JPS63185163A

JPS63185163A - カラー画像データ変換装置

Info

Publication number: JPS63185163A
Application number: JP62015944A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Wataya; 雅文綿谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-01-28
Filing date: 1987-01-28
Publication date: 1988-07-30
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: JP2605028B2

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】［産業上の利用分野］本発明は符号化されたカラー画像データを、色又は明度
について変換するカラー画像データ変換方式に関する。

［従来の技術］従来より、画像の伝送若しくは蓄積の際に、その効率を
考慮して、符号化により冗長度を圧縮抑圧するのが一般
的である。白黒及び２値画像は勿論のこと、カラー画像
等も情報量が膨大となり、その符号化は必須となる。特
に、カラー画像の場合は情報量も多いから効率的な符号
化法の実現が望まれている。

又一方で、ファクシミリ、電子ファイル、複写機等にお
いて、バッファメモリ等に伝送、又は蓄積されたデータ
に対して、明度変換、色変換等を行う必要がある場合が
ある。この様な場合、符号化されたデータのままで変換
する事が効率的で望ましい。しかし、これまでの符号化
法では、符号化されたカラー画像データを直接変換する
事はできなかった。

そこで、従来この様な必要性が生じた場合、ファクシミ
リ等においては、受は取り側から変換に関する情報を送
り側へ伝え、送り側は変換した上で再送するようにして
いた。従って、この場合は当然の事ながら多くの時間を
要し、相互通信の内容も複雑になるという欠点があった
。また、電子ファイル等においては、上記の手段が使え
ないため、符号化されたデータを、一旦復号化し、復号
したデータを変換するという手順を取らざるを得ない事
により、処理の繰返しによる画質の劣化や、ワーキング
メモリーが必要等により、符号化データを取り扱う長所
が生かされていなかった。

［発明が解決しようとする問題点］本発明は上述従来例の欠点を除去するために提案された
ものでその目的は符号化されたカラー画像データをその
まま色変換若しくは明度変換するようなカラー画像デー
タ変換処理装置を提案する点にある。

［問題点を解決するための手段］上記課題を達成するための木発晦の構成は、カラー画像
データをブロックに分割する分割手段と、該ブロック中
から明度に関連する明度情報と、構造に関連する構造情
報と、色に関連する色情報とを抽出する抽出手段と、前
記抽出された明度情報、構造情報１色情報をを量子化す
る量子化手段と、これら量子化された情報のうち、明度
情報若しく色情報に加工処理を加える加工手段とを備え
る。

［作用］上記構成において、加工手段は明度変換するときは、明
度情報のみを変換加工し、色変換するときは色情報のみ
を変換加工するだけで済む。

［実施例］以下添付図面を参照しつつ本発明に係る実施例を詳細に
説明する。

〈実施例の原理〉ＲＧＢ表色系によるカラー情報は、ＲＧＢ信号間の相関
が強いために、Ｒ，Ｇ、Ｂ夫々単独で圧縮符号化すると
欠落する情報が多くなるという性質を有する°。そのた
め、ＲＧＢ信号系は圧縮符号化には向かない。そこで、
本実施例では、ＲＧＢ３原色系のカラー画像データを信
号間相関のより少ない表色系に変換し、この新たな表色
系のカラー画像データを、小ブロックに切出す。そして
、′第２図に示した如く、このブロック毎に圧縮符号化
するものである。第２図中、Ｌはブロック内の明度に関
する明度情報を、Ｓはブロック内におけるエツジ等の構
造に関する構造情報を、Ｃはブロック内の色に関する色
情報を表わす。このように、ＲＧＢ表色系のカラー画像
データから、明度情報、構造情報１色情報を抽出して符
号化することにより、高能率の圧縮符号化が達成される
。

更に、上記のように符号化処理されたカラー画像データ
を変換処理する場合、例えば、明度のみを変換する場合
は第３図のように明度情報部分のみ′を変換処理すれば
よく、又、色変換する場合は第４図のように色情報部分
のみを変換すればよいことになり、前述した従来の欠点
は解消する。

さて、信号間相関の少ない表色系として、以下説明する
実施例では、ＣＩＥ１９７６均等色空間のＬｌｌａ″ｂ
”表色系を採用する。

（ＲＧＢ−＋Ｌ”　ａ”　ｂ”　への変換〉第５図（ａ
）〜（Ｃ）は、対象画像におけるＲＧＢ系→Ｌ″ａ”　
ｂ’″系への変換及び４Ｘ４ブロツクの切り出しの様子
を示している。２０１は原稿、原稿２０１中には「Ａ」
の文字が描かれている。２０２はブロックであり、原稿
の隅から順に４×４サイズで切り出されて行く。２０３
は、前記文字「Ａ」上にかかったブロックの１つであり
、エッヂ部が含まれた場合を示す。

第５図（ｂ）はブロック２０３のＲＧＢ別のカラー画像
データの分布を示し、特にブロック２０３の文字が赤文
字であった場合を示す。その場合のＲＧＢ３原色は、図
の様になり、Ｒにだけエツジが現われる。第５図（Ｃ）
は第５図（ｂ）に示したＲＧＢ信号をＬｍ　ａＩｌ　ｂ
ｍに変換した場合を示す。図中、Ｌ０〜ＬＰ等はブロッ
ク中のＬ８８次を示す。尚、添字中の、〜２等は便宜的
に１０〜１５を表わす。

ここで、ＲＧＢからＬ″″ａ　ＩＩ　ｂ　＊信号に変換
する変換式を以下に示す。

Ｘ　＝Ｘ　ｒ　Ｒ＋　Ｘ　ｚ　Ｇ　＋　Ｘ　ｂ　ＢＹ＝
Ｙ、Ｒ十Ｙ、Ｇ＋Ｙｂ　ＢＺ＝Ｚ、Ｒ＋Ｚ、Ｇ＋ＺｂＢ但し、Ｘ　ｒ、　Ｘ　ｇ　、　Ｘ　ｂ　、　Ｙ　ｒ、　
Ｙ　ｔ　、　Ｙ　ｂ　、Ｚ　ｂ等は定数である。

これより、Ｌ　”　　＝　　１１６・（Ｙ　／　Ｙ　ｏ）　”’　
　−１６ａ　”　　＝　　５００（Ｘ　／　Ｘｏ）”’
　　−（Ｙ　／　Ｙａ）””ｂ　”　　＝　　２００１
Ｙ／Ｙｏ）”’　　−（ｚ／　ｚｏ）ｌ／３但し、ＸＯ
，Ｙｏ、２Ｇは基準白色光の値であり、Ｙ／Ｙｏ　＞　
０．００８８５６　とする。

〈Ｌ″の圧縮符号化〉Ｌ”　ａ″ｂ“系は信号間相関の少ない事は述べた。こ
のＬ”　ａ”　ｂ”系から第２図に示したような符号化
には直交変換、特にｌｌａｄａｍａｒｄ変換、画数的Ｃ
Ｏ５変換が適している。即ち、Ｌ′は明度情報の他に構
造情報も含んでいるから、上記直交変換を施せば、し“
から明度情報成分と構造情報成分が抽出される。以下の
実施例では、これらの直交変換のうち、２次のＨａｄａ
ｍａｒｄ変換を用いる。

一般的な２次Ｈａｄａｍａｒｄ変換は、（Ｆ　）　＝　
（１／ａ＋−ｎ　）　””（Ｈ）（Ｌ）（Ｈ”）で表わ
される。ここで、（Ｌ）　：　　ｍｘｎの元マトリクス（Ｈ）　　：　　Ｈａｄａｍａｒｄマトリクス（Ｈ”）
：　　　（Ｈ）の転置行列（Ｆ）　　：　　ｍｘｌの変換後のマトリクスである。

ここで、として、（Ｌ）を前述のＬ”　ａ’　ｂ”系のＬｌとす
れば、（Ｆ）は（Ｌ）からＩｔ　ａ　ｄ　ａ　ＩＩＩａ
　ｒ　ｄ変換して得た、明度情報、構造情報抽出された
画像データを表わことになる。この場合、（１／　ｍｎ
）　ｌ／２　＝４となる。又、便宜上、（Ｌ）（Ｆ）を
ベクトル表示で行なえば、上式は、Ｆｌ　　＝　（１／４）ΣＨＩＪＬＪ但し、ｉ　ｌｘ　Ｑ〜１５（即ち、。〜Ｆ）で、ＨＩＪ
は１６　Ｘ　１６　１１ａｄａｍａｒｄマトリクスを表
わす。従って、上式はとなる。尚、Ｈａｄａｍａｒｄマトリクス中の＋は１を
、−は−１を表わす。

上式からも分かるようにＦ。はブロック内の平均明度、
即ち、ブロックの明度情報を表わす。

又、Ｆ０以外のＦｌ　　（ｉ＝１〜Ｆ）によりブロック
に含まれるエツジ等の構造情報を表わす。

〈符号化回路の実施例〉第１図は本発明に係る符号化の実施例を示している。３
０１は入力されたＲＧＢ信号をブロック切り出しの為に
一時蓄える４ラインのバッファである。即ち、一旦蓄え
られた４ライン分の信号を、４×４のサイズで読み出す
事により、ブロック切り出しを行う。３０２は、ＲＧＢ
−＋Ｌ’ａ”ｂ″変換行う回路であり、先に示した変換
式に基づき変換される。その具体例を示したのが第６図
の回路であり、変換は第６図の４０１，４０２．４０３
のルックアップテーブル方式により実現可能である。３
０３は、Ｌ″ａ″ｂ“変換部３０２からのＬ１出力であ
り、第５図（Ｃ）に示したＬ゛のブロックし。、Ｌ３．
・・・、Ｌｒの順に出力される信号である。

第１図の３０４は直交変換部であり、直交変換としてＨ
ａｄａｍａｒｄ変換を行う場合の具体的回路を第７図に
示す。第７図において、４１０はマトリクス演算を行う
際の行方向のアドレスを発生するＩＩ　ａ　ｄ　ａ　ｍ
　ａ　ｒ　ｄマトリクスアドレス発生器であり、上記マ
トリクス演算を行うために、入力のり、に同期して、Ｈ
ＩＪを出力する。４１１等は入力Ｌｌ　に）１ａｄａｍ
ａｒｄ行列の係数を乗算して出力するルックアップテー
ブル（ＬｔｌＴ）であり、上記マトリクス演算を行うた
めに、　Ｈａｄａｍａｒｄマトリクスアドレス発生器４
１０が人力のＬ＋に同期してルックアップテーブルをア
ドレスすると、ルックアップテーブルでは、Ｈａｄａｍ
ａｒｄ係数が出力されると共に、Ｌ＋　と　ｔｌ　ａ　
ｄ　ａ　ｔｏ　ａ　ｒ　ｄ係数の乗算が行われる。４１
２は累積加算を行う加算器であり、例えば加算器４１１
では、ＬＯ＋Ｌｌ　＋Ｌ２＋・・・＋Ｌ、が演算される
。４１３は１／４除算器である。以下、４１５〜４１８
は同様であり、計１６組存在する。

即ち、Ｆ１毎に存在し、以下の様な演算が実行される。

Ｆｏ　＝　　１／４（ＬＯ＋ＬＩ　＋Ｌ、＋・・・＋Ｌ
Ｐ）ＦＦ　＝　　１／４（Ｌｏ　−Ｌｌ　−Ｌ２　＋・
・・＋ＬＦ）第１図中、３０５はこの出の内のＦｏであ
り、これは前述したようにブロックの明度を代表する係
数である。３０７はこれを量子化する量子化器で、ＦＯ
の１０ビツトを８ビツトに量子化し、Ｌ（明度情報）３
０８を出力する。

３０６はＦ０以外のＦ１〜Ｆ、の係数であり、これは前
述したようにブロックに含まれるエッチの構造を代表す
る係数であり、量子化器３０９により１２ビツトにコー
ド化される。即ち、構造情報（Ｓ）として事前に定めた
４　０９６　ＪＪのパターンに丸められる事となる。

第１図の３１１，３１２は各々Ｌ　ＩＩ　ａ＊　ｂｍ変
換器３０２の出力であるａ“、ｂｌの夫々についてブロ
ック平均をとる平均回路であり、加算器と除算器で構成
される。３１３は、ａｍｂｆのブロック平均値をまとめ
て量子化する量子化器であり、１２ビツトの色情報（Ｃ
）に量子化する。

尚、３０７，３０９，３１３のいずれの量子化器も通常
、ベクトル量子化器で構成されれば効率が良いことが知
られている。

第１図の３１５は、これまで説明したしく明度）３０８
°、Ｓ（構造）３１０、Ｃ（色情報）３１４を一つの符
号にまとめるマルチプレクサである。３１６はこれの出
力信号、即ち、第２図に示した符号化コードである。こ
れが、伝送路、又は蓄積器に送られる事になる。そして
、このように符号化されたカラー画像データは高能率に
圧縮されたものであると同時に、次に述べるデータ変換
に対しても、データ変換が簡単になる等、その特長を大
いに発揮する。

くデータ変換＝復号化）第３図、第４図に関連して説明したように、第２図のよ
うに符号化されたカラー画像データは、明度変換又は色
変換に好都合である。先ず明度変換について説明する。

〈明度変換〉第８図゛中、３２０は伝送路又は蓄積器、３２１はマル
チプレクサ３１５と逆の作用を施すＤＭＵＸである。即
ち、シリアルの明度情報、構造情報等をパラレルに変換
する。３２２は明度変換を行う変換部、明度変換部３２
２に人力する３２３は、明度変換の度合を入力するもの
で、８ビツトの制御量である。第１０図に明度変換部３
２２をルックアップテーブル（ＬＵＴ）で構成した場合
の回路例を示す、この明度変換が行われると、ＬからＬ
′となる。第１１図は８ビツトの明度変換量３２３の一
例であり、この場合のとり得る値の範囲はＯ〜２５５で
ある。全部で２５６段階の明るさに変化でき、１２８が
変化無しのデフォルト値である。

第８図の３２５は直交逆変換器であり、符号時に使用し
た第１図の直交変換器３０４と同じハードで構成可能な
ものである。又、３２６はＳ（構造情報）の復号用、３
２７はその出力、３２８゜３２９は各々ａｓ　ｂ＋＋復
号用、３３０，３３１゜３３２は各々復号されたＬ″ａ
″ｂ°ａ″ｂリ、３３３，３３５，３３７は各々Ｒ′、
Ｇ′。

Ｂ′復号の為の、３３４，３３６，３３８は復号された
Ｒ”、Ｇ’、Ｂ”の出力ラインである。このようにして
、明度の変換が簡単に行われる。

〈色変換〉第１１図はＣ（色情報）のデータ形式を表わしており、
Ｃ（色情報）は、ａ’−ｂ″空間、色相（θ）と彩度（
ｈ）により表わされる。色相りと彩度θとの関係は第１
２図（ａ）のごときである。第１２図（Ｃ）は、ａ”−
ｂ′空間上での分割の様子を示しており、５０１で示す
様な各格子点が、第１図の量子化回路３１３により代表
色として選択される。

第１３図に、色変換を行って復号化を行う変換復号化回
路の実施例を示す。第８図の明度変換を行う回路と異な
る部分は明度変換部３２２の代りに、色データ変換部１
００が具備されていることである。どのように色データ
を変換するかを指示する量は色変換量制御線１０１によ
り色データ変換部１００に入力される。色変換された色
情報はＣｏとなる。第１４図に色データ変換部１００を
ルックアップテーブルにて構成した場合の回路例を示す
。

次に色の変換方法であるが、第１５図（ａ）（ｂ）に示
す様に行われる。尚、変換量データの内分けは８ビツト
の内、上位４ビツトで色相θを、下位４ビツトで彩度り
の変化量を与える。

〈変形例〉以上説明してぎた実施例では、Ｌ”　ａ″ｂ′で示した
が、Ｌ　ＩＩ　ｕ＊　■＆、又はＮＴＳＣ方式のＹＩＱ
％ＰＡＬ、又はＹｔＪＶ等でも対応可能である。

また、直交変換はｌｌａｄａｍａｒｄ変換で示したが、
離散的ＣＯＳ変換、又はスラント変換等でも可能である
。

また量子化器はベクトル量子化と記したが、特に限定は
しない。尚、明度情報し、構造情報Ｓ。

色情報Ｃのビット配分も、前述の実施例に示したものに
限らない。

また人力信号はＲＧＢに限らず、センサによってはＹＧ
Ｃ等の人力も考えられる。

又、第１図中、ａ″ｂ“は平均値で代表するようにした
が、もつと詳細に保存しても良い。又、実施例中・、Ｃ
（色情報）の表わし方は、色相＋彩度で示したが、この
限りではない。

［発明の効果］以上説明した様に本発明によれば、明度、構造、色各々
を代表する３要素に分離されたカラー画像データは、色
情報のみ、又は明度情報のみを容易に変換加工すること
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る符号化回路の構成図、第２図は本実施例の符号化により符号化されたカラー画
像データの構成を示す図、第３図、第４図はそれぞれ、明度変換０色変換において
、データ加工する部分を示す図、第５図（ａ）は実施例
中のカラー画像データの一例を示す図、第５図（ｂ）（Ｃ）は夫々、カラー画像データのエツジ
部分なＲＧＢ又はＬ’　ａ”　ｂ’で表わしたときの図
、第６図はＬ”　ａ’　ｂ″変換部の構成図、第７図は直
交変換部の構成図、第８図、第９図は明度変換を行なって復号化する回路図
、第１０図は明度変換の変換例を示す図、第１１図は色情
報Ｃの構成を示す図、第１２図（ａ）（ｂ）は色情報のうち、色相θと彩度り
との関係を示す図、第１３図、第１４図は色変換を行なって復号化する実施
例の回路図、第１５図（ａ）（ｂ）は色データ変換の変換例を示す図
である。図中、ｉｏｏ・・・色データ変換部、３０２・・・Ｌ”　ａ”
ｂ“変換部、３０４・・・直交変換部、３０７，３０９
．３１３・・・量子化部、３１１・・・ａ１平均部、３
１２・・・ｂ“平均部、３１５・・・ＭＵＸである。第２図第３図第６図第７図第９図第１０図第１２図（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）カラー画像データをブロックに分割する分割手段
と、該ブロック中から明度に関連する明度情報と、構造に関
連する構造情報と、色に関連する色情報とを抽出する抽
出手段と、前記抽出された明度情報、構造情報、色情報をを量子化
する量子化手段と、これら量子化された情報のうち、明度情報若しく色情報
に加工処理を加える加工手段とを備えるカラー画像デー
タ変換方式。
（２）前記加工手段は明度情報の明暗を変更する事を特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載のカラー画像デー
タ変換方式。
（３）前記加工手段は、色情報中の色相又は彩度を変更
する事を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のカラ
ー画像データ変換方式。
（４）前記カラー画像データは、信号間相関が弱い信号
系で表わされる事を特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載のカラー画像データ符号化方式。
（５）前記カラー画像データはＬ＾＊ａ＾＊ｂ＾＊で表
わされる事を特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の
カラー画像データ符号化方式。
（６）前記抽出手段は直交変換手段を含み、ブロック中
のカラー画像データのＬ＾＊成分について直交変換を行
い、前記明度情報及び構造情報を抽出する事を特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載のカラー画像データ符号
化方式。