JPS6074778A - 予測符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 □□１−＾≦１砿田八に 本発明は写真のように階調をもった画像を伝送するため
のファクシミリ装置や、蓄積するだめの画像蓄積装置等
における画像情報の予測符号化装置に関するものである
。

従来例の構成とその問題点 量子化された多階調画像の符号化方式として、従来よｐ
　ＤＰＣＭ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｐｕｌｓｅ　
ＣｏｄｅＭｏｄｕｒａｔｉｏｎ）方式が知られている。

この方式は周辺の画素を用いて符号化する画素の値を予
測し、原画素の値と予測値との差分を符号化する方法で
あるが、原画に忠実な符号化を行なうためには差分信号
を表現するための符号数が増加し、高い圧縮率を得るこ
とが困難である。特に、商用の写真電送のように１画素
が８ピツ）（２５６階調）で表現される多階調画像を原
画に忠実に伝送する場合には高い圧縮率を得ることが困
難である。一方高い圧縮率を得るためには差分を少ない
ビット数で量子化し符号数を低減する方法が用いられて
いるが、この方法では再生した画像の画質劣化が大入（
ｋるという問題点がある。

発明の目的 本発明は上記欠点に鑑み、商用の写真電送などのように
多くの階調が必要な際に、再生された画像の画質の変化
が少なくしかも高い圧縮率を得ることのできる多階調画
像の画質の変化が少ない画像変換処理を行なう画像変換
機能と変換された画像を予測符号化するための予測符号
化機能を備えた予測符号化装置を提供するものである。

発明の構成 本発明は多値量子化された多階調画像の画素の値を周辺
の複数の参照画像を用いて予測し、予測値との誤差信号
を符号化することにより多階調画像を符号化する際、変
換処理される原画素の値と前記原画素よりも１つ前に処
理された前画素との濃度をめる画素濃度変換手段と、前
記画素濃度。

変換手段がめた前記原画素の濃度と前記前画素との濃度
差をめる濃度差計算手段と、前記濃度差計算手段をめた
濃度差と閾値との比較に応じて、変換処理する画素の値
を前記前画素の値で置換するか、前記原画素の値とする
かを決定する判定手段と、前記判定手段が決定した画素
の値から変換される画素を予測するとともに、符号化す
る予測符号化手段とを設けることにより、上記目的を達
するものである。

実施例の説明 以下に図面を用いて、本発明の一実施例について説明す
る。

第１図は本発明の一実施例における予測符号化装置を有
する画像伝送システムのブロック図を示すものである。

第１図において、１は画像読取装置で、写真原稿のよう
な多階調画像を走査し、標本化及び量子化する。２は量
子化された画像信号を変換する画像変換装置、３は画像
変換装置２からの出力画像を符号化する符号化装置、４
は符号を伝送する送信装置、６は伝送された符号を受信
する受信装置。

６は符号から画像を復元する復号化装置、７は復元され
た画像を記録する画像記録装置である。

なお第１図のシステムは画像伝送システムの一実施例で
あるが、受信装置４及び復号化装置６を蓄積装置及び蓄
積装置からの読出し装置とすることにより、画像蓄積シ
ステムとしてもよい。

次に第２図を参照して、画像変換装置２について詳細に
説明する。

第２図は画像変換装置の構成を示すものである。

第２図において、画像読取装置１によって走査され、量
子化された画像信号２１０は１画素メモリ２１に記憶さ
れる。この画像信号は画像読取装置１が原稿からの反射
光を読取る場合には画像原稿の反射率に比例した値（輝
度信号値とよぶ）をもつ信号である。１画素メモリ２１
がらの出力信号２１１は濃度変換器２３に入力される。

濃度変換器２３は次式に従って入力値を濃度に変換する
。

ここで、ＬＭＡＸ　は読取画像信号の最大値である。例
えば１画素を８ビツトで量子化する場合には２６５とな
る。Ｌは濃度変換器への入力値であるＯｄは濃度である
。

原稿の暗部では大きな値、明部では小さな値となる画像
読取装置１の場合に適用され、暗部では小さな値、明部
では大きな値となる画像読取装置では次式となる。

また、第（１）式又は第（功式においてカッコ内が０と
なる場合、ｄは十分大きな有限の値と定める。

この濃度変換器２３は対数演算器、減算器、除算器を用
いて実現することができるが、ＲＯＭ（読出し専用メモ
リ）を用いて簡単に実現することもできる０１画素が８
ビツトで表現される画像の場合は輝度信号値は２５６種
類となり、従って濃度値ｄも２６６種類である。２５６
種の輝度信号値に対してあらかじめ濃度値を計算し、そ
の値をＲＯＭに記憶しておき、輝度信号値をＲＯＭのア
ドレス入力とすることにより濃度値ｄがこのメモリから
の出力データとして得られる。この場合ＲＯＭの必要な
記憶容量は２６６語である。語長は遭誓Ａｒｒ冒台剃ｌ
谷ｌＦＦ−マメｐ濤　ｉ　梼１１幻イ遭布ｄの有効桁を
小数第２位までとし、濃度ｄを１００倍にした整数値を
記憶することと定め、また第（１）式においてカッコ内
が０のときのｄの値を２．５５又は６．１１　と定めれ
ば、ＲＯＭの語長け８ビツト又は９ビツトとなり、小容
量のＲＯＭで極めて簡単に濃度変換器を実現することが
できる〇一方、１画素メモリ２２に記憶されている１画
素前に変換処理された画素の輝度信号２１２も前記と同
様な濃度変換器２４によって濃度値に変換される。濃度
変換器２３の出力濃度信号２１３と濃度変換器２４の出
力濃度信号２１４とは減算器２６に入力され減算が行な
われ、結果の絶対値が濃度差信号２１５として出力され
る。濃度差信号２１５は判定器２６で定められた判定値
にと比較され、Ｋ以下の場合には判定結果ＯがＫより大
きい場合には判定結果１が判定器出力信号２１６として
出力される。この判定値には再現される画像の画質と圧
縮率に影響を与えるノ（ラメータである。

Ｋの値を大きくすれば圧縮率は向上するが画質劣化は大
きくなり、Ｋの値を小さくすれば画質劣化は少なくなる
が圧縮率の向上は少ない。本実施例により再生画像を評
価した結果、商用の写真電送に用いる場合にはＫの値を
０．０１から０．０３（濃度変換器が濃度ｄを１００倍
した値を出力する場合には１から３）の範囲のものと定
めることにより十分な画質が得られる０ 判定器２６からの判定器出力信号２１６は選択器２７に
入力される。選択器２７は画像変換装置２の出力画像信
号２１７として、判定結果が１の場合、すなわち濃度差
が判定値によりも大きい場合には原画素の値を、判定結
果が０の場合すなわち濃度差が判定値に以下の場合には
１画素メモリ２２に記憶されている１画素前に出力され
た画素の値を出力する。出力画像信号２１７は１画素メ
モリ２２にも同時に入力され、１画素メモリ２２の内容
は１画素の変換毎に更新される０画像変換装置２から出
力される画像信号２１７は符号化装置３によって符号化
される０次に第３図に示した符号化装置３のプロ・ンク
結線図を参照しながら、符号化装置３について詳細に説
明する。

画像変換装置２からの出力画像信号２１７は画像メモリ
３１に記憶される。画像メモリ３１は予測符号化を行な
う場合に参照画素が過去に走査された走査線に含まれて
いる場合には予測に必要な走査線も記憶している。

画像メモリ３１からは符号化処理される画素の値を予測
するための参照画素信号３１０，３１１３１２が予測器
３２に出力される。

予測器３２の予測方式の一実施例を第４図を用いて以下
に説明する。第４図は予測のだめの参照画素と予測符号
化される画素との関係を示した図である。４１は現走査
線、４２は現走査線よりも１走査過去に走査された走査
線である。画素Ｘが予測符号化される画素で、Ｐ、Ｑ、
Ｒが過去に走査された画素で、参照画素とよぶ。予測器
３２は参照画素Ｐ、Ｑ、Ｒを用いて次式に示す値Ｉ′を
画素Ｘの予測信号３１３として出力する。

以下余白 予測信号３１３は予測される画素の信号３１４と減算器
３３で減算され、その結果が差分信号３１５として出力
される０すなわち、次式で示ず値ΔＸが差分信号３１６
として出力される。

ΔＸ＝Ｘ　−Ｘ’　・・・・・・（４）（ただし、Ｘは
予測される画素Ｘの値である０）上記予測器３２におい
ては、入力画像信号が前記画像変換装置２からの変換画
像信号であるため、第（萄式、第（４式において、Ｘ：
ｐ、ｒ−ｑである画素Ｘの出現確率は原画に比べて高く
、従って差分値ΔＸがＯである出現確率が高くなる０差
分信号３１６は符号化器３４で符号化され符号３１６が
出力される。減算器３３からの出力である差分信号は５
１１種の値をとり、それぞれの／ｉｉ！ｒ　Ｕｒ　加１
４　ｒｒＴ’　／、’７　マツ竹Ｊ＋　６　宙＋１１’
＋　！イスｒｐｖｒり符号化される。このとき、前述の
如く、差分値ΔＸ＝Ｏの出現確率が高いため、差分値Ｏ
に割シ当てる符号を短くすることにより、符号化された
画像の総符号数を少なく、すなわち圧縮率を高めること
ができる。出力された符号３１６は符号伝送装置４及び
符号受信装置６を経て復号化装置６に伝達される。復号
化装置６は符号を差分値に変換し、前記予測符号化装置
３と同一の予測方式によって予測を行ない画像を復元し
、画像記録装置７によって記録再生することができる０
以上本実施例で説明した予測符号化によれば、符号化装
置及び復号化装置での画質劣化は無く、画像変換装置の
判定値Ｋによって画質を制御することができる。

さて表は、上記実施例による画像変換を行ない、予測符
号化を行った場合の１画素当りの符号長の、画像変換を
行なわずに同一の予測符号化を１行った場合の１画素当
りの符号長に対する向上率、および同時に画像変換後の
画像の原画像に対するＳハ比を示したものである。なお
下表における画像は１画素が８ビツトで表現された２６
６階調画像である。またＳ／Ｎ比は原画像と変換後の画
像の平均２乗誤差から算出された値である。

表 以上本実施例によれば、多階調画像を変換し、変換後の
画像を符号化するために、変換される原画素と１画素前
の変換後の画素をそれぞれ濃度に変換し濃度の差が一定
の範囲内ならば変換される画素の変換後の値を１画素前
の変換後の値と同じ値とし、濃度の差が一定の範囲外で
あれば変換後の値を原画素の値と同じ値とするとともに
、変換後の画像を予測符号化するよう構成している。

すなわち画素間の読取った値の差分値によって変換する
場合は、読取られた画素の値は原稿の輝度に比例した値
であるため、画像の暗部の画素間の読取った値（輝度信
号値）の差分値と明部の画素間の読取った値（輝度信号
値）の差分値とが同一の値であっても暗部の画素間の濃
度差は明部の画素間の濃度差とは大きく異なり、視覚的
には同一ではなくこのような読取った値（輝度信号値）
を基本とする画像変換は暗部の画質劣化が明部の画質劣
化に比べて大きくなり、視覚的に画質劣化が大きくなる
という欠点を有するが、本実施例による画像変換によれ
ば、画像を読取った値（輝度信号値）を濃度に変換した
後の濃度差を用いるために暗部、明部ともに画質の劣化
が少ないという作用があり、原画像を予測符号化する場
合に比べ、変換後の画像は予測一致率が向上するために
圧縮率を大きく改善することができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、写真のような多階調画像
を符号化し伝送又は蓄積する場合に画質劣化が少なくし
かも画像変換を行なわない方式に１１−−＋　、１−−
Ｌ＋−騎只釦４巳・￥ηＩ謙参穂イル　仁ヱ帥簡の短縮
及び蓄積容量の低減化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における予測符号化装置を有
する画像伝送システムのブロック図、第２図は同予測符
号化装置における画像変換装置のブロック図、第３図は
同予測符号化装置における符号化装置のブロック図、第
４図は参照画素と予測符号化される画素の関係を示した
関係図である。 １・・・・・・画像読取装置、２・・・・・・画像変換
装置、３・・・・・・符号化装置、６・・・・・・復号
化装置、７・・・・・・画像記録装置、　２１．２２・
・・・・・１画素メモリ、２３゜２４・・・・・・濃度
変換器、２６・・・・・・減算器、２６・・・・・・判
定器、２７・・・・・・選択器、３１・・・・・・画像
メモリ、３２・・・・・・予測器、３３・・・・・・減
算器、３４・・・・・・符号化器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多値量子化された多階調画像の画素の値を周辺の複数の
   参照画像を用いて予測し、予測値との誤差信号を符号化
   することにより多階調画像を符号化する際、変換処理さ
   れる原画素の値と前記原画素よりも１つ前に処理された
   前画素との濃度をめる画素濃度変換手段と、前記画素濃
   度変換手段がめた前記原画素の濃度と前記前画素との濃
   度差をめる濃度差計算手段と、前記濃度差計算手段をめ
   た濃度差と閾値との比較に応じて、変換処理する画素の
   値を前記前画素の値で置換するが、前記原画素の値とす
   るかを決定する判定手段と、前記判定手段が決定した画
   素の値から変換される画素を予測するとともに、符号化
   する予測符号化手段とを具備する予測符号化装置。