JPS6367970A

JPS6367970A - カラ−画像デ−タ符号化装置

Info

Publication number: JPS6367970A
Application number: JP61211773A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Wataya; 雅文綿谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-09-10
Filing date: 1986-09-10
Publication date: 1988-03-26

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】［産業上の利用分野コ本発明は、例えばカラー画像の記録、又は伝送等に伴う
カラー画像データの圧縮を行うカラー画像データ符号化
装置に関するものである。

［従来の技術］従来より、カラー画像を伝送して記録する場合、画像を
３原色の画像信号ＲＧＢに分解し、これを輝度Ｙ１色差
信号１．Ｑに変換し、この変換後の信号を伝送して記録
する方法があった。その代表的なものはカラーテレビの
伝送方式として知られているＮＴＳＣ方式のＹ（輝度）
、Ｉ、Ｑ（色差）により伝送であり、そのＲ，Ｇ、Ｂと
Ｙ、１．Ｑの関係は以下の様に表す事ができる。

Ｙ＝０．３ＯＲ＋　０．５９　Ｇ　　＋　０．１１　Ｂ
１＝０．７４（Ｒ−Ｙ）−０，２７（Ｂ−Ｙ）Ｑ＝０．
４Ｂ（Ｒ−Ｙ）−０，４１（Ｂ−Ｙ）このＮＴＳＣ方式
では、輝度１色差信号をアナログ伝送する際、画面上の
細かい部分は色が見えにくいという視覚特性を利用し、
色差信号Ｉ、Ｑの周波数帯域の制限をはかつている。す
なわち、輝度信号Ｙが３〜４ＭＨｚの広帯域で伝送され
るのに対し、色差信号■についてはθ〜１．５ＭＨ２、
Ｑについては０〜ｏ、５ＭＨ，としている。

ところで近年、カラー画像の伝送、記録においても、ア
ナログ方式に加え、ディジタル方式が盛んに研究開発さ
れている。こうした中で、ディジタル方式においてもＲ
，Ｇ、Ｂを、例えば一旦輝度、色差（Ｙ、１．Ｑ）信号
に変換し、伝送、記録する方法が検討されている。こう
した中でアナログ方式と同様に、ＲＢＧ信号に対する量
子化、符号化、そして他の信号系での量子化、符号化が
行われているが、輝度Ｙ、色差信号ＩＱの様な信号系で
は、色差信号をいかに量子化、符号化するかが高能率化
の１つのポイントとなっている。

［発明が解決しようとする問題点］本発明は゛、上記点に鑑みて提案された新規なものであ
り、効率的かつ、高品位な伝送、記憶を可能とするカラ
ー画像符号化装置を提供する事を目的としている。

［問題点を解決するための手段］上記課題を実現するための本発明の構成は、カラー画像
を輝度情報と色情報に分離して符号化するカラー画像デ
ータ符号化装置において、色情報を所定の大きさのブロ
ックに切り出すブロック化手段と、連続する複数個の切
出されたブロックをグループ化するグループ化手段と、
１つのグループ内の１つまたは複数個のブロックについ
ての画素の平均値を求める平均化手段と、前記平均値を
求める対象となった前記１つまたは複数個のブロック以
外の個々のブロックについての前記平均値との差分値を
求める差分化手段と、色情報についての差分値を符号化
する符号化手段と、各色情報についての平均値と符号化
された差分値とを所定の順で出力する出力手段とを備え
る。

［作用］上記の構成の本発明は、１つのグループ毎に、色情報の
数１９個数の平均値と、１つの符号化された差分値とを
出力する。

［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。

本発明に係る実施例は、カラーＲＧＢ信号を輝度、色差
信号等の、輝度（又は明度、濃度）情報と色（色差又は
、色相、彩度）情報に変換した信号系において、色情報
の冗長度を抑圧する一手法を提供するものである。尚、
以下説明する実施例は便宜状、その概要を、信号系につ
いては輝度（Ｙ）信号、色差（１，Ｑ）信号とし、グル
ープ内のブロック数については２とした場合を例に説明
する。

その概略は色差（Ｉ、Ｑ）信号に関し、各々の信号につ
いて、ブロックに切り出し、その平均値をブロックの代
表値として、空間周波数を低減させる。さらに、相隣接
するブロックについて、一方は先に述べた平均値で表し
、もう一方は、この色差をベクトル的に表現する事によ
り、更にデータ量を削減する。

第１図は本発明の実施例のブロック図である。

その動作の概略は、色差（Ｉ、Ｑ）信号に関し、各々の
信号について、ブロックに切り出し、その平均値をブロ
ックの代表値とすることにより、空間周波数を低減させ
る。さらに、相隣接する２つのブロックについて、一方
は上記平均値で表し、他の一方は、この色差信号をベク
トル的に表現する事により、更にデータ量を削減すると
いうものである。

第１図において、１０１は原稿リーダ、ＴＶカメラ等に
より取り込まれたＲＧＢ３原色信号である。１０２はＲ
ＧＢ信号１０１をＹＩＱ信号１０３に変換する信号変換
部であり、通常マトリクス演算回路、加減算回路等で構
成される。１０４はラインバッファであり、複数のライ
ン分のメモリで構成される。そのライン数は通常、符号
化の際のブロックサイズにより決定され、ブロックサイ
ズと同数又は、高速化の為その２倍のメモリを準備する
のが一般的である。１０５，１０６，１０７は各々ライ
ンバッファ１０４からのＹＩＱ出力である。１０８はＹ
信号の符号化回路であり、その符号化として白／黒画像
に適用されるブロック符号化、ベクトル量子化等の手法
が用いられる。

１０９はＹ信号符号化回路１０８の出力線である。

１１０．１１１はブロック平滑化部であり、本実施例で
は、４Ｘ４＝１６画素のブロックの平均をとり、その値
をブロックの代表値とする事で、Ｉ、Ｑ信号の空間周波
数を低減している。即ち、１１２は各々■信号の平滑化
部１１０の、１１３はＱ信号の平滑化部１１１の出力信
号線である。

平滑化は本実施例では１６６画素平均値の上位６ビツト
をとる事により、空間周波数を低減している。１１４は
４画素幅の遅延回路であり、１１５．１１８は各々遅延
回路１１４からのＩ、Ｑ信号についての４画素分遅延し
た信号である。４画素遅延することにより、１グループ
／２ブロツク（前ブロックと後ブロック）を差分符号化
部１１７で同時に参照することができる。１１７は第３
図で説明する△Ｉ−△Ｑ平面上での差分ベクトルを求め
る為の差分符号化部であり、１１８はその出力線である
。１１９は前ブロックの平均値と、後ブロックの前ブロ
ックに対する差分コードとを、一つのビット列にするバ
ッキング回路であり、１２０はその出力信号である。

第２図（ａ）、（ｂ）は１グループ／２ブロツクとする
本実施例の原理を説明するものである。

２０１．２０２は各々■信号、Ｑ信号の列を表す。２０
３，２０４は各々、信号列２０１，２０２を構成する１
画素毎の■信号、Ｑ信号を示しており、２０５，２０６
はその４×４ブロツクである。

第２図（ｂ）はＩ信号（又はＱ信号）についての相隣接
するブロック間の関係を示す為の図である。２０７，２
０８は第２図（ａ）で示したＩ信号の４×４のブロック
の配列から、任意の隣接する２つのブロックを取り出し
たものであり、一方（前ブロック）をＩＢｊｍ、。１、
もう一方（後ブロック）をＩａい＋１．ｎ）とする。こ
れにより、△　Ｉ　　Ｂ（ｍ＋１．ｎｌ、＝　　Ｉ　　
Ｂｌｍ、ｎｌ　　　　Ｉ　　Ｉｌｌ（ｍ＋１．ｎｌ同様
に、 △ＱＢ＋ｍ１１．ｎ）＝Ｑｖｓｔｍ、。）Ｑｎ＋ｍ＋１
．。）を求め、（△Ｉ　Ｂ　Ｌｍ”　Ｌ　ｎｌ　ｔ△Ｑ
　ａ　（ｍ＋＋、　ｎｌ　）のベクトルをコード化する
事により、２ブロック単位で符号化を行う。例えば、信
号Ｉ、Ｑ夫々の前ブロックについては（６十６）ビット
、信号１．Ｑ夫々の後ブロックについては全部で４ビツ
トとなるように符号化をする。これで計１６ビツトとい
う事になる。

これをＩ−Ｑ平面で説明するのが第３図（ａ）であり、
Ｉ−Ｑ平面上の差分が、△■−△Ｑ平而上の点面０１と
して表されるものである。信号Ｉ、Ｑ夫々の後ブロック
について全部で４ビツトに符号化するというのは、第３
図（ｂ）の空間で適当な精度で量子化し、この量子化に
従って、任意の（△Ｉ　Ｂ　Ｔｍ＋１．　ｎｌ　＋△Ｑ
　ｅ　Ｔｍ＋１．　ｎｌ　）のベクトルを４ビツトに符
号化するものである。

以下、具体的な動作について説明を加える。原稿読み取
り装置等からのＲＧＢ信号１０１は、信号変換部１０２
によりＹＩＱ信号１０３に変換され、更にラインバッフ
ァ１０４により４Ｘ４のブロックに切り出される。この
ブロックについては、平滑化回路１１０，１１１により
その平均値が算出される。この６ビツトの出力信号１１
２゜１１３が遅延回路１１４に入力されると同時に、差
分符号化部１１７にも入力される。

差分符号化部１１７における差分処理を４画素毎に行う
ようにし、遅延回路１１４からの出力を、２ブロツク／
１グループのうちの前ブロックとなるようにすれば、平
滑化回路１１０，１１１の出力は夫々Ｉ、Ｑ信号につい
ての後ブロックを出力している事になる。こうして差分
符号化部１１７に入力される４つの値から、差分△１．
△Ｑを算出され、その値が第３図（ｂ）の△Ｉ−△Ｑ平
面上でコード化され、４ビツトの出力１１８が出力され
る。バッキング回路１１９では、遅延回路１１４から出
力されている前ブロックのＩについての６ビツトデータ
１１５とＱについての６ビットデータ１１６と、差分符
号化部１１７からの４ビツト出力１１８を１つのコード
としてバッキングし、１６ビツトのシリアルデータとし
て出力する。かくして、色差信号ＩＱの３２画素／２ブ
ロックの情報が僅か１６ビツトに圧縮されている。又、
上記の動作が２ブロック単位で順次行われるものである
。尚、差分符号化部１１７とバッキング回路１１９の具
体的な回路例を第４図に示す。即ち、差分符号化部１１
７は２つの加算器と符号化ＲＯＭの組合せに、バッキン
グ回路１１９は１６ビツトのパラレル入力シフトレジス
タとすることができる。

第５図にタイミングチャートを示す。

かくして、効率的なカラー画像データの圧縮化が可能と
なったが、又グループを代表する平均値は各グループ毎
に取られるので、各グループ毎の色に関する情報は良く
保存され、高画質化に資する。

尚、Ｙ信号のブロック化もＩ、Ｑと同期させるのであれ
ば、同じく４×４画素のブロック符号化を用いればよい
。

ところで、システムで使用される信号系は前述のＹＩＱ
に限らず、明度Ｖ、彩度Ｈ０色相Ｃを用いた信号系であ
っても、又ＰＡＬ方式で知られるＹＵＶ系、又はＣＩＥ
均等色空間で知られるＬ１ａ″ｂ″、Ｌ″Ｕ″Ｖ”系等
に対しても同様である。

又、ブロックサイズは４×４に限られず、送られる画像
の質に応じて任意の大きさでよい。又、Ｉ、Ｑ共４×４
ブロックとしたが、Ｉ、Ｑ同すイズとは限らない。例え
ば、■を細かく、Ｑは粗くする事も可能である。

△■、△Ｑベクトルは、量子化密度を４ビツトとしたが
、これに限らない。ビット数が多くなれば、品位は向上
するがデータ量がふえるという関係に有り、適当に決定
されるものである。

また、Δ１．ΔＱベクトルの決定は、適応的、例えば、
事前サンプリング等により、最適ベクトルを事前に作成
しておく事も考えられる。

差分は、２ブロツク間で取る様説明したが、これに限ら
ない。例えば、４ケのブロック間において、１つ（例え
ば先頭のブロック）のブロックデータと、３つ（残りの
３ブロツクの夫々）の差分データにより表す事も可能で
ある。

［発明の効果］以上説明した様に本発明によれば、色の情報を数ブロッ
ク；１グループとなるようにブロック化し、グループ内
の１つ又は複数個のブロックの平均値なグループを代表
する値とすることで、空間周波数を低減し、更に、残り
のブロックと前記平均値との差分ベクトルを符号化する
事により、データ量を削減し、効率的かつ高品位な画像
の伝送、記憶が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例のブロック構成図、第２図（ａ）〜第３図（ｂ）は上記実施例の原理を説明
する図、第４図は差分符号化部とバッキング回路の具体例の詳細
図、第５図は実施例に係るタイミングチャートである。図中、１０２・・・信号変換部、１０４・・・ラインバッファ
、１０８・・・Ｙ信号符号化部、１１０，１１１・・・
平滑化部、１１７・・・差分符号化部、１１９・・・バ
ッキング回路である。第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）カラー画像を輝度情報と色情報とに分離して符号
化するカラー画像データ符号化装置において、前記個々の色情報の夫々について、色情報を所定の大きさのブロックに切り出すブロック化
手段と、連続する複数個の切出されたブロックをグルー
プ化するグループ化手段と、１つのグループ内の１つま
たは複数個のブロックについての画素の平均値を求める
平均化手段と、前記平均値を求める対象となつた前記１
つまたは複数個のブロック以外の個々のブロックについ
ての前記平均値との差分値を求める差分化手段と、色情報についての差分値を符号化する符号化手段と、各色情報についての平均値と符号化された差分値とを所
定の順で出力する出力手段とを備えることにより、カラ
ー画像データを１つのグループ単位で符号化することを
特徴とするカラー画像データ符号化装置。
（２）輝度情報は輝度信号若しくは濃度信号若しくは明
度信号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装置。
（３）色情報は色差信号、又は色相信号及び彩度信号で
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装置。