
In addition, the conventional halftone dot photograph identification processing method is effective in increasing the compression rate when encoding a halftone dot image. However, in a normal natural image, even if a noisy area corresponds to a halftone dot block or a block with an edge and a non-halftone dot block, not only the halftone dot block is smoothed but also the resolution component deteriorates, which is good. No image was obtained.

本発明の目的は、前述した従来の問題に鑑み、ノイズ
の符号化量を低減しつつ階調差の小さいエッジ部分の復
元を可能にできる多値画像のブロック符号化方式を提供
することにある。
In view of the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to provide a block coding method for a multi-valued image capable of restoring an edge part having a small gradation difference while reducing the coding amount of noise. .

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そして、この目的は、複数の画素からなるブロックに
分割された多値画像の該ブロック内の最大階調値と最小
階調値とを求める手段と、該ブロック内の最大階調値と
最小階調値との差分と、予め定められた閾値とを比較し
て、該ブロック内の代表階調数を求める手段と、該代表
階調数に基づいて、前記最大階調値と最小階調値との範
囲内を量子化して代表階調値を求める手段と、該ブロッ
ク内の代表階調値の分布範囲を示す差分値と、該分布範
囲内に設定される基準値と、該ブロック内の各画素の階
調値が前記代表階調値のうちいずれの値であるかを示す
分解能成分とを算出する手段とを備え、前記算出した基
準値と、差分値と、分解能成分とをそれぞれ符号化し、
更に該ブロック内の階調値が、該ブロック内の画素の階
調値の平均値を横切る回数を算出する算出手段と、前記
算出手段の算出結果に応じて前記閾値を異なる値に設定
する閾値設定手段とを設け、該閾値に基づいて前記代表
階調値を求めて前記差分値及び分解能成分を算出するこ
とを特徴とする多値画像のブロック符号化装置により達
成される。
The purpose is to obtain a maximum gradation value and a minimum gradation value in the block of a multi-valued image divided into blocks composed of a plurality of pixels, and a maximum gradation value and a minimum gradation value in the block. Means for comparing the difference between the gradation value and a predetermined threshold value to obtain the number of representative gradations in the block, and the maximum gradation value and the minimum gradation value based on the representative gradation number. Means for obtaining a representative gradation value by quantizing the range, a difference value indicating a distribution range of the representative gradation value in the block, a reference value set in the distribution range, and Means for calculating a resolution component indicating which of the representative gradation values the gradation value of each pixel is, and the calculated reference value, the difference value, and the resolution component are respectively coded. Turned into
Further, a calculation unit that calculates the number of times the gradation value in the block crosses the average value of the gradation values of the pixels in the block, and a threshold value that sets the threshold value to a different value according to the calculation result of the calculation unit. Setting means is provided, the representative gradation value is obtained based on the threshold value, and the difference value and the resolution component are calculated.

〔作用〕[Action]

すなわち、本発明にあっては、ブロック内の多値画像
の階調値の分布状態を識別することで、ブロック内の多
値画像がランダム雑音を有するものであるのか、または
構造的なエッジが存在するのかを判定し、そして、この
判定結果に応じて、代表階調値を定める閾値を可変して
いるので、意味のあるエッジを再現することが可能とな
り、且つ雑音の符号化を抑制することができる。
That is, in the present invention, by identifying the distribution state of the gradation value of the multi-valued image in the block, whether the multi-valued image in the block has random noise or the structural edge is It is determined whether or not there is, and the threshold value that determines the representative gradation value is changed according to the determination result, so that it is possible to reproduce a meaningful edge and suppress the coding of noise. be able to.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明に係る多値画像のブロック符号化方式
の実施例のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a multi-valued image block coding system according to the present invention.

図において、端子1から入力された多値画像データ
は、バッファメモリ2に1ブロックライン分蓄積され、
そして、このバッファメモリ2より1ブロックずつ多値
画像データXijが読出される。
In the figure, multi-valued image data input from the terminal 1 is accumulated in the buffer memory 2 for one block line,
Then, the multi-valued image data X ij is read from the buffer memory 2 block by block.

すなわち、第2図(b)に示されるように原画像を4
×4画素で構成されるブロックに分割し、このうちの1
ブロック(第2図(a)に示す)の多値画像データXij
が順々に読出される。
That is, as shown in FIG.
It is divided into blocks composed of × 4 pixels, and one of these
Multivalued image data X ij of the block (shown in FIG. 2 (a))
Are sequentially read.

階調値変化量検出部3は入力された多値画像データX
ijから最大階調値Lmaxと最小階調値Lminを検出して出力
する。
The gradation value change amount detection unit 3 receives the input multi-valued image data X
The maximum gradation value L max and the minimum gradation value L min are detected from ij and output.

次に、空間分布測定部20を構成する中間値計算部4は
最大階調値及び最小階調値Lmax,Lminに基づいて、中間
値(Lmax+Lmin)/2を計算して出力する。例えば、ブロ
ック内の多値画像の階調値が第2図(a)に示すような
場合には、Lmaxが「63」,Lminが「51」であるため、中
間値は、「57」となる。そして、2値化部5は、階調値
変化量検出部3からの多値画像データXijと中間値「5
7」とを比較してこの多値画像データXijを2値化する。
この2値化された結果を第3図に示す。2値化データ格
納部6は、この2値化されたデータλijを1ブロック分
蓄積する。そして、変化回数計数部7は2値化データ格
納部6から2値化データλijを水平方向と垂直方向に夫
々順々に読出して、夫々の“1",“0"の変化回数R1及びR
2を計数する。第3図に示す例では、水平方向の変化回
数R1は「4」,垂直方向の変化回数R2は「2」である。
Next, the intermediate value calculation unit 4 constituting the spatial distribution measurement unit 20 calculates and outputs the intermediate value (L max + L min ) / 2 based on the maximum gradation value and the minimum gradation value L max , L min. To do. For example, when the gradation value of the multi-valued image in the block is as shown in FIG. 2A, L max is “63” and L min is “51”, so the intermediate value is “57”. It will be. Then, the binarization unit 5 receives the multivalued image data X ij from the gradation value change amount detection unit 3 and the intermediate value “5”.
7 ”and binarizes this multi-valued image data X ij .
The result of this binarization is shown in FIG. The binarized data storage unit 6 stores the binarized data λ ij for one block. Then, the number-of-changes counting unit 7 sequentially reads the binarized data λ ij from the binarized data storage unit 6 in the horizontal direction and the vertical direction, respectively, and changes the number of changes R 1 of “1” and “0” R 1 respectively. And R
Count 2 . In the example shown in FIG. 3, the number of horizontal changes R 1 is “4”, and the number of vertical changes R 2 is “2”.

このようにして、1ブロック内の空間分布を、ブロッ
ク内の“1",“0"の変化回数R1とR2を計数することで測
定する。
In this way, the spatial distribution within one block is measured by counting the number of changes R 1 and R 2 of “1” and “0” within the block.

そして、閾値選択部8では、変化回数計数部7からの
計数結果R1とR2が入力され、この計数結果R1とR2が入力
され、この計数結果R1とR2を予め与えられた閾値Sと比
較することにより、R1≧SかつR2≧Sならば、代表階調
数判定の閾値T1について、大きい値T1Hを選択するよう
に階調数決定部9に指示する。
Then, in the threshold selection unit 8, the counting results R 1 and R 2 from the change number counting unit 7 are input, the counting results R 1 and R 2 are input, and the counting results R 1 and R 2 are given in advance. If R 1 ≧ S and R 2 ≧ S by comparing with the threshold value S, the gradation number determination unit 9 is instructed to select a large value T 1H for the threshold value T 1 for representative gradation number determination. .

一方、R1<SまたはR2<Sならば、代表階調数判定の
閾値T1について、小さい値T1Lを選択するように階調数
決定部9に指示する。
On the other hand, if R 1 <S or R 2 <S, the gradation number determination unit 9 is instructed to select a small value T 1L for the threshold value T 1 for the representative gradation number determination.

つまり、両方向の変化回数がともに、所定の閾値Sよ
り大きい場合、そのブロックはランダム雑音を持つもの
と判定し、閾値T1の値を大きくして、1階調量子化の発
生確率を高くする。逆にいずれか1方向でも回数が少な
い場合は、構造的なエッジがブロック内に存在するもの
と判定し、閾値T1の値を小さくして、2階調量子化の発
生確率を高くするものである。
That is, when the number of changes in both directions is larger than the predetermined threshold value S, it is determined that the block has random noise, and the value of the threshold value T 1 is increased to increase the probability of occurrence of one gradation quantization. . On the contrary, if the number of times is small in any one direction, it is determined that the structural edge exists in the block, the value of the threshold T 1 is made small, and the probability of occurrence of 2-gradation quantization is made high. Is.

この方法は、下記のように定式化される。 This method is formulated as follows.

λij=0 Xij≧(Lmax+Lmin)/2 λij=1 Xij<(Lmax+Lmin)/2 thenT1=T1H elseT2=T1L(T1H>T1L) 次に、階調数決定部9では、階調変化量検出部3から
のブロック内最大階調値Lmaxと最小階調値Lminに基づい
て、差分値Lmax−Lminを求める。
λ ij = 0 X ij ≧ (L max + L min ) / 2 λ ij = 1 X ij <(L max + L min ) / 2 thenT 1 = T 1H elseT 2 = T 1L (T 1H > T 1L ) Next, in the gradation number determination unit 9, the maximum gradation value L max and the minimum gradation value in the block from the gradation change amount detection unit 3 are calculated. The difference value L max −L min is calculated based on L min .

そして、閾値選択部8よりの指示に基づいて選択した
代表階調数判定の閾値T1と差分値とを比較し、代表階調
数を1にするか、または2以上をとるかを決定する。更
に、代表階調数が2以上と判定したときは、求めた差分
値を、予め与えられた第2の閾値T2と比較し、代表階調
数が2か、あるいは4以上かを決定する。
Then, the threshold value T 1 for representative gradation number determination selected based on the instruction from the threshold value selecting unit 8 is compared with the difference value to determine whether the representative gradation number is 1 or 2 or more. . Further, when it is determined that the number of representative gradations is 2 or more, the obtained difference value is compared with a second threshold value T 2 given in advance to determine whether the number of representative gradations is 2 or 4 or more. .

続いて、代表階調値決定部10は、得られた代表階調数
に応じて、ブロック内の階調を線形量子化、または、非
線形量子化により求める。
Subsequently, the representative gradation value determination unit 10 obtains the gradation in the block by linear quantization or non-linear quantization according to the obtained number of representative gradations.

つまり、代表階調数が「1」の場合には、第4図
(a)に示すように、ブロック内の平均値を求めてこの
値を代表階調値O1とすると共に、基準値LAとする。そし
て、分解能成分Φ1,Φ2として第5図(a)に示すよう
に、夫々全画素に固定値「0」を割り当てる。
That is, when the number of representative gradations is "1", as shown in FIG. 4 (a), the average value within the block is obtained and this value is set as the representative gradation value O 1, and the reference value L A. Then, as shown in FIG. 5A, fixed values “0” are assigned to all pixels as the resolution components Φ 1 and Φ 2 .

また、代表階調数が「2」の場合には、第4図(b)
に示すように、まず、(最大階調Lmax+最小階調Lmin
÷2=LMを中間値として求めると共に、次いで、中間値
LM〜最大階調値Lmaxの範囲内の階調値を有する各画素の
階調値の平均値と、同様に、中間値LM〜最小階調値Lmin
の範囲の平均値とを求め、夫々の平均値を、それぞれの
代表階調値P1,P2とすると共に、上記平均値間の差分値
LDを求める。基準値LAはP1,P2の平均値(P1+P2)/2と
して求める。
When the number of representative gradations is "2", FIG.
As shown in, first, (maximum gradation L max + minimum gradation L min )
÷ 2 = L M is calculated as an intermediate value and then the intermediate value
The average value of the gradation value of each pixel having the tone value in the range of L M ~ maximum gradation value L max, likewise, the intermediate value L M ~ minimum gradation value L min
And the average value of the range, and the respective average values are set to the respective representative gradation values P 1 and P 2, and the difference value between the average values is calculated.
Find L D. The reference value L A is calculated as the average value of P 1 and P 2 (P 1 + P 2 ) / 2.

分解能成分は、第5図(b)に示すように、Φ2が全
画素にはおいて「0」となり、また、代表階調がP1なら
ば、Φ1=0,代表階調がP2ならば、Φ1=1となる。
As shown in FIG. 5 (b), the resolution component is such that Φ 2 is “0” in all pixels, and if the representative gradation is P 1 , Φ 1 = 0, the representative gradation is P 2 Then, Φ 1 = 1.

更に、代表階調数が「4」の場合には、第4図(c)
に示すように、まず、最大階調値Lmaxと最小階調値Lmin
の間を4等分し、最大階調値Lmaxから1/4の範囲内の階
調値を有する画素の階調値の平均値と、同様にして、最
小階調値Lminから1/4の範囲内の階調値を有する画素の
階調値の平均値とを求める。そして、基準LAを両平均値
の平均値として求める。また、両平均値間の差分値LD
求めると共に、両平均値間を3等分する。
Further, when the number of representative gradations is “4”, FIG.
As shown in, first, the maximum gradation value L max and the minimum gradation value L min
Is equally divided into four, and the average value of the gradation values of the pixels having the gradation value within the range of 1/4 from the maximum gradation value L max , and similarly, from the minimum gradation value L min to 1 / An average value of gradation values of pixels having gradation values within the range of 4 is obtained. Then, the reference L A is obtained as the average value of both average values. Further, the obtaining a difference value L D between the two mean values, 3 equally divided between both average values.

このようにして求めた両平均値と平均値間に存在する
2つの等分値とを代表階調値とする。
The two average values thus obtained and the two equally divided values existing between the average values are set as representative gradation values.

代表階調値Q1,Q2,Q3,Q4は、第4図(c)に示すよ
うに割り当てる。
The representative gradation values Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q 4 are assigned as shown in FIG. 4 (c).

一方、分解能成分は、第5図(c)に示すように、代
表階調値がQ1の場合、Φ1=0,Φ2=0、代表階調値がQ2
の場合、Φ=1,Φ2=0、代表階調値がQ3の場合、Φ1
1,Φ2=0、代表階調値がQ4の場合、Φ1=1,Φ2=1と
なる。
On the other hand, as shown in FIG. 5 (c), when the representative gradation value is Q 1 , the resolution component is Φ 1 = 0, Φ 2 = 0, and the representative gradation value is Q 2
, Φ = 1 , Φ 2 = 0, and when the representative gradation value is Q 3 , Φ 1 =
When 1, Φ 2 = 0 and the representative gradation value is Q 4 , Φ 1 = 1 and Φ 2 = 1.

以上の処理を行なうことで、ブロック内の代表階調
値、基準値、及び差分値を算出する。
By performing the above processing, the representative gradation value, the reference value, and the difference value in the block are calculated.

そして、階調値格納部12は、このようにして求めた対
象ブロックの代表階調値を格納する。
Then, the gradation value storage unit 12 stores the representative gradation value of the target block thus obtained.

比較部13は、対象ブロックの多値画像データXijを1
画素ずつ再度読出して階調値格納部12に格納された代表
階調値と比較し、最も誤差の小さい代表階調値に対応す
る分解能成分Φ1,Φ2を出力する。
The comparison unit 13 sets the multi-valued image data X ij of the target block to 1
The pixels are read out again and compared with the representative gradation value stored in the gradation value storage unit 12, and the resolution components Φ 1 and Φ 2 corresponding to the representative gradation value with the smallest error are output.

この分解能成分Φ1,Φ2は夫々分解能成分格納バッフ
ァ14a,14bに格納される。
The resolution components Φ 1 and Φ 2 are stored in the resolution component storage buffers 14a and 14b, respectively.

そして、このバッファ14a,14bの内容が符号化部15a,1
5bによって読出され、それぞれ公知のMMR符号化処理が
行なわれて冗長度を抑圧した後、分解能成分格納部16a,
16bに格納される。
Then, the contents of this buffer 14a, 14b is the encoding unit 15a, 1
After being read by 5b and subjected to known MMR encoding processing to suppress redundancy, the resolution component storage unit 16a,
It is stored in 16b.

一方、代表階調決定部10で得られた基準値LA,差分値
LDは、符号発生部11a,11bによって可変長符号化されて
夫々バッファメモリ17a,17bに格納される。
On the other hand, the reference value L A and the difference value obtained by the representative gradation determination unit 10
L D is variable-length coded by the code generators 11a and 11b and stored in the buffer memories 17a and 17b, respectively.

そして、1画面の処理が終了すると、LA,LD,Φ1
Φ2の符号化信号は夫々マルチプレクサ18を介して順次
選択して読出されて、上記の順で受信側へ送出される。
Then, when the processing for one screen is completed, L A , L D , Φ 1 ,
The encoded signals of Φ 2 are sequentially selected and read out via the multiplexer 18, and are transmitted to the receiving side in the above order.

尚、本実施例においては、最大階調値Lmaxと最小階調
値Lminの差分値をT1と比較したが、比較する値は、差分
値である必要はなく、ブロック内の階調値の変化量を表
すものであればよく、例えば、線形量子化した2階調表
現の代表階調の差分値P1−P2を閾値T2と比較するように
してもよい。
In this embodiment, the difference value between the maximum gradation value L max and the minimum gradation value L min is compared with T 1 , but the value to be compared does not have to be the difference value and the gradation value in the block Any value representing the amount of change in the value may be used, and for example, the difference value P 1 −P 2 of the representative gradations of the linearly quantized two gradations may be compared with the threshold value T 2 .

さらに、空間分布測定部においては、2値化の閾値と
して、最大階調値と最小階調値の平均値を用いたが、2
値化の閾値としては、これ以外にブロック内の全画素の
階調値の平均値を使用するようにしてもよい。
Further, in the spatial distribution measuring unit, the average value of the maximum gradation value and the minimum gradation value is used as the binarization threshold value.
Other than this, the average value of the gradation values of all the pixels in the block may be used as the threshold for the binarization.

さらにまた、1階調量子化と2階調量子化を区別する
代表階調数判定の閾値T1を空間分布測定結果に応じて変
化させるようにしているが、同様にT2,T3,・・・を変
化させることができる他、前記ブロック内の平均値によ
り閾値T1を変化させるなど、他の判定と組合せてもよ
い。
Furthermore, the threshold value T 1 for determining the number of representative gradations that distinguishes between 1-gradation quantization and 2-gradation quantization is changed according to the spatial distribution measurement result. Similarly, T 2 , T 3 , ... can be changed, and the threshold value T 1 can be changed according to the average value in the block, and the determination can be combined with other determinations.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、ブロック毎に
階調値の空間分布を測定してブロック内の画素の階調値
の状態を判定することで、ブロック内の画素がランダム
雑音を有するのか、意味のあるエッジが存在するのかを
判定して、代表階調数に関する閾値を変化させているた
め、エッシの再現性が向上すると共に、雑音の符号化を
抑制することが可能となり、良好な画像を低い符号量で
伝送することが可能となる。
As described above, according to the present invention, a pixel in a block has random noise by measuring the spatial distribution of the gradation value for each block and determining the state of the gradation value of the pixel in the block. It is possible to improve the reproducibility of the essence and suppress the coding of noise because the threshold for the number of representative gradations is changed by determining whether there is a significant edge or not. It is possible to transmit a large image with a low code amount.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に係る多値画像のブロック符号化方式の
実施例のブロック図、第2図は多値画像のブロック分割
の説明図、第3図は空間分布測定の説明図、第4図は代
表階調値の算出方法の説明図、第5図は分解能成分の説
明図、第6図は画信号の階調範囲の線形量子化の説明
図、第7図はブロック階調数と符号化情報の説明図、第
8図は画信号の階調範囲の非線形量子化の説明図、第9
図は可変閾値の説明図、第10図は網点ブロック識別方式
の処理フロー図である。 図において、2はバッファメモリ、3は階調値変化量検
出部、8は閾値選択部、9は階調数決定部、10は代表階
調決定部、11は符号発生部、12は階調値格納部、13は比
較部、14は分解能成分格納バッファ、15は分解能成分符
号化部、16は分解能成分格納部、17はバッファメモリ、
18はマルチプレクサ、20は空間分布測定部である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a block coding method for a multi-valued image according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of block division of a multi-valued image, FIG. 3 is an explanatory diagram of spatial distribution measurement, and FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram of a method of calculating a representative gradation value, FIG. 5 is an explanatory diagram of resolution components, FIG. 6 is an explanatory diagram of linear quantization of a gradation range of an image signal, and FIG. 7 is a block gradation number. FIG. 8 is an explanatory view of coding information, FIG. 8 is an explanatory view of non-linear quantization of a gradation range of an image signal, and FIG.
FIG. 10 is an explanatory diagram of the variable threshold value, and FIG. 10 is a processing flow chart of the halftone dot block identification method. In the figure, 2 is a buffer memory, 3 is a gradation value change amount detecting unit, 8 is a threshold value selecting unit, 9 is a gradation number determining unit, 10 is a representative gradation determining unit, 11 is a code generating unit, and 12 is a gradation. A value storage unit, 13 is a comparison unit, 14 is a resolution component storage buffer, 15 is a resolution component encoding unit, 16 is a resolution component storage unit, 17 is a buffer memory,
Reference numeral 18 is a multiplexer, and 20 is a spatial distribution measuring unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安部 文隆 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 越智 宏 神奈川県横須賀市武1丁目2356番地 日本 電信電話株式会社複合通信研究所内 (72)発明者 小林 誠 神奈川県横須賀市武1丁目2356番地 日本 電信電話株式会社複合通信研究所内 (72)発明者 茨木 久 神奈川県横須賀市武1丁目2356番地 日本 電信電話株式会社複合通信研究所内 (72)発明者 南 敏 東京都東大和市清水3丁目861番地13 (72)発明者 中村 納 東京都杉並区善福寺2丁目2番4号 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Fumitaka Abe Inventor Fumitaka Abe 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Fujitsu Limited (72) Inventor Hiroshi Ochi 1-2356 Takeshi, Yokosuka City, Kanagawa Prefecture Nippon Telegraph and Telephone Corporation Communication Laboratory (72) Inventor Makoto Kobayashi 1-2356 Takeshi, Yokosuka City, Kanagawa Japan Telegraph and Telephone Corporation Complex Communication Laboratory (72) Inventor Hisa Ibaraki 1-2356 Takeshi Yokosuka City, Kanagawa Prefecture Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Minami Satoshi 386-1 Shimizu, Higashiyamato-shi, Tokyo 13 (72) Inventor Nakamura No. 2-4 Zenpukuji, Suginami-ku, Tokyo

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の画素からなるブロックに分割された
多値画像の該ブロック内の最大階調値と最小階調値とを
求める手段と、 該ブロック内の最大階調値と最小階調値との差分と、予
め定められた閾値とを比較して、該ブロック内の代表階
調数を求める手段と、 該代表階調数に基づいて、前記最大階調値と最小階調値
との範囲内を量子化して代表階調値を求める手段と、 該ブロック内の代表階調値の分布範囲を示す差分値と、
該分布範囲内に設定される基準値と、該ブロック内の各
画素の階調値が前記代表階調値のうちいずれの値である
かを示す分解能成分とを算出する手段と、を備え、 前記算出した基準値と、差分値と、分解能成分とをそれ
ぞれ符号化する多値画像のブロック符号化装置であっ
て、更に、 該ブロック内の階調値が、該ブロック内の画素の階調値
の平均値を横切る回数を算出する算出手段と、 前記算出手段の算出結果に応じて前記閾値を異なる値に
設定する閾値設定手段と、 を設け、該閾値に基づいて前記代表階調値を求めて前記
差分値及び分解能成分を算出することを特徴とする多値
画像のブロック符号化装置。
1. A means for obtaining a maximum gradation value and a minimum gradation value in a block of a multi-valued image divided into a block composed of a plurality of pixels, and a maximum gradation value and a minimum gradation value in the block. Means for comparing the difference between the value and a predetermined threshold value to obtain the number of representative gradations in the block, and the maximum gradation value and the minimum gradation value based on the representative gradation number. Means for quantizing the range of to obtain a representative gradation value, and a difference value indicating a distribution range of the representative gradation value in the block,
A reference value set within the distribution range, and means for calculating a resolution component indicating which of the representative gradation values the gradation value of each pixel in the block is, A block encoding device for a multi-valued image, which encodes each of the calculated reference value, difference value, and resolution component, wherein the gradation value in the block is the gradation of a pixel in the block. A calculating unit that calculates the number of times the average value is crossed, and a threshold setting unit that sets the threshold value to a different value according to the calculation result of the calculating unit are provided, and the representative gradation value is set based on the threshold value. A block coding apparatus for a multi-valued image, characterized in that the difference value and the resolution component are calculated.
【請求項2】前記ブロック内の画素の階調値の平均値
は、該ブロック内の最大階調値と最小階調値との平均値
であることを特徴とする、特許請求の範囲(1)記載の
多値画像のブロック符号化装置。
2. The average value of the gradation values of the pixels in the block is an average value of the maximum gradation value and the minimum gradation value in the block. ) The block encoding device for a multivalued image described.
【請求項3】前記ブロック内の画素の階調値の平均値
は、該ブロック内の全画素の階調値の平均値であること
を特徴とする、特許請求の範囲(1)記載の多値画像ブ
ロック符号化装置。
3. The multi-valued method according to claim 1, wherein an average value of gradation values of pixels in the block is an average value of gradation values of all pixels in the block. Value image block coding device.
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