JPH10336458A - カラー画像符号化装置およびカラー画像復号装置 - Google Patents

カラー画像符号化装置およびカラー画像復号装置

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JPH10336458A
JPH10336458A JP9146864A JP14686497A JPH10336458A JP H10336458 A JPH10336458 A JP H10336458A JP 9146864 A JP9146864 A JP 9146864A JP 14686497 A JP14686497 A JP 14686497A JP H10336458 A JPH10336458 A JP H10336458A
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明浩 安東
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T9/00Image coding
    • G06T9/004Predictors, e.g. intraframe, interframe coding
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/46Colour picture communication systems
    • H04N1/64Systems for the transmission or the storage of the colour picture signal; Details therefor, e.g. coding or decoding means therefor

Abstract

(57)【要約】 【課題】 点順方式のカラー画像を面順方式に変換しつ
つ、高速・高圧縮率で符号化・復号を行えるようにす
る。 【解決手段】 点順方式の画像データ11の画素値はひ
とつずつ参照領域生成手段3に入力され、参照領域生成
手段3は、注目画素データおよび参照領域データ41を
出力する。同一画素値分布生成手段4は、注目画素デー
タおよび参照領域データ41から、同一画素値分布51
を生成して出力する。予測情報符号化手段5は、符号生
成表309にしたがって符号化を行い、予測情報符号デ
ータ91、符号化結果信号12を出力する。点順・面順
画像変換手段1は、符号化不可能であった場合には、点
順方式の画素データ41を面順方式の画像に変換し、予
測誤差算出手段6は、面順方式の画素値データ61から
予測誤差を算出して出力する。予測誤差符号化手段7
は、予測誤差71を例えば算術符号化方式で符号化す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は画像、特にカラー画
像を符号化・復号する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、文書のカラー化が急速に進行して
おり、文書のデータ量は以前の数倍に肥大化している。
そこで、文書の入出力時間を短縮するため、高速・高圧
縮可能なカラー画像用圧縮符号化方式が望まれる。
【0003】ここで、カラー画像の表現方式は、K
(黒)、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(サイア
ン)等の色要素ごとに画像データを分けて表現するもの
(以下、面順次方式と呼ぶ)と、色要素ごとに画像デー
タを分けることなく表現するもの(以下、点順次方式と
呼ぶ)とがある。これらの例をそれぞれ図15の記憶領
域701及び700により説明する。記憶領域700に
より表される面順次方式の例では、R(赤)信号データ
とG(緑)信号データとB(青)信号データとを別々に
記憶している。また記憶領域701によって表す点順次
方式の例では、画像の画素位置に対応する記憶ロケーシ
ョンにその画素を表すR画素値、G画素値およびB画素
値の組が記憶されるようになっている。点順次方式で表
されたデータは、CRT(陰極線管)により点順次で表
示を行う際に、そのまま読み出されて処理される。点順
方式では高速な描画が可能であるので、コンピュータ上
で良く利用される。一方、静電写真方式のカラープリン
タは色要素ごとに静電写真プロセスを実行する。したが
って、面順方式はこの種カラープリンタに良く利用され
る。このようなことから、コンピュータで扱う点順方式
の画像を面順方式のプリンタで出力する機会が多くなっ
ている。
【0004】以下、点順方式の画像を面順方式のプリン
タで出力する従来例について説明する。以下の説明で
は、カラー画像はK、Y、M、Cの4色から構成されて
いるとする。 [従来例1]図16は、従来の画像符号化器および復号
器を用いて、カラー画像をカラープリンタに出力する例
を示す。この例では、入力された点順カラー画像を面順
に変換し、各面をグレースケール画像とみなして符号化
・復号し、面順方式のプリンタに出力する。点順・面順
変換は中央処理装置(CPU)が行う。
【0005】図16において、100は画像データを符
号化する符号化器、101は符号化された画像データを
復号する復号器、103は蓄積・再生作業用メモリ、1
04は符号化した画像を一時的に蓄積するハードディス
ク(HDD)、105は面順方式で画像を入出力するカ
ラープリンタ、108はこのシステムを制御するCPU
である。200はこのシステムの各モジュールを接続す
るシステムバスである。
【0006】図16において、画像をプリンタに出力す
る場合、作業は前段処理と後段処理の2つに分かれる。
前段処理は画像をHDD104に蓄積するまでで、手順
は次の通りである。カラープリンタ105に出力したい
画像が既にメモリ103にあると仮定する。CPU10
8は点順方式の画像を面順方式に変換する。変換作業の
内容は図17のようになる。例えば、点順方式の画像が
K、Y、M、C面各8ビット、合計32ビット幅でメモ
リ上の記憶領域810に格納されており、これをK、
Y、M、C面に変換し、それぞれをメモリ上の記憶領域
816、817、818、819に格納する場合を考え
る。CPU108は、まず記憶領域810から32ビッ
ト幅で1画素の値811を読み出し、次にこれを上位か
ら8ビットずつ順に要素データ812、813、81
4、815の4つに分解し、それぞれをK、Y、M、C
面の画素とみなす。最後にCPU108は要素データ8
12、813、814、815をそれぞれ対応する記憶
領域816、817、818、819に8ビット幅で書
き込む。この作業を記憶領域810、816、817、
818、819の5つに対して矢印820、821のよ
うにアドレス位置を走査しながら、全画素について行う
ことにより、点順方式から面順方式へ変換が行われる。
ここで面順方式の画像が生成されたので、CPU108
はメモリ103に画像データが準備されていることを、
バス200を介して符号化器100に出力する。符号化
器100はバス200を介してK、Y、M、Cの4面す
べてに対して画像データを読み出し、符号化を行い、符
号化した画像符号データをバス200を介してメモリ1
03に書き込み、バス200を介してCPU108に符
号化完了を通知する。CPU108はメモリ103に
Y、M、C、Kの全面の画像符号データが準備されてい
ることを、バス200を介してHDD104に出力す
る。HDD104はバス200を介してY、M、C、K
の全面の画像符号データを読み出し、内部に蓄積する。
以上の処理を出力したい画像データがなくなるまで繰り
返す。通常、繰り返し処理は1ページ単位で行われる。
【0007】後段処理は画像をHDD104からカラー
プリンタ105に出力するまでで、手順は以下の通りで
ある。CPU108はバス200を介してHDD104
にY、M、C、Kの全面の画像符号データ読み出しを行
うように出力する。HDD104は画像符号データを読
み出し、バス200を介してメモリ103に画像符号デ
ータを出力し、画像符号データ読み出しが完了したこと
をバス200を介してCPU108に出力する。CPU
108はメモリ103に画像符号データが準備されてい
ることを、バス200を介して復号器101に出力す
る。復号器101はバス200を介して画像符号データ
を読み出し、復号を行い、復号した画像データをバス2
00を介してメモリ103に書き込み、バス200を介
してCPU108に復号完了を通知する。CPU108
はメモリ103に画像データが準備されていることを、
バス200を介してカラープリンタ105に出力する。
カラープリンタ105はバス200を介して画像データ
を読み出し画像データを出力する。前段処理と同様に、
以上の処理を出力したいデータがなくなるまで繰り返
す。
【0008】符号化器100の画像符号化方式は、面順
方式の画像データを符号化および復号可能な符号化方式
であればよい。ここでは、例として、本出願人が提案し
ている描画方向予測符号化方式(未公開、特願平8−3
1074号)を用いる。この描画方向予測符号化は、図
2に示すように、画像データ301を矢印303に示す
ように走査しながら画素の符号化を行う際に、描画方向
に着目して予測を行い符号化を行う。例えば、図3に示
すように、符号化したい画素(注目画素)304の周辺
の画素305を参照する。注目画素304と参照画素3
05が図4の画素値群306のようであれば、同一画素
分布307を生成する。この同一画素値分布では0が不
一致、1が一致を示す。この同一画素分布を元に、例え
ば図5の参照画素値(A,B,C,D)308のラベル
付けを行い、テーブル309で示すような符号を生成す
る。ここで生成された符号は予測情報符号と呼ばれる。
もし注目画素と参照画素が1つも一致しない時は、一致
しないという予測情報符号に加えて、例えば図6の参照
画素(A,B,C,D)310のようなラベル付けで、
計算式式311で表される予測誤差を符号化する。そし
て、予測情報符号および予測誤差符号をまとめ、符号化
結果として出力する。もちろん、圧縮率を向上させるた
めに、例えばランレングス符号や算術符号を用いて、予
測情報符号や予測誤差符号をさらに符号化しても構わな
い。あるいは、予測情報符号を静的な表として持たず、
画像の性質に応じて動的に変化させても構わない。
【0009】[従来例2]つぎに従来例2を図18を参
照して説明する。図18において図16と対応する個所
には対応する符号を付した。図18でも従来例1と同様
に、従来の画像符号化器および復号器を用いて、カラー
画像をカラープリンタに出力する。従来例1からの変更
点は、符号化器100、復号器101およびハードディ
スク104をカラー要素画像の面数だけ並列化した点、
そして点順・面順画像変換器109を追加した点の2点
である。これらにより、従来例1と比較して符号化およ
び復号処理時間が大幅に短縮される。
【0010】図18において画像をプリンタに出力する
場合、作業は前段処理と後段処理の2つに分かれる。
【0011】前段処理は画像をHDD104に蓄積する
までで、手順は従来例1とほぼ同様であるが、4つの符
号化器100が面順方式で画像データの読み出し、およ
び書き込みを行うという点が異なる。さらに、符号デー
タを読み込む時は、点順・面順画像変換器109が画像
データのアドレスを変換する。例えば、符号化器100
Kが画像データを読み出す時、ポート109Kを介して
画像データアドレスを出力する。符号化器100Kは開
始アドレスS、転送長Lバイトの連続した面順方式の画
像データを読み出すように画像データのアドレスを出力
するが、点順・面順画像変換器109は開始アドレス
S、転送長Lバイトの非連続のデータを読み出すように
アドレスを変換する。具体的には1バイトの読み出し
後、次の3バイトを読み出さないようにアドレスを変換
する。変換されるアドレスは図19のようになる。メモ
リ空間111が符号化器100Kが要求したアドレス、
メモリ空間112が点順・面順画像変換器109が変換
したアドレスである。メモリ空間112はK面が格納さ
れているアドレスであり、アドレスは正確に変換されて
いる。他の符号化器100Y、符号化器100M、符号
化器100Cについても同様である。また、画像符号デ
ータの書き込みは全面の符号化が揃うまで待つ必要はな
く、完了した面から行う。HDD104も符号化器と同
様に4台あり、HDD104K、HDD104Y、HD
D104M、HDD104CがそれぞれK、Y、M、C
の各面に対応している。これによって、点順・面順画像
変換と符号化を同時に行うことができる。
【0012】後段処理は画像をHDD104からプリン
タに出力するまでであり、従来例1とほぼ同様である。
従来例1と異なる点は、復号器101およびハードディ
スク104の並列化により処理時間が短縮されている点
である。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来例1に
は以下のような課題がある。 画像変換負荷が大きい。点順方式の画像を面順方式の
カラープリンタに出力するには、画像を一度面順方式に
変換する必要がある。点画像から面画像へ変換する負荷
を計算すると、例えば、A4用紙に400画素/25.
4mm、32ビット/画素(KYMC各8ビットの合計
とする)の画像を1枚/秒で出力する場合、60MB/
秒で点順方式から面順方式へ変換しなければならない。
これは、現在主流であるPC(パーソナルコンピュー
タ)のCPUの性能が約200MIPS、バスのピーク
性能が約130MB/秒であることを考えると、PCに
とって非常に大きな負荷であると考えられる。
【0014】また、従来例1、2に共通の課題として以
下のものがある。 面数が増加すると、それに比例して符号量が増加す
る。従来例1、2共に、点順方式の画像を面順方式に変
換した後、単純に各面に対してグレースケール画像の符
号化を適用しているので、面と面の相関関係を利用した
符号化を行うことが出来ない。そのため、符号量が大き
くなり、ハードディスクに蓄積できる原稿のページ数が
小さくなるだけでなく、画像の入出力時間が大きくな
る。
【0015】そこで、この発明は、点順方式のカラー画
像を面順方式に変換しつつ、高速・高圧縮率で符号化・
復号を行えるようにすることを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するために、色要素ごとに分割されることなく単一
のデータとしてひとまとまりに扱われる第1のカラー画
像データ(点順方式の画像データ)を、色要素ごとの複
数のデータの組として扱われる第2のカラー画像データ
(面順方式の画像データ)として復号可能なように符号
化するカラー画像符号化装置に、前記第1のカラー画像
データを走査して、符号化対象である注目画素のカラー
の画素値およびその周辺領域にある複数のカラーの画素
値を前記第1の画像データから集め、これらを参照領域
データとして出力する参照領域生成手段と、前記参照領
域データに基づいて前記注目画素の周辺に注目画素と同
じカラーの画素値を持つ画素がどのように分布している
かを検出し、その結果を同一画素値分布として出力する
同一画素分布生成手段と、前記同一画素値分布に基づい
て画素値予測情報を決定し、前記画素値予測情報を予測
情報符号として出力する予測情報符号化手段と、前記第
1のカラー画像データの画素値を色要素ごとの画素値に
変換し、色要素ごとの注目画素値を出力する画素値変換
手段と、符号化対象である前記色要素ごとの注目画素値
を、参照領域内の対応する色要素の画素値から予測し、
前記色要素ごとの予測画素値として出力する画素値予測
手段と、前記色要素ごとの注目画素値と対応する前記色
要素ごとの予測画素値との間の予測誤差を算出して出力
する予測誤差算出手段と、前記色要素ごとの予測誤差を
符号化し、予測誤差符号として出力する予測誤差符号化
手段とを設けるようにしている。
【0017】この構成においては、点順・面順画像変換
は符号化の前処理として行われず、符号化器の内部処理
として高速に処理されるので符号化処理時間が短縮され
る。また、同一画素値分布の検出、および予測情報符号
化を画像の面数によらず一度で行えるので、符号化処理
時間が短縮される。また、予測情報符号が画像の面数に
よらず1面分しかないので、符号量が小さくなることが
期待できる。さらに、参照領域生成手段、同一画素値分
布生成手段、予測情報符号化手段が画像の面数によらず
1つしか必要でないので、回路構成を単純化できる。
【0018】また、本発明によれば、上述の目的を達成
するために、上述の画像符号化装置により生成された符
号を入力信号として、前記符号を、色要素ごとの複数の
データの組として扱われる第2のカラー画像データに復
号するカラー画像復号装置に、入力された予測情報符号
を復号し、予測情報として出力する予測情報復号手段
と、前記色要素ごとに設けられ、前記予測情報と参照領
域内の画素値から注目画素値を予測し、予測画素値とし
て出力する画素値予測手段と、前記色要素ごとに設けら
れ、入力された予測誤差符号を復号し、予測誤差として
出力する予測誤差復号手段と、前記色要素ごとに設けら
れ、前記予測画素値と前記予測誤差を加算し、その結果
を注目画素値として出力する予測誤差加算手段とを設け
るようにしている。
【0019】この構成によれば、先のカラー画像符号化
装置で符号化した符号を復号することができる。
【0020】また、上述のカラー画像符号化装置におい
て、前記第1のカラー画像データの色要素の数を指定す
る手段と、前記指定された色要素数が、復号化可能な最
大色要素数に満たない場合に、前記第1のカラー画像デ
ータの画素値を前記最大色要素数に対応した画素値に変
換する手段とをさらに設けるようにしてもよい。
【0021】また、本発明によれば、上述の目的を達成
するために、色要素ごとに分割されることなく単一のデ
ータとしてひとまとまりに扱われる第1のカラー画像デ
ータを、色要素ごとの複数のデータの組として扱われる
第2のカラー画像データとして復号可能なように符号化
するカラー画像符号化装置に、前記第1のカラー画像デ
ータの符号化対象画素を複数の予測器により予測し、予
測結果に基づいて選択された予測器の識別子を出力する
予測符号化手段と、前記複数の予測器のいずれもが選択
されないときに、前記第1のカラー画像データの符号化
対象画素の値を色要素ごとの画素値に変換し、色要素ご
との符号化対象の画素値を出力する画素値変換手段と、
前記色要素ごとの符号化対象の画素値を予測して前記色
要素ごとの予測画素値を出力する画素値予測手段と、前
記色要素ごとの符号化対象の画素値と、対応する前記色
要素ごとの予測画素値との間の予測誤差を算出して出力
する予測誤差算出手段と、前記選択された予測器の識別
子と前記色要素ごとの予測誤差とに基づいて符号化デー
タを出力する手段とを設けるようにしている。
【0022】この構成においても、点順・面順画像変換
は符号化の前処理として行われず、符号化器の内部処理
として高速に処理されるので符号化処理時間が短縮され
る。また、同一画素値分布の検出、および予測情報符号
化を画像の面数によらず一度で行えるので、符号化処理
時間が短縮される。また、予測情報符号が画像の面数に
よらず1面分しかないので、符号量が小さくなることが
期待できる。さらに、一部の構成が画像の面数によらず
1つしか必要でないので、回路構成を単純化できる。
【0023】また、この構成において、前記複数の符号
器は、前記符号化対象の画素の近傍の画素を符号化対象
画素として予測するようにしてもよい。また、前記予測
器の識別子として前記予測器の予測順位を用いてもよ
い。また、前記予測順位の系列をランレングス符号化す
るようにしてもよい。
【0024】また、本発明によれば、上述の目的を達成
するために、色要素ごとに分割されることなく単一のデ
ータとしてひとまとまりに扱われる第1のカラー画像デ
ータを、色要素ごとの複数のデータの組として扱われる
第2のカラー画像データとして復号可能なように符号化
するカラー画像符号化方法において、前記第1のカラー
画像データの符号化対象画素を複数の予測器により予測
し、予測結果に基づいて選択された予測器の識別子を出
力する予測符号化ステップと、前記複数の予測器のいず
れもが選択されないときに、前記第1のカラー画像デー
タの符号化対象画素の値を色要素ごとの画素値に変換
し、色要素ごとの符号化対象の画素値を出力する画素値
変換ステップと、前記色要素ごとの符号化対象の画素値
を予測して前記色要素ごとの予測画素値を出力する画素
値予測ステップと、前記色要素ごとの符号化対象の画素
値と、対応する前記色要素ごとの予測画素値との間の予
測誤差を算出して出力する予測誤差算出ステップと、前
記選択された予測器の識別子と前記色要素ごとの予測誤
差とに基づいて符号化データを出力するステップとを実
行するようにしている。
【0025】この構成においても、符号化時間の短縮、
効率のよい符号化、構成の簡略化を実現できる。
【0026】
【発明の実施の態様】以下、本発明について詳細に説明
する。まず、本発明の概要について説明する。この発明
は、以下の2点の特徴を持つ。 点順・面順画像変換を、符号化の前処理としてではな
く符号化器の内部処理として行うことにより、点順・面
順画像変換に要する時間を削減する。 面ごとに画素値を比較するのではなく、全面同時に点
順のまま画素値を比較することにより、画素値比較およ
び予測情報符号化回数を削減する。
【0027】次に、この発明のカラー画像符号化・復号
装置の構成を説明する。図1は、このカラー画像符号化
・復号装置の構成を示すブロック図であり、信号線の省
力を示す破線部の上方が符号化部であり、破線部の下方
部が復号部である。図1において、カラー画像符号化・
復号装置の符号化部は、点順・面順画像変換手段1、参
照領域生成手段3、同一画素値分布生成手段4、予測情
報符号化手段5、複数の誤差算出手段6、複数の符号化
手段7を含んで構成されている。
【0028】参照領域生成手段3は、例えばラスタ走査
順に1画素ずつ入力される点順方式の画像データ11か
ら符号化すべき画素データ、および、その周辺領域にあ
る複数の画素データを集め、これらをそれぞれ注目画素
データ、および参照領域データ41として出力する。同
一画素値分布生成手段4は、注目画素データおよび参照
領域データ41に基づいて注目画素の周辺に注目画素と
同じ画素値を持つ画素がどのように分布しているかを検
出し、その結果を同一画素値分布51として出力する。
予測情報符号化手段5は、注目画素データ41を同一画
素値分布51だけで符号化可能であるならば、同一画素
値分布51に基づいて注目画素値の符号化を行い、予測
情報符号データ91として出力し、他方、符号化不可能
であるならば符号化不可能という符号を生成し、予測情
報符号データ91として出力する。予測情報符号化手段
5は、さらに、符号化可能であったか不可能であったか
を符号化結果信号12として出力する。
【0029】点順・面順画像変換手段1は、符号化結果
信号12により、画素値分布だけでば符号化不可能であ
ることを通知された場合、画素データ41を点順方式か
ら面順方式に変換し、面順方式の画素値データ61とし
て出力する。予測誤差算出手段6は、画素値データから
予測画素値を算出し、さらに予測画素値と面順方式の画
素値データ61との誤差を算出し、予測誤差71として
出力する。予測誤差符号化手段7は、予測誤差71を符
号化し、面順方式の予測誤差符号データ81として出力
する。
【0030】また、カラー画像符号化・復号装置の復号
部は、複数の予測誤差復号手段8、予測情報符号化用の
複数の復号手段9、複数の誤差加算手段10を含んで構
成されている。
【0031】予測誤差復号手段8は、予測誤差符号デー
タ81を復号し、予測誤差82として出力する。予測情
報復号手段9は、予測情報符号データ91を復号し、予
測情報92として出力する。そして、予測誤差加算手段
10は、予測情報92に基づいて予測画素値を算出し、
予測情報に応じて予測画素値に予測誤差82を加算し、
画素値データ72として出力する。
【0032】以上の構成においては、点順・面順画像変
換は符号化の前処理として行われず、符号化器の内部処
理として高速に処理されるので符号化処理時間が短縮さ
れる。また、同一画素値分布の検出、および予測情報符
号化を画像の面数によらず一度で行えるので、符号化処
理時間が短縮される。また、予測情報符号が画像の面数
によらず1面分しかないので、符号量が小さくなること
が期待できる。さらに、参照領域生成手段3、同一画素
値分布生成手段4、予測情報符号化手段5が画像の面数
によらず1つしか必要でないので、回路構成を単純化で
きる。
【0033】つぎに、符号化時の動作を説明する。
【0034】点順方式の画像データ11は、例えば図2
に示すように、1ページ分の画像データ301を矢印3
03で示す順に走査した画素データ302の流れであ
り、画素値がひとつずつ参照領域生成手段3に入力され
る。参照画素領域(注目画素も含む)は、図3に示すよ
うに、点順方式の画像データ11から、符号化すべき画
素304の画素値およびその周辺画素、例えば、周囲の
4画素305の画素値を集めたものであり、参照領域生
成手段3は、これらをそれぞれ注目画素データおよび参
照領域データ41として出力する。符号化すべき画素
は、図2に示した画素の走査順と同様に、1ページ内を
順に走査される。
【0035】同一画素値分布生成手段4は、注目画素デ
ータおよび参照領域データ41から、参照領域データ4
1の中に注目画素データと同一の画素値があるかどうか
を比較し、結果をまとめて同一画素値分布51として出
力する。図3に示す例では、注目画素の画素値と同一の
画素値を持つ周辺画素を1に、そうでない周辺画素を0
に置き換え、置き換えられた周辺4画素をまとめて同一
画素値分布51として出力する。すなわち、参照領域デ
ータが図4における画素値306であった場合、注目画
素の真上および左側が1となる同一画素分布307が生
成される。
【0036】予測情報符号化手段5は、例えば、図5の
参照画素ラベル308のラベル付けに従って、符号生成
表309に示すような符号化を行い、予測情報符号デー
タ91と符号化結果信号12として出力する。
【0037】点順・面順画像変換手段1は、符号化結果
信号12から符号化結果を入力し、符号化不可能であっ
た場合には、点順方式の画素データ41を面順方式の画
像、例えばK、Y、M、Cの4つの面順方式の画像に変
換し、これらを面順方式の画素値データ61として出力
する。予測誤差算出手段6は、入力される面順方式の画
素値データ61から例えば図6の310のAとBを参照
画素、Xを注目画素として、計算式311のように予測
誤差を算出し、予測誤差71として出力する。
【0038】予測誤差符号化手段7は、入力される予測
誤差71を例えば算術符号化方式で符号化し、予測誤差
符号データ81を出力する。
【0039】つぎに、復号時の動作を説明する。予測誤
差復号手段8は、入力される予測誤差符号データ81を
予測誤差符号化手段7の符号化方式に対応する復号方式
で復号し、予測誤差82として出力する。予測情報復号
手段9は、入力される予測情報符号データ91を予測情
報符号化手段5の符号化方式に対応する復号方式で復号
し、予測情報92として出力する。予測誤差加算手段1
0は、入力される予測情報92から画素値を予測し、予
測情報92に応じて予測誤差82を予測画素値に加算
し、画素値データ72を出力する。
【0040】つぎに、本発明の他の構成について説明す
る。この構成においては、点順・面順画像変換の面数を
予め固定されたものではなく、外部から変更可能とする
ようにしている。そして、外部から指定された面数が変
換可能な最大面数に満たない場合、注目画素値の一部を
所定の方法で変更して出力するようにしている。すなわ
ち、この構成においては、外部から指定された面数が変
換可能な最大面数に満たない場合に、注目画素値の一部
を所定の方法で変更して出力する画素値変換手段を具備
するようにしている。
【0041】この構成においては、使用されない面の画
素データは固定値とすることができ、冗長度がなくなる
ので、面数に応じた専用の符号化器を使用する場合と比
較しても、処理速度や符号量は遜色無いものとなる。
【0042】以下、実施例を参照して本発明を詳細に説
明する。 [実施例1]図7は、この発明のカラー画像符号化・復
号装置を用いて、カラー画像をカラープリンタに出力す
る装置を構成した例である。実施例1は、点順方式のま
まで予測情報を算出するので、符号化処理時間が大幅に
短縮される。
【0043】図7において、100は符号化器であり、
点順方式の画像を入力信号とし、面順方式の画像を出力
信号とする。101は復号器で、面順方式の画像と、後
述する予測情報を入出力信号とする。ここではカラー画
像はK、Y、M、Cの4色から構成されているとする。
4面が復号対象になるので、復号器101は4つ必要に
なる。
【0044】図7において画像をプリンタに出力する場
合、作業は前段処理と後段処理の2つに分かれる。
【0045】前段処理は画像をHDD104に蓄積する
までで、手順は従来例2、3とほぼ同様である。ただ
し、符号化器100が点順方式の画像を面順方式に変換
する前に予測情報を符号化するという点が異なる。
【0046】つぎに符号化器100について説明する。
図8は符号化器100を示しており、この図において、
符号化器100はバッファ401、参照アドレス生成器
402、同一画素値分布生成器403、予測情報符号化
器404、点順・免じん画像変換器405、複数の予測
誤差算出器406、複数の予測誤差符号化器407を含
んで構成されている。この構成において、まず、点順方
式の画像データ411を読み出し、参照アドレス生成器
402で注目画素値データおよび参照領域画素値データ
431を抽出する。例えば、参照領域は図3における参
照領域データ305の4画素である。ここで、注目画素
値と等しい画素値を持つ画素が参照領域中にあるかどう
かを同一画素値分布生成器403で調べる。注目画素値
と等しい画素値を持つ画素があれば、後述する予測情報
があれば復号できるので、予測情報符号化器404が予
測情報だけを符号化し、予測情報符号511として出力
する。注目画素値と等しい画素値を持つ画素がなけれ
ば、該当する画素がなかったという符号を予測情報符号
511として出力し、さらに後述する予測誤差を符号化
する。予測情報符号は、例えば図5の符号生成表を用い
て生成する。例えば、参照画素ラベル308のAが注目
画素値と一致していれば、符号生成表309から予測情
報符号は”1”となる。A、Bが一致していないがCが
一致してれば、予測情報符号は”001”となる。A〜
Dのどれもが一致していなければ、予測情報符号は”0
000”となり、さらに予測誤差を符号化するために点
順・面順画像変換器405に予測誤差を符号化する必要
があることを信号線451を介して出力する。点順・面
順画像変換器の例として図9を挙げる。点順・面順画像
変換器801は点順方式の画素802を上位8ビットか
ら順にK、Y、M、Cの各面の画素803、804、8
05、806に分割し、それぞれの予測誤差算出器40
6に出力する。予測誤差算出器406は例えば図6のよ
うに予測誤差を算出し、予測誤差471としてそれぞれ
の符号化器407に出力する。符号化器407は、例え
ば算術符号化を行い、予測誤差符号521として出力す
る。ここで、予測誤差符号データの書き込みは全面の符
号化が揃うまで待つ必要はなく、完了した面から行う。
HDD104は5台あり、HDD104K、HDD10
4Y、HDD104M、HDD104C、HDD104
PがそれぞれK、Y、M、Cの各面、および予測情報に
対応している(図7)。
【0047】後段処理は画像をHDD104からプリン
タ107に出力するまでである。従来例2、3と異なる
のは、予測情報と予測誤差が分離されている点である。
【0048】つぎに復号器101について説明する。復
号器101(101K、101Y、101M、101
C)の構成例をなす復号器500を図10に示す。図1
0において、復号器500は復号器101K、101
Y、101M、101Cのそれぞれに対応する。図10
において、復号器500は予測情報復号器501、予測
誤差復号器502、参照アドレス生成器503、バッフ
ァ504、予測誤差加算器505、画素アドレス生成器
506を含んで構成されている。復号器500における
復号は予測情報符号データ511と予測誤差符号データ
521の2つに基づいて行う。予測情報復号器501は
予測情報符号を復号し、例えば図5の符号表であれば予
測情報符号が”0000”でなければ予測可能であるの
で、参照アドレス生成器503にどの符号を参照するの
か通知する。参照アドレス生成器503は参照画素アド
レスを算出し、バッファ504に参照画素アドレスを通
知する。バッファ504は予測誤差加算器505を介し
て最終的な画素値561を出力する。予測情報符号が”
0000”であれば予測不可能であるので、予測画素値
と予測誤差の2つを算出する。まず予測画素値を算出す
るには、例えば図6のように予測誤差を算出するなら、
参照アドレス生成器503は310のAおよびBを参照
画素として参照画素アドレス541を算出し、バッファ
504に通知する。バッファ504は予測誤差加算器5
05にAとBの画素値552を出力する。そして予測誤
差加算器505は(A+B)/2を算出して予測画素値
とする。一方、予測誤差551は、予測誤差復号器50
2が予測誤差符号521を復号することにより生成さ
れ、予測誤差加算器505に出力される。予測誤差加算
器505は、予測誤差551が入力された時は予測誤差
551と画素値552を加算し、最終的な画素値561
として出力する。出力した画素値は予測可能/不可能に
かかわらずバッファ504にフィードバックされる。そ
の際、画素アドレス生成器506がアドレスを生成し、
注目画素値およびアドレス542としてバッファ504
に出力する。
【0049】この方式による符号化処理時間を従来例2
と比較する。対象とする画像の面数をn、予測器のミス
率をq、予測情報の平均符号化時間をTp、予測誤差符
号化時間をTeと仮定すると、 従来例2の処理時間T1は:n(Tp+qTe) この方式の処理時間T2は:Tp+nqTe である。ここでTp/Te=αとおくと、この方式と従
来例2の処理時間比Rは、
【0050】
【数1】 R=T2/T1 =(Tp+nqTe)/n(Tp+qTe) =(α+nq)/n(α+q) となる。n=4、α=1とした場合のRを図11の60
2に、振る舞いを603に示す。予測器のミス率が0に
近づくほど処理時間は従来例2の1/4に近づき、この
発明の符号化処理時間が改善されることが分かる。
【0051】この方式による圧縮率の向上を考える。図
12は画像の例である。604はKYMCカラーの図形
画像、605はKYMCカラーではあるが文字画像であ
る。604では全面の予測情報が全く同一であるので、
予測情報の符号量が、従来方式の予測情報と比較して1
/4になることが分かる。逆に、605ではK面のみ変
化しているので、従来方式におけるY、M、C面の予測
情報符号はほとんど0であり、605の例では従来方式
とこの方式の圧縮率にほとんど差はない。従って、圧縮
率が向上しないこともあるが、画像によっては圧縮率が
大幅に向上することがあることが分かる。 [実施例2]図13は、この発明の実施例2の構成例を
示している。図13の構成と図8の構成例との違いは、
入力される点順方式の画像データをバッファに書き込む
前に、画素値変換器42が加わったことである。図13
において、図8と対応する個所には対応する符号を付し
た。
【0052】図14は図13の画素値変換器42の構成
例を示しており、この図において、画素値変換器42
は、点順方式の画素値を信号線411から入力し、信号
線414から出力するが、後に面順データに変換される
際に不要になる面のデータをマスクするように動作す
る。変換後の面数は、例えば表415のように信号線4
12、413によって指定される。この例では、4面の
時の画素値変換器出力414は実施例1と同じになる。
面数が3の時は、信号線412が0になるので、出力画
素値414の24〜31ビットも常に0になる。同様
に、面数が2、1の時は、出力画素値414のそれぞれ
16〜31ビット、8〜31ビットも常に0になる。
【0053】具体的な動作例を用いて、例えば4面用の
符号化器を3面用の符号化器として用いた場合、性能が
低下しないことを示す。この時、出力画素値414の2
4〜31ビットは常に0になる。これは、後に点順・面
順変換を行う時のK面の画素値にあたり、K面の画素値
は常に0になる。よって、K面に限れば画素値は常に予
測可能であり、かつ予測誤差は常に0になる。他の3面
も考慮した場合は以下の2点が成立する。 K面の画素値は常に予測可能であるため、他の全面の
画素値が予測可能な時は、必ず予測可能になる。 他のどれかの面が予測不可能だったとしても、K面の
予測誤差は常に0なので、K面の符号量はほとんど0に
なる。 よって、4面用の符号化器を3面用の符号化器として用
いた場合、予測情報符号化器の動作は全く変化しない。
また、予測誤差算出器はK面に関してはほとんど符号を
生成しない。よって、3面用の符号化器を用いた場合と
比較して、処理速度も符号量もほとんど変化しないこと
が分かる。
【0054】以上から、この画素値変換器を用いること
により、面数を小さくしても性能が低下しないことが分
かる。
【0055】
【発明の効果】この発明の符号化・復号装置を用いるこ
とにより、画像の符号化および復号処理時間が短縮され
る。符号化処理時間短縮は以下の2つの理由による。
【0056】第1の理由は、符号化の前処理としての点
順・面順画像変換が必要なくなったことである。点順方
式の画像を面順方式の装置に出力する場合、従来は符号
化の前処理として点順・面順画像変換が必要なことが多
かったが、この発明では符号化処理の1つに点順・面順
画像変換が組み込まれているため、変換処理が必要な
い。よって符号化処理時間が短縮される。
【0057】第2の理由は、カラー画像の各面間の相関
を利用して符号化を行うことにより、符号量が小さくな
るからである。具体的には、全面の予測情報をまとめて
符号化しているので、各面の予測情報を別々に符号化す
る場合と比較して、予測情報の符号量か小さくなること
が期待できる。例えばK、Y、M、Cの4面の場合、各
面の予測情報を別々に符号化する場合と比較して、符号
量が最小で1/4になることが期待できる。その結果、
データ入出力時間が短縮され、符号化および復号処理時
間も短縮される。
【0058】さらに、この発明において、所定の画素値
変換機を用いることにより、符号化可能最大面数以下な
らば、符号化装置を変更することなく様々な面数の画像
を符号化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明のカラー画像符号化・復号装置の構
成を示すブロック図である。
【図2】 画像データを説明する図である。
【図3】 参照領域データを説明する図である。
【図4】 参照領域データと同一画素値分布とを説明す
る図である。
【図5】 予測情報符号生成を説明する図である。
【図6】 予測誤差算出を説明する図である。
【図7】 実施例1の構成を示すブロック図である。
【図8】 実施例1の符号化器の構成を示すブロック図
である。
【図9】 点順方式から面順方式への変換器の構成を示
すブロック図である。
【図10】 実施例1の復号器の構成を示すブロック図
である。
【図11】 この発明と従来例との処理時間比較を説明
する図である。
【図12】 この発明と従来例との圧縮率比較を説明す
る図である。
【図13】 実施例2の符号化器の構成を示すブロック
図である。
【図14】 実施例2の画素値変換器の構成例を示す回
路図である。
【図15】 点順方式および面順方式のカラー画像デー
タを説明する図である。
【図16】 画像符号化・復号器の従来例を示すブロッ
ク図である。
【図17】 点順方式から面順方式への変換を説明する
図である。
【図18】 画像符号化・復号器の他の従来例を示すブ
ロック図である。
【図19】 点順・面順画像変換器を説明する図であ
る。
【符号の説明】
1 点順・面順画像変換手段 3 注目画素および参照領域生成手段 4 同一画素値分布生成手段 5 予測情報符号化手段 6 予測誤差算出手段 7 予測誤差符号化手段 8 予測誤差復号手段 9 予測情報復号手段 10 予測誤差加算手段 11 点順方式の画像データ 12 符号化結果信号 41 画素値データ 42 面数変換用画素値変換器 51 同一画素値分布 61 画素値データその1 71 予測誤差データその1 72 画素値データ 81 予測誤差符号データ 82 予測誤差データその2 91 予測情報符号データ 92 予測情報 100 符号化器 100C 符号化器(C用) 100K 符号化器(K用) 100M 符号化器(M用) 100Y 符号化器(Y用) 101 復号器 101C 復号器(C用) 101K 復号器(K用) 101M 復号器(M用) 101Y 復号器(Y用) 103 蓄積・再生作業用メモリ 104 ハードディスク 104C ハードディスク(C用) 104K ハードディスク(K用) 104M ハードディスク(M用) 104P ハードディスク(予測情報用) 104Y ハードディスク(Y用) 105 カラープリンタ 108 CPU 109 従来例2の点順・面順画像変換器 109C 点順・面順画像変換器ポート(C用) 109K 点順・面順画像変換器ポート(K用) 109M 点順・面順画像変換器ポート(M用) 109Y 点順・面順画像変換器ポート(Y用) 110 点順方式の画像が格納されているメモリ空間 111 K面用符号化器が要求するアドレス 112 点順・面順画像変換器が出力するアドレス 200 システムバス 301 1ページ分の画像データ 302 画素データ 303 画像走査順 304 注目画素 305 参照領域データ 306 参照領域データ 307 同一画素値分布 308 参照画素ラベル 309 符号生成表 310 参照画素ラベルその2 311 予測誤差算出式 401 バッファ 402 参照アドレス生成器 403 同一画素値分布生成器 404 予測情報符号化器 405 実施例1の点順・面順画像変換器 406 実施例1の予測誤差算出器 407 実施例1の予測誤差符号化器 411 点順方式の画像データその1 412 面数通知信号線その1 413 面数通知信号線その2 414 点順方式の画像データその2 415 面数と面数通知信号線の対応表 421 注目画素値データおよび参照領域データ 431 画素値データ 441 同一画素値分布データ 451 符号化結果信号 461 面順方式の画素値データ 471 面順方式の予測誤差データ 500 復号器 501 予測情報復号器 502 予測誤差値復号器 503 参照アドレス生成器 504 バッファ 505 予測誤差加算器 506 画素アドレス生成器 511 予測情報符号データ 521 予測誤差符号データ 522 復号結果信号 531 参照画素位置データ 541 参照画素アドレス 542 注目画素値およびアドレス 551 予測誤差符号を復号して得られた予測誤差デー
タ 552 予測符号を復号して得られた予測値データ 561 画素値データ 602 処理時間式 603 処理時間の説明図 604 圧縮率が変化する説明図 605 圧縮率が変化しない説明図 700 面順方式におけるRGBカラー画像の構成例 701 点順方式におけるRGBカラー画像の構成例 702 点順方式における1画素 801 点順・面順画像変換器の説明図 802 点順方式の画素 803 面順方式の画素その1 804 面順方式の画素その2 805 面順方式の画素その3 806 面順方式の画素その4 810 点順方式の画像 811 点順方式の画素 812 面順方式の画素その1 813 面順方式の画素その2 814 面順方式の画素その3 815 面順方式の画素その4 816 面順方式の画像その1 817 面順方式の画像その2 818 面順方式の画像その3 819 面順方式の画像その4 820 点順方式のメモリ走査 821 面順方式のメモリ走査

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 色要素ごとに分割されることなく単一の
    データとしてひとまとまりに扱われる第1のカラー画像
    データを、色要素ごとの複数のデータの組として扱われ
    る第2のカラー画像データとして復号可能なように符号
    化するカラー画像符号化装置において、 前記第1のカラー画像データを走査して、符号化対象で
    ある注目画素のカラーの画素値およびその周辺領域にあ
    る複数のカラーの画素値を前記第1の画像データから集
    め、これらを参照領域データとして出力する参照領域生
    成手段と、 前記参照領域データに基づいて前記注目画素の周辺に注
    目画素と同じカラーの画素値を持つ画素がどのように分
    布しているかを検出し、その結果を同一画素値分布とし
    て出力する同一画素分布生成手段と、 前記同一画素値分布に基づいて画素値予測情報を決定
    し、前記画素値予測情報を予測情報符号として出力する
    予測情報符号化手段と、 前記第1のカラー画像データの画素値を色要素ごとの画
    素値に変換し、色要素ごとの注目画素値を出力する画素
    値変換手段と、 符号化対象である前記色要素ごとの注目画素値を、参照
    領域内の対応する色要素の画素値から予測し、前記色要
    素ごとの予測画素値として出力する画素値予測手段と、 前記色要素ごとの注目画素値と対応する前記色要素ごと
    の予測画素値との間の予測誤差を算出して出力する予測
    誤差算出手段と、 前記色要素ごとの予測誤差を符号化し、予測誤差符号と
    して出力する予測誤差符号化手段とを有することを特徴
    とするカラー画像符号化装置。
  2. 【請求項2】 請求項1項記載の画像符号化装置により
    生成された符号を入力信号として、前記符号を、色要素
    ごとの複数のデータの組として扱われる第2のカラー画
    像データに復号するカラー画像復号装置において、 入力された予測情報符号を復号し、予測情報として出力
    する予測情報復号手段と、 前記色要素ごとに設けられ、前記予測情報と参照領域内
    の画素値から注目画素値を予測し、予測画素値として出
    力する画素値予測手段と、 前記色要素ごとに設けられ、入力された予測誤差符号を
    復号し、予測誤差として出力する予測誤差復号手段と、 前記色要素ごとに設けられ、前記予測画素値と前記予測
    誤差を加算し、その結果を注目画素値として出力する予
    測誤差加算手段とを有することを特徴とするカラー画像
    復号装置。
  3. 【請求項3】 前記第1のカラー画像データの色要素の
    数を指定する手段と、 前記指定された色要素数が、復号化可能な最大色要素数
    に満たない場合に、前記第1のカラー画像データの画素
    値を前記最大色要素数に対応した画素値に変換する手段
    とをさらに有する請求項1記載の画像データ符号化装
    置。
  4. 【請求項4】 色要素ごとに分割されることなく単一の
    データとしてひとまとまりに扱われる第1のカラー画像
    データを、色要素ごとの複数のデータの組として扱われ
    る第2のカラー画像データとして復号可能なように符号
    化するカラー画像符号化装置において、 前記第1のカラー画像データの符号化対象画素を複数の
    予測器により予測し、予測結果に基づいて選択された予
    測器の識別子を出力する予測符号化手段と、 前記複数の予測器のいずれもが選択されないときに、前
    記第1のカラー画像データの符号化対象画素の値を色要
    素ごとの画素値に変換し、色要素ごとの符号化対象の画
    素値を出力する画素値変換手段と、 前記色要素ごとの符号化対象の画素値を予測して前記色
    要素ごとの予測画素値を出力する画素値予測手段と、 前記色要素ごとの符号化対象の画素値と、対応する前記
    色要素ごとの予測画素値との間の予測誤差を算出して出
    力する予測誤差算出手段と、 前記選択された予測器の識別子と前記色要素ごとの予測
    誤差とに基づいて符号化データを出力する手段とを有す
    ることを特徴とするカラー画像符号化装置。
  5. 【請求項5】 前記複数の符号器は、前記符号化対象の
    画素の近傍の画素を符号化対象画素として予測する請求
    項4記載のカラー画像符号化装置。
  6. 【請求項6】 前記予測器の識別子として前記予測器の
    予測順位を用いた請求項4または5記載のカラー画像符
    号化装置。
  7. 【請求項7】 前記予測順位の系列をランレングス符号
    化する請求項6記載のカラー画像符号化装置。
  8. 【請求項8】 色要素ごとに分割されることなく単一の
    データとしてひとまとまりに扱われる第1のカラー画像
    データを、色要素ごとの複数のデータの組として扱われ
    る第2のカラー画像データとして復号可能なように符号
    化するカラー画像符号化方法において、 前記第1のカラー画像データの符号化対象画素を複数の
    予測器により予測し、予測結果に基づいて選択された予
    測器の識別子を出力する予測符号化ステップと、 前記複数の予測器のいずれもが選択されないときに、前
    記第1のカラー画像データの符号化対象画素の値を色要
    素ごとの画素値に変換し、色要素ごとの符号化対象の画
    素値を出力する画素値変換ステップと、 前記色要素ごとの符号化対象の画素値を予測して前記色
    要素ごとの予測画素値を出力する画素値予測ステップ
    と、 前記色要素ごとの符号化対象の画素値と、対応する前記
    色要素ごとの予測画素値との間の予測誤差を算出して出
    力する予測誤差算出ステップと、 前記選択された予測器の識別子と前記色要素ごとの予測
    誤差とに基づいて符号化データを出力するステップとを
    有することを特徴とするカラー画像符号化方法。
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