JPH08336163A

JPH08336163A - 画像符号化装置及び画像復号化装置及び画像処理装置及び画像符号化方法及び画像復号化方法及び画像出力装置

Info

Publication number: JPH08336163A
Application number: JP12475695A
Authority: JP
Inventors: Masashi Mori; 正志森; Shosuke Ozuru; 祥介大鶴; Ryukichi Wada; 隆吉和田; Fumio Suzuki; 文雄鈴木; Toshio Koizumi; 寿男小泉
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-04-04
Filing date: 1995-05-24
Publication date: 1996-12-17
Anticipated expiration: 2019-04-26
Also published as: JP3523719B2

Abstract

(57)【要約】【目的】人間の視覚特性を充分考慮した符号化効率の
よい符号化装置を得る。【構成】変換部１００において、ＲＧＢ信号を入力し
色空間変換を行い、高解像度の輝度成分Ｙ_hと低解像度
の輝度成分Ｙ_Lと低解像度の色差成分Ｕ，Ｖを出力す
る。直流成分抽出部１２２がブロック単位の色成分情報
Ｒ_L，Ｇ_L，Ｂ_Lを出力し、色空間変換部１２４がブロ
ック単位の色空間変換を行う。一方、交流成分抽出部１
１２は、ＲＧＢ信号とＲ_L，Ｇ_L，Ｂ_Lとの差分を取
り、画素単位の成分Ｒ_h，Ｇ_h，Ｂ_hを出力する。色空
間変換部１１４は、輝度成分Ｙ_hのみを出力する。【効果】画素単位の色差成分を無視することにより、
効果的に画像情報を圧縮できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カラーテレビジョン
信号などのディジタル画像信号を、高能率に圧縮できる
符号化装置及び復号化装置に関するものである。特に人
間の視覚特性に基づいて、輝度成分と色差成分を処理す
る符号化装置及び復号化装置に関するものである。また
更には、２次元の静止画の画像圧縮方式を拡張して３次
元の動画に対して適用することにより、動画像を高能率
に圧縮できる符号化装置及び復号化装置に関するもので
ある。

【０００２】また、この発明は、カラープリンタ等の印
画システムにおける画像出力装置に関するもので、２値
の出力装置を用いても、結果として色再現性及び解像度
にすぐれた画像を得る画像出力装置に関するものであ
る。

【０００３】

【従来の技術】図８３は、「カラー液晶ディスプレイ」
（産業図書、平成２年１２月１４日発行、頁８）に記載
された画像の見やすさを決定している要因を示す図であ
る。画像の見やすさを決定している要因は、図８３に示
すように、３つの大きな要因から構成されている。第１
は「表示の特性」であり、画像を表示するディスプレイ
パネルの特性により画像の見やすさが決定される。第２
は「光源」であり、画像を表示するための光源と、周囲
の照明環境により画像の見やすさが決定される。第３は
「人間の目の特性と脳の働き」であり、人間の目と脳に
おける画像の感覚、視覚、認識システムによって画像の
見やすさが変わってくる。前述した「表示の特性」を改
良することにより、画像の見やすさを改良してきてい
る。特に、ディスプレイパネルの特性において見やすさ
を決定している要因は、（１）明るさの最大値とその平
均値、（２）明るさコントラスト、（３）白さと黒さ、
（４）色範囲、（５）空間及び時間分解能、（６）表示
面積、（７）視覚特性、（８）階調などである。一方、
「光源」としては、例えば画像を表示する表示光源及び
画像を見る周囲の照明環境等が、その見やすさの要因と
して挙げられる。従来からディスプレイパネルの表示の
特性や光源の特性に関しては、いろいろな研究がなさ
れ、その研究に基づく装置が新たに開発されてきてい
る。

【０００４】一方、視覚の特性に関しても、各種の研究
報告がされている。図８４は、「画像情報圧縮」（オー
ム社、平成３年８月２５日発行、頁２９）に記載された
視覚の空間周波数特性を示す図である。図８５は、同じ
く前掲の文献「画像情報圧縮」（頁３７）に示された視
覚の時空間周波数特性を示す図である。図８４に示すよ
うに、視覚の空間周波数特性は、白−黒の輝度パターン
の場合には、空間周波数３サイクル／デグリーにピーク
を持つ帯域通過形のフィルタ特性を示す。赤−緑と黄−
青の色度パターンの空間周波数は、輝度の場合に比べて
ピークとなる空間周波数が小さい値を持っている。この
ことは、画像の信号処理を行う場合に、ＲＧＢの三原色
信号を用いる代りに輝度成分と２つの色差成分を用いる
ことの妥当性を示すものである。多くの従来のシステム
において、色差成分の帯域幅が輝度成分の帯域幅の約３
分の１から４分の１で用いられてきているのは、この人
間の視覚特性を利用したものである。図８５は、視覚の
時空間周波数特性を示している。図８５は、横軸に空間
周波数を示し、縦軸に時間周波数を示している。空間周
波数と時間周波数に対する視覚特性はよく似た性質を持
っているということが報告されている。

【０００５】図８６は、従来の画像データを符号化する
方式を示す図である。図８６は、「画像圧縮技術の話」
（工業調査会、１９９３年１０月１０日発行、頁３９）
に記載された画像の種別に対応した符号化方式を示す図
である。画像には静止画像と動画像があり、静止画像は
２値画像、多値画像と自然画像に分類できる。また、動
画像は自然画像として扱うことができる。これらの各画
像の種類に応じて、適合する符号化方式が考えられてき
ている。図８６に示す符号化方式は、単独で用いられる
場合もある。あるいは、複数種類組み合わされて用いら
れる場合もある。動画像の符号化に用いられる従来の符
号化方式の一例を、以下に説明する。画像信号を高能率
に符号化しようとする場合、画像信号に含まれる冗長成
分を取り除くことが重要である。特に、動画像を符号化
する代表的な手法としては、すでに符号化された画像
と、新たに符号化する画像との差分をとり、差分情報の
みを符号化するいわゆるフレーム間符号化方式が良く知
られている。

【０００６】図８７は、例えば、日本特許特開昭６３−
２０８３８２号公報に示されたフレーム間符号化装置に
関するブロック図であり、図において、１は前フレーム
の画像情報を蓄積するフレームメモリ、２は動きベクト
ル検出部、３は減算器、４は符号化部、５は局部復号
部、６は加算器、７はフィルタ、８はフィルタ制御部で
ある。

【０００７】次に、動作について説明する。フレームメ
モリ１に蓄積されている１フレーム前の画像信号１１
と、入力画像信号１２とは、動きベクトル検出部２にお
いて、１６×１６画素を１ブロックとしてブロック毎に
ブロックマッチングがとられる。動きベクトル検出部２
は、ブロック毎に動き量とその方向を示す動きベクトル
１３を発生する。フレームメモリ１は、動きベクトル１
３に応じて動き補償予測信号１４を生じる。減算器３
は、１６×１６画素を１ブロックとしてブロック毎に入
力画像信号１２から動き補償予測信号１４を減算して、
予測誤差信号（差分信号ともいう）１５を発生する。

【０００８】符号化部４は、予測誤差信号１５を８×８
画素を１ブロックとして直交変換し、直交変換した結
果、量子化して符号化された誤差情報１６を発生する。
局部復号部５は、符号化された誤差情報１６を復号し、
局部復号誤差信号１７を出力する。加算器６は、動き補
償予測信号１４と局部復号誤差信号１７を加算して、局
部復号信号１８を発生する。フィルタ７は、局部復号信
号１８における高域成分を除去し、平滑化された局部復
号信号１９を発生する。フィルタ制御部８は、動きベク
トル１３の大きさに応じて、フィルタ７の挿入又は非挿
入を制御する制御信号２０を出力する。このようにし
て、発生した符号化された誤差信号１６と、動きベクト
ル１３とは伝送路を経て送出される。前述したように、
これらの処理は画像信号に対して、１６×１６画素単位
や８×８画素単位毎に行われる。

【０００９】前記の従来例においては、加算器６の後段
にフィルタ７を設けているが、フレームメモリ１の後段
に設ける方法も知られている。また、動き検出の精度を
高めるため、整数画素単位以下で探索を行う方法やブロ
ック単位に閉じたフィルタ処理を行う方法、周辺画素も
含めてフィルタ処理を行う方法がある。これらいずれの
方式においても、動き量に応じて高周波成分を抑圧する
ことにより、ノイズを除去し符号化効率の向上を図って
いる。

【００１０】また、従来の装置でフレーム内符号化を行
う場合は、入力画像信号１２をそのまま符号化部４で量
子化して符号化された入力情報１６を発生する。局部復
号部５は符号化された入力情報１６を復号し、局部復号
誤差信号１７をフレームメモリ１へ出力する。このよう
にして、発生した符号化された入力情報１６は、伝送路
を経て送出される。

【００１１】ここで、上記符号化装置に入力される画像
信号について説明する。画像信号の形態として、赤Ｒ，
緑Ｇ，青Ｂの三原色信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号）がある。ま
た、画像信号の形態として、一般的な輝度成分Ｙ、色差
成分Ｕ，Ｖ，Ｗがある。Ｕ，Ｖ，Ｗの各々を例えば（Ｒ
−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）及び（Ｇ−Ｙ）の色差成分とする
と、これらの色差成分Ｕ，Ｖ，Ｗと輝度成分Ｙの間に
は、次のような関係がある。Ｙ＝０．３０Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ・・・・・・（１）Ｒ−Ｙ＝０．７０Ｒ−０．５９Ｇ−０．１１Ｂ（＝Ｕ）Ｂ−Ｙ＝−０．３０Ｒ−０．５９Ｇ＋０．８９Ｂ（＝Ｖ）Ｇ−Ｙ＝−０．３０Ｒ−０．４１Ｇ−０．１１Ｂ（＝Ｗ）・・・・・・（２）０．３（Ｒ−Ｙ）＋０．５９（Ｇ−Ｙ）＋０．１１（Ｂ−Ｙ）＝０・・・・・・（３）

【００１２】従って、例えば、輝度成分Ｙと２つの色差
成分Ｒ−Ｙ（＝Ｕ）及びＢ−Ｙ（＝Ｗ）の計３つの画像
信号から、赤Ｒ，緑Ｇ，青Ｂからなるフルカラー画像信
号が上記式（１），（２），（３）の演算より再生でき
る。この最も一般的な応用が、ＮＴＳＣカラーテレビジ
ョン信号である。つまり、式差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ，Ｇ
−Ｙのうちのいずれか２組の信号の組み合わせと、Ｙと
の組合せでフルカラーの情報は伝送可能である。

【００１３】ここで、コンポーネント画像信号及びそれ
に係わるコンポーネント符号化方式について補足説明す
る。画像信号を構成するＲＧＢ信号又は輝度成分Ｙ、色
差成分Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ等を独立にディジタル符号に変換
する方式を、コンポーネント符号化方式と呼ぶ。コンポ
ーネント符号化方式により、符号化された入力画像信号
をコンポーネント画像信号と称す。このコンポーネント
画像信号が図８７に示す符号化装置に入力され、符号化
される。

【００１４】そこで、上記コンポーネント画像信号を、
あるコンポーネント符号化方式で符号化したり、伝送し
たり又はメモリ処理をするに際し、いかに注目画素当た
りのデータ量を下げるかが課題となる。また、いかに伝
送レート（単位時間当たりに伝送し得るビット、通常Ｍ
ｂ／Ｓ、メガビットパーセコンド）を下げるかが課題と
なる。輝度成分Ｙ、色差成分Ｕ，Ｖをディジタル信号と
した時、例えば、次のような３方式のコンポーネント符
号化方式がある。

【００１５】一例として、下記の（Ａ），（Ｂ）及び
（Ｃ）の方式がある。（Ａ）Ｙ：Ｕ：Ｖ＝４：４：４（＝１：１：１）・・・（４）（Ｂ）Ｙ：Ｕ：Ｖ＝４：２：２・・・・・・・・・（５）（Ｃ）Ｙ：Ｕ：Ｖ＝４：１：１・・・・・・・・・（６）

【００１６】図８８，図８９，図９０は、４：４：４，
４：２：２及び４：１：１の各方式の画素構成のモデル
を示したものである。上記の（Ａ）方式は、輝度成分Ｙ
と色差成分Ｕ，Ｖの注目画素当たりのデータ量が全て同
一であり、いわゆる基本のものである。また、（Ｂ）及
び（Ｃ）の方式は輝度成分Ｙの注目画素当たりのデータ
量の１／２，１／４に相当する注目画素当たりのデータ
量で色差成分が処理されるものである。上記データ量の
差は、輝度成分Ｙと色差成分Ｕ，Ｖを伝送する場合、及
びメモリに記憶する場合にも適用され、伝送レート及び
メモリ容量の差となって現れる。

【００１７】色差成分の画質は、（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）の順に劣化してくることは明らかである。人間の
目の視覚特性として、色信号に対する解像度は、輝度成
分の解像度に対して低いという特性から、上記（Ｂ）及
び（Ｃ）の方式は、実用上問題なく使用されている。

【００１８】例えば、４：２：２の一例として、図９１
に代表例を示す。図９１は、「テレビ信号のディジタル
回路」（コロナ社、江藤、阿知葉、１９８９年９月２５
日初版、Ｐ８〜Ｐ１０）に示されたテレビ信号のパラメ
ータを示す図である。なお、図９１では、色差成分Ｕ，
ＶをＣ_r，Ｃ_bとして示している。このパラメータによ
ると、例えば、伝送レート（Ｍｂ／ｓ）は、直列伝送方
式で、２１６Ｍｂ／ｓ（＝８ビット×１３．５Ｍ＋８ビ
ット×６．７５Ｍ×２）である。８本のデータ線と、１
本のクロック計９本の伝送路による並列伝送方式では、
１本の伝送路当たり２７ＭＨ（＝１３．５Ｍ＋６．７５
Ｍ×２）である。実際には、冗長ビットを必要とするの
で、例えば、冗長ビットを８ビットのデータに対して１
ビットと仮に設定すると、直列伝送方式では２４３Ｍｂ
／ｓ（＝９×１３．５Ｍ＋９×６．７５×２）となる。

【００１９】また、輝度成分Ｙの伝送路と色差成分Ｕ，
Ｖの伝送路を分け、２本の伝送路に並列に分離した場合
（冗長ビットは省略）、上記の計算を利用すると輝度成
分Ｙ及び色差成分Ｕ，Ｖ各々の伝送路の伝送レートは、
１０８Ｍｂ／ｓとなる。これに１０８Ｍｂ／ｓのクロッ
ク伝送路が１本加わることになる。いずれにしても、概
略１００Ｍｂ／ｓ前後の伝送レートに耐える伝送路を必
要とする。この符号化方式（４：２：２）は、ディジタ
ルテレビジョンのスタジオ及びディジタルＶＴＲのフォ
ーマットに用いられているＣＣＩＲ（ＣＯＮＳＵＬＴＩ
ＶＥＣＯＭＭＩＴＴＥＥＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡ
ＬＲＡＤＩＯ）総会の勧告の規格である。

【００２０】図９２は、同じ文献「テレビ信号のディジ
タル回路」（Ｐ１０）にあるＨＤＴＶ符号化方式案を示
し、並列伝送方式では、１４８．５Ｍｂ／ｓ（７４．２
５Ｍ＋３７．１２５Ｍ×２）、直列伝送方式では、１１
８８Ｍｂ／ｓ（１４８．５Ｍ×８）をも必要とすること
を示すものである。

【００２１】また、先の（Ｃ）方式の４：１：１の場合
では、同じく伝送路を２本並列に分離した場合（冗長ビ
ットは省略）輝度成分は１０８Ｍｂ／ｓ、色差成分Ｕ，
Ｖは５４Ｍｂ／ｓとなる。

【００２２】ところで上記（Ｃ）方式の４：１：１によ
るコンポーネント画像信号より、更に色差成分の注目画
素当たりのデータ量を低くおさえた場合（例えば４：
０．５：０．５＝８：１：１）、画質は当然ながら劣化
する。しかし全体としてのデータ量が減り、ディジタル
映像機器では使用するメモリ容量の縮少、回路規模の縮
少及び消費電力の縮少も見込まれるとともに、伝送レー
トを同一にしている時は、画像データ量が減少している
分だけ所定の情報（例えば、１フレームのデータ）を短
い時間で伝送することが可能である等の利点がある。あ
るいは、冗長データ、文字データ、暗号化データを所定
時間内で多く伝送することも可能である。

【００２３】しかしながら、従来では、これらの利点と
画質の劣化という両者を勘案して、実用的なレベルの符
号化方式として、４：１：１としているのが実情であ
る。

【００２４】なお、従来の信号処理装置として、輝度成
分Ｙ、色差成分Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙからなるコンポーネント
画像信号を入力し、同じく出力信号として輝度成分Ｙ、
色差成分Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを出力するものが存在する。こ
の信号処理装置は、４：４：４の輝度成分Ｙと色差成分
Ｕ，Ｖを入力し、標本化周波数比が４：２：２又は４：
１：１になるような所定のフィルタリング処理を行うも
のである。４：４：４の符号化方式を、４：２：２又は
４：１：１に変換するとかいう方式変換は、この図９３
の信号処理ブロックで実施されることは周知のことであ
る。

【００２５】次に、上記コンポーネント符号化方式を用
いた具体例について説明する。画像圧縮方式として、Ｊ
ＰＥＧ（ＪＯＩＮＴＰＨＯＴＯＧＲＡＰＨＩＣＣＯ
ＲＤＩＮＧＥＸＰＥＲＴＧＲＯＵＰ）の静止画像の
圧縮技術が提案されている。また、ＭＰＥＧ（ＭＯＶＩ
ＮＧＰＩＣＴＵＲＥＣＯＲＤＩＮＧＥＸＰＥＲＴ
ＧＲＯＵＰ）による動画像の圧縮画像が提案されてい
る。図９４は、ＭＰＥＧで提案している「４：２：２符
号化方式」を示す図である。図９４は、前述した（Ｂ）
方式に対応している。図９５は、同じくＭＰＥＧで提案
している「４：２：０符号化方式」を示す図である。図
９５は、前述した（Ｃ）方式に対応している。ＭＰＥＧ
では、輝度成分Ｙと２つの色差成分Ｃ_b ，Ｃ_r の標本化
周波数の比（解像度の比）を特定している。図９４に示
す「４：２：２符号化方式」の場合は、色差成分Ｃ_b と
色差成分Ｃ_r の解像度は、輝度成分Ｙの水平方向の２分
の１にあたる。また、図９５に示す「４：２：０符号化
方式」の場合は、色差成分Ｃ_b と色差成分Ｃ_r 信号の解
像度は、輝度成分Ｙの水平方向及び垂直方向のそれぞれ
の２分の１にあたる。図８７に示した従来の符号化装置
は、図９４あるいは図９５に示す輝度成分Ｙ及び色差成
分Ｃ_b ，色差成分Ｃ_r を入力して符号化を行う。図９６
は、図９４に示した「４：２：２符号化方式」のブロッ
ク単位を示す図である。動きベクトル検出部２は、１６
×１６画素を１つの単位ブロックとして、動きベクトル
を検出する。また、プレーン間の差分をとる減算器３
も、１６×１６画素を１ブロックとした減算を行う。こ
れに対して、符号化部４の中で行われる直交変換は、８
×８画素を１ブロックとして変換が行われる。図９７
は、図９５に示した「４：２：０符号化方式」を用いた
場合の各ブロックを示す図である。図９６と同様に、動
きベクトル検出部２及び減算器３においては、１６×１
６画素を単位として処理が行われるが、符号化部４内部
で直交変換を行う場合には、８×８画素を単位として変
換が行われる。

【００２６】図９８は、日本特許特開平２−１８４１８
８号公報に示された従来の動画像の信号処理装置を示す
図である。信号入力装置５１で入力した動画像の画像信
号を、フレームメモリ５２、もしくは他のフレームメモ
リ５３に蓄積する。それぞれのフレームメモリ５２，５
３は、動画像の複数フレームの情報を蓄積する容量と構
成を持ち、一方のフレームメモリの内容を符号化処理し
ている期間に、他方のフレームメモリに新たな画像信号
を蓄積する交替バッファの動作をする。フレームメモリ
５２、もしくはフレームメモリ５３の画像信号は、画像
ブロック入力装置５４を用いて時間軸、水平、垂直方向
の複数画素を有する画像ブロックとして取り出し、３次
元直交変換装置５５で、直交関数の係数値に変換する。
ここで実行する直交変換は、有限個数の画像信号を対象
とした離散的な処理であり、例えば、コサイン変換、フ
ーリエ変換、カルーネンレーブ変換等を用いることがで
きる。直交関数の係数値として周波数成分に変換された
信号は、量子化器５６で周波数毎に重みづけされる。例
えば、低周波成分に重みづけをする入出力特性を持つ関
数を用いる。このようにして、得られた３次元周波数空
間上の信号分布を、あらかじめ用意した信号分布のパタ
ーンと比較し、誤差の小さなパターンで置き換え、その
パターンの識別符号を出力するために、ベクトル量子化
器５７を使う。そして、符号化伝送装置５８を用いて、
画像ブロック毎の符号語を順次出力する。なお、画像ブ
ロックの符号には、画像ブロックの時間と空間的な位置
を表す符号を含む画像ブロックの同期信号を先頭におい
て、出力する。このために、画像ブロックカウンタ５９
で、符号化出力する画像ブロックの個数を計数し、その
値を符号化伝送装置５８へ伝える。

【００２７】以上のように、図９８に示す信号処理装置
は、水平方向と垂直方向と時間軸方向に画像を有する３
次元画像ブロックを処理単位として、符号に変換する３
次元画像信号符号化方式を示している。

【００２８】図９９は、日本特許特開平４−３６９９８
９号公報に示された従来の符号化装置を示す図である。
図９９において、６１はＮＴＳＣ方式のカラーテレビジ
ョン信号の入力端子であり、ＮＴＳＣデコーダ６２は、
このカラーテレビジョン信号の輝度成分Ｙと色差成分
Ｉ，Ｑとを分離する。分離された輝度成分Ｙ，色差成分
Ｉ，Ｑ信号は、マトリクス回路６３へ出力され、マトリ
クス回路６３は、これらの信号を輝度成分Ｙと色差成分
Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙとに変換し、これらの信号をＡ／Ｄ変換
器６４へ出力する。Ａ／Ｄ変換器６４は、輝度成分Ｙ，
色差成分Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙをディジタル信号に変換し、こ
れらをサブバンド分割回路６５へ出力する。サブバンド
分割回路６５は、輝度成分Ｙ，色差成分Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ
夫々を周波数に応じて図１００と図１０１に示すＨＨ，
ＨＬ，ＬＨ，ＬＬの４個のサブバンドに帯域分割し、各
サブバント毎にブロック化して、ブロックを３次元直交
変換回路６６へ出力する。３次元直交変換回路６６は、
各ブロックに離散コサイン変換（ＤｉｓｃｒｅｔｅＣ
ｏｓｉｎｅＴｒａｎｓｆｏｍ：ＤＣＴ）を施して変換
係数を得、得られた変換係数を符号器６７へ出力する。
符号器６７は、入力された変換係数を量子化して符号化
し、符号化したデータを出力端子６８を介して出力す
る。

【００２９】図９９に示す符号化装置は、画像信号を広
域信号と低域信号に弁別し、弁別した広域信号と低域信
号に対してそれぞれ処理を行っているものである。ま
た、３次元直交変換を行う場合が示されているが、３次
元目（時間軸方向）に対しては、広域信号と低域信号の
弁別は行っていない。

【００３０】また、３次元直交変換を用いた符号化装置
の一例として、日本特許特開平２−９２１８０号公報に
示された「動画像信号の３次元直交変換符号化方式」が
すでに知られている。

【００３１】次に、従来の印画方法について説明する。
図１０２は、「イメージング」（電子写真学会編昭和６
３年１月２０日発行３１ページ）に示された階調再現の
ための各種２値化手法を示す図である。以下、この中に
示された２値化手法と図１０２には図示していない直接
濃度法を比較しながら説明する。従来から、インクを噴
射させて印字または印画するインクジェット方式プリン
タや、２値インクシートとサーマルヘッドを用いる熱溶
融形プリンタのような２値プリンタが存在する。これら
のプリンタは、インクをインクジェットで吹き付けるか
吹き付けないか、またはインクを溶融付着させるか、さ
せないかといういわゆる２値のプリント手段を用いる。
したがって、中間色を表現するために種々の工夫を必要
とする。そのため従来においては、中間色すなわち階調
を表現するためにディザ法（Ｄｉｔｈｅｒ）や濃度パタ
ーン法を使用している。ディザ法は、中間色を必要とす
る信号部またはプリント部にあえて所定のランダム信号
またはランダムプリントパターンを用いる方法である。
あるいは中間色を表示するために、濃度パターン法とよ
ばれる方法を使用している。濃度パターン法は、予め定
まったブロック内を所定の数（例、４×４＝１６）で分
割して、プリントされるべく印字ドットの数及その配置
を含むいわゆる印画素子１ドットの密度分布を単純に変
化させる方法である。しかしながらこの従来の方法では
階調の再現性の問題、例えば本来存在していない擬似階
調が発生するとか、また、解像度においては、当然劣化
するとかという課題をかかえている。結果として、従来
の中間階調を得る方法には中間階調と階調の再現性、解
像度とにおいて、相反する関係がある。

【００３２】これを図１０３と図１０４を用いて説明す
る。図１０３及び図１０４は、１つの画素の階調の付け
方をモデル的に示したもので、図１０３は従来の２値プ
リンタによる密度分布の変化、つまり密度変調法を用い
た擬似階調での階調表現である。図１０４は、例えば、
昇華性インクシートと、サーマルヘッドを用いた昇華プ
リンタのような多階調プリントがその昇華性インクと、
サーマルヘッドの通電時間制御で可能な、いわゆる多値
プリンタでの直接濃度法による階調表現である。この例
では、それぞれ１６＋１＝１７階調の表現を示してお
り、階調の再現性は、この階調の深さの程度、解像度は
１つの画素サイズを形成している複数個の印画素子１ド
ットサイズはもとより、印画ドットから構成されている
１つの画素サイズの大きさが深く関係している。以下、
順に説明する。

【００３３】図１０４の直接濃度法では、１つの印画ド
ット自体のインクの濃度を変えることができ、印画ドッ
ト自体が階調を直接表現できるので、プリントされる１
画素の最小の大きさは昇華性インクを昇華させる素子、
例えばサーマルヘッドの概略印画素子１ドットサイズに
ほぼ相当する。一方、図１０３では、複数個（図１０３
では４×４＝１６個）の印画ドットが集まって１画素を
構成し、段階的に印画ドット密度を変えることにより、
目の積分効果を利用して例えば、１７階調を再現する
（ｎ×ｎ＋１＝ｎ² ＋１、ｎ＝４の場合、１６＋１＝１
７、ｎは１辺のドット数）。１画素の上の番号０から１
６は、階調度を示している。階調に応じて印画ドット密
度を順に増加して１画素内で配置する方法には、渦巻
形、網点形、レイヤー形等、数多く紹介され、また、ド
ット密度分布が不自然に目につかないよう、誤差拡散に
よる分布の散乱も紹介されている。しかし、しょせん目
の積分効果のみを利用している以上、擬似階調の１画素
を構成している印画ドット密度分布単位は、解像度を確
保するためには、ある程度小さくなければならない。

【００３４】従って、図１０３の２値プリンタによる擬
似階調法による階調表現で多階調を高い解像度で得よう
とする時に、例えば、その１画素の大きさが図１０３で
示すように、図１０４の直接濃度法と同じ大きさの１画
素であるとすると、図１０３の印画ドットの大きさと、
図１０４の画素の大きさの比較から明らかなように、２
値のプリンタにおいては、高いドット密度を持った印画
素子が必要になる。図１０３の例は、図１０４に比して
縦及び横寸法に関して、４倍の密度の印画素子が必要で
ある。つまり、面積で比較すると直接濃度法の印画素子
の１／１６の印画素子を必要とする。逆に同一のドット
密度の印画素子を用いれば、図１０３の１画素を構成す
る大きさは面積にして１６倍（４×４＝１６）となり、
解像度が悪くなる結果を与える。例えば、比較的精細な
印画として望まれる印画ドット３００ＤＰＩ（ドット／
インチ）の印画素子で、図１０４の直接濃度法を用いれ
ば充分な解像度が得られるが、図１０３の擬似階調にこ
の印画素子を用いれば、等価的に１／４の７５ＤＰＩ程
度の解像度の画像しか得られない。

【００３５】言い換えると、印画ドット密度３００ＤＰ
Ｉを可能とする印画素子で、図１０４の多階調が可能な
プリンタ、例えば昇華インクジェットとサーマルヘッド
を用いた昇華プリンタで得られる同等の画素密度を、図
１０３の２値プリンタによる先に述べた擬似階調方法を
用いて得るには、１２００ＤＰＩ程度の印画素子が必要
になる。これでは余りにも不経済である。以上の例は、
白黒の無彩色の印画について述べたが、カラー画像につ
いても全く同様であり、カラープリンタで用いる色材の
種類の数だけ、図１０３，図１０４に示す１画素の印画
パターンが存在する。例えば、イエローＹ、マゼンダ
Ｍ、シアンＣ、黒Ｋの４種類の色材を用いたプリンタで
は、それぞれの色材が図１０３，図１０４の１画素の印
画パターンを構成し、カラー画像を形成する。更にこの
場合は、Ｙ，Ｍ，Ｃ及びＫに対して、各々正確に色合わ
せを可能とする高精度なプリンタメカニズムが必要とな
る。

【００３６】それぞれの色材が再現する階調の程度、言
い換えれば再現する色の数、解像度、１画素サイズ、そ
れを構成する印画素子サイズ及び画素密度ＤＰＩ等の相
互の関係は上記の通りである。即ち、従来の擬似階調を
用いた２値プリンタでは、階調再現性と解像度に相反す
る関係があるので、両者を両立させるには極めて高密度
な印画素子や、そのための制御回路、高精度のプリンタ
メカニズムが必要となり、非常に不経済で効率が悪く、
従って階調性と解像度のいずれか１つを犠牲にするのが
一般的であり、２値プリンタによる多階調を必要とする
自然画像の印画結果は、多値プリンタによるものと較べ
て、従来では劣ることになる。

【００３７】特に、上記の従来の擬似階調方法におい
て、人間の視覚特性を利用している点は、数ある視覚特
性の中で上記で説明したごとく単に目の積分効果のみで
ある。本願はこの点に着目し、公知のことと知られてい
ながら、具体的に印画方法及び印画装置に関して、従来
はうまく利用されていなかった人間の視覚特性、つまり
輝度（明暗）に対しては解像度が高く、色に対しては解
像度が低い特性を鑑がみて充分に活用するものである。

【００３８】図１０５は、上記図１０３の擬似階調を行
うための従来の印画装置の実施例である。図１０５にお
いて、２１はＲ，Ｇ，Ｂ画像信号を印刷三原色信号の印
画信号であるシアンＣ、マゼンダＭ、イエローＹに色変
換する色変換手段、２２は該三原色信号のＣ，Ｍ，Ｙの
信号から擬似階調の信号を生成する擬似階調手段、擬似
階調手段２２の入力信号Ｙ，Ｍ，Ｃに対する各々の出力
信号は、プリント手段２３の印画素子へ導かれる。カラ
ープリンタ等の印刷では、減法混色法を用いるため三原
色としてシアンＣ、マゼンダＭ、イエローＹの３色が用
いられる。４の色変換手段は、オリジナルな入力画像信
号であるレッドＲ、グリーンＧ、ブルーＢから印刷三原
色である印画信号シアンＣ、マゼンダＭ及びイエローＹ
を得るもので、次のような変換が一般的に行われる。Ｃ＝Ｒの補色Ｍ＝Ｇの補色Ｙ＝Ｂの補色つまり、Ｒ，Ｇ，Ｂの各々の補色が、各々Ｃ，Ｍ，Ｙで
あることを示している。

【００３９】このＹ，Ｍ，Ｃ信号は、擬似階調手段２２
により演算処理が施されて、２値階調信号であるｙ，
ｍ，ｃを各々得て、それらの２値階調信号は、２値プリ
ンタであるプリント手段２３に導かれて、印画画像が印
画される。

【００４０】この従来の擬似階調の施し方は、予め定ま
った画素ブロック内を所定の数（例４×４＝１６）で分
割して、プリントされるべく印画ドットの数及びその配
置を含む、いわゆる印画素子１ドットの密度分布を単純
に変化させる方法を使用しているので、画像の内容（特
に周波数成分）に関係なく一律に行われる。また、輝度
に対して解像度が高く、色に対して解像度が低いという
人間の視覚特性については全く生かされず、わずかに人
間の目の積分効果のみを利用しているだけである。従っ
て、図１０３のように、単純な擬似階調法においては、
その画質は、１画素（図１０３では、４×４＝１６の印
画ドット）中の印画ドットの形（図１０３では、正四角
形）とか、１画素の面積当りの印画ドット数とか、印画
ドットの配列の非連続（図１０２の階調度を示す番号の
２とか４における黒いドット部の非連続）等の、いわゆ
る擬似階調を定めるパラメータ（変数）の特質に少なか
らず依存している。

【００４１】例えば、図１０３に示すような擬似階調法
でより多階調化する時には、１画素の面積当りの印画ド
ットの数、つまり印画ドット密度を増やす必要がある。
その様子を、例えば、文献（リアルカラーハードコピ
ー、安居院猛、中嶋正之、加田露樹共著、産業図書出
版、平成５年１０月８日初版Ｐ１０３、表ＩＩ３．５）
に記載してある１部を図１０６に示す。この図から明ら
かなように、階調を増加しようとする１印画ドットが小
さくなる。また、画像信号の明るい部分に相当する擬似
階調の画像は、図１０６の左側に示す印画ドットの数が
少ない１画素（この場合は、４つの印画ドット）の集ま
りとなるので、結果として１画素当りに小さい印画ドッ
トのまばらな集まりとなり解像度が低下する。つまり、
階調性と解像度が両立しない。印画の階調性を深くとる
と印画の解像度が劣化し、また、解像度が劣化しないよ
うに隣接する印画ドットの密度を増加すると逆に印画の
階調性が浅くなる。

【００４２】

【発明が解決しようとする課題】マルチメディアデータ
を処理するために、効果的な画像圧縮テクニックの要求
が増大してきている。ＪＰＥＧやＭＰＥＧのような標準
化された画像圧縮方式が出現してきている。これらの標
準化された画像圧縮方式は、基本技術として離散コサイ
ン変換による変換符号化方式を用いている。

【００４３】一方、人間の視覚特性についての研究がな
されてきている。特に、空間周波数特性に対する研究が
幾つか報告されている。これらの報告によれば、人間の
目は小さな領域において、色を十分に区別できないとい
うことがわかっている。従って、高周波の色差成分は、
人間の目に対して冗長的なものである。即ち、高周波の
色差成分は、オリジナルなイメージ信号から除去しても
構わない信号である。カラーテレビ放送においては、こ
の特性を利用して標準化がなされている。即ち、カラー
テレビの標準フォーマットにおいては、輝度と色差に対
して異なるバンド幅を割り当てている。例えば、ＮＴＳ
Ｃ方式においては、輝度成分に対しては４．２メガヘル
ツを割り当て、色差成分Ｉ，Ｑには１．５メガヘルツと
０．５メガヘルツを割り当てている。

【００４４】一方、ＬＳＩの技術が進歩してきており、
離散コサイン変換を用いた動画の符号化に役だってい
る。しかしながら、リアルタイムに符号化するためのコ
ストは、現在でも非常に高い。また、将来的にも符号化
するデータ量の増加が見込まれており、リアルタイムの
符号化には更にコストを必要とする。動画の符号化を効
率的に行うためには、離散コサイン変換の計算負荷を減
少させる必要がある。

【００４５】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたものである。特に、この発明は人間の
視覚特性を利用することにより、効果的な符号化を行お
うとするものである。また、この発明は、離散コサイン
変換のためのブロックのサイズを減少させることによ
り、効果的な変換符号化を行おうとするものである。ま
た、この発明は、２次元空間を持つ静止画に対して用い
られる符号化方式を時間軸を持つ３次元の動画の符号化
方式に拡張するものである。２次元方式において、離散
コサイン変換のブロックサイズを減少させ、３次元方向
においてもそのサイズを減少させ、動画を扱う場合に、
更に効果的な離散コサイン変換を行おうとするものであ
る。

【００４６】次に、従来の画像出力装置の課題について
以下に記述する。前述のように、インク滴を受像紙に飛
翔させて印字又は印画するインクジェット方式プリンタ
や、２値インクシートとサーマルヘッドを用いる熱溶融
形プリンタのような２値プリンタにおいては、種々の課
題をかかえているが整理すると次のようになる。

【００４７】第１の課題として、従来の擬似階調法を用
いて解像度を確保するためには、一画素を構成している
各印画ドット密度分布単位やある程度小さくすることが
望まれる。しかし、解像度を確保することに注力して画
素の印画ドットの密度を小さくしたり又は１画素サイズ
を小さくすると、印画ドットのサイズは通常は固定であ
るので、１画素内の印画ドットの密度分布の変化幅が少
なくなるか又は逆に印画ドットの数を少なくさせざるを
えないこととなり、結果として階調性が浅くなる。

【００４８】第２の課題として、先に述べた直接濃度法
（つまり、１画素の面積を一定にして画素内のインクの
溶融量又はインクの盛り量を変える方法、昇華性インク
とサーマルヘッドを用いた方法が代表例）と同じ大きさ
の１画素を用いて、その直接濃度法と同じ程度の多階調
を擬似階調法で獲得しようとすると、その擬似階調法に
必要とする１画素を構成する印画ドットの面積は、直接
濃度法に比較してかなり小さい面積（例えば、１／１
６）を必要とする。更に、例えば、２値プリンタを用い
て従来のＮＴＳＣ方式映像信号の約５倍の情報量を有す
るハイビジョン映像信号を、従来のＮＴＳＣ方式と同程
度の階調度でプリントすることを想定すると、ＮＴＳＣ
方式の映像信号に用いられる直接濃度法の印画ドットの
面積の約１／８０になる可能性がある。

【００４９】しかも仮に階調性が得られたとしても、解
像度がハイビジョン用としては劣り、結果として２値プ
リンタによるハイビジョン映像信号の印画は、非常に困
難である。むしろほとんど実現不可能に近い。

【００５０】第３の課題として、濃度変調を基本とする
直接濃度法と同じ階調を有し、かつ、多少の解像度は仮
に容認した場合でも、従来の擬似階調法を用いる限り、
印画ドットの面積は、直接濃度法の印画ドットの面積に
比較して小さくせざるをえない（例えば、１／１６）。
また、直接濃度法に用いるプリンタメカニズムの精度に
比較して、例えば縦寸法、横寸法ともに４倍の精度のプ
リンタメカニズムがこの擬似階調法のプリンタメカニズ
ムに必要とする。つまり、もしこの精度アップが達成さ
れないと、カラープリンタ装置において、結果として”
色ずれ”が発生することになる。

【００５１】第４の課題として、前記第１から第３の現
実的な課題から、結果として２値プリンタによる自然画
像（例えば、人間の顔の頬の滑らかな部分とか木々緑の
葉）の印画では、解像度かもしくは階調性のいずれかを
犠牲にして設計せざるをえないのが通常で、印画品質の
劣るプリント画像しか得られないという課題はもとよ
り、擬似輪郭という課題もある。つまり、従来の予め定
めた所定のブロックの１画素を印画ドットサイズを単位
として、所定の数だけ一律に分割するこの種の２値プリ
ンタでは、画像信号をディジタル信号領域で処理する際
に、その量子化誤差による影響がこのブロック化の非連
続性の影響とも重なり合い、例えば、人間の頬に擬似輪
郭が現れ易い。これを根本的に解決するには、先に述べ
た解像度と階調性の相反する関係、印画ドットのサイズ
及びプリンタメカニズム精度に係わる検討とともに、目
の積分効果という数ある特性の内の１つだけの人間の知
覚特性のみならず、他の特性をも活用しつつ、映像信号
の高い部分、低い部分に着目した適応的な画素サイズ、
もしくは印画ドットサイズの検討が具体的に望まれてい
た。

【００５２】この発明は、上記のような複数の課題点を
解消するためになされたもので、インクジェット方式の
ような２値プリンタを用いても、階調を持った自然画像
の印画において、特に解像度と階調の再現性（色彩の再
現性）との両立とともに、すぐれた印画結果を得ること
を目的としており、この目的のための画像出力装置を提
供することを目的とするものである。

【００５３】

【課題を解決するための手段】この発明に係る画像符号
化装置は、以下の要素を有する。（ａ）複数のエレメントから構成される画像を入力する
入力部、（ｂ）上記エレメントを処理単位とするエレメ
ント毎の輝度成分データを抽出するとともに、所定数の
隣接するエレメントからブロックを構成し、上記ブロッ
クを処理単位とするブロック毎の輝度成分データと色差
成分データを抽出する変換部、（ｃ）上記変換部により
抽出されたエレメント毎の輝度成分データとブロック毎
の輝度成分データと色差成分データを入力し、符号化し
て出力する符号化部、（ｄ）上記符号化部により出力さ
れた符号データを量子化する量子化部、（ｅ）上記量子
化部により量子化されたデータを出力する出力部。

【００５４】この発明に係る画像符号化装置は、上記入
力部が、各エレメントに対して赤，緑，青の色成分を入
力し、上記変換部は、上記赤，緑，青の色成分をブロッ
ク毎にまとめてブロック毎の色空間変換を行い、ブロッ
ク毎の輝度成分と色差成分を求めるブロック成分変換部
と、上記赤，緑，青の色成分を用いてエレメント毎の色
空間変換を行い、エレメント毎の輝度成分を求めるエレ
メント成分変換部を備えたことを特徴とする。

【００５５】この発明に係る画像符号化装置は、上記ブ
ロック成分変換部が、各ブロック毎に、赤，緑，青の各
色成分の基底周波数を求め、各成分の基底周波数をブロ
ック毎の直流成分とする直流成分抽出部を備えたことを
特徴とする。

【００５６】この発明に係る画像符号化装置は、上記エ
レメント成分変換部が、エレメント毎に、各エレメント
の各色成分の値と、そのエレメントが属するブロックに
対して上記直流成分抽出部により抽出されたブロック毎
の各直流成分の値との差を求め、求めた差をエレメント
毎の交流成分とする交流成分抽出部を備えたことを特徴
とする。

【００５７】この発明に係る画像符号化装置は、上記符
号化部が、上記直流成分抽出部から出力されたブロック
毎の輝度成分と色差成分を複数ブロックまとめて変換符
号化するとともに、上記交流成分抽出部から出力された
エレメント毎の輝度成分を複数エレメントまとめて変換
符号化することを特徴とする。

【００５８】この発明に係る画像符号化装置は、上記エ
レメントが、画像を構成する画素であることを特徴とす
る。

【００５９】この発明に係る画像符号化装置は、上記画
像が、静止画であり、上記ブロックは、２次元ブロック
であることを特徴とする。

【００６０】この発明に係る画像符号化装置は、上記画
像が、上記静止画を時間軸に連続させた動画であり、上
記ブロックは、時間軸を持つ３次元ブロックであること
を特徴とする。

【００６１】この発明に係る画像符号化装置は、上記ブ
ロックが、２^a ×２^b ×２^c（ａとｂとｃは０以上の整
数）の画素から構成されたことを特徴とする。

【００６２】この発明に係る画像符号化装置は、上記ブ
ロックが、４×４×２^c（ｃは０とこのいずれかの値）
の画素から構成されたことを特徴とする。

【００６３】この発明に係る画像符号化装置は、上記符
号化部が、直交変換を用いていることを特徴とする。

【００６４】この発明に係る画像符号化装置は、上記符
号化部が、離散コサイン変換を用いていることを特徴と
する。

【００６５】この発明に係る画像符号化装置は、上記符
号化部が、２^d ×２^e ×２^f（ｃとｄとｆは０以上の整
数）のブロックをまとめて変換符号化することを特徴と
する。

【００６６】この発明に係る画像符号化装置は、上記符
号化部が、４×４×２^f（ｆは０とこのいずれかの値）
のブロックを変換符号化することを特徴とする。

【００６７】この発明に係る画像符号化装置は、上記量
子化部が、人間の視覚特性に基づいて求めた量子化テー
ブルを備えたことを特徴とする。

【００６８】この発明に係る画像符号化装置は、上記量
子化部が、量子化するデータの値を減衰させる減衰テー
ブルを備えたことを特徴とする。

【００６９】この発明に係る画像復号化装置は、以下の
要素を有する。（ａ）複数のエレメントから構成される画像のエレメン
ト毎に抽出したエレメント毎の輝度成分データと、所定
数の複数のエレメントからなるブロック毎に抽出したブ
ロック毎の輝度成分データと色差成分データを入力する
入力部、（ｂ）上記入力部により入力されたエレメント
毎の輝度成分データと、上記ブロック毎の輝度成分デー
タと色差成分データを用いて、エレメント毎の色空間変
換を行い、エレメント毎の赤，緑，青の色成分を出力す
る逆変換部。

【００７０】この発明に係る画像符号化装置は、上記逆
変換部が、上記エレメント毎の輝度成分データにブロッ
ク毎の輝度成分データを加算して新たなエレメント毎の
輝度成分データとする輝度成分の加算部を備えたことを
特徴とする。

【００７１】この発明に係る画像符号化装置は、上記逆
変換部が、上記ブロック毎の輝度成分データと色成分デ
ータをそのブロックに含まれる各エレメント毎の輝度成
分データと色差成分データに割り当てる割り当て部を備
えたことを特徴とする。

【００７２】この発明に係る画像処理装置は、画像を輝
度成分と色差成分を用いた色空間により表現する画像処
理装置において、画像を、第１の解像度による第１の輝
度成分データと、第１の解像度よりも低い解像度を持つ
第２の解像度による第２の輝度成分データと、第２の解
像度による色差成分データにより表現することを特徴と
する。

【００７３】この発明に係る画像処理装置は、上記画像
が、２次元配列された画素により構成された静止画像で
あり、第１の解像度は画素数により決定され、第２の解
像度は少なくとも上記２次元のいずれかの次元におい
て、第１の解像度の１／３〜１／５倍であることを特徴
とする。

【００７４】この発明に係る画像処理装置は、上記第２
の解像度が、第１の解像度の１／４倍であることを特徴
とする。

【００７５】この発明に係る画像処理装置は、上記画像
が、時間軸を３次元目とする動画像であり、３次元目に
おいても上記第２解像度は第１の解像度の１／３〜１／
５倍であることを特徴とする。

【００７６】この発明に係る画像処理装置は、上記画像
処理装置が、画像を入力する画像入力装置、画像を表示
する画像表示装置、画像を蓄積する画像蓄積装置、画像
を印刷する画像印刷装置、画像を伝送する画像伝送装
置、画像を出力する画像出力装置、画像を符号化する画
像符号化装置、画像を復号化する画像復号化装置のいず
れかであることを特徴とする。

【００７７】この発明に係る画像符号化方法は、以下の
工程を有する。（ａ）第１の解像度を持ち、ＲＧＢ色空間で表された色
成分を入力する入力工程、（ｂ）上記ＲＧＢ色空間で表
された色成分を上記第１の解像度を持ったＹＵＶ色空間
の輝度成分に変換する第１の変換工程、（ｃ）上記ＲＧ
Ｂ色空間で表された色成分を上記第１の解像度よりも低
い解像度を持った第２の解像度で、ＹＵＶ色空間の輝度
成分と色差成分に変換する第２の変換工程、（ｄ）上記
第１の解像度を持った輝度成分と第２の解像度を持った
輝度成分と、色差成分を出力する出力工程。

【００７８】この発明に係る画像符号化方法は、上記第
２の変換工程が、更に、上記ＲＧＢ色空間で表された色
成分から第２の解像度のＲＧＢ色空間の色成分を算出す
る工程と、第２の解像度のＲＧＢ色空間の色成分をＹＵ
Ｖ色空間の輝度成分と色差成分に変換する工程とを備
え、上記第１の変換工程は、第１の解像度を持つＲＧＢ
色空間で表された色成分と第２の解像度のＲＧＢ色空間
の色成分との差を算出する工程と、算出した差をＹＵＶ
色空間の輝度成分に変換する工程とを備えたことを特徴
とする。

【００７９】この発明に係る画像符号化方法は、上記画
像符号化方法が、更に、出力工程により出力された第１
の輝度成分をｎ×ｍ（ｎ，ｍは正の整数）を単位として
変換符号化する工程と、出力工程により出力された第２
の輝度成分と色差成分をｎＮ×ｍＭ（Ｎ，Ｍは正の整
数）を単位として変換符号化する工程を備えたことを特
徴とする。

【００８０】この発明に係る画像符号化方法は、上記画
像符号化方法が、更に、変換符号化された符号を人間の
視覚特性に基づいて求めた量子化テーブルを用いて量子
化する工程を備えたことを特徴とする。

【００８１】この発明に係る画像符号化方法は、上記画
像符号化方法が、更に、変換符号化された符号を減衰さ
せる工程を備えたことを特徴とする。

【００８２】この発明に係る画像復号化方法は、以下の
工程を有する。（ａ）ＹＵＶ色空間で表された第１の解像度を持った第
１の輝度成分と、第１の解像度よりも低い第２の解像度
を持った第２の輝度成分と、第２の解像度を持った色差
成分を入力する入力工程、（ｂ）上記第１の解像度を持
った第１の輝度成分と、第２の解像度を持った第２の輝
度成分と色差成分を第１の解像度を持ったＲＧＢ色空間
の色差成分に逆変換する逆変換工程。

【００８３】この発明に係る画像復号化方法は、上記逆
変換工程が、第１の解像度を持った第１の輝度成分と第
２の解像度を持った第２の輝度成分を加算して新たな第
１の解像度を持った輝度成分を生成する工程を備えたこ
とを特徴とする。

【００８４】この発明の画像符号化装置は、以下の要素
を有する。（ａ）複数のエレメントから構成される画像を入力する
入力部、（ｂ）上記エレメントを処理単位とするエレメ
ント毎の輝度成分データを抽出するとともに、所定数の
隣接するエレメントからブロックを構成し、上記ブロッ
クを処理単位とするブロック毎の色成分を抽出する変換
部、（ｃ）上記変換部により抽出されたエレメント毎の
輝度成分データとブロック毎の色成分データを入力し、
符号化して出力する符号化部、（ｄ）上記符号化部によ
り出力された符号データを量子化する量子化部、（ｅ）
上記量子化部により量子化されたデータを出力する出力
部。

【００８５】上記入力部は、各エレメントに対して赤，
緑，青の色成分を入力し、上記変換部は、上記赤，緑，
青の色成分をブロック毎にまとめてブロック毎の色成分
を求めるブロック成分変換部と、上記赤，緑，青の色成
分を用いてエレメント毎の色空間変換を行い、エレメン
ト毎の輝度成分を求めるエレメント成分変換部を備えた
ことを特徴とする。

【００８６】上記ブロック成分変換部は、各ブロック毎
に、赤，緑，青の各成分の基底周波数を求め、各成分の
基底周波数をブロック毎の直流成分とする直流成分抽出
部を備えたことを特徴とする。

【００８７】上記エレメント成分変換部は、エレメント
毎に、各エレメントの各色成分の値と、そのエレメント
が属するブロックに対して上記直流成分抽出部により抽
出されたブロック毎の各直流成分の値との差を求め、求
めた差をエレメント毎の交流成分とする交流成分抽出部
を備えたことと特徴とする。

【００８８】上記符号化部は、上記直流成分抽出部から
出力されたブロック毎の色成分を複数ブロックまとめて
変換符号化するとともに、上記交流成分抽出部から出力
されたエレメント毎の輝度成分を複数エレメントまとめ
て変換符号化することを特徴とする。

【００８９】この発明の画像出力装置は、以下の要素を
有する。（ａ）複数のエレメントから構成される画像の画像信号
を入力し、輝度成分データと、色成分データを供給する
入力部、（ｂ）上記輝度成分データに対して所定のエレ
メント数からなる第１の階調領域を用いて階調を表す第
１の階調部、（ｃ）上記色成分データに対して、上記第
１の階調領域より多くのエレメント数からなる第２の階
調領域を用いて階調を表す第２の階調部、（ｄ）上記第
１と第２の階調手段により表された階調を用いて画像を
出力する出力部。

【００９０】上記輝度成分データは、エレメント毎の輝
度成分であり、上記色成分データは、複数エレメントか
ら構成されたブロック毎の赤，緑，青の色成分であるこ
とを特徴とする。

【００９１】上記入力部は、ブロック毎の輝度成分と色
差成分を入力し、ブロック毎の輝度成分と色差成分をブ
ロック毎の赤，緑，青の色成分に変換する色空間変換部
を備えていることを特徴とする。

【００９２】上記画像信号は、符号化されたデータであ
り、上記入力部は符号化された画像信号を復号化する復
号化部を備えたことを特徴とする。

【００９３】上記第１の階調部は、輝度成分データに対
して１画素を第１の階調領域として割り当てることを特
徴とする。

【００９４】上記第１の階調部は、輝度成分データに対
して２×２画素を第１の階調領域として割り当てること
を特徴とする。

【００９５】上記第２の階調部は、色成分データに対し
て４×４画素を第２の階調領域として割り当てることを
特徴とする。

【００９６】上記第１と第２の階調部は、階調を再現す
るための２値化手法を用いて階調を表していることを特
徴とする。

【００９７】上記２値化手法は、濃度パターン法又はデ
ィザ法であることを特徴とする。

【００９８】上記２値化手法は、誤差拡散法であること
を特徴とする。

【００９９】

【作用】この発明における画像符号化装置は、エレメン
ト毎の輝度成分データとブロック毎の輝度成分データと
色差成分データを抽出することにより、人間の視覚特性
に基づいた効率よい符号化を行う。

【０１００】また、この発明における画像符号化装置
は、ブロック成分変換部がブロック毎の輝度成分と色差
成分を求めるのに対し、エレメント成分変換部は、エレ
メント毎に輝度成分を求める。エレメント成分変換部
は、エレメント毎の色差成分を出力しない。

【０１０１】ブロック成分変換部は、ブロック内の各成
分の基底周波数を求め、直流成分を抽出することによ
り、情報量を圧縮している。

【０１０２】エレメント成分変換部は、各エレメントの
値から直流成分を差し引くことにより交流成分を抽出
し、交流成分の情報量を圧縮する。

【０１０３】また、符号化部が複数ブロックをまとめて
変換符号化することにより、更に、ブロック毎の輝度成
分と色差成分を効率よく処理することができる。

【０１０４】上記エレメントは、画像を構成する画素で
あり、画素単位及び複数の画素からなるブロック単位の
処理が行える。

【０１０５】この発明における符号化装置は、静止画像
を扱うことができ、静止画像を扱う場合には、上記ブロ
ックは２次元ブロックとなる。

【０１０６】また、この発明における画像符号化装置
は、動画を扱うことができ、動画を扱う場合には、ブロ
ックは３次元ブロックとなる。

【０１０７】上記ブロックは、計算機で処理されること
から、各次元とも２のべき乗であることが望ましい。

【０１０８】特に、ブロックのサイズは、人間の視覚特
性に基づき、４×４の画素であることが望ましい。

【０１０９】上記画像符号化装置は、直交変換を行うこ
とにより、画像データの冗長性を排除する。

【０１１０】また、上記直交変換としては、離散コサイ
ン変換を用いる。

【０１１１】更に、離散コサイン変換を行う場合には、
２のべき乗を単位としたブロックで変換符号化する。

【０１１２】特に、４×４という小さいブロックを用い
て変換符号化することが望ましい。

【０１１３】また、この発明における画像符号化装置
は、人間の視覚特性に基づく量子化テーブルにより量子
化を行う。

【０１１４】更に、量子化する際に、量子化レベルを調
整することによりブロック間の歪みを最小限に押さえ
る。

【０１１５】この発明における画像復号化装置は、逆変
換部がエレメント毎の輝度成分データとブロック毎の輝
度成分データと色差成分データを用いて、エレメント毎
の色成分を復号して出力する。

【０１１６】加算部は、エレメント毎の輝度成分データ
とブロック毎の輝度成分データとを入力し、エレメント
毎の輝度成分データとブロック毎の輝度成分データを加
算してエレメント毎の輝度成分データを求める。

【０１１７】また、割り当て部は、ブロック毎の輝度成
分データと色差成分データを各エレメント毎の輝度成分
データと色差成分データに割り当てる。

【０１１８】この発明における画像処理装置は、高解像
度の輝度成分データと低解像度の輝度成分データと色差
成分データを有していることにより、人間の視覚特性に
基づく最小限のデータ量で画像を保持する。

【０１１９】上記高解像度と低解像度の差は、３倍〜５
倍程度であり、人間の視覚特性に基づくものである。

【０１２０】人間の視覚特性及びデータの処理効率から
考えて、高解像度と低解像度との差は、４倍であること
が望ましい。

【０１２１】扱う画像が３次元の動画像である場合でも
人間の視覚特性は、時間軸方向にも空間軸方向と同様な
特性を示すため、３次元軸においても解像度の差は、３
倍〜５倍であることが望ましい。

【０１２２】前述したようなデータの形式で画像を扱う
処理装置として、入力装置、表示装置、蓄積装置、印刷
装置、伝送装置、出力装置、符号化装置、復号化装置等
の各種画像処理装置があげられる。

【０１２３】この発明における画像符号化方法は、第１
の変換工程において、高解像度の輝度成分を抽出する。
また、第２の変換工程において、低解像度の輝度成分と
色差成分を抽出する。高解像度の色差成分を無視するこ
とにより、情報量の圧縮が行える。

【０１２４】第２の変換工程において、低解像度の輝度
成分と色差成分を算出し、低解像度の色空間変換を行う
ことにより、算出負荷を減少させている。また、第１の
変換工程は、高解像度の色成分から低解像度の色成分を
差し引くことにより、情報量を減少させるとともに、輝
度成分のみの算出を行うことにより、更に算出負荷を減
少させている。

【０１２５】また、変換符号化を行う場合に、低解像度
のデータを更に複数ブロックまとめて変換を行うことに
より、効率よい変換を行う。

【０１２６】また、量子化を行う場合には、人間の視覚
特性に基づいた量子化テーブルを用いることにより、適
切な量子化を行える。

【０１２７】更に、変換符号化された符号を減衰させる
ことにより、ブロック間に生ずる歪みを減少させる。

【０１２８】この発明における画像復号化装置は、高解
像度の輝度成分と低解像度の輝度成分と色差成分を入力
し、逆変換を行うことにより画像データを復元する。

【０１２９】高解像度の輝度成分は、入力した高解像度
の輝度成分と低解像度の輝度成分を加算することによ
り、新たな高解像度の輝度成分を算出する。

【０１３０】この発明における画像符号化装置は、エレ
メント毎の輝度成分データとブロック毎の色成分データ
を抽出することにより、人間の視覚特性に基づいた効率
よい符号化を行う。

【０１３１】また、この発明における画像符号化装置
は、ブロック成分変換部がブロック毎の色成分を求める
のに対し、エレメント成分変換部は、エレメント毎に輝
度成分を求める。エレメント成分変換部は、エレメント
毎の色成分を出力しない。

【０１３２】ブロック成分変換部は、ブロック内の各エ
レメントの各成分の基底周波数を求め、直流成分を抽出
することにより、情報量を圧縮する。

【０１３３】エレメント成分変換部は、各エレメントの
値から直流成分を差し引くことにより交流成分を抽出
し、交流成分の情報量を圧縮している。

【０１３４】また、符号化部が複数ブロックをまとめて
変換符号化することにより、更に、ブロック毎の輝度成
分と色成分を効率よく処理することができる。

【０１３５】この発明の画像出力装置は、エレメント毎
の輝度成分データに対して狭い面積の第１の階調領域を
用いて階調を表し、ブロック毎の色成分に対して広い面
積を持つ第２の階調領域を割り当てて階調を表す。従っ
て、輝度成分に対しては少ない階調であるが、高解像度
の画像を提供し、色成分のデータに対しては高い階調の
レベルを提供するが、低い解像度の画像を提供する。こ
のように、輝度成分と色成分をそれぞれ階調のレベルと
解像度を分けているのは、人間の視覚特性に基づくもの
である。即ち、人間の視覚特性は、色の空間周波数より
も輝度の空間周波数に対する認識が高く、輝度の滑らか
な変化よりも色の滑らかな変化に対して敏感であるとい
う特性に基づくものである。

【０１３６】上記色成分データは、ブロック毎の赤，
緑，青の色成分であり、画像出力装置はこれらの三原色
に対して、より広い面積を用いた階調を行う。

【０１３７】この画像出力装置がブロック毎の輝度成分
と色差成分を入力する場合は、色空間変換部によりブロ
ック毎の赤，緑，青の色成分に変換してから用いること
ができる。

【０１３８】また、この画像出力装置は、符号化された
データを入力する場合に、復号化する機能を備えており
復号化したデータにもとづいて画像を出力する。

【０１３９】また、第１の階調部は、第１の階調領域と
して１画素を割り当て、最も解像度の高い画像を生成す
る。

【０１４０】また、第１の階調部は、第１の階調領域と
して２×２画素を割り当て、できるだけ高い解像度を保
ちながら中間調を表示する。

【０１４１】また、第２の階調部は、第２の階調領域と
して、前述したような輝度データよりも広い面積であ
る。例えば、４×４画素からなる第２の階調領域を割り
当て解像度よりも、中間調を重視した画像を出力する。

【０１４２】上記第１と第２の階調部は、２値化手法を
用いて階調を表す。従って、画像を出力する装置がイン
クジェットプリンタ等の２値の記録を用いる装置の場合
に、中間調を持った画像を出力することができる。

【０１４３】上記２値化手法の中でもディザ法を用いる
場合は、輝度成分データに対して小さいマトリクスを割
り当て、色成分データに対して大きいマトリクスを割り
当てることにより、前述したような輝度成分と色成分の
解像度と中間調のレベルに違いを出すことができる。

【０１４４】上記２値化手法として誤差拡散法を用いる
場合でも、輝度成分と色成分の誤差をそれぞれ拡散する
相手先の画素数を変化させることにより、輝度成分と色
成分の解像度と階調レベルを変えることができる。

【０１４５】

【実施例】

実施例１．図１は、この発明の画像符号化装置及び画像
復号化装置のブロック図である。図１の上部が画像符号
化装置を示すブロック図である。また、図１の下部が画
像復号化装置を示すブロック図である。画像符号化装置
は、変換部１００、符号化部２００、量子化部３００、
エントロピー符号化部４００を有している。一方、画像
復号化装置は、エントロピー復号化部５００、逆量子化
部６００、復号化部７００、逆変換部８００を有してい
る。この発明における画像符号化装置は、特にエントロ
ピー符号化部４００に関するものではない。また、この
発明に係る画像復号化装置は、エントロピー復号化部５
００に関するものではない。今回の発明は、画像符号化
装置においては、変換部１００、符号化部２００、量子
化部３００に関するものである。また、画像復号化装置
においては、逆量子化部６００、復号化部７００、逆変
換部８００に関するものである。なお、この実施例で述
べる信号やデータや符号は、入出力される場合及び処理
される場合において、ディジタル化されているものとす
る。

【０１４６】この発明は、符号化部２００及び復号化部
７００において用いられる直交変換のための計算時間
を、できるだけ少なくするために考えられたものであ
る。符号化部２００、復号化部７００で実行される直交
変換の計算量は、計算に用いられるブロックサイズに依
存している。一般的に、従来は、８×８画素を１ブロッ
クとして直交変換を行っている。この発明は、１ブロッ
クのサイズを例えば、４×４画素に減少させることによ
り、直交変換の計算量を大幅に削減するものである。

【０１４７】また、本発明は人間の視覚特性に基づい
て、色成分と輝度成分を適切な比率で分離し、色成分と
輝度成分それぞれに対して適切な圧縮を行うものであ
る。

【０１４８】変換部１００は、ＲＧＢ信号を入力する。
変換部１００は入力したＲＧＢ信号から画素毎の輝度成
分データを出力する。また、ＲＧＢ信号からブロック毎
の輝度成分データと、色差成分データを出力する。符号
化部２００は、変換部１００から出力された画素毎の輝
度成分データと、ブロック毎の輝度成分データと、ブロ
ック毎の色差成分データを入力する。符号化部２００
は、画素毎の輝度成分データを４×４画素を１つの単位
として、離散コサイン変換を行う。また、符号化部２０
０は、ブロック毎の輝度成分データを４×４ブロックを
１つの単位として、離散コサイン変換を行う。同様に、
ブロック毎の色差成分データを４×４ブロックを１つの
ブロックとして、離散コサイン変換を行う。符号化部２
００は、このようにして符号化したデータを量子化部３
００に出力する。量子化部３００は、人間の視覚特性に
基づいて求めた量子化テーブルをあらかじめ備えてい
る。量子化部３００は、この量子化テーブルを用いて符
号化部２００から入力したデータを量子化する。量子化
データは、エントロピー符号化部４００に出力される。

【０１４９】逆量子化部６００は、エントロピー復号化
部５００から符号化されたデータを入力する。逆量子化
部６００は、量子化部３００が記憶している量子化テー
ブルと同じ量子化テーブルを記憶している。逆量子化部
６００は、その量子化テーブルを用いて、エントロピー
復号化部５００から入力したデータを逆量子化する。復
号化部７００は、符号化部２００が符号化のために用い
たブロック単位を用いて、入力したデータを復号化す
る。即ち、復号化部７００は、画素毎の輝度成分データ
に関しては、４×４画素を１つの単位として逆離散コサ
イン変換を行う。また、ブロック毎の輝度成分データと
ブロック毎の色差成分データを４×４画素を単位とし
て、逆離散コサイン変換を行う。逆変換部８００は、画
素毎の輝度成分データと、ブロック毎の輝度成分データ
と、ブロック毎の色差成分データを入力する。逆変換部
８００は、入力したデータに対して色空間の変換を行
い、ＲＧＢ信号を出力する。

【０１５０】図２は、ＲＧＢ信号の画像の構成を示す図
である。画像は、赤を示すＲプレーンと緑を示すＧプレ
ーンと青を示すＢプレーンから構成されている。各プレ
ーンは、ｒ×ｓのエレメントから構成されている。この
エレメントを以下画素と呼ぶことにする。図２に示す例
においては、２４０画素×３２０画素により、１つの画
素を構成している場合を示している。ここで、各プレー
ンの１つの画素を示す場合に、ｘとｙという変数を用い
て示すことにする。例えば、Ｒ（ｘ，ｙ）は、Ｒプレー
ンのｘ行ｙ列目の画素を示すものとする。但し、ｘは０
からｒ−１の値をとり、ｙは０からｓ−１の値をとるも
のとする。

【０１５１】次に、この実施例のブロックについて説明
する。ここでは、ｎ×ｍ画素を１つのブロックとする。
そして、ブロックの位置を示すために、ｕとｖという変
数を用いる。Ｒ（ｕ，ｖ）は、Ｒプレーンの第ｕ行第ｖ
列目のブロックを示すものとする。但し、ｕは０から
（ｒ／ｎ）−１の値を取り、ｖは０から（ｓ／ｍ）−１
の値を取るものとする。図２に示す例においては、ｒ／
ｎ×ｓ／ｍ＝６０×８０のブロックが存在している場合
を示している。

【０１５２】図３は、変換部１００の内部ブロック図で
ある。変換部１００は、ＲＧＢの色成分を用いて、エレ
メント毎（画素毎）の色空間変換を行うエレメント成分
変換部１１０を備えている。また、変換部１００は、Ｒ
ＧＢ色成分をブロック毎に色空間変換を行うブロック成
分変換部１２０を備えている。変換部１００は、図２に
示したようなＲＧＢ信号を入力する。変換部１００は、
入力したＲＧＢ信号の色空間変換を行う。その結果、変
換部１００は、２つの輝度成分Ｙ_h ，Ｙ_L と、２つの色
差成分Ｕ，Ｖを出力する。

【０１５３】図４は、変換部１００の出力を示す図であ
る。輝度成分Ｙ_h は、ｒ×ｓ画素から構成されている。
輝度成分Ｙ_L は、ｒ／ｎ×ｓ／ｍ画素から構成されてい
る。色差成分Ｕと色差成分Ｖも、それぞれｒ／ｎ×ｓ／
ｍ画素から構成されている。実際には、ｒ／ｎ×ｓ／ｍ
ブロックから構成されているというのが正しい表現であ
るが、実質的には、ｎ×ｍ画素のデータが１画素分デー
タになっており、各ブロックを代表する１つの値を算出
して出力するため、ここではｒ／ｎ×ｓ／ｍ画素という
表現を用いている。

【０１５４】エレメント成分変換部１１０は、各画素毎
に処理を行うものである。一方、ブロック成分変換部１
２０は、ブロック毎に処理を行うものである。ブロック
成分変換部１２０には、ブロックに含まれる画素のＲＧ
Ｂ色成分の各成分の平均値を求め、求めた平均値を各ブ
ロックの直流成分とする直流成分抽出部が存在する。ま
た、ブロック成分変換部１２０は、直流成分抽出部１２
２が抽出した直流成分を用いて、色空間変換を行う色空
間変換部１２４が存在している。色空間変換部１２４
は、ブロック毎の輝度成分Ｙ_L とブロック毎の色差成分
Ｕ，Ｖを出力する。エレメント成分変換部１１０は、画
素単位に成分を抽出する交流成分抽出部１１２と、画素
単位に色空間変換を行う色空間変換部１１４を有してい
る。交流成分抽出部１１２は、画素毎に各画素のＲＧＢ
色成分の値と、その画素が属するブロックの直流成分と
の差を求めた差分を交流成分として出力する。色空間変
換部１１４は、交流成分抽出部１１２から出力された交
流成分を色空間変換する。このようにして、各画素毎の
輝度成分Ｙ_h を出力する。

【０１５５】直流成分抽出部１２２は、以下の計算式に
より直流成分を抽出する。

【０１５６】

【数１】

【０１５７】上記計算式（１ａ）は、Ｒプレーンの各ブ
ロック内に存在する画素の値の平均値を計算するもので
ある。同様に、計算式（１ｂ）と（１ｃ）は、それぞれ
ＧプレーンとＢプレーンの各ブロックの画素の値の平均
値を計算するものである。この平均値を直流成分Ｒ_L ，
Ｇ_L ，Ｂ_L としている。

【０１５８】交流成分抽出部１１２は、ＲＧＢ色成分と
直流成分を入力し、以下の計算式により交流成分を抽出
する。Ｒ_h （ｎｕ＋ｉ，ｍｖ＋ｊ）＝Ｒ₀ （ｎｕ＋ｉ，ｍｖ＋ｊ）−Ｒ_L （ｕ，ｖ）・・・・・・（１ｄ）Ｇ_h （ｎｕ＋ｉ，ｍｖ＋ｊ）＝Ｇ₀ （ｎｕ＋ｉ，ｍｖ＋ｊ）−Ｇ_L （ｕ，ｖ）・・・・・・（１ｅ）Ｂ_h （ｎｕ＋ｉ，ｍｖ＋ｊ）＝Ｂ₀ （ｎｕ＋ｉ，ｍｖ＋ｊ）−Ｂ_L （ｕ，ｖ）・・・・・・（１ｆ）（０≦ｉ＜ｎ，０≦ｊ＜ｍ，０≦ｕ＜ｒ／ｎ，０≦ｖ＜
ｓ／ｍ）

【０１５９】上記計算式（１ｄ）は、Ｒプレーンの各画
素の値からその画素が属しているブロックの直流成分の
値を差し引いて、交流成分を求めているものである。

【０１６０】図５，図６，図７は、前述した直流成分抽
出部１２２と交流成分抽出部１１２の動作の一例を示す
図である。図５は、Ｒプレーンの１つのブロックＲ
（ｕ，ｖ）に属する画素Ｒ（ｘ，ｙ）の値を示す図であ
る。この例では、１ブロックは、４×４の画素で構成さ
れている。従って、１ブロックには１６画素が存在して
いる。各画素は、０から２５５の値をとるものとする。
図５に示すような値が入力された場合、式（１ａ）は以
下のようになる。Ｒ_L （ｕ，ｖ）＝（５＋４＋９０＋１１５＋１１＋３０＋２００＋１２０＋２３＋３５＋２１０＋３０＋１１＋２５＋３０＋７０）／１６＝１００９／１６＝６３．０６２５ ≒６３

【０１６１】このようにして、ブロックＲ（ｕ，ｖ）の
平均値が６３として求まる。図６は、ブロックＲ（ｕ，
ｖ）の直流成分の値が６３であることを示している。図
７は、図５に示す１６の画素の各値と図６に示す直流成
分の値の差を示すものである。即ち、式（１ｄ）を計算
した結果が、図７に示されている。

【０１６２】このように、図５，図６，図７に示すよう
な計算がＲプレーンの全てのブロックに対して行われ
る。また、同様な計算がＧプレーン及びＢプレーンにつ
いても行われる。

【０１６３】上記説明においては、各ブロックの画素の
値の平均値を直流成分としていたが、各ブロックの画素
の値の平均値は、変換符号化を行った場合の基底周波数
の一例として示したものである。離散コサイン変換の基
底周波数は、対象とする画素の値の平均値となる。即
ち、前述した各ブロックの画素の値の平均値を計算して
いるということは、離散コサイン変換の基底周波数を求
めていることに等しい。

【０１６４】直流成分を抽出する場合は、離散コサイン
変換を用いる場合に限らず、他の直交変換を用いる場合
でも構わない。例えば、離散コサイン変換の他にウォル
シュ・アダマール変換（ＷＨＴ）、離散フーリエ変換
（ＤＦＴ）、離散サイン変換（ＤＳＴ）、ハール変換、
スラント変換、カルーネンレーベ変換（ＫＬＴ）等が存
在している。これらの直交変換を行い基底周波数を求
め、求めた基底周波数を直流成分とするようにしても構
わない。

【０１６５】色空間変換部１１４と色空間変換部１２４
は、色空間の変換を行う。この実施例においては、ＲＧ
Ｂ色成分を輝度成分Ｙと色差成分Ｕ，Ｖに変換する。こ
こで、Ｙ_h を交流成分に基づく画素毎の輝度成分とす
る。また、Ｙ_L を直流成分に基づくブロック毎の輝度成
分とする。更に、ＵとＶを直流成分に基づくブロック毎
の色差成分とする。

【０１６６】色空間変換部１１４は、以下の式により直
流成分に基づくブロック毎の輝度成分Ｙ_Lと色差成分
Ｕ，Ｖを出力する。Ｙ_L （ｕ，ｖ）＝０．２９９Ｒ_L （ｕ，ｖ）＝０．５８７Ｇ_L （ｕ，ｖ）＋０．１１４Ｂ_L （ｕ，ｖ）・・・・・・（１ｇ）Ｕ（ｕ，ｖ）＝Ｒ_L （ｕ，ｖ）−Ｙ_L （ｕ，ｖ）・・・・・・（１ｈ）Ｖ（ｕ，ｖ）＝Ｇ_L （ｕ，ｖ）−Ｙ_L （ｕ，ｖ）・・・・・・（１ｉ）（０≦ｕ＜ｒ／ｎ，０≦ｖ＜ｓ／ｍ）

【０１６７】上記式（１ｇ）は、図８に示すように、Ｒ
ＧＢ成分のブロック毎の直流成分を用いて色空間変換を
行い、輝度成分Ｙ_L を求めている。また、上記式（１
ｈ）は、図９に示すように、Ｒプレーンのブロック毎の
直流成分Ｒ_Lから対応するブロックの輝度成分Ｙ_L を減
算することにより、差成分Ｕを求めている。また、式
（１ｉ）は、図１０に示すように、Ｇプレーンのブロッ
ク毎の直流成分Ｇ_Lから対応するブロックの輝度成分Ｙ
_L を減算することにより、色差成分Ｖを求めている。図
１１は、このようにして求められた各ブロック毎の輝度
成分Ｙ_L と色差成分Ｕ，Ｖを示す図である。輝度成分Ｙ
_L 及び色差成分Ｕ，Ｖは、４×４画素を１単位としたブ
ロック毎に求められているため、その情報量は縦方向に
４分の１、そして横方向に４分の１に圧縮されたことに
なる。従って、情報量は、１６分の１になる。即ち、Ｙ
_h：Ｙ_L：Ｕ：Ｖ＝１６：１：１：１となる。この実施
例の大きな特徴は、このように、色空間変換時にブロッ
クを単位として、情報を大幅に圧縮している点である。

【０１６８】色空間変換部１１４は、以下の式に基づい
て交流成分から画素毎の輝度成分Ｙ_h を出力する。Ｙ_h （ｘ，ｙ）＝０．２９９Ｒ_h （ｘ，ｙ）＋０．５８７Ｇ_h （ｘ，ｙ）＋０．１１４Ｂ_h （ｘ，ｙ）・・・・・・（１ｊ）（０≦ｘ＜ｒ，０≦ｙ＜ｓ）

【０１６９】上記式（１ｊ）は、図１２に示すように、
各画素毎の値を用いて色空間変換を行い、各画素毎の輝
度成分Ｙ_h を求めている。なお、色空間変換部１１４に
おいて、色差成分Ｕ，Ｖは算出しない。図１３は、この
ようにして求められた各画素毎の輝度成分Ｙ_h を示す図
である。輝度成分Ｙ_h は、各画素毎に求められているた
め、ＲＧＢの各プレーンが有していたｒ×ｓ画素＝２４
０×３２０画素と同様のエレメント数を有している。

【０１７０】次に、図１に示した符号化部２００につい
て説明する。符号化部２００は、変換符号化を行い、変
換係数を出力する。この例においては、直交変換とし
て、２次元離散コサイン変換を行う場合について説明す
る。直交変換を行うことにより空間的な相関を除去する
ことができる。離散コサイン変換を行う場合、直流成分
に関しては、図１１に示すように、Ｎ×Ｍ（Ｎ×Ｍは、
それぞれｎとｍと同じ値でも異なる値でも良い）のブロ
ックを１つの単位として変換を行う。また、交流成分の
変換を行う場合には、図１３に示すように、ｎ×ｍ画素
を１つの単位として変換する。図１４は、離散コサイン
変換を行う場合の具体例を示す図である。輝度成分Ｙ_h
の離散コサイン変換を行う場合には、ＲＧＢ成分の１ブ
ロック分の画素を、１つの単位として変換を行う。即
ち、４×４画素を１つの単位として変換する。一方、輝
度成分Ｙ_L の離散コサイン変換を行う場合は、Ｎ＝Ｍ＝
４とした場合、４×４ブロックを１つの単位として変換
を行う。１ブロックの内部には、もともと４×４＝１６
画素が含まれている。従って、輝度成分Ｙ_L の離散コサ
イン変換は、ＲＧＢ成分の１６×１６画素に対応した変
換を行うことを意味している。同様にして、色差成分
Ｕ，Ｖも４×４ブロックを１つの単位として、離散コサ
イン変換を行う。この場合にも、ＲＧＢ成分の１６×１
６画素を１つの単位として、変換を行うことを意味して
いる。

【０１７１】このように、この実施例の大きな特徴は、
色空間変換時にブロック化によりデータの圧縮を行うと
ともに、変換符号化時に、更に、上位のブロック化によ
りデータを圧縮させる点である。従来の変換符号化は、
８×８画素を１ブロックとして変換符号化しているが、
この実施例では、４×４画素を１ブロックとして変換符
号化している。この実施例のブロックサイズは、従来の
ブロックサイズより小さいが、実質的には、１６×４×
４画素に担当しており１６×１６画素の変換符号化を行
っているのに等しい。

【０１７２】また、この実施例の大きな特徴は、色空間
変換時に直流成分を求めるために、下位の離散コサイン
変換を行い、変換符号化時に上位の離散コサイン変換を
行っている点である。前述した実施例において、平均値
を求めて直流成分とする場合を示したが、これは離散コ
サイン変換の基底周波数が平均値に等しいことを利用し
たものである。他の直交変換を用いている場合には、そ
の直交変換により求められた基底周波数を直流成分とす
ることができる。このように、この実施例は、離散コサ
イン変換を上位と下位に階層化して符号化を行う点が大
きな特徴である。この発明は、輝度と色に対する空間周
波数特性が異なっている点に着目し、視覚特性が輝度と
色という階層構造を持っているのに対して、離散コサイ
ン等の直交変換理論を利用したものである。即ち、色空
間変換時に下位の直交変換を行い、変換符号化時に上位
の直交変換を行うという直交変換の階層的適用を行って
いる点が大きな特徴である。

【０１７３】従来から画像信号を広域成分と低域成分に
伝列し、画像信号の広域成分と低域成分に分けた処理を
するという概念が存在しているが、画像信号の広域成分
と低域成分という階層構造に対応して、変換符号化を階
層的に使用する場合は存在しない。

【０１７４】ここで、色空間変換のためのブロックサイ
ズｎ，ｍと、離散コサイン変換のためのブロックサイズ
Ｎ，Ｍについて、最適と思われる値について以下に検討
する。人間の色を識別する特性は、色相に依存してい
る。このことは、以下の文献を参照することにより明ら
かである。

【０１７５】Ｒａｓｓｏｗ，ＶｏｎＢ，ｅｔａ
ｌ，”ＭｅｓｓｕｎｇｄｅｒＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ
ｓｕｅｂｅｒｔｒａｎｇｕｎｇａｍｍｅｎｓｃｈｌ
ｉｃｈｅｎＡｕｇｅｂｅｉＶｅｒｓｃｈｉｅｄｅ
ｎｅｎＷｅｌｌｅｎｌａｅｎｇｅｎ，”ＯＰＴＩＫ，
３２，５，ｐｐ．４４０−４４５，１９７１．Ｇｅｒａ
ｌｄ，Ｊ．Ｃ．，Ｈｏｒｓｔ，ＶａｎＤｅｒ，ｅｔ
ａｌ．，”ＳｐａｔｉｏｔｅｍｐｏｒａｌＣｈｒｏｍ
ａｔｉｃｉｔｙＤｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ，”Ｊ
ＯＳＡ，５９，１１，ｐｐ．１４８２−１４８８，１９
６９．ＭｉｄｄｅｌｅｔｏｎａｎｄＨｏｌｍｅ
ｓ，”Ｔｈｅａｐｐａｒｅｎｔｃｏｌｏｒｓｏｆ
ｓｕｒｆａｃｅｓｏｆｓｍａｌｌｓｕｂｓｔａｎ
ｃｅｓ−−ａｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｒｅｐｏｒ
ｔ，”ＪＯＳＡ，３９，７，ｐｐ．５８２−５９２，１
９４９．Ｓａｋａｔａ，Ｈ．ａｎｄＩｓｏｎｏ，
Ｈ．，”ＣｈｒｏｍａｔｉｃＳｐａｔｉａｌＦｒｅ
ｑｕｅｎｃｙＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆ
ＨｕｍａｎＶｉｓｕａｌＳｙｓｔｅｍ（Ｃｏｌｏ
ｒＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅＤｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏ
ｎ），”Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ，３１，１，ｐｐ．２９
−３５，１９７７．

【０１７６】これらの文献によれば、空間周波数の感度
は色相によると報告されている。また、輝度の空間周波
数特性は、色度の空間周波数特性よりよいということが
知られている。輝度の空間周波数特性と色度の空間周波
数特性の割合は、約３：１から５：１であると考えられ
る。従って、色空間変換のためのブロックサイズは、３
×３から５×５画素が適当であろうと考える。更に、離
散コサイン変換においても輝度と色差のブロックサイズ
の比を、３：１から５：１に設定することが望ましいと
考える。また、離散コサイン変換を行う場合には、２の
べき乗を用いることが望ましいため、最適なサイズは４
×４である。更に、色空間変換のブロックサイズと、離
散コサイン変換のブロックサイズを同一にする方が都合
がよいことから、色空間変換のためのブロックサイズ
と、離散コサイン変換のためのブロックサイズを全て４
×４にする。従って、前述した実施例において、ｎ＝ｍ
＝Ｎ＝Ｍ＝４とするのが最適な値である。この実施例の
特徴は、離散コサイン変換のためのブロックサイズを４
×４としても、色空間変換のためのブロックサイズが４
×４であるため、実質的には４×４×４×４＝１６×１
６を１ブロックとしている点である。この１６×１６を
１ブロックとする離散コサイン変換相当分を４×４を１
ブロックとする離散コサイン変換で実行してしまうた
め、計算時間が大幅に減少する。また、この方式は、人
間の視覚特性に基づいてブロックサイズを決定している
ため、符号化による画像の品質の劣化が少ない。

【０１７７】離散コサイン変換のアルゴリズムは複数存
在するが、ここでは以下の式を用いて離散コサイン変換
を行う。

【０１７８】

【数２】

【０１７９】上記計算式（２ａ）を高速に計算するアル
ゴリズムが知られている。この高速計算の各具体例は、
例えば、以下のような文献に記載されている。

【０１８０】Ｒａｏ，Ｋ．Ｒ．ａｎｄＹｉｐ，Ｐ．，
ＤｉｓｃｒｅｔｅＣｏｓｉｎｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ
Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，Ａｄｖａｎｔａｇｅｓ，Ａｐｐ
ｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓｓ，
ＮｅｗＹｏｒｋ，１９９０．Ｗａｎｇ，Ｚ．，”Ｒｅ
ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｏｆａｆａｓｔｃｏ
ｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒ
ｔｈｅｄｉｓｃｒｅｔｅｃｏｓｉｎｅｔｒａｎ
ｓｆｏｒｍ，”ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｃｏｍｍｕ
ｎ．，ｖｏｌ．ＣＯＭＭ−３１，ｐｐ．１２１−１２
３，Ｊａｎ．１９８３．Ｖｅｔｔｒｌｉ，Ｍ．，”Ｆａ
ｓｔ２−Ｄｄｉｓｃｒｅｔｅｃｏｓｉｎｅｔｒａｎ
ｓｆｏｒｍ，”Ｉｎｔｌ．Ｃｏｎｆ．ｏｎＡｃｏｕｓ
ｔ．，Ｓｐｅｅｃｈ，ａｎｄＳｉｇｎａｌＰｒｏｃ
ｅｓｓ．，ｐｐ．１５３８−１５４１，Ｔａｍｐａ，Ｆ
Ｌ，Ｍａｒｃｈ２６−２９，１９８５．Ｈａｒｑｕｅ，
Ｍ．Ｌ．，”Ａｔｗｏ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｆ
ａｓｔｃｏｓｉｎｅｔｒａｎｓｆｏｒｍ，”ＩＥＥＥ
Ｔｒａｎｓ．Ａｃｏｕｓｔ．，Ｓｐｅｅｃｈ，ａｎｄ
ＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓ．，ｖｏｌ．ＡＳＳＰ
−３３，ｐｐ．１５３２−１５３８，Ｄｅｃ．１９８
５．

【０１８１】図１５は、前述した文献等に示された幾つ
かの高速計算のためのアルゴリズムを実行するためのか
け算と、足し算の回数を示す図である。図１５からわか
るように、Ｎ×Ｎを１ブロックとする離散コサイン変換
を実行する場合には、おびただしいかけ算と足し算をし
なければならない。Ｎ＝８の場合に比べてＮ＝４の場合
は、かけ算と足し算の回数は大幅に減少する。従来の符
号化装置の離散コサイン変換におけるブロックサイズ
が、８×８であるのに対して、この実施例における符号
化装置のブロックサイズは、４×４であるため離散コサ
イン変換の計算時間が大幅に減少する。

【０１８２】次に、図１に示した量子化部３００につい
て説明する。図１６は、量子化部３００が記憶している
量子化テーブルを示す図である。この量子化テーブルの
各要素の値は、人間の視覚特性に基づいて決定される。
特に、輝度空間周波数特性と色空間周波数特性によって
決定される。離散コサイン変換により出力された変換係
数は、図１６に示す量子化テーブルと同様の４×４のサ
イズを持っている。この変換係数を、図１６に示す量子
化テーブルの各要素により、わり算することにより、変
換係数を表現するビット数が減少する。このようにし
て、変換のエントロピーが減少する。前述したように、
人間の視覚の空間周波数特性は、それぞれの色によって
次のような傾向がある。

【０１８３】一般的な傾向として、（１）十分小さい領域では、赤−緑、黄−青の色の変化
よりも、輝度の変化に敏感である。（２）面積が大きくなるほど、輝度の変化に敏感であ
る。以下では、図８４に示した視覚の色空間周波数特性曲線
を輝度、赤−緑、黄−青に対してそれぞれ、ｄＢ＝ｆ_y （Ｃ）ｄＢ＝ｆ_r-g （Ｃ）ｄＢ＝ｆ_y-b （Ｃ）とおくことにする。Ｙ，Ｕ，Ｖの視覚特性曲線は、それ
ぞれｆ_y ，ｆ_r-g ，ｆ_y-b になる。なお、以下では、一
般にｆでｆ_y ，ｆ_r-g ，ｆ_y-b のいずれかを表すことに
する。

【０１８４】以上のことに基づいて、一般に量子化テー
ブルを次のように定めることができる。画面の角度当た
りのドット数を、ｐ（ｐｐｄ：ｐｉｘｅ１ｐｅｒｄ
ｅｇｒｅｅ）とし、２次元離散コサイン変換は、Ｎ×Ｎ
を１単位とし、色空間周波数特性をｆとする。ここで離
散コサイン変換は、

【０１８５】

【数３】

【０１８６】に関する展開であり、ｆ_u ，_N （ｕ＝０，
…，Ｎ−１）の周期は、それぞれ２Ｎ／ｕ（ｕ＝０，
…，Ｎ−１）であることから、

【０１８７】

【数４】

【０１８８】とすることができる。通常、ｐ＝２０〜６
０と考えてよいといわれている。従って、具体的には、
Ｙ_hに対しては、

【０１８９】

【数５】

【０１９０】Ｙ_Lに対しては、

【０１９１】

【数６】

【０１９２】Ｕに対しては、

【０１９３】

【数７】

【０１９４】Ｖに対しては、

【０１９５】

【数８】

【０１９６】と定める。

【０１９７】もし、Ｐ＝４０，Ｃ_Yh＝２４，Ｃ_YL＝Ｃ_U
＝Ｃ_V＝４とした場合の量子化テーブルが、図１６に示
す量子化テーブルである。このようにして、この実施例
における量子化テーブルは、人間の視覚特性を反映した
ものとなる。

【０１９８】次に、図１７の減衰テーブルについて説明
する。前述したように、各画素毎に色空間を行う色空間
変換部１１４は、交流成分から色差成分を出力しない。
このことは、色差成分の高周波成分が消滅してしまうこ
とを意味している。色差成分の中から高周波成分が消滅
してしまうことにより、ブロックの境界に不連続性、あ
るいは、歪みを生ずる可能性がある。このブロックの不
連続性をなくすために、色差成分に対して値を減衰させ
る必要がある。図１７に示す減衰テーブルは、ブロック
の間におきる不連続性を除去するために用意されたもの
である。図１６に示す量子化テーブルの内、色差成分に
用いられる量子化テーブルに対して、減衰テーブルを用
いて新たな量子化テーブルを作成する。具体的には、色
差成分Ｕ，Ｖの量子化テーブルの各要素の値を、減衰テ
ーブルの対応する各要素の値で除算したものを新たな量
子化テーブルとして用いる。新たに計算された量子化テ
ーブルを用いて変換係数を量子化することにより、ブロ
ック間の不連続性を減少させることができる。なお、輝
度成分Ｙ_h ，Ｙ_Lに対しては、減衰テーブルで除算する
ことはない。

【０１９９】図１８は、前述した符号化装置の動作の示
すフローチャートである。Ｓ１１０においてＲＧＢ色成
分を入力する。Ｓ１２０とＳ１３０は色空間変換を行う
工程である。この図においては、Ｓ１２０において、ブ
ロック毎の輝度成分と色差成分を求めている。また、Ｓ
１３０においては、画素単位の輝度成分を求めている。
Ｓ１２２においては、ｎ×ｍ画素の平均値を算出する。
そして、Ｓ１２４において、算出した平均値を用いてブ
ロック単位の輝度成分Ｙ_L と色差成分Ｕ，Ｖを求める。
Ｓ１３２において、Ｓ１２２で求めた平均値と各画素と
の差分を算出する。Ｓ１３４においては、差分を用いて
画素単位の輝度成分Ｙ_h を求める。Ｓ１４０において、
ｎ×ｍ画素を１単位として輝度成分Ｙ_h の離散コサイン
変換を行う。Ｓ１５０においては、複数ブロック（Ｎ×
Ｍブロック）を１つの単位として輝度成分Ｙ_L と色差成
分Ｕ，Ｖについて、離散コサイン変換を行う。Ｓ１６０
においては、視覚特性に基づく量子化テーブルにより量
子化を行う。なお、この際、量子化テーブルを減衰テー
ブルにより調整するようにしても構わない。減衰テーブ
ルにより量子化テーブルを修正することにより、ブロッ
ク間に生ずる歪みをなくすことができる。

【０２００】次に、復号化装置について説明する。逆量
子化部６００は量子化部３００が記憶している量子化テ
ーブルと、同様の量子化テーブルを記憶している。ま
た、量子化部３００が減衰テーブルを利用している場合
には、逆量子化部６００も同じ減衰テーブルを記憶して
いる。このように、逆量子化部６００は、量子化テーブ
ルと減衰テーブルを用いて入力した符号化されたデータ
を逆量子化して復号化部７００に出力する。

【０２０１】復号化部７００は、逆離散コサイン変換を
用いて直交変換を行う。逆離散コサイン変換は、以下の
式に基づいて行われる。

【０２０２】

【数９】

【０２０３】逆離散コサイン変換により、輝度成分Ｙ
_h ，Ｙ_L 及び色差成分Ｕ，Ｖが復号される。復号された
輝度成分Ｙ_h ，Ｙ_L と色差成分Ｕ，Ｖは、逆変換部８０
０に出力される。

【０２０４】図１９は、逆変換部８００の内部構成図で
ある。割り当て部８１０は、ブロック単位に出力される
輝度成分Ｙ_L と、ブロック単位に出力される色差成分
Ｕ，Ｖを各画素に割り当てる。図２０は、割り当て部８
１０の動作を説明する図である。１ブロックが４×４の
画素で構成されているので、１つのブロックの値が１６
の画素に割り当てられる。従って、１つのブロック内の
１６の画素は、同一の値を持つ。割り当て部８１０は、
以下の式を用いて割り当てを行う。Ｙ_L （ｎｕ＋ｉ，ｍｖ＋ｊ）＝Ｙ_L （ｕ，ｖ）・・・・・・（１ｋ）Ｕ₀ （ｎｕ＋ｉ，ｍｖ＋ｊ）＝Ｕ（ｕ，ｖ）・・・・・・（１ｌ）Ｖ₀ （ｎｕ＋ｉ，ｍｖ＋ｊ）＝Ｖ（ｕ，ｖ）・・・・・・（１ｍ）（０≦ｉ＜ｎ，０≦ｊ＜ｍ，０≦ｕ＜ｒ／ｎ，０≦ｖ＜
ｓ／ｍ）

【０２０５】加算部８２０は、輝度成分Ｙ_h と輝度成分
Ｙ_L を入力し、輝度成分Ｙ_h と輝度成分Ｙ_L の値を加算
する。この計算は、以下の式に基づいて行われる。Ｙ₀ （ｘ，ｙ）＝Ｙ_h （ｘ，ｙ）＋Ｙ_L （ｘ，ｙ）・・・・・・（１ｎ）図２１は、加算部８２０の動作を示す図である。画素単
位の輝度成分Ｙ_h とブロック単位の輝度成分Ｙ_L を加算
して、新たな輝度成分Ｙ₀ を算出している。

【０２０６】色空間変換部８３０は、加算部により加算
された輝度成分Ｙ₀ を入力する。また、色空間変換部８
３０は、割り当て部８１０から出力された色差成分Ｕ
₀ ，Ｖ₀ を入力する。そして、次の式に基づいて色空間
変換を行う。Ｒ₀ （ｘ，ｙ）＝Ｕ₀ （ｘ，ｙ）＋Ｙ₀ （ｘ，ｙ）・・・・・・（１ｏ）Ｂ₀ （ｘ，ｙ）＝Ｖ₀ （ｘ，ｙ）＋Ｙ₀ （ｘ，ｙ）・・・・・・（１ｐ）Ｇ₀ （ｘ，ｙ）＝｛Ｙ₀ （ｘ，ｙ）−０．２９９Ｒ₀ （ｘ，ｙ）−０．１１４Ｂ₀ （ｘ，ｙ）｝／０．５８７・・・・・・（１ｑ）（０≦ｘ＜ｒ，０≦ｙ＜ｓ）

【０２０７】図２２は、色空間変換部８３０がＲプレー
ンの画素の値を求める動作を示している。図２３は、色
空間変換部８３０がＢプレーンの画素の値を求める動作
を示している。図２４は、色空間変換部８３０がＧプレ
ーンの画素の値を算出する動作を示している。

【０２０８】図２５は、復号化装置の動作を示すフロー
チャートである。Ｓ２１０において、復号化部７００か
ら出力された輝度成分Ｙ_h ，Ｙ_L と、色、差成分Ｕ，Ｖ
を入力する。Ｓ２２０は、輝度成分と色差成分で表され
る色空間を、ＲＧＢの三原色で表される色空間に変換す
る逆変換工程である。Ｓ２２２において、輝度成分Ｙ_h
とＹ_L を加算し、新たな輝度成分Ｙ₀ を出力する。Ｓ２
２４においては、新たな輝度成分Ｙ₀ と色差成分Ｕ，Ｖ
を用いてＲＧＢ色成分を持つ色空間に変換する。

【０２０９】以上のように、この実施例では、視覚特性
に基づいて、色空間変換時に１／１６にデータ圧縮をす
ることにより、符号化時にブロックサイズを４×４と小
さくして計算量を削減しても、実質的には、従来の８×
８ブロックサイズよりも大きな１６×１６のサイズで変
換を行える点が大きな特徴である。

【０２１０】実施例２．前述した実施例１は、静止画を
入力して符号化、あるいは、復号化する場合を例にして
説明を行った。この実施例においては、動画を入力して
符号化、あるいは、復号化する場合について説明する。
動画の場合には、時間軸が加わり３次元的な処理が必要
となる。この実施例では、静止画の場合の２次元の処理
を単純に３次元化する場合を説明する。即ち、２次元の
処理に用いた考えをそのまま３次元に応用することによ
り、時間軸方向においても２次元処理と全く同様なアル
ゴリズムを適用することができる。以下、この実施例で
は静止画の場合の各処理と動画の場合の各処理を対応さ
せながら、異なる点を中心にして説明する。

【０２１１】図２６は、動画の構成を示す図である。動
画は、静止画が時間軸Ｔの方向に連続して並べられたも
のであると考えられる。この例においては、ｒ×ｓ画素
を持つ静止画が、時間軸方向にｔフレーム連続している
場合を示している。このｔフレームは時間軸方向にｔ個
の画素が連続しているものと考えられる。このｔ画素を
分割して、ブロックを形成する。この例においては、４
画素を１つの単位として、１ブロックとしている例を示
している。従って、ｎ×ｍ×ｆ＝４×４×４を１つのブ
ロックとしている。

【０２１２】図２７は、すでに説明した実施例１による
静止画の場合の符号化装置と復号化装置の構成を示す図
である。図２８は、動画の場合の符号化装置及び復号化
装置を示す図である。図２７と図２８を比較して異なる
点は、静止画の場合が４×４の２次元処理であったのに
対して、動画の場合は、４×４×４の３次元処理となっ
ている点である。

【０２１３】図２９は、静止画の場合の変換部１００の
入力と出力を示す図である。図３０は、動画の場合の変
換部１００ａの入力と出力を示す図である。静止画の場
合は、平面を取り扱うのに対して、動画の場合は、立体
を取り扱う点が異なっている。図３１は、動画の場合の
変換部１００ａを示すブロック図である。

【０２１４】図３１に示す直流成分抽出部１２２ａは、
以下の式を用いて直流成分を抽出する。

【０２１５】

【数１０】

【０２１６】直流成分抽出部１２２ａは、図３２に示す
ような４×４×４画素を１ブロックとして平均値を計算
し、図３３に示すように、１ブロックの平均値を求める
ものである。先の実施例で説明したように、１ブロック
の平均値を求めているのは、離散コサイン変換の基底周
波数を計算している場合と等価である。もし、離散コサ
イン変換を用いない場合には、４×４×４画素を１ブロ
ックとして直交変換を行い、基底周波数を求めることに
より、１ブロックの直流成分を算出することができる。

【０２１７】また、交流成分抽出部１１２ａは、図３２
に示す各画素の値と図３３に示す平均値との差分をと
り、図３４に示すような値を算出する。この計算は、以
下の式を用いて行う。Ｒ_h （ｎｕ＋ｉ，ｍｖ＋ｊ，ｆｗ＋ｋ）＝Ｒ（ｎｕ＋ｉ，ｍｖ＋ｊ，ｆｗ＋ｋ）−Ｒ_L （ｕ，ｖ，ｗ）・・・・・・（２ｄ）Ｇ_h （ｎｕ＋ｉ，ｍｖ＋ｊ，ｆｗ＋ｋ）＝Ｇ（ｎｕ＋ｉ，ｍｖ＋ｊ，ｆｗ＋ｋ）−Ｇ_L （ｕ，ｖ，ｗ）・・・・・・（２ｅ）Ｂ_h （ｎｕ＋ｉ，ｍｖ＋ｊ，ｆｗ＋ｋ）＝Ｂ（ｎｕ＋ｉ，ｍｖ＋ｊ，ｆｗ＋ｋ）−Ｇ_L （ｕ，ｖ，ｗ）・・・・・・（２ｆ）（０≦ｉ＜ｎ，０≦ｊ＜ｍ，０≦ｋ＜ｆ，０≦ｕ＜ｒ／
ｎ，０≦ｖ＜ｓ／ｍ，０≦ｗ＜ｔ／ｆ）

【０２１８】色空間変換部１２４ａは、以下の式に基づ
いて、ブロック単位の輝度成分Ｙ_Lとブロック単位の色
差成分Ｕ，Ｖを求める。Ｙ_L （ｉ，ｊ，ｋ）＝０．２９９Ｒ_L （ｉ，ｊ，ｋ）＋０．５８７Ｇ_L （ｉ，ｊ，ｋ）＋０．１１４Ｂ_L （ｉ，ｊ，ｋ）・・・・・・（２ｇ）Ｕ（ｉ，ｊ，ｋ）＝Ｒ_L （ｉ，ｊ，ｋ）−Ｙ_L （ｉ，ｊ，ｋ）・・・・・・（２ｈ）Ｖ（ｉ，ｊ，ｋ）＝Ｇ_L （ｉ，ｊ，ｋ）−Ｙ_L （ｉ，ｊ，ｋ）・・・・・・（２ｉ）（０≦ｉ＜ｒ／ｎ，０≦ｊ＜ｓ／ｍ，０≦ｋ＜ｔ／ｆ）

【０２１９】図３５は、ブロック単位にＲＧＢ色成分か
ら輝度成分を求める動作を示している。図３６は、同様
にブロック単位の色差成分Ｕを求める動作を示してい
る。図３７は、同様にブロック単位の色差成分Ｖを求め
る動作を示している。図３８は、以上のようにして求め
られたブロック毎の輝度成分Ｙ_L と、色差成分Ｕ，Ｖを
示している。

【０２２０】色空間変換部１１４ａは、以下の式に基づ
いて画素単位の輝度成分Ｙ_h を求める。Ｙ_h （ｉ，ｊ，ｋ）＝０．２９９Ｒ_h（ｉ，ｊ，ｋ）＋０．５８７Ｇ_h（ｉ，ｊ，ｋ）＋０．１１４Ｂ_h（ｉ，ｊ，ｋ）・・・・・・（２ｊ）（０≦ｉ＜ｒ，０≦ｊ＜ｓ，０≦ｋ＜ｔ）

【０２２１】図３９は、色空間変換部１１４ａが画素単
位に輝度成分Ｙ_h を求める動作を示している。図４０
は、このようにして求められた画素毎の輝度成分Ｙ_h を
示している。

【０２２２】以上のように、輝度成分Ｙ_L と、色差成分
Ｕ，Ｖは、４×４×４画素のブロック毎に求められ、輝
度成分Ｙ_L は、１画素毎に求められる。従って、Ｙ_h：
Ｙ_L：Ｕ：Ｖ＝６４：１：１：１となる。

【０２２３】次に、符号化部２００ａについて説明す
る。図４１は、実施例１に示した符号化部２００の動作
を示す図である。図４２は、この実施例による符号化部
２００ａの動作を示す図である。実施例１に２次元離散
コサイン変換を用いたのに対して、この実施例において
は、以下のような３次元離散コサイン変換を用いる。

【０２２４】

【数１１】

【０２２５】３次元離散コサイン変換のブロックサイズ
は、４×４×４であるが、輝度成分Ｙ_L と色差成分Ｕ，
Ｖは、色空間変換時に４×４×４画素を１ブロックとし
ており、この１ブロックを単位として４×４×４ブロッ
クを用いて変換するわけであるから、少ない計算量で、
実質的には、４×４×４×４×４×４＝１６×１６×１
６画素相当分の３次元離散コサイン変換をしていること
になる。

【０２２６】従来から画像信号に対して３次元離散コサ
イン変換を用いて、変換符号化をしている場合が存在す
る。しかし、この実施例の大きな特徴は、３次元方向
（時間軸方向）においてまで、広域信号及び低域信号と
いう階層構造を意識した離散コサイン変換を行っている
点である。従来の３次元離散コサイン変換の場合は、３
次元方向（時間軸方向）に対しては、広域信号及び低域
信号という階層構造を意識せず、単にデータを集合させ
ているだけであるが、この発明は、時間軸方向において
も広域信号と低域信号の階層構造が存在することに着目
し、離散コサイン変換を広域信号と低域信号に分けて行
っている点が大きな特徴である。

【０２２７】また、前述した実施例と同様に、この実施
例は、色空間変換時に下位の３次元離散コサイン変換を
行うことにより直流成分を求め、変換符号化時に上位の
３次元離散コサイン変換をしている点が大きな特徴であ
る。

【０２２８】量子化部３００ａについて説明する。動画
を扱う場合、量子化部３００ａは、２次元の量子化テー
ブルの代わりに３次元のものを使用することになる。静
止画の場合、図８４に示すような空間特性に基づいて量
子化テーブルを計算している。静止画の場合は、空間周
波数［ｃｐｄ（ｃｙｃｌｅｐｅｒｄｅｇｒｅｅ）］
から相対感度（ｄＢ）への１変数関数を用いていた。即
ち、静止画の場合、色成分Ｘに対する空間周波数特性関
数をｆ、画面の解像度をｐ［ｐｐｄ（ｐｉｘｅｌｐｅ
ｒｄｅｇｒｅｅ）］とした時に、量子化テーブルｑ_X
（ｉ，ｊ）（０≦ｉ，ｊ＜Ｎ）を、

【０２２９】

【数１２】

【０２３０】と定めた。動画の場合には、図８５に示す
ような時空間周波数特性に基づいて、量子化テーブルを
計算する。動画の場合、空間周波数特性と時間周波数特
性に基づいて計算することになる。動画の場合は、空間
周波数［ｃｐｄ（ｃｙｃｌｅｐｅｒｄｅｇｒｅｅ）］
と時間周波数（Ｈｚ）から相対感度（ｄＢ）への２変数
関数を用いる。即ち、色成分Ｘに対する空間・時間周波
数特性関数をｆ、画面の解像度をｐ［ｐｐｄ（ｐｉｘｅ
ｌｐｅｒｄｅｇｒｅｅ）］、フレームレートをＬ
［ｆｐｓ（ｆｒａｍｅｐｅｒｓｅｃｏｎｄ）］とし
た時に、量子化テーブルｑ_X （ｉ，ｊ，ｋ）（０≦ｉ，
ｊ，ｋ＜Ｎ）を、

【０２３１】

【数１３】

【０２３２】とする。よって、各成分Ｙ，Ｕ，Ｖに対す
る空間・時間周波数特性関数をｆ_Y ，ｆ_U ，ｆ_V とする
と各Ｙ_h ，Ｙ_L ，Ｕ，Ｖに対する量子化テーブルは、

【０２３３】

【数１４】

【０２３４】となる。

【０２３５】なお、実施例１に示したように、減衰テー
ブルを設けてブロック間の不連続性を減少させるように
しても構わない。この場合には、減衰テーブルも３次元
のテーブルとなる。

【０２３６】逆量子化部６００ａは、量子化部３００ａ
で量子化された動作と逆の動作を行い、逆量子化をす
る。

【０２３７】復号化部７００ａは、以下の式に基づき逆
離散コサイン変換を行う。

【０２３８】

【数１５】

【０２３９】図４３は、逆変換部８００ａを示すブロッ
ク図である。割り当て部８１０ａは、以下の式に基づい
てブロック毎の輝度成分と色差成分を画素毎の輝度成分
と色差成分に割り当てる。Ｙ_L （ｎｕ＋ｉ，ｍｖ＋ｊ，ｆｗ＋ｋ）＝Ｙ_L （ｕ，ｖ，ｗ）・・・・・・（２ｋ）Ｕ₀ （ｎｕ＋ｉ，ｍｖ＋ｊ，ｆｗ＋ｋ）＝Ｕ（ｕ，ｖ，ｗ）・・・・・・（２ｌ）Ｖ₀ （ｎｕ＋ｉ，ｍｖ＋ｊ，ｆｗ＋ｋ）＝Ｖ（ｕ，ｖ，ｗ）・・・・・・（２ｍ）（０≦ｉ＜ｎ，０≦ｊ＜ｍ，０≦ｋ＜ｆ，０≦ｕ＜ｒ／
ｎ，０≦ｖ＜ｓ／ｍ，０≦ｗ＜ｔ／ｆ）

【０２４０】図４４は、割り当て部８１０ａの動作を示
す図である。１つのブロックが４×４×４の画素で構成
されている。従って、同一の値が４×４×４の画素全て
に対して割り当てられる。

【０２４１】加算部８２０ａは、以下の式により各画素
毎の輝度成分を求める。Ｙ₀ （ｉ，ｊ，ｋ）＝Ｙ_h （ｉ，ｊ，ｋ）＋Ｙ_L （ｉ，ｊ，ｋ）・・・・・・（２ｎ）

【０２４２】図４５は、この加算部８２０ａの動作を示
す図である。

【０２４３】色空間変換部８３０ａは、以下の式に基づ
いて色空間の変換を行う。Ｒ₀ （ｉ，ｊ，ｋ）＝Ｕ₀ （ｉ，ｊ，ｋ）＋Ｙ₀ （ｉ，ｊ，ｋ）・・・・・・（２ｏ）Ｂ₀ （ｉ，ｊ，ｋ）＝Ｖ₀ （ｉ，ｊ，ｋ）＋Ｙ₀ （ｉ，ｊ，ｋ）・・・・・・（２ｐ）Ｇ₀ （ｉ，ｊ，ｋ）＝｛Ｙ₀ （ｉ，ｊ，ｋ）−０．２９９Ｒ₀ （ｉ，ｊ，ｋ） −０．１１４Ｂ₀ （ｉ，ｊ，ｋ）｝／０．５８７・・・・・・（２ｑ）（０≦ｉ＜ｒ，０≦ｊ＜ｓ，０≦ｋ＜ｔ）

【０２４４】図４６，図４７，図４８は、色空間変換部
８３０ａの動作を示す図である。この動作により色空間
変換部は、ＲプレーンとＧプレーンとＢプレーンの色成
分を出力する。

【０２４５】このように、動画を符号化する場合にも、
静止画を符号化する場合に用いた考え方を３次元に拡張
することにより、静止画も動画も統一的な取扱方をする
ことができる。静止画と動画の取扱も統一できるのは、
図８３と図８４に示すように、視覚の空間周波数特性と
時間周波数特性が同様の特性を持っているからである。
従来の符号化は、静止画用の符号化方式と動画用の符号
化方式とに分けて提案されているが、この発明において
は、静止画用と動画用の符号化方式を分けて考える必要
がない。

【０２４６】実施例１及び実施例２に述べたような符号
化方式を用いることにより、画像データを効率よく圧縮
することができる。即ち、高解像度を持つ輝度成分デー
タと、低解像度の輝度成分データと低解像度の色差成分
データを有していることにより、画像を効率よく処理す
ることができる。実施例１及び実施例２に示すような方
式により、符号化されたデータは、単に符号化及び復号
化装置において、符号化及び復号化される場合に、その
効果を発揮するばかりでなく、そのデータを蓄積する画
像蓄積装置、あるいは、そのデータを用いて画像を印刷
する画像印刷装置、あるいは、及びそのデータを伝送す
る画像伝送装置等の画像を処理する装置全てに対して適
用することができる。画像データが効率よく圧縮されて
いるため、画像データを伝送する場合の伝送レートは、
非常に高いものとなり、伝送効率がよくなる。また、注
目画素当たりのデータ量が減少することにより、画像デ
ータを蓄積するバッファやメモリのサイズが小さくな
り、画像を処理する装置の低コスト化に寄与する。

【０２４７】実施例３．図４９は、この実施例による変
換部を示す図である。この実施例による変換部１００ｂ
は、色空間変換部１１４ｂが直接三原色のＲＧＢ色成分
を入力する。そして、色空間変換部１１４ｂは、各画素
毎に色空間変換を行い、輝度成分Ｙ₀ を出力する。各画
素毎の輝度成分Ｙ₀ は、減算部１１６に出力される。一
方、直流成分抽出部１２２と色空間変換部１２４は、実
施例１と同様な動作を行うものである。色空間変換部１
２４からは、ブロック毎の輝度成分Ｙ_L と色差成分Ｕ，
Ｖが出力される。ブロック毎の輝度成分Ｙ_L は、減算部
１１６に入力される。減算部１１６は、輝度成分Ｙ₀ か
らブロック毎の輝度成分Ｙ₀ 値を減算することにより、
各画素毎の輝度成分Ｙ_h を出力する。以後の動作は、実
施例１と同様である。復号化装置は、実施例１に用いた
ものをそのまま用いることができる。

【０２４８】図４９に示す場合は、２次元の場合を示し
ているが、実施例２に示したように３次元の場合につい
ても、図４９に示すような構成をとることができる。

【０２４９】評価．実施例１に示した符号化装置及び復
号化装置の評価を行ったので、以下に説明する。実施例
１に示した方式と、ＪＰＥＧによる方式を比べることに
する。評価を行うために、評価用ソフトウェアの作成を
行った。図５０は、実施例１に示した方式を評価するた
めのソフトウェアのブロック図である。図５１は、ＪＰ
ＥＧ方式による評価を行うためのブロック図である。変
換部１００及び変換部１００ｊにおいては、以下に示す
式を用いて変換を行った。Ｙ＝０．２５７Ｒ＋０．５１６Ｇ＋０．０９６Ｂ＋１６Ｕ＝０．４２９Ｒ−０．３６８Ｇ−０．０７１Ｂ＋１２８Ｖ＝−０．１４８Ｒ−０．２９１Ｇ＋０．４３９Ｂ＋１２８この計算式は、ＪＰＥＧ方式が用いている計算式をその
まま用いたものである。従って、実施例１に用いた計算
式とは異なっている。変換部１００のその他の動作は、
実施例１に示したものと同様である。変換部１００ｊ
は、ＪＰＥＧ方式の「４：２：２符号化方式」のサンプ
リングに基づく動作を行うものとする。符号化部２００
は、実施例１に示した４×４を１つの単位とする離散コ
サイン変換を行う。符号化部２００ｊは、８×８を１つ
の単位とした離散コサイン変換を行う。量子化部３００
は、実施例１に示した４×４の量子化テーブルを用いて
量子化する。量子化部３００ｊは、図５２に示す８×８
の量子化テーブルを用いる。図５２に示すテーブルは、
デファクトスタンダードとなっている量子化テーブルで
ある。なお、実施例１で説明した減衰テーブルは、図５
０に示す量子化部３００だけに適用する。図５１に示す
量子化部３００ｊには、減衰テーブルを適用しない。

【０２５０】実施例１に示す方式とＪＰＥＧによる方式
の量子化後のエントロピーを計算した結果、ほぼ同じ値
を示す場合もあるが、実施例１に示す方式が１０％から
２０％低い値を示す。また、最大では、５０％低い値を
示す。また、実施例１に示す方式がＪＰＥＧによる方式
よりも、エントロピーが小さい場合であっても、高解像
度のイメージを復号することができる。しかし、ブロッ
クとブロックの境界に生ずる不連続という問題点が、実
施例１の方式においてＪＰＥＧに比べて大きく発生して
いる。減衰テーブルによる減衰を行った場合でも、実施
例１の方がＪＰＥＧの方式に比べてブロック間の不連続
性が目立ってしまう。特に、画像に示されている物体の
スムースな部分、あるいは、画像に示されている物体の
エッジ部分において、不連続性が顕著に現れることがわ
かった。

【０２５１】次に、計算時間の比較、評価について説明
する。図５０及び図５１に示した変換部１００，１００
ｊ及び符号化部２００，２００ｊ及び量子化部３００，
３００ｊのかけ算の回数と、足し算の回数をそれぞれ比
較した。図５３〜図５５においては、１画像がｎ×ｍ画
素（ここでは、前述したブロックのサイズに用いたｎ，
ｍとは異なり、１画像全体のサイズを意味する）から構
成されているものとする。

【０２５２】図５３は、１画像がｎ×ｍ画素からなるＲ
ＧＢ色成分を色空間変換する場合のかけ算と、足し算の
回数を比較している。色空間変換においては、実施例１
に示す方式の方が、かけ算及び足し算のいずれにおいて
も、回数が少ないことがわかる。

【０２５３】図５４は、符号化部２００と２００ｊにお
ける離散コサイン変換のかけ算と、足し算の回数を示す
図である。図５４に示す計算は、図１５に示した各種の
高速化アルゴリズムそれぞれに対して比較を行ってい
る。実施例１の場合には、輝度成分用の１つのｍ×ｎ画
素のデータと、輝度成分Ｙ_L と色差成分Ｕ，Ｖ用の３つ
のｎ／４×ｍ／４画素からなるデータを用いて計算して
いる。また、ＪＰＥＧ方式による場合は、輝度成分用の
１つのｎ×ｍ画素のデータと、色差成分Ｕ，Ｖ用の２つ
のｎ／２×ｍ画素からなるデータに基づいて計算をして
いる。いずれの高速化アルゴリズムを用いる場合におい
ても、実施例１の場合の方がかけ算の回数及び足し算の
回数が大幅に減少している。

【０２５４】図５５は、量子化部３００と量子化部３０
０ｊのかけ算と、足し算の回数を比較した図である。量
子化を行う場合でも、本実施例による場合の方が、かけ
算の回数が少ないことを示している。

【０２５５】図５３，図５４，図５５からわかるよう
に、本実施例による方式は、２倍から３倍高速処理を行
うことができる。あるいは、最も差がある場合には４倍
から５倍の高速処理を行うことが可能である。

【０２５６】以上のように、本実施例の方式を用いれ
ば、ＪＰＥＧ方式に比べて約３分の１の計算時間です
む。また、本実施例の方式を用いれば、ＪＰＥＧ方式に
比べて最大２分の１のエントロピーですむ。本実施例に
よる欠点は、ＪＰＥＧ方式に比べて画像内の対象物にス
ムースな部分やエッジ部がある場合に、ブロック間の歪
みが生じやすい点である。この点に関しては、減衰テー
ブルとよりよい量子化テーブルを作成することにより、
ブロック間の歪みをより感知しにくいイメージを作成す
ることができると考える。この点については、更に、改
良が必要である。また、実施例１に示す方式によれば、
計算時間が高速になるので、リアルタイムな符号化を実
現することができる。

【０２５７】上記実施例においては、１画素が１エレメ
ントである場合を説明したが、複数画素を１エレメント
とするような場合があっても構わない。

【０２５８】また、上記実施例においては、符号化部に
おいて離散コサイン変換を用いる場合について説明した
が、その他の直交変換方式を用いる場合であっても構わ
ない。その他の直交変換方式を用いる場合は、その用い
た直交変換方式に応じて量子化テーブルの定め方を変更
しなければならない場合が存在する。その直交変換方式
を用いた場合、変換基底の周波数成分がどのようになっ
ているかにより、量子化テーブルの定め方が異なってく
る。

【０２５９】また、上記実施例においては、ｎ×ｍが４
×４である場合を示したが、その他のサイズであっても
構わない。例えば、６×６，３×６，２×５等のサイズ
であっても構わない。また、Ｎ×Ｍ＝４×４の場合を示
したが、同様にその他のサイズであっても構わない。ま
た、ｎ＝Ｎ，ｍ＝Ｍの場合を示したが、ｎ≠Ｎ，ｍ≠Ｍ
であっても構わない。

【０２６０】実施例４．前述した実施例においては、直
流成分として輝度信号と色差信号を出力する場合につい
て説明したが、この実施例においては、直流成分として
色信号を出力する場合について説明する。色成分として
は、赤，緑，青の三原色の色成分が考えられる。あるい
は、シアン，マゼンダ，イエローの色成分の場合も考え
られる。シアン，マゼンダ，イエローの色成分は、赤，
緑，青の色成分から計算により求めることができる。ま
た、その逆に赤，緑，青の色成分は、シアン，マゼン
ダ，イエローの色成分から計算により求めることができ
る。従って、色成分という場合には、赤，緑，青の色成
分であっても構わないし、シアン，マゼンダ，イエロー
の色成分で合っても構わない。以下、この実施例におい
ては、赤，緑，青の色成分を用いる場合を例にして説明
する。この実施例で用いる画像符号化装置の構成は、図
１に示した画像符号化装置と同様のものである。ここで
は、以下に特徴となる点を中心に説明する。

【０２６１】図５６は、変換部１００の内部ブロック図
である。変換部１００は、ＲＧＢの色成分を用いて、エ
レメント毎（画素毎）の色空間変換を行うエレメント成
分変換部１１０を備えている。また、変換部１００は、
エレメント毎（画素毎）のＲＧＢ色成分をブロック毎の
ＲＧＢ色成分に変換をするブロック成分変換部１２０を
備えている。変換部１００は、ＲＧＢ信号を入力する。
変換部１００は、入力したＲＧＢ信号の色空間変換を行
い、その結果、変換部１００は、輝度成分Ｙ_h を出力す
る。また、変換部１００は、ブロック毎のＲＧＢ成分Ｒ
_L 、Ｇ_L 、Ｂ_L を出力する。

【０２６２】図５７は、変換部１００の出力を示す図で
ある。輝度成分Ｙ_h は、ｒ×ｓ画素から構成されてい
る。赤色成分Ｒ_L は、ｒ／ｎ×ｓ／ｍ画素から構成され
ている。緑色成分Ｇ_L と青色成分Ｂ_L も、それぞれｒ／
ｎ×ｓ／ｍ画素から構成されている。実際には、ｒ／ｎ
×ｓ／ｍブロックから構成されているというのが正しい
表現であるが、実質的には、ｎ×ｍ画素のデータが１画
素分データになっており、各ブロックを代表する１つの
値を算出して出力するため、ここでは、ｒ／ｎ×ｓ／ｍ
画素という表現を用いている。

【０２６３】エレメント成分変換部１１０は、各画素毎
に処理を行うものである。一方、ブロック成分変換部１
２０は、ブロック毎に処理を行うものである。ブロック
成分変換部１２０には、ブロックに含まれる画素のＲＧ
Ｂ色成分の各成分の平均値、あるいは、基底周波数を求
め、求めた平均値、あるいは、基底周波数を各ブロック
の直流成分とする直流成分抽出部が存在する。エレメン
ト成分変換部１１０は、画素単位に成分を抽出する交流
成分抽出部１１２と、画素単位に色空間変換を行う色空
間変換部１１４を有している。交流成分抽出部１１２
は、画素毎に各画素のＲＧＢ色成分の値と、その画素が
属するブロックの直流成分との差を求めた差分を交流成
分として出力する。色空間変換部１１４は、交流成分抽
出部１１２から出力された交流成分を色空間変換する。
このようにして、各画素毎の輝度成分Ｙ_h を出力する。

【０２６４】図５８は、前述した符号化装置の動作を示
すフローチャートである。Ｓ１１０において、ＲＧＢ色
成分を入力する。Ｓ１２０において、ブロック毎の色成
分を求めている。また、Ｓ１３０においては、画素単位
の輝度成分を求めている。Ｓ１２２においては、ｎ×ｍ
画素の平均値、あるいは、基底周波数を算出する。Ｓ１
３２において、Ｓ１２２で求めた平均値、あるいは、基
底周波数と各画素との差分を算出する。Ｓ１３４におい
ては、差分を用いて画素単位の輝度成分Ｙ_h を求める。
Ｓ１４０において、ｎ×ｍ画素を１単位として輝度成分
Ｙ_hの離散コサイン変換を行う。Ｓ１５０においては、
複数ブロック（Ｎ×Ｍブロック）を１つの単位として色
成分Ｒ_L 、Ｇ_L 、Ｂ_L について、離散コサイン変換を行
う。Ｓ１６０においては、視覚特性に基づく量子化テー
ブルにより量子化を行う。なお、この際、量子化テーブ
ルを減衰テーブルにより調整するようにしても構わな
い。減衰テーブルにより量子化テーブルを修正すること
により、ブロック間に生ずる歪みをなくすことができ
る。

【０２６５】前述したように、この実施例においては、
赤，緑，青の色成分を入力し、エレメント毎の輝度成分
Ｙ_h とブロック毎の色成分Ｒ_L 、Ｇ_L 、Ｂ_L を出力す
る。エレメント毎の輝度成分Ｙ_h は、前述した実施例１
と同様のものであるが、前述した実施例１では色差成分
であるのに対して、この実施例においては、色成分であ
る点が異なっている。前述した実施例１のように色差成
分を用いる場合には、符号化効率の点から有利である。
従って、符号化したデータを蓄積する場合、あるいは、
伝送する場合にデータ量がより削減でき、メモリの容量
を節約したり、あるいは、伝送時間を短縮したりすると
いう効果を有している。一方、この実施例のように色成
分を出力する場合は、符号化効率の点から望ましくはな
いが、符号化されたデータを記憶しない場合、あるい
は、伝送しない場合には、変換をする必要がなく、処理
量が削減されており、高速処理を行うことができる。例
えば、この画像符号化装置により符号化されたデータを
直接表示装置やプリンタに出力する場合には、表示装置
やプリンタが赤，緑，青の色成分を用いて動作するもの
であれば、この実施例により出力された色成分をそのま
ま用いることができるという利点を有する。

【０２６６】図５９は、この実施例による変換部の他の
例を示す図である。この例による変換部１００ｂは、色
空間変換部１１４ｂが直接三原色のＲＧＢ色成分を入力
する。そして、色空間変換部１１４ｂは、各画素毎に色
空間変換を行い、輝度成分Ｙ_h を出力する。一方、直流
成分抽出部１２２は、この実施例４と同様な動作を行う
ものであり、ブロック毎の色成分Ｒ_L 、Ｇ_L 、Ｂ_L が出
力される。

【０２６７】実施例５．この実施例においては、前述し
た画像符号化装置及び画像復号化装置を用いたネットワ
ークシステムについて説明する。

【０２６８】図６０は、この実施例のネットワーク構成
を示す図である。４１はサーバ、４２ａ〜４２ｃはクラ
イアント、４３ａ〜４３ｂはプリンタ、４４ａはファク
シミリ、４４ｂはスキャナ、４５はキーボード、４６は
マウス、４７はディスク装置である。一例として、クラ
イアント４２ａの解像度は３００ｄｐｉ、クライアント
４２ｂは６００ｄｐｉ、クライアント４２ｃは１５０ｄ
ｐｉである。プリンタ４３ａの解像度は１２００ｄｐ
ｉ、プリンタ４３ｂは８００ｄｐｉである。ファクシミ
リ４４ａは６００ｄｐｉ、スキャナ４４ｂは６００ｄｐ
ｉである。

【０２６９】図６１は、この実施例のネットワークのブ
ロック図である。ローカルエリアネットワーク４０ａ
は、前述したような各種装置を接続している。また、ロ
ーカルエリアネットワーク４０ａと４０ｃは、広域ネッ
トワーク４０ｂにより互いに接続されている。サーバ４
１とクライアント４２ａ，４２ｂには、符号化部及び復
号化部が備えられている。符号化部は、前述した実施例
の画像符号化装置と同様な機能を持つものである。ま
た、復号化部は、前述した実施例の画像復号化装置と同
様の機能を持つものである。ファクシミリ４４ａにも符
号化部及び復号化部が備えられている。プリンタ４３ｂ
には、復号化部だけが備えられている。プリンタ４３ｂ
は、出力装置としてのみ機能するためである。スキャナ
４４ｂには、符号化部だけが備えられている。スキャナ
は、入力装置としてのみ機能するからである。一方、プ
リンタ４３ａには、復号化部が備えられていない。その
理由は、サーバ４１が復号化部を備えており、プリンタ
４３ａがサーバに直結されたプリンタだからである。ま
た、サーバ４１には、データベース４７が備えられてお
り、各クライアントや端末装置からのデータを記憶して
いる。また、テレビ会議装置４８ａと４８ｂが接続され
ている。テレビ会議装置内にも符号化部及び復号化部が
備えられており、画像の入出力を行う。

【０２７０】このネットワークにおいて、特徴となるの
は、画像データを前述した実施例のように各エレメント
毎の輝度成分とブロック毎の色成分に符号化して蓄積、
あるいは、伝送する点である。前述したように、画像デ
ータを構成することによりデータの圧縮率が非常に向上
している。従って、ローカルエリアネットワーク４０
ａ，４０ｃ及び広域ネットワーク４０ｂにおけるデータ
の転送負荷が減少する。特に、テレビ会議装置やサーバ
クライアントシステムにおいては、ネットワークのデー
タ伝送による負荷が大きな問題となっているが、この発
明による画像データの圧縮方法を用いることにより、こ
れらネットワークのデータ伝送の負荷が著しく減少す
る。前述したように、この実施例で伝送及び蓄積される
画像データは、人間の視覚特性に基づいて圧縮されたも
のであるから、圧縮率が高い場合であっても、自然画像
を高品質に再現できる。

【０２７１】実施例６．この実施例においては、ディザ
法を用いて中間調を表示する画像出力装置について説明
する。画像出力装置としては、前述したネットワークに
用いられるプリンタ装置、テレビ会議装置、ファクシミ
リ装置、クライアントの表示装置等があげられる。この
実施例では、特にプリンタ装置のように２値でデータを
出力する装置において、中間調を出力する場合について
説明する。図６２は、この実施例の画像出力装置の構成
を示す図である。図において、７０は画像信号を入力す
る入力部、７１はエレメント毎の信号を入力して第１の
階調領域を用いて中間調を表す第１の階調部、７２はブ
ロック毎の色成分データを入力し、第１の階調領域より
も広い領域である第２の階調領域を用いて中間調を表す
第２の階調部である。７３は第１の階調部７１と第２の
階調部７２からの出力を用いて中間調を表示する出力部
である。入力部７０には、前述した実施例１の画像復号
化装置と同じものが含まれている。即ち、エントロピー
復号化部５００、逆量子化部６００、復号化部７００、
逆変換部８００ｄが備えられている。但し、前述した実
施例１においては、逆変換部８００がＲＧＢの色信号を
出力する場合を示していたが、この実施例においては、
図６３示すように、逆変換部８００ｄがエレメント毎の
輝度成分Ｙ_h とブロック毎の色成分Ｒ_L ，Ｇ_L ，Ｂ_L を
出力している点が異なっている。

【０２７２】次に、図６４を用いて第１の階調部７１の
動作について説明する。第１の階調部７１は、エレメン
ト毎の輝度成分Ｙ_h を入力する。このエレメント毎の輝
度成分Ｙ_h は、この実施例においても１画素に相当して
いる。従って、第１の階調部は、１画素毎にその画素を
印字すべきか否かを決定する。従って、図６４に示すよ
うに、ある１つの画素を単位とする面積階調を行うこと
になる。この場合には、１画素しか存在しないため、階
調の種類は０か１の２種類である。第１の階調部は、各
画素に対して０か１のいずれかの階調を決定する。

【０２７３】次に、図６５を用いて第２の階調部７２の
動作について説明する。第２の階調部は、ブロック毎の
色成分を入力する。ブロックのサイズは、４×４画素で
ある。従って、４×４＝１６画素の面積を用いた中間調
を表示することができる。図６５は、４×４＝１６画素
の面積を用いた場合の階調を示す図である。階調のレベ
ルは、４×４＋１＝１７階調持つことができる。第２の
階調部７２は、この０から１６までの合計１７階調まで
のいずれかの階調を用いることを決定する。第２の階調
部７２は、ＲＧＢの色成分それぞれについて１７階調の
内のいずれの階調を用いるかを決定して出力する。

【０２７４】出力部７３は、第１の階調部により決定さ
れた画素毎の階調を用いて輝度を出力する。また、第２
の階調部により決定された階調を用いて色を出力する。
出力部７３には、図６６に示すように、輝度信号を出力
する黒の印字部とＲＧＢの色成分を、それぞれ印字する
３つのカラー印字部が備わっている。従って、黒の印字
部は、第１の階調部７１からの出力を印字する。また、
ＲＧＢの３つのカラー印字部は、第２の階調部から出力
されたＲＧＢの色成分の出力を行う。もし、出力部に黒
の印字部が存在しない場合には、ＲＧＢの３つのカラー
部の出力を重ね印字することにより、黒の印字を行うこ
とができる。その場合には、出力部７３は、第１の階調
部からの出力と、第２の階調部からの出力を合成してか
らＲＧＢの３つのカラー印字部へ信号を与えなければな
らない。

【０２７５】図６４及び図６５から明らかなように、輝
度信号に対しては、１画素の面積を用いて階調を表し、
色信号に対しては１６画素の面積を用いて階調を表して
いる。人間の目の特性は、色成分に較べて輝度成分の方
が解像度に対して敏感であるという性質を有している。
従って、輝度成分に対しては、最も解像度の高い１画素
単位の出力を行っており、色成分に対しては、４×４画
素からなる解像度が低くなった出力を行っている。一
方、人間の目の特性には、輝度の変化よりも、色の変化
に対して敏感であるという特性がある。従って、色に対
する階調をきめ細かく表示する必要がある。この実施例
においては、輝度成分に対しては、１画素からなる２階
調を用いて表示し、色成分に対しては、４×４からなる
１７階調を用いた表示を行っている。従って、色成分に
対する階調のレベルが高いことになり、人間の目の特性
に合致していることになる。結果として、このような方
法で印字された画像は階調性と解像度の両立した画像を
生成することができる。

【０２７６】図６７は、輝度成分に対する階調表示の他
の例を示す図である。第１の階調部７１は、１画素毎に
階調表示を行うばかりでなく、図６７に示すように、２
×２画素を用いて階調を表示するようにしても構わな
い。２×２画素を用いて階調表示を行う場合には、２×
２＋１＝５階調の階調表示を行える。輝度成分に対して
も、ある程度の階調を表示したい場合には、このように
２×２画素を用いて階調を表示するようにしても構わな
い。

【０２７７】図６８は、更に第１の階調部７１の他の階
調表示例を示す図である。図６８の（Ａ）は、１画素を
用いた階調表示の場合を示している。図６８の（Ｂ）
は、２×２画素を用いた階調表示の場合を示している。
前述したように、入力部には、画像復号化装置が含まれ
ており、符号化データを復号化する際に、輝度成分の周
波数成分を知ることができる。即ち、画像信号を復号す
る場合に超高域周波数成分を持つ画素であるか、あるい
は、高域周波数成分を持つ画素であるかを知ることがで
きる。そこで、超高域の周波数を持つ画素は、１画素を
用いた階調表示を行い、高域の周波数を持つ画素は、２
×２画素を用いた階調表示を行うようにする。このよう
に、第１の階調部７１において、超高域の画素と高域の
画素に分けて階調表示を行うことにより、超高域の周波
数を持つ画素に対しては、高解像度の表示を行い、高域
の周波数を持つ画素に対しては、ある程度階調表示を行
った画像を生成することができる。

【０２７８】前述した図６２に示す画像出力装置は、画
像復号化装置を入力部７０に内蔵した構成をとるため、
図６１に示したネットワークに直結された装置となり得
ることができる。例えば、プリンタ４３ｂやファクシミ
リ４４ａが図６２に示す画像出力装置のよい例である。

【０２７９】図６９は、この発明の画像出力装置の他の
例を示す図である。図６９においては、入力部７０がエ
レメント毎の輝度成分データＹ_h とブロック毎の色成分
データＲ_L 、Ｇ_L 、Ｂ_L を入力して、それらをそのまま
第１の階調部７１と第２の階調部７２に出力する例を示
している。即ち、入力部７０には、復号化する機能が存
在していない。このように、図６９に示すような構成を
とる画像出力装置の一例として、例えば、図６１に示し
たプリンタ４３ａがある。プリンタ４３ａは、サーバ４
１に直結されたプリンタである。サーバ４１には、復号
化部を有しているため、このサーバ４１の復号化部によ
り復号されたエレメント毎の輝度成分データＹ_h と、ブ
ロック毎の色成分データＲ_L ，Ｇ_L ，Ｂ_L を直接プリン
タ４３ａに供給することにより、プリンタ４３ａは、図
６９に示すような構成をとることができる。

【０２８０】図７０は、この発明の画像出力装置の他の
例を示す図である。図７０に示す入力部７０には、色空
間変換部７０ａが存在している。色空間変換部７０ａ
は、ブロック毎の輝度成分Ｙ_L と色差成分Ｕ，Ｖをブロ
ック毎の色成分Ｒ_L 、Ｇ_L 、Ｂ_L に変換するものであ
る。このように、入力部が色空間変換部を備えることに
より、色空間が異なる信号を入力した場合でも、出力部
が画像出力のために用いる色空間に変換できるので、支
障なく画像出力を行える。

【０２８１】図７１は、図６２に示した逆変換部の他の
例を示す図である。図７１に示す逆変換部８００ｅは、
割り当て部８１０と色空間変換部８５２を備えている。
割り当て部８１０は、ブロック単位の輝度成分Ｙ_L と色
差成分Ｕ，Ｖを各画素に割り当てるものである。この割
り当て部８１０は、実施例１に示した割り当て部８１０
と同様の動作をするものである。例えば、１ブロックが
４×４の画素で構成されている場合には、１つの値が１
６の画素に割り当てられることになる。従って、１つの
ブロック内の１６の画素は、同一の画素値を持つ。色空
間変換部８５２は、割り当て部８１０により各画素毎に
割り当てられた値を用いて、エレメント単位の色空間変
換を行う。結果として、各画素毎の色成分Ｒ₀，Ｇ₀ ，
Ｂ₀ が出力される。第１の階調部７１は、輝度成分Ｙ_h
を前述したように１画素、あるいは、２×２画素を用い
て階調表示を行う。また、第２の階調部７２は、各画素
毎の色成分Ｒ₀ ，Ｇ₀ ，Ｂ₀ を入力して任意のサイズを
持つマトリクスで階調表示を行う。例えば、２×３画
素、あるいは、３×３画素、あるいは、４×４画素、あ
るいは、６×６画素等の任意のサイズのマトリクスを用
いて、ディザ法にのっとり階調表示を行う。この場合に
用いるマトリクスのサイズは、前述した符号化、復号化
に用いたマトリクスのサイズとは、独立別個に定めるこ
とができる。そして、この場合でも色表示用のマトリク
スは、輝度を表示する場合のマトリクスに較べて大きな
サイズを持っている。こうすることにより、輝度に対し
ては、高解像度を保つとともに、色に対しては階調を深
く表示することができる。こうして、人間の目の視覚特
性にマッチした画像表示を行うことができる。

【０２８２】前述した例においては、ディザ法を用いて
面積階調を行う場合について説明したが、図７２及び図
７３を用いて誤差拡散法により階調表示を行う場合につ
いて説明する。誤差拡散法は、ある画素を表示する場合
に生じた誤差を以後の複数の画素へ拡散する方法であ
る。例えば、図７２に示すように、今、注目する画素が
画素Ｘであるとすると、画素Ｘを表示する場合に生じた
誤差を画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに振り分けてしまうことを意
味する。例えば、画素Ｘに生じた誤差Ｅを画素Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄに、ある重み付けを持って振り分ける場合を例に
して説明する。画素Ｘの値をもともとＧとし、画素Ｘを
表示する値をＰとした場合、画素Ｘを表示する場合に生
じる誤差Ｅは、Ｅ＝Ｇ−Ｐで表現される。この誤差Ｅに
対して、例えば、１６分の７をかけたものを画素Ａに割
り振り、誤差Ｅに対して１６分の１をかけたものを画素
Ｂに割り振り、誤差Ｅに対して１６分の５をかけたもの
を画素Ｃに割り振り、誤差Ｅに対して１６分の３をかけ
たものを画素Ｄに割り振る。

【０２８３】Ｅ＝Ｇ−ＰＥ×７／１６→ＡＥ×１／１６→ＢＥ×５／１６→ＣＥ×３／１６→Ｄ

【０２８４】画素Ａを表示する場合には、画素Ｘから振
り分けられた誤差Ｅ×１６分の７とその他の画素からも
らった誤差と、本来自分が持っている値を加算すること
により、画素Ａの持つ値を算出し、この算出から画素Ａ
を表示する値を決定する。この画素Ａから生じた値は、
更に、他の画素に振り分けられる。このように、誤差拡
散法は、１つの画素を表示する場合に生じた誤差を、複
数の画素に割り当ててしまう方法である。この割り当て
先の画素数を変えることにより、階調表示のレベルの深
さが変化する。図７２に示す場合は、画素Ｘの誤差を４
つの画素ＡからＤに割り振る場合を示している。図７３
に示す場合は、画素Ｘの誤差を画素ＡからＪまでの１０
個の画素に割り振る場合を示している。この実施例にお
いては、第１の階調部７１が輝度成分を表示する場合
に、図７２に示すような拡散を行い、第２の階調部７２
が色成分を表示する場合に、図７３に示すような拡散を
行うようにする。従って、画素Ｘの輝度成分Ｙ_h を表示
する場合に生じた誤差は、他の４つの画素に対して割り
振られる。一方、各色成分を表示する場合に生じた誤差
は、１０個の画素に割り振られることになる。このよう
に、誤差を拡散する画素数を変化させることがこの例の
特徴である。図７２に示すように、拡散する画素数が少
ない場合には、高解像度を保つことができるが、階調を
深く表すことはできない。一方、図７３に示す場合に
は、解像度は犠牲になるが、階調のレベルを深く表示す
ることができる。

【０２８５】図７４及び図７５は、誤差拡散法を用いる
場合の他の例を示す図である。図７４及び図７５に示す
例は、図６３に示すように、逆変換部８００ｄからエレ
メント毎の輝度成分Ｙ_h とブロック毎の色成分を入力す
る場合の誤差拡散法を示している。図７４に示す場合
は、前述した図７２と同様にエレメント毎の輝度成分Ｙ
_h を入力し、４つの画素に対して誤差を拡散する場合を
示している。一方、図７５の場合は、第２の階調部７２
に対する入力がブロック毎の色成分であるため、このブ
ロック単位に誤差拡散を行う場合を示している。図７５
に示す場合は、１ブロックが４×４画素から構成されて
いる。従って、１ブロックを表示する場合には、４×４
＋１＝１７階調を表示することができる。図７６は、ブ
ロックの値と階調番号の関係を示す図である。ブロック
の値が例えば０から２５５の値をとり得る場合には、こ
の値を１６等分し（ブロックの値が０の場合にのみ階調
番号０を用いることにし、その他の場合は、１６通りに
均等配分するものとしている）、１つの階調番号に対し
て、１６単位のブロック値を割り当てることができる。
例えば、ブロック値が１から１５までは階調番号１のパ
ターンを用い、ブロック値が１６から３１の場合は、階
調番号２のパターンを用いるようにする。この階調番号
に対応するパターンは、前述した図６５に示すようなも
のを用いる。即ち、ディザ法により作られたパターンを
用いるものとする。もし、図７５に示すブロックＸの値
が５１である場合には、階調番号４のパターンを用いて
ブロックＸを表示する。この画素Ｘと用いたパターンの
差は、６３−５１＝１２となり、ブロックＸにおける誤
差＝１２となる。この誤差１２は、図７５に示すよう
に、ブロックＡからＪまでの各ブロックに拡散される。
このように、この実施例では、各ブロックがすでに４×
４の画素で構成されているため、１つのブロックを表示
する場合にはディザ法を用い、そのブロックをディザ法
を用いて表示する場合に、生じた誤差をまわりのブロッ
クに拡散してしまうという誤差拡散法を利用している。
ディザ法と誤差拡散法を利用することにより、第２の階
調部は、ブロック単位の色信号を入力する場合でも、階
調表示を行うことができる。

【０２８６】前述した実施例においては、輝度を表示す
る黒印字部及びカラーを印字するカラー印字部が、それ
ぞれ２値を印刷するような場合を前提にして説明してき
たが、各印字部において階調を表示できるような構成と
する例が紹介されている。例えば、図７７，７８，７
９，８０は、特開昭６１−５４９４３号公報の「インク
ジェット記録装置」に示された階調表現ができるインク
ジェットプリンタを示す図である。

【０２８７】以下、図７７〜図８０を用いて説明する。
図７７は、インクジェットヘッドの説明図、図７８は、
図７７のインクジェットヘッドのインク噴射単位を示す
説明図であり、８１はインク供給系、８２は可撓壁、８
３は圧力室、８４は圧力素子、８５はノズル、８６はヘ
ッド、８７は圧電素子、駆動信号、８８はインク噴射単
位である。インク供給系８１には、それぞれ濃度比が
１：２：２² ：・・・：２^n-1 と２進の関係にあるｎ種
類のインクを用いている。

【０２８８】次に、階調表現法について説明する。今、
濃度比が１：２：４の関係にある３種類のインクを用い
て記録する場合を考える。実施例で使用する３種類のイ
ンクは、それぞれ同一量（１単位と表すことにする）
で、１：２：４の濃度比になるように調合されていると
仮定する。図７９に階調記録原理を示す。記録濃度が１
の時には、濃度１のインクを１単位記録する。記録濃度
が２の時には、濃度２のインクを１単位記録する。記録
濃度が３の時には、濃度１と濃度２のインクをそれぞれ
１単位、合計で２単位記録する。以下、図に示すよう
に、３種類のインクを選択的に記録していくことによ
り、濃度７まで記録することができる。ここで０から７
までの濃度を記録する場合に、３種類のインクは多くと
もそれぞれ１単位しか記録していないことに注意した
い。即ち、１本のノズル８５は１画素につき、最小イン
ク量の１単位しか噴射する必要はない。一方、濃度１の
インクを噴射するノズル１本だけで全ての濃度を記録す
る従来法では、高濃度になればなる程多量のインクを連
続的に噴射することが必要になる。この場合、ノズルの
負担が大きくなるとともに、記録時間が長くなる。これ
に比して、図７６の場合では、各ノズル８５はせいぜい
１単位しか記録しないで済むので、負担が軽くなるとと
もに、高速記録にも適している。

【０２８９】前述した場合は、モノクロ記録の場合であ
るが、この方式は、カラー多階調記録、あるいは、フル
カラー記録に使用することができる。図８０は、カラー
記録のできる一実施例である。この場合、インクはイエ
ロー，マゼンダ，シアンの三原色を用いて、それぞれの
色について濃度比が、１：２：４の関係にあるものを使
用する。また、カラー記録では、黒インクを使用する場
合がある。一般に、各色の濃度比が、１：２：・・・：
２^n-1 のｎ種類のインクを使用する場合では、インク噴
射単位８を３ｎ組（三原色の時）又は４ｎ組（三原色＋
黒の時）並置した構成にすればよい。

【０２９０】前述した例においては、濃度比が１：２：
４の関係にある３種のインクを用いて７階調を表示する
場合について説明した。２値の印字ができる場合に２５
６階調を表示する場合には、図８１に示すように、１６
画素×１６画素の面積を必要とする。一方、前述したよ
うに、１画素で７階調表示できる場合には、２５６階調
を表示するために、２５６÷７＝約３７階調となり、面
積階調により３７階調が表示できるようになればよい。
図８２に示すように、３７階調を表示するためには、６
×６画素の面積があればよい。このように、印字部にお
いて、１画素につき７階調を表示できるものがあれば、
従来は１６×１６で２５６階調を表示していたものが、
６×６画素で２５６階調を表示することが可能となる。
従って、２５６階調を保ちながら解像度の高い画像を得
ることが可能になる。前述した第１の階調部から２階調
を持つ輝度成分を出力し、黒印字部として、前述したよ
うに、１画素毎に２値の印字を行うものを用い、第２の
階調部から出力される色成分に対しては、図８０に示し
たような３色の色が表示でき、かつ、７階調が表示でき
る印字部を用いるようにすれば、カラーの表示に対して
２５６階調を表示できるとともに、以前よりも高解像度
の画像を得ることができる。即ち、以前のものが１６×
１６画素で表示していたのに対し、図８０に示すインク
ジェットプリンタを用いる場合には、６×６画素ですむ
ために解像度が縦方向あるいは横方向に対して１６÷６
＝約２．６倍向上したことになる。

【０２９１】また、誤差拡散法を用いる場合にも、図８
０に示すような、インクジェットプリンタを用いる場合
には、誤差を拡散する画素数を減少させることが可能で
ある。従って、階調のレベルを保ちながら、高解像度の
画像を生成することができる。

【０２９２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、エレ
メント単位の色差成分を無視することにより、効率よい
画像符号化が行える。

【０２９３】また、この発明によれば、ブロック毎の色
空間変換とエレメント毎の色空間変換を別々に行い、ブ
ロック毎の色空間変換においては、輝度成分と色差成分
を求め、エレメント毎の色空間変換は、輝度成分のみを
求めるようにしたので、効率よい符号化が行われる。

【０２９４】また、この発明によれば、直流成分抽出部
により直流成分を抽出するようにしたので、この直流成
分を用いてブロック毎の処理を容易に行える。

【０２９５】また、この発明によれば、前述した直流成
分を用いて交流成分を求めるようにしたので、交流成分
の情報量が圧縮できる。

【０２９６】また、この発明によれば、直流成分を複数
ブロックまとめて変換符号化するので、符号化部におけ
る符号化負荷を大幅に減少させることができる。

【０２９７】また、この発明によれば、１画素を１エレ
メントとし、画素毎の処理を行える。

【０２９８】また、この発明によれば、静止画を取り扱
うことができる。

【０２９９】また、この発明によれば、動画を静止画と
同様な方式により取り扱うことができる。

【０３００】また、この発明によれば、ブロックのサイ
ズを２のべき乗とすることにより、効率よい符号化が行
える。

【０３０１】また、ブロックのサイズを４×４画素とす
ることにより、人間の視覚特性に基づいたデータの圧縮
を行える。

【０３０２】また、この発明によれば、直交変換を用い
ているので、冗長性を除いた画像圧縮を行える。

【０３０３】更に、その直交変換の中で離散コサイン変
換を用いて効率よい画像圧縮を行える。

【０３０４】更に、離散コサイン変換のための単位は、
２のべき乗とすることにより、効率よい変換符号化が行
える。

【０３０５】また、そのサイズを４×４とすることによ
り、離散コサイン変換を高速に行える。

【０３０６】また、人間の視覚特性に基づいた量子化テ
ーブルを用いているので、量子化する場合にも最適な量
子化が行える。

【０３０７】また、量子化テーブルを調整することによ
り、ブロック間の歪みを除去することができる。

【０３０８】また、この発明のおける画像符号化装置に
よれば、エレメント毎の輝度成分データとブロック毎の
輝度成分データと色差成分データから、画像を復元する
ことができる。

【０３０９】また、この発明によれば、エレメント毎の
輝度成分データがブロック毎の輝度成分データと加算さ
れることにより、エレメント毎の輝度成分データを復元
することができる。

【０３１０】また、この発明によれば、ブロック毎のデ
ータを各エレメント毎のデータに割り振るという簡単な
処理により、各エレメント毎の色成分データを求めるこ
とができる。

【０３１１】また、この発明における画像処理装置によ
れば、高解像度の色差成分データを用いることなく、画
像を保持することができる。

【０３１２】また、この発明によれば、低解像度のデー
タを高解像度のデータの１／３〜１／５にすることがで
きる。静止画のように２次元を取り扱う場合は、１／９
〜１／２５のデータ量に圧縮することができる。

【０３１３】データ処理の点から２のべき乗倍であるこ
とが望ましく、解像度の差を１／４倍にすることによ
り、人間の視覚特性にマッチした処理速度の早い画像処
理装置を得ることができる。

【０３１４】また、この発明によれば、動画を扱う場合
でも時間軸方向に１／３〜１／５倍にデータを圧縮する
ことができる。

【０３１５】また、この画像データの保持方式は、各種
の画像処理装置に適応することができる。

【０３１６】この発明における画像符号化方法は、高解
像度の輝度成分と低解像度の輝度成分と色差成分を出力
することにより、画像データを圧縮する。

【０３１７】また、この発明によれば、低解像度の色成
分を直流成分として抽出することにより、直流成分を用
いて色空間変換を行う。また、直流成分と交流成分との
差分を取ることにより、交流成分の情報量を圧縮するこ
とができる。

【０３１８】更に、この発明における画像符号化方法に
よれば、複数のブロックをまとめて変換符号化すること
により、変換符号化効率が向上する。

【０３１９】更に、この発明における画像符号化方法に
よれば、人間の視覚特性に基づいた効率よい量子化が行
える。

【０３２０】また、この発明における画像符号化方法に
よれば、ブロック間の歪みを最小限にすることができ
る。

【０３２１】また、この発明における画像復号化方法に
よれば、高解像度の色差成分を用いることなく画像を復
元することができる。

【０３２２】また、この発明によれば、高解像度の輝度
成分と低解像度の輝度成分を加算して、高解像度の輝度
成分を復元することができる。

【０３２３】また、この発明によれば、エレメント単位
の色成分を無視することにより、効率よい画像符号化が
行える。

【０３２４】また、この発明によれば、ブロック毎の処
理とエレメント毎の処理を別々に行い、ブロック毎の処
理においては、色成分を求め、エレメント毎の処理にお
いて、輝度成分のみを求めるようにしたので、効率よい
符号化が行われる。

【０３２５】また、この発明によれば、直流成分抽出部
により直流成分を抽出するようにしたので、この直流成
分を用いてブロック毎の処理を容易に行える。

【０３２６】また、この発明によれば、前述した直流成
分を用いて交流成分を求めるようにしたので、交流成分
の情報量が圧縮できる。

【０３２７】また、この発明によれば、直流成分を複数
ブロックまとめて変換符号化するので、符号化部におけ
る符号化負荷を大幅に減少させることができる。

【０３２８】また、この発明の画像出力装置によれば、
人間の視覚特性に基づいて、輝度成分と色成分の解像度
と階調レベルを変えているので、圧縮されたデータであ
るにもかかわらずオリジナルの画像を充分に再現するこ
とができる。

【０３２９】また、この発明によれば、ブロック毎の
赤，緑，青の色成分を用いて、画像を効率よく再現する
ことができる。

【０３３０】また、この発明によれば、色空間変換部を
備えているので、異なる色空間によるデータを入力する
場合でも、色空間変換を行って画像を出力することがで
きる。

【０３３１】また、この発明によれば、符号化されたデ
ータを入力する場合でも、復号化することにより画像を
出力することができる。

【０３３２】また、この発明によれば、輝度データに対
して１画素の階調領域を割り当てているので、最も解像
度の高い画像を得られる。

【０３３３】また、この発明によれば、輝度データに対
して２×２画素の領域を割り当てているので、高い解像
度を保ちながら、階調を表示することができる。

【０３３４】また、この発明によれば、色成分データに
対して４×４画素の領域を割り当てているので、解像度
よりも中間調の表現を重視した画像を得ることができ
る。

【０３３５】また、この発明によれば、既存の２値化手
法を用いて画像を出力するので、２値を出力できる出力
装置であればこの発明の手法を用いた画像を出力するこ
とができる。

【０３３６】また、この発明によれば、ディザ法を用い
ているので、異なるサイズのマトリクスを用いて輝度成
分と色成分を表示することができる。

【０３３７】また、この発明によれば、誤差拡散法を用
いているので、拡散する相手先の数を変えることにより
輝度成分と色成分を表現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の符号化装置及び復号化装置のブロ
ック図である。

【図２】この発明の入力データを示す図である。

【図３】この発明の変換部を示すブロック図である。

【図４】この発明の変換部の出力データを示す図であ
る。

【図５】この発明の直流成分抽出部の動作を説明する
図である。

【図６】この発明の直流成分抽出部が抽出した直流成
分を示す図である。

【図７】この発明の交流成分抽出部の出力データを示
す図である。

【図８】この発明のブロック単位の色空間変換を示す
図である。

【図９】この発明のブロック単位の色空間変換を示す
図である。

【図１０】この発明のブロック単位の色空間変換を示
す図である。

【図１１】この発明のブロック単位の色空間変換部の
出力を示す図である。

【図１２】この発明のエレメント単位の色空間変換を
示す図である。

【図１３】この発明のエレメント単位の輝度成分を示
す図である。

【図１４】この発明の符号化部の符号化のブロック単
位を示す図である。

【図１５】この発明の離散コサイン変換の各種アルゴ
リズムの計算回数を示す図である。

【図１６】この発明の量子化テーブルを示す図であ
る。

【図１７】この発明の減衰テーブルを示す図である。

【図１８】この発明の符号化装置の動作を示すフロー
チャート図である。

【図１９】この発明の逆変換部を示すブロック図であ
る。

【図２０】この発明の割り当て部の動作を示す図であ
る。

【図２１】この発明の逆変換部の加算部の動作を示す
図である。

【図２２】この発明の逆変換部における色空間変換の
動作を示す図である。

【図２３】この発明の逆変換部における色空間変換の
動作を示す図である。

【図２４】この発明の逆変換部における色空間変換の
動作を示す図である。

【図２５】この発明の復号化装置の動作を示すフロー
チャート図である。

【図２６】この発明の動画データを示す図である。

【図２７】この発明の静止画を処理する場合のブロッ
ク図である。

【図２８】この発明の動画を処理する場合のブロック
図である。

【図２９】この発明の静止画を処理する場合の入出力
データを示す図である。

【図３０】この発明の動画を処理する場合の入出力デ
ータを示す図である。

【図３１】この発明の動画を処理する場合の変換部を
示すブロック図である。

【図３２】この発明の動画を処理する場合の直流成分
抽出部の動作を説明する図である。

【図３３】この発明の動画を処理する場合の直流成分
抽出部の出力を示す図である。

【図３４】この発明の動画を処理する場合の交流成分
抽出部の出力を示す図である。

【図３５】この発明の動画を処理する場合のブロック
単位の色空間変換を示す図である。

【図３６】この発明の動画を処理する場合のブロック
単位の色空間変換を示す図である。

【図３７】この発明の動画を処理する場合のブロック
単位の色空間変換を示す図である。

【図３８】この発明の動画を処理する場合の色空間変
換部の出力を示す図である。

【図３９】この発明の動画を処理する場合のエレメン
ト単位の色空間変換を示す図である。

【図４０】この発明の動画を処理する場合のエレメン
ト単位の輝度成分の出力を示す図である。

【図４１】この発明の静止画を処理する場合の２次元
離散コサイン変換を示す図である。

【図４２】この発明の動画を処理する場合の３次元離
散コサイン変換を示す図である。

【図４３】この発明の動画を処理する場合の逆変換部
を示すブロック図である。

【図４４】この発明の動画を処理する場合の割り当て
部の動作を示す図である。

【図４５】この発明の動画を処理する場合の加算部の
動作を示す図である。

【図４６】この発明の動画を処理する場合の逆変換部
における色空間変換を示す図である。

【図４７】この発明の動画を処理する場合の逆変換部
における色空間変換を示す図である。

【図４８】この発明の動画を処理する場合の逆変換部
における色空間変換を示す図である。

【図４９】この発明の他の実施例における変換部を示
すブロック図である。

【図５０】この発明の実施例１による方式の評価を行
うソフトウェアのブロック図である。

【図５１】ＪＰＥＧ方式の評価を行うソフトウェアの
ブロック図である。

【図５２】ＪＰＥＧ方式が用いる量子化テーブルを示
す図である。

【図５３】この発明の実施例１による方式とＪＰＥＧ
による方式の色空間変換のための計算回数を比較する図
である。

【図５４】この発明の実施例１による方式とＪＰＥＧ
による方式の離散コサイン変換のための計算回数を比較
する図である。

【図５５】この発明の実施例１による方式とＪＰＥＧ
による方式の量子化のための計算回数を比較する図であ
る。

【図５６】この発明の変換部の他の実施例を示す図で
ある。

【図５７】この発明の変換部の出力データを示す図で
ある。

【図５８】この発明の符号化装置の動作を示すフロー
チャート図である。

【図５９】この発明の変換部の他の構成を示す図であ
る。

【図６０】この発明のネットワークシステムを示す図
である。

【図６１】この発明のネットワーク構成を示すブロッ
ク図である。

【図６２】この発明の画像出力装置を示す図である。

【図６３】この発明の画像出力装置の逆変換部を示す
図である。

【図６４】この発明の第１の階調部を説明する図であ
る。

【図６５】この発明の第２の階調部を説明する図であ
る。

【図６６】この発明の画像出力装置の出力部を説明す
る図である。

【図６７】この発明の第１の階調部を説明する図であ
る。

【図６８】この発明の第１の階調部を説明する図であ
る。

【図６９】この発明の画像出力装置の他の例を示す図
である。

【図７０】この発明の画像出力装置の他の例を示す図
である。

【図７１】この発明の画像出力装置の逆変換部の他の
構成を示す図である。

【図７２】この発明の画像出力装置の第１の階調部が
誤差拡散法を用いる場合を説明する図である。

【図７３】この発明の画像出力装置の第２の階調部が
誤差拡散法を用いる場合を説明する図である。

【図７４】この発明の画像出力装置の第１の階調部が
誤差拡散法を用いる場合を説明する図である。

【図７５】この発明の画像出力装置の第２の階調部が
誤差拡散法を用いる場合を説明する図である。

【図７６】この発明のブロック値と階調番号の関係を
示す図である。

【図７７】この発明の画像出力装置に用いるインクジ
ェットヘッドの説明図である。

【図７８】この発明の画像出力装置に用いるインクジ
ェットヘッドのインク噴射単位を示す図である。

【図７９】この発明の画像出力装置に用いるインクジ
ェットヘッドを使用した時の記録原理説明図である。

【図８０】この発明の画像出力装置に用いる多階調カ
ラー記録用インクジェットヘッドを示す図である。

【図８１】この発明の２５６階調を表示するためのマ
トリクスを示す図である。

【図８２】この発明の２５６階調を表示するためのサ
イズが減少したマトリクスを示す図である。

【図８３】従来から報告されている画像の見易さを決
定する要因を示す図である。

【図８４】従来から報告されている視覚の空間周波数
特性を示す図である。

【図８５】従来から報告されている視覚の時空間周波
数特性を示す図である。

【図８６】従来の各種の符号化方式を示す図である。

【図８７】従来の動画を処理する符号化装置を示す図
である。

【図８８】従来のコンポーネント画像信号の符号化方
式の一例を示す図である。

【図８９】従来のコンポーネント画像信号の符号化方
式の一例を示す図である。

【図９０】従来のコンポーネント画像信号の符号化方
式の一例を示す図である。

【図９１】従来の符号化方式の各種パラメータを示す
図である。

【図９２】従来のＨＤＴＶ方式の各種パラメータを示
す図である。

【図９３】従来のコンポーネント画像信号の信号処理
ブロックを示す図である。

【図９４】従来の「４：２：２符号化方式」のデータ
構成を示す図である。

【図９５】従来の「４：２：０符号化方式」によるデ
ータ構成を示す図である。

【図９６】従来の離散コサイン変換のブロック単位を
示す図である。

【図９７】従来の離散コサイン変換のブロック単位を
示す図である。

【図９８】従来の動画を処理する符号化装置を示す図
である。

【図９９】従来の３次元直交変換を用いた符号化装置
を示す図である。

【図１００】従来の輝度成分のサブバンド分割を示す
図である。

【図１０１】従来の色差成分のサブバンド分割を示す
図である。

【図１０２】従来の２値化手法を示す図である。

【図１０３】従来のディザ法を用いた階調表現を示す
図である。

【図１０４】従来の直接濃度法を用いた場合の階調表
現を示す図である。

【図１０５】従来の階調表示を行うための印画装置を
示す図である。

【図１０６】従来の擬似階調法を用いて多階調化する
場合を示す図である。

【符号の説明】

１００変換部、１１０エレメント成分変換部、１１
２交流成分抽出部、１１４色空間変換部、１２０
ブロック成分変換部、１２２直流成分抽出部、１２４
色空間変換部、２００符号化部、３００量子化
部、４００エントロピー符号化部、５００エントロ
ピー復号化部、６００逆量子化部、７００復号化
部、８００逆変換部、８１０割り当て部、８２０
加算部、８３０色空間変換部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木文雄東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者小泉寿男東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】以下の要素を有する画像符号化装置
（ａ）複数のエレメントから構成される画像を入力する
入力部、（ｂ）上記エレメントを処理単位とするエレメ
ント毎の輝度成分データを抽出するとともに、所定数の
隣接するエレメントからブロックを構成し、上記ブロッ
クを処理単位とするブロック毎の輝度成分データと色差
成分データを抽出する変換部、（ｃ）上記変換部により
抽出されたエレメント毎の輝度成分データとブロック毎
の輝度成分データと色差成分データを入力し、符号化し
て出力する符号化部、（ｄ）上記符号化部により出力さ
れた符号データを量子化する量子化部、（ｅ）上記量子
化部により量子化されたデータを出力する出力部。
【請求項２】上記入力部は、各エレメントに対して
赤，緑，青の色成分を入力し、上記変換部は、上記赤，
緑，青の色成分をブロック毎にまとめてブロック毎の色
空間変換を行い、ブロック毎の輝度成分と色差成分を求
めるブロック成分変換部と、上記赤，緑，青の色成分を
用いてエレメント毎の色空間変換を行い、エレメント毎
の輝度成分を求めるエレメント成分変換部を備えたこと
を特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項３】上記ブロック成分変換部は、各ブロック
毎に、赤，緑，青の各色成分の基底周波数を求め、各成
分の基底周波数をブロック毎の直流成分とする直流成分
抽出部を備えたことを特徴とする請求項２記載の画像符
号化装置。
【請求項４】上記エレメント成分変換部は、エレメン
ト毎に、各エレメントの各色成分の値と、そのエレメン
トが属するブロックに対して上記直流成分抽出部により
抽出されたブロック毎の各直流成分の値との差を求め、
求めた差をエレメント毎の交流成分とする交流成分抽出
部を備えたことを特徴とする請求項３記載の画像符号化
装置。
【請求項５】上記符号化部は、上記直流成分抽出部か
ら出力されたブロック毎の輝度成分と色差成分を複数ブ
ロックまとめて変換符号化するとともに、上記交流成分
抽出部から出力されたエレメント毎の輝度成分を複数エ
レメントまとめて変換符号化することを特徴とする請求
項２記載の画像符号化装置。
【請求項６】上記エレメントは、画像を構成する画素
であることを特徴とする請求項５記載の画像符号化装
置。
【請求項７】上記画像は、静止画であり、上記ブロッ
クは、２次元ブロックであることを特徴とする請求項６
記載の画像符号化装置。
【請求項８】上記画像は、上記静止画を時間軸に連続
させた動画であり、上記ブロックは、時間軸を持つ３次
元ブロックであることを特徴とする請求項６記載の画像
符号化装置。
【請求項９】上記ブロックは、２^a ×２^b ×２^c（ａ
とｂとｃは０以上の整数）の画素から構成されたことを
特徴とする請求項７又は８記載の画像符号化装置。
【請求項１０】上記ブロックは、４×４×２^c（ｃは
０と２のいずれかの値）の画素から構成されたことを特
徴とする請求項９記載の画像符号化装置。
【請求項１１】上記符号化部は、直交変換を用いてい
ることを特徴とする請求項９記載の画像符号化装置。
【請求項１２】上記符号化部は、離散コサイン変換を
用いていることを特徴とする請求項１１記載の画像符号
化装置。
【請求項１３】上記符号化部は、２^d ×２^e ×２
^f（ｃとｄとｆは０以上の整数）のブロックをまとめて
変換符号化することを特徴とする請求項１２記載の画像
符号化装置。
【請求項１４】上記符号化部は、４×４×２^f（ｆは
０と２のいずれかの値）のブロックを変換符号化するこ
とを特徴とする請求項１３記載の画像符号化装置。
【請求項１５】上記量子化部は、人間の視覚特性に基
づいて求めた量子化テーブルを備えたことを特徴とする
請求項１３記載の画像符号化装置。
【請求項１６】上記量子化部は、量子化するデータの
値を減衰させる減衰テーブルを備えたことを特徴とする
請求項１５記載の画像符号化装置。
【請求項１７】以下の要素を有する画像復号化装置（ａ）複数のエレメントから構成される画像のエレメン
ト毎に抽出したエレメント毎の輝度成分データと、所定
数の複数のエレメントからなるブロック毎に抽出したブ
ロック毎の輝度成分データと色差成分データを入力する
入力部、（ｂ）上記入力部により入力されたエレメント
毎の輝度成分データと、上記ブロック毎の輝度成分デー
タと色差成分データを用いて、エレメント毎の色空間変
換を行い、エレメント毎の赤，緑，青の色成分を出力す
る逆変換部。
【請求項１８】上記逆変換部は、上記エレメント毎の
輝度成分データにブロック毎の輝度成分データを加算し
て新たなエレメント毎の輝度成分データとする輝度成分
の加算部を備えたことを特徴とする請求項１７記載の画
像復号化装置。
【請求項１９】上記逆変換部は、上記ブロック毎の輝
度成分データと色成分データをそのブロックに含まれる
各エレメント毎の輝度成分データと色差成分データに割
り当てる割り当て部を備えたことを特徴とする請求項１
８記載の画像復号化装置。
【請求項２０】画像を輝度成分と色差成分を用いた色
空間により表現する画像処理装置において、画像を、第
１の解像度による第１の輝度成分データと、第１の解像
度よりも低い解像度を持つ第２の解像度による第２の輝
度成分データと、第２の解像度による色差成分データに
より表現することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２１】上記画像は、２次元配列された画素に
より構成された静止画像であり、第１の解像度は画素数
により決定され、第２の解像度は少なくとも上記２次元
のいずれかの次元において、第１の解像度の１／３〜１
／５倍であることを特徴とする請求項２０記載の画像処
理装置。
【請求項２２】上記第２の解像度は、第１の解像度の
１／４倍であることを特徴とする請求項２１記載の画像
処理装置。
【請求項２３】上記画像は、時間軸を３次元目とする
動画像であり、３次元目においても上記第２解像度は第
１の解像度の１／３〜１／５倍であることを特徴とする
請求項２０記載の画像処理装置。
【請求項２４】上記画像処理装置は、画像を入力する
画像入力装置、画像を表示する画像表示装置、画像を蓄
積する画像蓄積装置、画像を印刷する画像印刷装置、画
像を伝送する画像伝送装置、画像を出力する画像出力装
置、画像を符号化する画像符号化装置、画像を復号化す
る画像復号化装置のいずれかであることを特徴とする請
求項２０記載の画像処理装置。
【請求項２５】以下の工程を有する画像符号化方法（ａ）第１の解像度を持ち、ＲＧＢ色空間で表された色
成分を入力する入力工程、（ｂ）上記ＲＧＢ色空間で表
された色成分を上記第１の解像度を持ったＹＵＶ色空間
の輝度成分に変換する第１の変換工程、（ｃ）上記ＲＧ
Ｂ色空間で表された色成分を上記第１の解像度よりも低
い解像度を持った第２の解像度で、ＹＵＶ色空間の輝度
成分と色差成分に変換する第２の変換工程、（ｄ）上記
第１の解像度を持った輝度成分と第２の解像度を持った
輝度成分と、色差成分を出力する出力工程。
【請求項２６】上記第２の変換工程は、更に、上記Ｒ
ＧＢ色空間で表された色成分から第２の解像度のＲＧＢ
色空間の色成分を算出する工程と、第２の解像度のＲＧ
Ｂ色空間の色成分をＹＵＶ色空間の輝度成分と色差成分
に変換する工程とを備え、上記第１の変換工程は、第１
の解像度を持つＲＧＢ色空間で表された色成分と第２の
解像度のＲＧＢ色空間の色成分との差を算出する工程
と、算出した差をＹＵＶ色空間の輝度成分に変換する工
程とを備えたことを特徴とする請求項２５記載の画像符
号化方法。
【請求項２７】上記画像符号化方法は、更に、出力工
程により出力された第１の輝度成分をｎ×ｍ（ｎ，ｍは
正の整数）を単位として変換符号化する工程と、出力工
程により出力された第２の輝度成分と色差成分をｎＮ×
ｍＭ（Ｎ，Ｍは正の整数）を単位として変換符号化する
工程を備えたことを特徴とする請求項２５記載の画像符
号化方法。
【請求項２８】上記画像符号化方法は、更に、変換符
号化された符号を人間の視覚特性に基づいて求めた量子
化テーブルを用いて量子化する工程を備えたことを特徴
とする請求項２７記載の画像符号化方法。
【請求項２９】上記画像符号化方法は、更に、変換符
号化された符号を減衰させる工程を備えたことを特徴と
する請求項２７記載の画像符号化方法。
【請求項３０】以下の工程を有する画像復号化方法（ａ）ＹＵＶ色空間で表された第１の解像度を持った第
１の輝度成分と、第１の解像度よりも低い第２の解像度
を持った第２の輝度成分と、第２の解像度を持った色差
成分を入力する入力工程、（ｂ）上記第１の解像度を持
った第１の輝度成分と、第２の解像度を持った第２の輝
度成分と色差成分を第１の解像度を持ったＲＧＢ色空間
の色差成分に逆変換する逆変換工程。
【請求項３１】上記逆変換工程は、第１の解像度を持
った第１の輝度成分と第２の解像度を持った第２の輝度
成分を加算して新たな第１の解像度を持った輝度成分を
生成する工程を備えたことを特徴とする請求項３０記載
の画像復号化方法。
【請求項３２】以下の要素を有する画像符号化装置（ａ）複数のエレメントから構成される画像を入力する
入力部、（ｂ）上記エレメントを処理単位とするエレメ
ント毎の輝度成分データを抽出するとともに、所定数の
隣接するエレメントからブロックを構成し、上記ブロッ
クを処理単位とするブロック毎の色成分を抽出する変換
部、（ｃ）上記変換部により抽出されたエレメント毎の
輝度成分データとブロック毎の色成分データを入力し、
符号化して出力する符号化部、（ｄ）上記符号化部によ
り出力された符号データを量子化する量子化部、（ｅ）
上記量子化部により量子化されたデータを出力する出力
部。
【請求項３３】上記入力部は、各エレメントに対して
赤，緑，青の色成分を入力し、上記変換部は、上記赤，
緑，青の色成分をブロック毎にまとめてブロック毎の色
成分を求めるブロック成分変換部と、上記赤，緑，青の
色成分を用いてエレメント毎の色空間変換を行い、エレ
メント毎の輝度成分を求めるエレメント成分変換部を備
えたことを特徴とする請求項３２記載の画像符号化装
置。
【請求項３４】上記ブロック成分変換部は、各ブロッ
ク毎に、赤，緑，青の各成分の基底周波数を求め、各成
分の基底周波数をブロック毎の直流成分とする直流成分
抽出部を備えたことを特徴とする請求項３３記載の画像
符号化装置。
【請求項３５】上記エレメント成分変換部は、エレメ
ント毎に、各エレメントの各色成分の値と、そのエレメ
ントが属するブロックに対して上記直流成分抽出部によ
り抽出されたブロック毎の各直流成分の値との差を求
め、求めた差をエレメント毎の交流成分とする交流成分
抽出部を備えたことを特徴とする請求項３４記載の画像
符号化装置。
【請求項３６】上記符号化部は、上記直流成分抽出部
から出力されたブロック毎の色成分を複数ブロックまと
めて変換符号化するとともに、上記交流成分抽出部から
出力されたエレメント毎の輝度成分を複数エレメントま
とめて変換符号化することを特徴とする請求項３３記載
の画像符号化装置。
【請求項３７】以下の要素を有する画像出力装置（ａ）複数のエレメントから構成される画像の画像信号
を入力し、輝度成分データと、色成分データを供給する
入力部、（ｂ）上記輝度成分データに対して所定のエレ
メント数からなる第１の階調領域を用いて階調を表す第
１の階調部、（ｃ）上記色成分データに対して、上記第
１の階調領域より多くのエレメント数からなる第２の階
調領域を用いて階調を表す第２の階調部、（ｄ）上記第
１と第２の階調手段により表された階調を用いて画像を
出力する出力部。
【請求項３８】上記輝度成分データは、エレメント毎
の輝度成分であり、上記色成分データは、複数エレメン
トから構成されたブロック毎の赤，緑，青の色成分であ
ることを特徴とする請求項３７記載の画像出力装置。
【請求項３９】上記入力部は、ブロック毎の輝度成分
と色差成分を入力し、ブロック毎の輝度成分と色差成分
をブロック毎の赤，緑，青の色成分に変換する色空間変
換部を備えていることを特徴とする請求項３８記載の画
像出力装置。
【請求項４０】上記画像信号は、符号化されたデータ
であり、上記入力部は符号化された画像信号を復号化す
る復号化部を備えたことを特徴とする請求項３７記載の
画像出力装置。
【請求項４１】上記第１の階調部は、輝度成分データ
に対して１画素を第１の階調領域として割り当てること
を特徴とする請求項３７記載の画像出力装置。
【請求項４２】上記第１の階調部は、輝度成分データ
に対して２×２画素を第１の階調領域として割り当てる
ことを特徴とする請求項３７記載の画像出力装置。
【請求項４３】上記第２の階調部は、色成分データに
対して４×４画素を第２の階調領域として割り当てるこ
とを特徴とする請求項４１又は４２記載の画像出力装
置。
【請求項４４】上記第１と第２の階調部は、階調を再
現するための２値化手法を用いて階調を表していること
を特徴とする請求項３７記載の画像出力装置。
【請求項４５】上記２値化手法は、濃度パターン法又
はディザ法であることを特徴とする請求項４４記載の画
像出力装置。
【請求項４６】上記２値化手法は、誤差拡散法である
ことを特徴とする請求項４４記載の画像出力装置。