JPS63304770A - Data compression system for color picture - Google Patents

Data compression system for color picture

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JPS63304770A
JPS63304770A JP62139988A JP13998887A JPS63304770A JP S63304770 A JPS63304770 A JP S63304770A JP 62139988 A JP62139988 A JP 62139988A JP 13998887 A JP13998887 A JP 13998887A JP S63304770 A JPS63304770 A JP S63304770A
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JP
Japan
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color
signal
signals
block
size
Prior art date
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Application number
JP62139988A
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Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Masukawa
曉洋 増川
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPS63304770A publication Critical patent/JPS63304770A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a high compression ratio by taking out luminance signals and first and second chrominance signals, splitting the chrominance signals into the blocks different in size, taking the mean value, and making it into a prediction code. CONSTITUTION:In case of color picture signals in accordance with a color television standard system, the most important luminance signal Y on visual is preserved, and the size of the block in a Q signal is taken bigger than that in an I signal by utilizing that the characteristic of a visual space frequency with respect to the color in the direction of a Q axis is inferior to that with respect to the color in the direction of an I axis. With combining prediction coding, the number of quantization levels is considerably reduced. Namely, the color picture having a half tone is read, and the luminance signals and the first and the second chrominance signals I and Q are taken out, whereby the first and the second chrominance signals I and Q are splitted into the blocks different in size. The mean value of data on picture element is taken out at every block and the mean values are respectively made into prediction codes. Thus, the data compression of high efficiency can be executed.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はカラー画像のデータ圧縮方式に関するものであ
り、特に中間調を有するカラー画像の伝送を高能率化す
るように改良を図ったものである。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a data compression method for color images, and in particular is an improvement aimed at increasing the efficiency of transmission of color images having halftones. be.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、カラー画像を色分解した3原色信号データを、カ
ラーテレビジョン標準方式におけるY、1.Q信号に変
換し、Y、I、Q信号を画像の複数画素に対応するブロ
ックに分割して符号化する方式が提案されている。
Conventionally, three primary color signal data obtained by separating a color image into Y, 1, . A method has been proposed in which the Y, I, and Q signals are converted into Q signals, divided into blocks corresponding to a plurality of pixels of an image, and then encoded.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、従来の方式においては、I軸およびQ軸
方向の色に対する視覚特性が相違することに対しては考
慮さ゛れておらず、各色それぞれのブロックの大きさを
等しくとっているため、冗長度が充分に取り除かれてい
ないという欠点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional system, no consideration is given to the difference in visual characteristics for colors in the I-axis and Q-axis directions, and the size of each block of each color is not considered. Since they are set equally, there is a drawback that redundancy is not sufficiently removed.

一方、予測符号化に関する特許も多数提案されているが
、量子化器に対する工夫はこらされているものの、空間
的冗長度の抑圧に着目して考慮がなされたものはなかっ
た。
On the other hand, many patents related to predictive coding have been proposed, but although some improvements have been made to quantizers, none have focused on suppressing spatial redundancy.

そこで、本発明の目的は、上述の従来方式における欠点
を解消し、冗長度を取り除いて高能率にデータ圧縮し、
符号化することのできるカラー画像のデータ圧縮方式を
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the purpose of the present invention is to eliminate the drawbacks of the above-mentioned conventional methods, remove redundancy, and compress data with high efficiency.
The object of the present invention is to provide a data compression method for color images that can be encoded.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

このような目的を達成するために、本発明では、例えば
、カラーテレビジョン標準方式に従ったカラー画像信号
の場合には、視覚上、最も重要な輝度信号Yを保存した
上で、Q軸方向の色に対する視覚の空間周波数特性はI
軸方向の色に対するそれに比べて劣ることを利用して、
Q信号におけるブロックの大きさを!信号のブロックよ
りも大きくとるようにする。さらに予測符号化を組み合
わせることにより、量子化レベル数を大幅に削減するよ
うにする。
In order to achieve such an object, the present invention, for example, in the case of a color image signal according to the color television standard system, saves the visually most important luminance signal Y, and then converts it in the Q-axis direction. The spatial frequency characteristic of vision for color is I
Taking advantage of the inferiority of the color in the axial direction,
The size of the block in the Q signal! Make it larger than the signal block. Furthermore, by combining predictive coding, the number of quantization levels can be significantly reduced.

すなわち、中間調を有するカラー画像を読み取り、輝度
信号と第1および第2の色信号とを取り出し、゛第1お
よび第2の色信号に対しては、それぞれ異なる大きさの
ブロックに分割し、ブロック毎に画素のデータの平均値
を取り出し、平均値をそれぞれ予測符号化することを特
徴とする。
That is, a color image having halftones is read, a luminance signal and first and second color signals are extracted, and the first and second color signals are divided into blocks of different sizes, respectively. It is characterized by extracting the average value of pixel data for each block and predictively encoding each average value.

〔作 用〕 本発明によれば、2つの色信号は、それぞれブロックに
分割し、その視覚特性に合わせて異なる大きさのブロッ
クを選定することができ、予測符号化を活用して、冗長
度を取り除いた高能率のデータ圧縮を行なうことができ
る。
[Function] According to the present invention, two color signals can be divided into blocks, blocks of different sizes can be selected according to their visual characteristics, and redundancy can be reduced by utilizing predictive coding. It is possible to perform highly efficient data compression by removing .

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.

11は読み取り器(イメージスキャナ)であり、画像を
読み取ってカラ−3原色例えばR(赤)G(緑)B(青
)13号を出力する。12は変換器であり、読み取り器
11からの出力RGB信号をY、I。
Reference numeral 11 denotes a reader (image scanner), which reads an image and outputs three primary colors such as R (red), G (green), and B (blue) No. 13. 12 is a converter which converts the output RGB signal from the reader 11 into Y and I.

Q信号に変換する。13および14はラインメモリ、1
5および16は平均器、17.18および19は予測符
号器である。
Convert to Q signal. 13 and 14 are line memories, 1
5 and 16 are averagers, and 17.18 and 19 are predictive encoders.

第2図は第1図示の実施例の動作手順を示すフローチャ
ートである。
FIG. 2 is a flowchart showing the operating procedure of the embodiment shown in the first diagram.

以下に第1図の実施例について、第2図に示すフローチ
ャートに従って、その動作手順を説明する。
The operating procedure of the embodiment shown in FIG. 1 will be described below in accordance with the flowchart shown in FIG. 2.

まず、ステップ51では、カラー画像をイメージスキャ
ナ11により読み取って3原色信号(例えば、RGB信
号)に分解して出力する。ついで、ステップS2で、変
換器2によりY(輝度)信号と!およびQの2つの色信
号とに線形変換して、画像を3枚得る。イメージスキャ
ナ11の3原色がカラーテレビジョン標準方式による規
格と同一である場合は、この変換式は次のようになる。
First, in step 51, a color image is read by the image scanner 11, separated into three primary color signals (for example, RGB signals), and output. Then, in step S2, the converter 2 converts the Y (luminance) signal and ! and Q to obtain three images. If the three primary colors of the image scanner 11 are the same as the color television standard, the conversion formula is as follows.

次に■信号についてはステップS3で、Mライン分のデ
ータをMライン分のラインメモリ13に書き込む。つい
で、ステップS4では、このラインメモリ13内のデー
タを、MXM個の画素の正方領域(ブロック)に分割し
てブロック毎に画素のデータを読み出す。ステップS5
では、分割されたブロック内の各画素から読み出された
データの平均値を平均器15で計算する。ついでステッ
プS6で平均器15から出力される平均値を予測符号器
17で符号化する。
Next, for the (2) signal, in step S3, data for M lines is written into the line memory 13 for M lines. Next, in step S4, the data in the line memory 13 is divided into square areas (blocks) of MXM pixels, and pixel data is read out for each block. Step S5
Then, the average value of the data read from each pixel in the divided block is calculated by the averager 15. Next, in step S6, the average value output from the averager 15 is encoded by the predictive encoder 17.

Y信号については、ステップS7で各画素毎に、そのま
ま予測符号器18で符号化する。
The Y signal is encoded as is by the predictive encoder 18 for each pixel in step S7.

Q信号については、ステップS8でN942分のデータ
をN942分のラインメモリ14に書ぎ込む。ついで、
ステップS9では、このラインメモリ14内のデータを
NXN個の画素の正方領域(ブロック)に分割して、ブ
ロック毎に各画素のデータを読み出す。ステップ510
では、分割されたブロック内の各画素から読み出された
データの平均値を平均器16で計算する。ついで、ステ
ップSllで、平均器16から出力される平均値を予測
符号器19で符号化する。
Regarding the Q signal, N942 worth of data is written to the N942 worth of line memory 14 in step S8. Then,
In step S9, the data in the line memory 14 is divided into square areas (blocks) of NXN pixels, and the data of each pixel is read out for each block. Step 510
Then, the average value of the data read from each pixel in the divided block is calculated by the averager 16. Next, in step Sll, the average value output from the averager 16 is encoded by the predictive encoder 19.

ここで、Q軸(黄緑から紫)方向の色に対しては、■軸
(橙から青緑)方向の色に比べて、視覚の空間周波数特
性が劣ることが知られているので、VANとし、Q信号
のブロックを大きくとるようにしている。
Here, it is known that visual spatial frequency characteristics for colors in the Q-axis (yellow-green to purple) direction are inferior to colors in the ■-axis (orange to blue-green) direction, so VAN The Q signal block is made large.

第3図は第1図示の予測符号器の一例の構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an example of the predictive encoder shown in FIG. 1.

第3図において、20は減算器であり、入力信号と予測
信号との減算を行ない差分を取り出す。21は量子化器
であり、当該信号と予測信号との減算器20からの差分
を量子化特性に従って符号化する。22は代表値設定器
(伸長器)であり、符号化された差分信号を代表値に復
号する。23は予測器であり、既に符号化された信号を
用いて、当該信号の値を予測する。24は加算器であり
、代表値設定器22と予測器23との出力を加算するこ
とにより、既に符号化された信号を復号化して予測器2
3に再び帰還する。
In FIG. 3, 20 is a subtracter which performs subtraction between the input signal and the predicted signal to extract a difference. A quantizer 21 encodes the difference between the signal and the predicted signal from the subtracter 20 according to quantization characteristics. 22 is a representative value setter (expander) that decodes the encoded difference signal into a representative value. 23 is a predictor, which uses an already encoded signal to predict the value of the signal. 24 is an adder, which decodes the already encoded signal by adding the outputs of the representative value setter 22 and the predictor 23;
Return to 3 again.

符号化された画像の画質の劣化を許容できる範囲内にお
さめるようにするためには、ブロックの−大きさに関し
ては、2<M<4.3<N<12とするのが良いことが
、シミュレーションにより分った。但し、DPCM (
差分符号化)による符号器の量子化レベル数が少ない場
合には、MおよびNの値として、小さな値を選ばなけれ
ばならない。−例として、ブロックの大きさをM=3.
N=9の値に選び、2次元DPCMを行った場合のシミ
ュレーション結果について述べる。予測法としては、同
一ラインの左隣つと隣接したラインの右隣りの2画素の
信号を用いて、その平均をとり、予測する。
In order to keep the deterioration of the image quality of the encoded image within an acceptable range, the block size should preferably be 2<M<4.3<N<12. We found this out through simulation. However, DPCM (
If the number of quantization levels of the encoder (differential encoding) is small, small values must be chosen as the values of M and N. - As an example, let the block size be M=3.
The simulation results when a value of N=9 is selected and two-dimensional DPCM is performed will be described. As a prediction method, the signals of two pixels, one on the left of the same line and one on the right of an adjacent line, are averaged and predicted.

すなわち、 とした。但し、Xは、既に伝送した信号を、復号化した
値である。
In other words, . However, X is a value obtained by decoding a signal that has already been transmitted.

また、量子化特性は第1表に示すようなものを用い、代
表値に対し発生びん度に応じて表1に示した異なる符号
を与えである。
Further, the quantization characteristics shown in Table 1 are used, and different signs shown in Table 1 are given to the representative values according to the degree of occurrence of the quantization.

第  1  表 テスト画像は、3原色信号R,G、Bに対して各8bi
t/画素の情報量を持つ自然画であり、画像電子学会チ
ャート(436X524画素)  5IDBA(Sta
ndard Image Data Ba5e:東大生
産技術研究所)のMANDRILLチャート(512X
512画素)、子供達の写真N60 x234画素)の
3枚の画である。符号化された画像の情報量は、それぞ
れ、2.30.3.52.2.68 bit/画素であ
り、復号化してCRT上に表示した画像を観察すると、
いずれも画質劣化が少なく、満足できるものであると評
価された。
Table 1 The test images are 8 bits each for the three primary color signals R, G, and B.
It is a natural image with an information content of
ndard Image Data Ba5e: MANDRILL chart (512X
512 pixels) and a photograph of children (N60 x 234 pixels). The amount of information of each encoded image is 2.30.3.52.2.68 bits/pixel, and when you observe the decoded image displayed on a CRT,
In both cases, there was little deterioration in image quality, and it was evaluated as satisfactory.

ブロックの大きざとして、MおよびNの値ならびに、予
測符号器の量子化特性を、数段階に切り換えられるよう
にすることも可能である。これにより、伝送される画像
の画質や情報量を変えることができ、融通性に富んだ構
成とすることができる。例えば、伝送時間はかかっても
よいから、画像を忠実に伝送したい場合には、ブロック
化は行わず、量子化レベル数を多くとるようにすること
ができる。また、同じ情報量で伝送する場合にも、階調
を重視し、解像力を犠牲にしてよい場合は、MおよびN
の値を大きくとり、解像力を重視し、階調を犠牲にして
よい場合は、量子化レベル数を少なくとるとかというよ
うに選択することができる。さらには、入力画像に応じ
て、適応的に、ブロックの大きさMおよびNの値、ある
いは、予測符号化の量子化特性を選択するように構成し
ておけば、処理時間は若干増大するが、デー夕圧縮が一
層効率的に行えるようになる。
As for the size of the block, it is also possible to switch the values of M and N and the quantization characteristics of the predictive encoder into several stages. This allows the quality and amount of information of the transmitted image to be changed, resulting in a highly flexible configuration. For example, if it is desired to faithfully transmit an image, it is possible to increase the number of quantization levels without performing blocking, since it may take some time for transmission. In addition, even when transmitting the same amount of information, if the gradation is important and resolution can be sacrificed, M and N
If the value of is set to be large, resolution is important, and gradation can be sacrificed, the number of quantization levels may be set to a small number. Furthermore, if the configuration is such that the values of the block sizes M and N or the quantization characteristics of predictive coding are adaptively selected according to the input image, the processing time will increase slightly. , data compression can be performed more efficiently.

さらにまた、Y信号に対してもブロック化を行うように
構成することも可能である。これにより、出力部(プリ
ンター、CRTなど)の解像度が人力部(イメージスキ
ャナ)より低い場合にはY信号のブロック化を行うこと
により情報を無駄にすることがなくなり、効率のよい伝
送により高速化される。
Furthermore, it is also possible to configure the Y signal to be blocked. As a result, if the resolution of the output unit (printer, CRT, etc.) is lower than that of the human input unit (image scanner), the Y signal is divided into blocks, eliminating wasted information and increasing speed through efficient transmission. be done.

また、信号変換に関しては、YIQ信号に限ることなく
、輝度信号と色差信号という形であれば、より直交性の
高いもの、例えば、ハイビジョンといわれる高品位テレ
ビで用いられているY。
Regarding signal conversion, it is not limited to YIQ signals, but can be in the form of luminance signals and color difference signals, which have higher orthogonality, such as Y, which is used in high-definition televisions called Hi-Vision.

Cw 、 CN信号などを用いることにより、−屑圧縮
効率を高めることができる。
By using the Cw, CN signals, etc., it is possible to improve the -waste compression efficiency.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上から明らかなように、本発明によれば、画像の画素
をブロック化するさいに、視覚上量も重要である輝度信
号Yはそのまま保存し、さらに、色差信号!およびQに
対する視覚特性を考慮して、Q信号に対するブロックの
大きさを■信号に対するブロックの大きさより大きくし
たことにより、画質の劣化を抑えたまま、従来の方法に
比して高い圧縮率を得ることができる。また、ブロック
内の各画素データの平均値と、それによる予測符号化と
の組み合わせであることから、機器の構成が非常に簡単
であり、さらに画像から得られる各信号成分の視覚特性
上の重要度に対して、分割するブロックの大ぎさおよび
量子化レベル数など符号化のためのパラメータを変化さ
せることで、容易に対応できるという利点がある。
As is clear from the above, according to the present invention, when the pixels of an image are divided into blocks, the luminance signal Y, which is visually important, is preserved as it is, and furthermore, the color difference signal! By taking into consideration the visual characteristics for the Q signal and the Q signal, the block size for the Q signal is made larger than the block size for the ■ signal, thereby achieving a higher compression rate than conventional methods while suppressing image quality deterioration. be able to. In addition, since it is a combination of the average value of each pixel data in a block and predictive coding based on it, the configuration of the device is extremely simple, and furthermore, it is important for the visual characteristics of each signal component obtained from an image. This has the advantage that it can be easily handled by changing coding parameters such as the size of blocks to be divided and the number of quantization levels.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、 第2図は第1図示の実施例の動作を示すフローチャート
、 第3図は第1図示の予測符号器の一例の構成を示すブロ
ック図である。 11・・・読み取り器、 12・・・変換器、 13.14・・・ラインメモリ、 15.16・・・平均器、′ 17.18.19・・・予測符号器、 20・・・減算器、 21・・・量子化器、 22・・・代表値設定器、 23・・・予測器、 24・・・加算器。 本発朗の一突黛17+1の茄し八を示すフ゛ロック図第
1図 第1図「\の実漁例の動作と示すフローチヱート第1図
淑の予JII符号益の一伊1の構成゛とホすフ゛口・ン
7図第3図
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the embodiment shown in FIG. 1, and FIG. 3 shows the structure of an example of the predictive encoder shown in FIG. 1. It is a block diagram. 11... Reader, 12... Converter, 13.14... Line memory, 15.16... Averager,' 17.18.19... Prediction encoder, 20... Subtraction 21... Quantizer, 22... Representative value setter, 23... Predictor, 24... Adder. Figure 1: A block diagram showing the operation of the 17 + 1 hitch of Honharu. 7 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 中間調を有するカラー画像を読み取り、輝度信号と第1
および第2の色信号とを取り出し、前記第1および第2
の色信号に対しては、それぞれ異なる大きさのブロック
に分割し、 前記ブロック毎に前記画素のデータの平均値を取り出し
、 該平均値をそれぞれ予測符号化する ことを特徴とするカラー画像のデータ圧縮方式。
[Claims] A color image having halftones is read, and a luminance signal and a first
and a second color signal, and the first and second color signals are extracted.
Color image data is characterized in that the color signal is divided into blocks of different sizes, the average value of the pixel data is extracted for each block, and each of the average values is predictively encoded. Compression method.
JP62139988A 1987-06-05 1987-06-05 Data compression system for color picture Pending JPS63304770A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0580101A2 (en) * 1992-07-24 1994-01-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. High-definition video encoding system having color-sensitive quantization

Cited By (2)

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EP0580101A3 (en) * 1992-07-24 1994-06-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd High-definition video encoding system having color-sensitive quantization

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