JPS6087596A - カラ−画像情報の符号化処理方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はカラー画像情報の符号化処理方法に係り、特に
複数の画素を１つのブロックとして符号化処理する符号
化処理方法に関する。

〔発明の背景〕

階調を有する白黒画像情報の符号化処理方法として、画
像を複数画素を含むブロックに分割し、ブロック内の画
情報を階調情報と分解能情報に分離して信号量ケ圧縮し
、それぞれの情報を一号化処瑳する方法がある。

第１図は上記従来の画像情報符号化処理を実施する処理
装置のブロック図で、画情報入力端子１００から入力さ
れる画情報の１部はバッファメモＵ　１０１に蓄積され
た後、信号処理装置１０２により後述するよ５に階調情
報と分解能情報に変換される。

すなわち、第２図（ａ）に示すように、画像を構成する
画素を４Ｘ４画素の領域（１つのブロレクｊ２０１に区
画し・ブ°てり内の各画素の階調′ゝルをＸ、とじた場
合、各画素の階調レベルは（ｂ）に示すブロック２０２
のようＫｙ、で表わされる階調情報と分解能情報に変換
される。ここで、ｙｌ＝ψに＠ａ１＋ψ、＊Ｂ。

であり、ψ１．テ、は分解能情報、ａＱ、ａｌは階調情
報である。

分解能情報ψ１．÷１は、ブロック２０１内の全画素の
階調レベルＸ、の平均値Ｘ７ ｘ　７　＝、Ｍ　１ｘ　ｓ　／　Ｎ をしきい値とし、 ｘ１≧ＸＴのとき９’ｔ＝１ｅ孕、＝ＯＫ　、　＜　Ｘ
　Ｔのとき９’　Ｉ　＝　Ｏｅ　’９’　１　＝　１と
なる。

階調情報１１６．ａｌは、階調レベルＸ、がしきい値Ｘ
７より小さい画素の階調レベルＸ、の平均値１階調レベ
ルｘｉがしきい値Ｘ７以上の画素の階調レベルＸＨの平
均値で。

ａｌ＝　Σ　ｙｅｌ／Ｎ。

Ｘ、≧ＸＴ となる。

そして両階調情報ａＯ＊ａ□の差がある値ｎよりも小さ
い場合、あるいは画素数Ｎ０．Ｎ１の一方がある数ｍよ
り少ない場合には、ブロック内の画素をすべて同一の階
調情報とする場合がある。

情報変換前の１つのブロック２０１の画素の階調レベル
ｘ、が１６階調で画素数が１６個ある場合、１ブロツク
内の信号量は、４ビツトＸ１６＝６４ビツトとなる。こ
れに対して、前述のよう圧情報変換すると１つのブロッ
ク２０２内の信号量は階調情報ａ。、ａ工にそれぞれ４
ビツト、分解旅情、報ψ’、１＊９’ｌ　として１６ビ
ツトの計２４ビットに圧縮できる。

このようにして得られた階調情報ａ６．ａｌと分解能情
報ψ１＊９’１が符号化装置１０３，１０４により符号
化処理されて符号化情報となり、階調情報出力端子１０
５と分解能情報出力端子１０６から出力される。

このような符号化処理法をフルカラー画像情報処理に適
用すると、カラー画像を等色する３原色に関する３つの
画像情報についてそれぞれ１記のようにブロック化して
圧縮変換することになるので、３組の階調情報と分解能
４青報となり、信号量は２４ビツトＸ３＝７２ビツトと
なってしまう。

〔発明の目的〕

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

〔発明の概要〕

本発明は、上記目的を達成するために、カラー画像を構
成する画素を隣接する複数の画素毎にブロック化し、該
ブロック内の画素の原色情報は基づいて画素数より少な
い数の色で該ブロック内を近似表現する近似色をめ、該
ブロック内の各画素を前記近似色に対して差の少ない近
似色に類別し、該ブロック内の画情報を前記近似色を表
わす色情報と各画素の色が前記近似色の何れに類別され
たかを表わす分解能情報とに分離し、この色情報と分解
能情報をそれぞれ符号化処理することを特徴とする。

従来の信号圧縮処理をフルカラー画像情報処理に適用す
ると、′１つのブロック内に現われる色の数は、３つの
原色に関する３つの階調情報の組み合せで決まるため、
ブロック内では最大数で２の３乗となる。腎かし人間の
視覚特性の１つとして視角が微小角になるほど色に対す
る弁別能力が一下する。従ってブロック内で発生する頻
度の少ない色、すなわち表示面積が小さい色は知覚しに
くい。本発明はこのような視覚特性を利用して情報量を
効果的に減少させている。

〔発明の実施例〕

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

バクファメモリ３００〜３２０は画情報入力端子３３０
〜３５０から入力される原画像の３原色の赤、緑、青に
関する画情報を記憶する。信号整形装置３６０は赤、緑
、青の信号レベル範囲の設定、あるいはこれら３つの信
号間の変換演算を行なう。信号処理装置３７０は、信号
整形装置３６０を介してバッファメモリ３００〜３２０
から例えば４×４個の画素で構成される１つのブロック
の画像情報を入力し、該ブロック内を例えば２つの近似
色で近似表現するための色情報と、該ブロック内の各画
素の色が前記近似色の何れに類別されるかを表わす分解
能情報に変換子る。符号化処理装置３８０，３９０は前
記信号ｉ理装置３７０から入力される色情報と分解能情
報゛をそれぞれ符号′） 化して符号化情報出力端子４００，４１０に出力する。

色識別装置４２０は該プロ゛ツク内が有彩色かを識別し
、有彩色である場合には符号化情報に有彩色であること
を識別する符号語を付加して色情報と分解能情報に関す
る符号化処理をすることを指示し、無彩色である場合に
は無彩色であることを識別する符号語を付加して階調情
報と分解能情報に関する符号化処理をすることを指示し
、また該ブロック内が白黒２値である場合には無彩色２
値であることを識別する符号語を付加して分解能情報の
みを符号化処理することを指示する。

第４図を参照して信号処理装置３７０の一例を説明する
。しきい値演算装置３７１は、信号整形装置３６０から
信号伝送路３７２Ｙ介して、１つのブロック内の各画素
Ｘ、の赤、緑、青に関する階調レベル信号’ｔｔ　ｇｔ
ｔ　ｂｔを入力する。そして、該ブロック内の全画素ｘ
ｉ（１＝１〜Ｎ）を用い、ブロック内の平均階調レベル
’＊　ｇｏ　”を次式のようにめる。

比較演算装置３７３はしきい値演算装置３７１でめたブ
ロック内平均階調レベルｒ、ｇ、ｂをしきい値として該
ブロック内の各画素の階調レベルｒｙｅ　ｇｅｅ　ｂｓ
’ｔ２つのグループに分ける。

例えば赤の場合には、７をしき（・値としてｒ、≧７の
グループとｒｌく７のグループに分ける。

色情報演算装置３７４は、上記で得られた各グルーフッ
平均゛階調レベル’ｌｅ　’２ｅ　ｇｌｏ　ｇ２ｅ　１
、「８を次式に従ってめる。

７・＝Ｎ１８，１も７′・ ｉ・＝Ｎｒ　！　’　ｌ’＜”′・ ここで、Ｎ　ｒ　１　はブロック内でｒｌが７以上であ
る画素数、Ｎｒ□はｒ、が ７以下の画素数である。

そしてＭｌｓＴ２＃Ｅ□ｓ”＋１も同様にめられる。

表１は以上に説明した信号処理に截値例をＪｍ用した結
果を示す。符号化処理するために階り珈レベルの値は整
数化している。

このようにブロック内の画素の平均階調レベル７、ｉ、
πをしき（・値として得られた階調レペ１−７□ｍ’２
ｅｇ□ｅ　Ｍ２ｅ　Ｆ；□、「２を用いて定められる２
つの色（７□＊　ｇ　＊ｅ−”１）と（７□。ｇｚｅ”
ｚ）を該ブロック内を近似表現する色情報として色情報
出力端子３７５に出力する。この信号処理によれば、４
×４画素のブロックにおいて、各原色が１６階調である
場合の信号量は、４ビツト×６＝２４ビツトで足りる。

表　１ 次に、分解能情報演算装置３７６により、ブロック内の
各画素の色が、前記２つの近似色（７１゜１１゜Ｋ□）
または（，７□ｅ　ｇ２ｔ　ｂ２）の何れに似ているか
を次式により類別する。

ｉｆ　（ｒ、−ｒ、）２＋（ｇ、−ｇ、）２＋（ｂ、−
ｒ、）２（（ｒ、−ｒ２）２＋（ｇ、−Ｋ２）”＋（ｂ
ｉ−ｂ２）！ｔｈｅｎ　ψ、＝１ ｅｉｔｓｅ　？、＝Ｑ この式は各画素の色（ｒ、、ｇｌｅ　Ｊ　）と、各グル
ープの色（ｉ″□、１□ｍ　”　１　）ｅ　（’　２ｅ
　’ｇ　ｘ。

Ｋ２　）との色差なめ、色差の小さい方の色で各画素の
色を近似するためのものである。そして、ｉは１〜Ｎま
でのブロック内画素を示し、ψ、は各画素が２つの色（
７ｔｏ　ｇｓｅ　”ｓ　Ｌ　（’□。

Ｋ２．ｂ２）の何れの方に類別されるかを示す分解能情
報であって分解能情報出力端子３７７に出力される。例
えばψ１＝１の場合には（７□、１１゜Ｋ１）、ψ１＝
００場合には（７２＊　ｒｙｅ　”ｚ　）で表わされる
色を意味する。

表２は表１に示した数値例を用い、上記の類別処理をし
た場合の分解能情報を示す。４Ｘ４画素の１ブロツクに
おいてこの分解能情報の信号量は１６ビツトである。

表　２ このように信号処理されたブロック内の各画素ｙｉの表
わす色Ｙ、は次式で表わされる。

目　ψ１＝１ ｔｈｅｎ　Ｙ　ｌ＝　（ｒ　ｓｅ　ｇ　１９　”１　）
ｅｊｓｅ　Ｙｌ　＝（ｒ□、　ｇ２ｅ　ｂ２）以上のよ
うにして、原画像情報の１つのブロック内の画像情報ｒ
ｌ、　ｇｉ、　ｂ、（ｉ＝１”−Ｎ）　ｋ’ｓ、信号処
理により圧縮されて、２つの近似色を表わす色情報’１
７’２ｅ正１ｅ　ｇ　ｌｅ　”　ｌｅ　’）　ｌおよび
各画素が何れの近似色に類別されるかを示す分解能情報
ψｉ　（ｉ＝１−Ｎ）となる、 第５図は、表１，２で示した数値例を用いて得、た分解
能情報ψ、を示す。この場合、色情報はｉｆ　ψ、＝１ ｔｈｅｎ　ＹＩ＝（１３，１２，１１）ｅｌｓｅ　Ｙ、
　＝（１０，９，７） である。そして４×４画素の１つのブロックの画像情報
の合計信号量は６０ビツトである。

ここである数ｍ、ｎを設定し、ブロック内を表わす２つ
の近似色（ｒｙｅ　ｇｌｅ　ｂｓ　）と（７，。

ｇ２＊ｂｚ）の何れかに類別される画素数がｍより少な
い場合、あるいは２つの近似色（Ｆｔｔ　ｇ□。

「１）と（Ｆ’ｊｓ　７ｉｚ−”ｘ　）の色差がｎより
少なく次の論理式が真となる場合には、ブロック内の全
画素を１つの近似色、例えばブロック内の平均階調（Ｆ
、ｇ、ｂ）で近似表現できる。

（ｌｒｔ　ｒｔｌ＜ｎ）ＡＮＤ（１ｇ１ｇ２１＜ｎ）Ａ
ＮＤ（Ｉｒｔ　ｒｚＫｎ） この場合には、ブロック内の画素の色の類別を示す分解
能情報ψ、は全てｌ１Ｏ１１または１１１″で表わされ
、従ってこの分解能情報ψ１を観察することでブロック
内が１つの近似色で近似表現されていることを判断でき
る。

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

先ず、分解能情報の符号化について説明する。

１つのプ、ロック内を２つの近似色で近似表現する場合
は、分解能情報ψ１は各画素に対応した１０１１１１１
の２値情報である。従ってこの分解能情報は、白黒２値
画像情報の符号化方法とじた国際標準となっているＭＨ
（モディファイド　ハフマン）符号化方式あるいはＭＲ
（毎ディファイドリード）符号化方式などの符号化方式
を適用するとよい。また１つのブロック内を２つ以上の
近似色で近似表現する場合でも、分解能情報をビットプ
レーンあるいはレベルプレーンに分けて符号化する等、
従来から白黒画像情報の符号化方法として開発されてき
た符号化方法を利用する。

次に、色情報の符号化方法について説明千木。

１つのブロックの色情報は、ブロック内の画素の階調レ
ベルの分布に従って画素なグループ分けし、各グループ
の階調レベルを平均化して得たものであるから、隣接す
るブロックの色情報とめ相関性が高いと考えられる。例
えば、１つのブロック内を２つの近似色で表わす場合、
あるブロックの色情報（ｒｌｅ　ｇｔｓ　”□　）、（
７□：１□＃ｂ２）と、これに隣接するブロックの色情
報（’　Ｉ’ｓ　ｇ　ｇ’ｓ「１′）・　（７２′・ｉ
ｉ２’＊　５．′）の各要素め差分、例えばｌ　ｒ　ｔ
　Ｆｔ’［ｅ　ｌ　ｒ　ｔ−ｒ　２’１等の値は小さな
偏差となることが予測される。そこで、符号化を行なう
ブロック（注目プロレフ）に隣接する１つあるいは複数
のブロックから色情報を予測し、注目ブロックの色情報
とこの予測色情報との差分な符号化するとよい。符号化
方式は、―えば上記差分を発生確率の高い順番に順位付
けして差分値を正値に変換し、得られた順位値をワイル
符号等で表わすことで少ない信号量の符号化情報とする
ことができる。

こうして得られた分解能情報に関する符号化情報と１色
情報に関する符号化情報および次に伝送する情報が上記
例れの符号化情報であるかを識別する情報を組み合せて
伝送することにより、効率よいカラー画像情報の伝送が
可能となる。

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

（１’Ｆｔ　−ｉｆ　Ｉ＜ｕ　）ＡＮＤ（ｌ　ｒ　ｔ　
−ｒｘ　Ｉ＜ｕ　）ＡＮＤ（ｌ　ｉｘ　−Ｆ；ｓ　ｌ（
ｕ　）ＡＮＤ（Ｉ　ｆ　＊−ｇ　＊　１（ｕ）ＡＮＤ（
ｌｒｘ　ｂｇｌ（ｕ）ＡＮＤ（１ｉｚ−ｂ２Ｉ＜ｕ）そ
して、上記論理式が真となる有彩色のブロックが連続し
て現れる場合には、符号化処理装置３８０．３９０は、
ある連続長のブロックが有彩色で、あることを識別する
ための符号語を付加して分解能情報および色情報に・関
する符号化情報を伝送す・る。　・ 無彩色の場合には、色情報から次式に従って階調情報工
、。■、を算出し、 １、＝＝に、・７□＋に、・ｇ、＋に３・「、Ｉ２−に
４・７□＋ｋｇ”ｇ２＋に６・ｂ２（ｋ１〜に６は係数
） ある連続長のブロックが無彩色であることを識別するた
めの符号語を付□加して分解能情報および階調情報に関
する符号化情報を伝送し、伝送信号量を低減する。

また色識別袋Ｗ４２０は次の論理式に従ってブロック内
の色が白黒の２値であるかどうかを識別する。

（ｌｒｘ−ｇｘｌ（ｕ）ＡＮＤ（Ｉｒｔ−ｂｔｌ＜”）
ＡＮＤ（ｌＴｘ−”ｘｌ（ｕ）ＡＮＤ（１″Ｆ″ｚ　−
ｇ　ｚ　ｌ　＜　ｕ　）　ＡＮＤ（１Ｆ、−ｂ２１＜ｕ
）ＡＮＤ（Ｉ’ｊｚ−”ｚｌ（ｕ）ＡＮＤ（ｒ、）ｖ）
ＡＮＤ（ｉ”、）ｖ）ＡＮＤ（ｂ　□）ｖ）ＡＮＤ（ｒ
　２（ｗ）ＡＮＤ（ｇ　！＜Ｗ）ＡＮＤ（’Ｅ２＜Ｗ）
ここでｕ、ｖ、Ｗは適宜定めた定数で、この論理式が真
である場合には、ブロック内の色が白黒２値であると識
別する。この場合には、符号化処理装置３８０，３９０
は分解能情報を、従来の白黒２値画儂情報処理と同様に
符号化し、伝送する信号量を低減する。

以上に述べた実施例では、カラー画像を等色、再現する
３つの原色を赤、緑、青とする場合であるが、減法混色
で利用されているシアン、マゼンタ、イエローを用いる
こともモきる。また上記３、つの信号を演算して得られ
る３つの信号、例えばテレビジョン等で用いられている
ような輝度信号と色差信号を利用してブロン・り内のグ
ループ分けを行なうこともできる。

またブロック内の近似色は２色より多くすることができ
る。この場合には、複数のしきい値レベルを設定し【ブ
ロック内の画素を２つ以上のグループに類別した後に同
様の信号処理を行なえばよｔｌ。

またグループ分けのために、ブロック内の各画素の３つ
の原色を表わす階調レベル値Ｘ、＝（１゜ｇｌｅ　Ｊ）
から次式に従って輝度信号工を算出し、ブロック内の輝
度信号の分布から輝度信号についてのしきい値をめ、各
画素の輝度信号をこのしきい値と比較してグループ分け
することも可能である。

Ｉ＝に１＠ｒ、−）−に２６ｇ、＋に３＠ｂ。

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

〔発明の効果〕

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

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の画像情報符号化処理装置のブロック図、
８ｇ２図（ａ）、　（ｂ）は１つのブロックの画素構成
図、第３図は本発明方法を実施するためのカラー画像情
報符号化処理装置のブロック図、第４図はその信号処理
装置のブロック図、第５図は１つのブロックの分解能情
報外、右図である。 ３７０・・・・・・信号処理装置、３７１・・・・・・
しきい値演算装置、３７３・・・・・・比較演算装置、
３７４・・・・・・色情報演算装置、３７６・・・・・
・分解能情報演算装置、３８０．３９０・・・・・・符
号化処理装置。 第１図 第２図 （ａ）　（ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、カラー画像情報の符号化処理方法 １、カラー画像を表現する３つの原色の情報の符号化処
   理方法において、カラー画像を構成する画素を隣接する
   複数の画素毎にブロック化し、該ブロック内の画素の原
   色情報に基づいて画素数より少ない数の色で該ブロック
   内を近似表現する近似色をめ、該ブロック内の各画素を
   前記近似色に対して差の少ない近似色に類別し、該ブロ
   ック内の画情報を前記近似色を表わす色情報と各画素の
   色が前記近似色の何れに類別されたかを表わす分それぞ
   れ符号化処理することを特徴とするカラー画像情報の符
   号化処理方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記各画素の類別
   は、各画素と近似色との輝度の差を比較して行なうこと
   を特徴とするカラー画像情報の符号化処理方法。 ３６　特許請求の範囲＠１項またはｗｃｚ項において、
   前記色情報は隣接するブロックから得られる色情報との
   差分を符号化処理し、分解能情報についてはラン長を符
   号化処理することを特徴とするカラー画像情報の符号化
   処理方法。