JPS6376684A - カラー画像符号化装置 - Google Patents

カラー画像符号化装置

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JPS6376684A
JPS6376684A JP61221637A JP22163786A JPS6376684A JP S6376684 A JPS6376684 A JP S6376684A JP 61221637 A JP61221637 A JP 61221637A JP 22163786 A JP22163786 A JP 22163786A JP S6376684 A JPS6376684 A JP S6376684A
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JP61221637A
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Migaku Yamagami
山上 琢
Makoto Takayama
眞 高山
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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、カラー画像を圧縮するための差分符号化方式
に関する。
〔従来の技術〕
近年、TV会議システムやフルカラー静止画像伝送を実
用化するために、ディジタル画像情報の圧縮伝送方式の
開発が活発化しており、狭帯域伝送路による画像情報の
ディジタル伝送に有効な方法として、差分パルス・コー
ド変調(DPCM)方式が注目されている。従来のDP
CM方式では、YIQ、Y−R−Y−B−Y、CIEL
AB、CI ELUB等の表色系でカラー画像を表現し
、それぞれの表色系の3つのパラメータに対し、個々に
差分をとり量子化していた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところがこれらの表色系は、人間の視覚特性から考えて
必ずしも均一な空間ではない。即ち、同一のノルムを持
つ色彩の変化に対し人間が知覚する色差は、表色系に占
める位置によって大きく異なる。従って従来のDPCM
方式では、人間の視覚特性に適合したデータ圧縮を行っ
ておらず、適切なものでは無かった。
そこで本発明は、カラー画像を表現している表色系の各
表色データに対する人間の視覚特性の許容量子化誤差を
考慮し、画質劣化の少ない適応形差分符号化方式を提示
することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係る適応形差分符号化方式は、カラー画像信号
を標本化して標本化信号を得て、前記標本化信号から差
分信号を形成し、前記差分信号を量子化して符号化する
方式であって、カラー画像を表現する表色データ毎に差
分量子化特性を調定する際に色彩の明るさを表す表色デ
ータについては色彩の明るさを表す表色データの予測値
に従い設定された許容量子化誤差に応じて適応的に差分
信号の量子化特性を調定し、色を表す表色データについ
ては色彩の明るさを表す表色データの予測値と前記色を
表す他の表色データの予測値とに従い設定された許容量
子化誤差に応じて適応的に差分信号の量子化特性を調定
する方式である。
〔作用〕
上述の方式によりカラー画像を表現する各表色データ毎
に許容量子化誤差を設定し、量子化特性を前記量子化誤
差に応じて調定することにより量子化誤差による画質劣
化を抑え、また量子化効率を高めることが出来る。
〔実施例〕
先ず、表色系に対する人間の視覚特性について検討する
。画像データを量子化する場合、量子化雑音が視覚特性
にどのような影響を与えるかが重要な問題である。量子
化とは、ある値範囲内にある値をその範囲内の特定の値
で代表させ、連続量を離散化することであり、その離散
化の最小単位が量子化雑音と呼ばれ、平坦で制限された
振幅の一様雑音と考えることが出来る。従って、量子化
雑音が人間の視覚特性に与える影響は、表色系のパラメ
ータに対し振幅の制限された一様雑音を予め加算し、そ
の振幅に対する知覚検知表を調べればよく、それにより
、色調によってどの程度の量子化誤差を許容出来るかを
知ることが出来る。
CIELABについてこの許容量子化誤差を調査した結
果を説明する。彩度C*及び色相H*は周知の如く式(
1)に示すように定義される。
c$ 8(a $ Z +b $ Z ) l / !
H*=jan−’ (b*/a’k)     +11
L*、a*及びb*に対する雑音の検知限をそれぞれδ
1、δ3及びδ5とする。δ1は、L*には大きく依存
するが、C*及びH*の値には依存せず、第7図(1)
に示すようになる。このことから、L*に対する量子化
は、a*及びb*によらずにL*のみを考慮すればよい
。これに対しδ1及びδ1は、例えば第7図(2) (
31(41のようになり、L*、C*及びH*に強く依
存する。従って、a*及びb*の量子化は、L*、  
a*、b*空間の位置によって適応的に行われるべきで
ある。これらのδ1、δ、及びδ5の値が、画像データ
を量子化する際の一つの基準となる。
前値予測のDPCM方式では各画素信号を前画素の信号
との差分後に量子化するが、画像の変化が激しい部分、
即ち、差分値が大きいところでは、量子化誤差が大きく
ても人間の眼でその量子化誤差を知覚出来ないことから
、非線形の量子化を行っても視覚上問題は無い。
先ず、L*について説明する。適応量子化として、前値
のL*に対するδ、の値を参照し、差分値が一δ、から
+61の間にあるときには代表値を零にする非線形の差
分量子化を行う。第8図(1)及び(2)は、L*の前
値が80.30の場合の量子化特性を示す。第8図から
分かるように、差分が小さく変化が小さい部分では、ら
の値を下限として量子化誤差範囲を与えており、変化が
大きい所では、δ1の値に比してかなり大きな量子化幅
を与えている。このような非線形の量子化特性は、前画
素値が成る範囲内に存在する場合に限定した状況で、差
分の大きさに対する許容量子化誤差を実際の画像の対し
て調べることにより、設計出来る。例えば、前画素値が
80〜100の範囲にある場合には、差分に対する許容
量子化誤差は第9図のようになり、従って、第10図の
ように代表値とその代表範囲を決定すれば、視覚的に劣
化のない量子化特性を得る事が出来る。
次にa*、b’kに対するDPCM方式について説明す
る。δ3及びδ5を決定する際の一様雑音は最高周波数
までを含む雑音であるが、実際の画像では、a*、b*
に関してそれ程高周波の量子化雑音は生じない。変化の
少ない画像にDPCMを施すと、量子化された画像信号
は少なからず階段状となり、人間の眼は、その階段の段
差部分に注目して疑似輪郭を感じてしまう。従って、な
だらかに変化する画像に対する許容量子化誤差は、実際
にはa*、b*に対するδ8.δ、よりも少し小さくな
る。そこでa*、b*に対する適応差分量子化法として
、前画素のδ3.δ5を参照し、差分代表値が零となる
代表範囲を一δ、/2〜+δ、/2.−δ、/2〜+δ
、/2とする。
尚、L*については、δLの値が画像の差分値に較べて
かなり小さいので、非線形量子化によるマスク効果の程
度を容易に確認できるが、a*。
b*については、δ8.δ5の値が差分値と同じ程度の
大きさを持つので、空間的変化を生ずるマスク効果によ
る許容量子化誤差と、その色彩データに対する本来的に
視覚的な許容量子化誤差とを区別することは困難である
。そこで31に、  b*の差分量子化特性を、6つ、
δ5の値に応じて、変化の少ない所では量子化誤差範囲
を小さくし、変化の大きな所ではδ3.δ1以上の大き
な量子化誤差範囲を設定する。これを第11図に示す。
このように、本発明では、表色データ及びその大きさに
応じて量子化の範囲を変える、所謂非線形量子化を行う
差分符号化方式を採用するので、人間の眼にとって自然
な色を再現出来る。
以下、図面を参照して、本発明の方式を実施する回路構
成例を図示した図面を参照・説明することにより、本発
明の詳細な説明する。
第1図は、本発明に係る方式を実施する回路の送受信系
を示す。先ず、L*の系列を説明する。
送信系において、加減算器10Lは、標本化されたL*
と予測器12Lからの前画素の量子化された値(予測値
)L*z との差を計算する。量子化器14Lは、予測
器12Lからの予測値令*iに従い、上述の方式で差分
の量子化特性を切り換えて、加減算器10Lからの差分
値を量子化する。
=8− 符号化器16Lは、入力信号の大きさに応じて適宜な長
さの符号を割り当てる符号表を具備し、量子化器14L
からの量子化代表値を、その符号表に従い符号化して伝
送路20Lに送出する。符号化器16Lは、例えば、差
分の代表値に対して第2図に示す3/7の可変長符号を
割り当てる。また、量子化器14Lから出力される代表
値は、予測器12Lにも供給され、次の予測に用いられ
る。
予測器12Lの一般的構成を第3図に示す。
第3図において入力の差分量子化値は、加算器70及び
1画素分の時間遅延量の遅延回路72を通り、予測値と
して出力される。遅延回路72の出力は、加算器70に
戻され加算器70の他の入力に加算される。この結果、
加算器70の出力は、差分値では無(該当画素の本来の
値を示す。
第1図において、伝送路20Lを介して受信系に伝送さ
れた符号化差分信号は、復号器22Lで復号される。復
号器22Lは、受信系の予測器2△ 4Lの出力L*、に従う復号特性(送信系での符号化器
16Lの符号化表に対応する)を持つ。加=9− 算器26Lは復号器22Lからの復号信号に予測器24
Lの予測値出力し*1を加算し、本来の画素信号を出力
する。加算器26Lの出力は予測器24Lにも供給され
、予測器24Lは、次の画素△ 信号の復元用の予測信号L*、。、を形成する。
a*、b*に関しても、基本的にはL*の回路と同じで
あり、対応する回路には同じ符号の後にa、bを付加し
て示した。但し、a*、  b*については、前述のよ
うに63.δ5の値を参照して量子化特性を切り換える
ため、送信側にスイッチ回路aoa、aobを設け、受
信側に同様のスイッチ回路32a、32bを設けである
点が異なる。
δ、、δ1はL*、  a*、  b*の3つのパラメ
ータに依存するため、各スイッチ回路30a、30b、
32a、32bには予測値L *1+  a*i +l
\ b*、が入力される。符号化器16a、16bにおける
符号化についてはa*、b*の差分代表値の数が少なく
て済むので、例えば第4図に示すようなハフマン型の可
変長符号でよい。
次に、L*の差分代表値に対する適応型の符号割り当て
について説明する。L*の存在範囲は0〜100と決ま
っているので、例えば、前画素の値が90であった場合
に第2図のような符号化を行うと、第5図(1)に示す
ように、破線で示す部分の代表値及び符号が無駄になる
ばかりか、L*の存在範囲を完全にはカバーしきれない
。そこで、第5図(2)に示すように代表値及び符号を
割り当てる。これによりL*の存在範囲を完全にカバー
出来る。これを実現する回路構成例を第6図に示す。
この構成は、基本的には第1図のL*の関係部分と同じ
であり、同じ部材には同じ符号を付した。
但し、この構成では、送信系の符号化器40を、その符
号特性を予測器12Lの予測値L*、に応じて変えうる
ようにしである。従って当然に、受信系での復号器22
Lでも、予測器24Lの出力へ L*直に応じて、符号化に対応する復号特性を選択する
ようにしである。
〔発明の効果〕
以上、説明したように、本発明によれば、カラー画像信
号を表現している表色系の各表色データに対する人間の
視覚特性に応じて適応的に差分符号化を行うので、画質
劣化の少ない、適応形差分符号化方式を提示することが
出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る適応形差分符号化方式を実施する
ための送受信回路構成例、第2図はL*に対する差分符
号化の一例、第3図は差分符号化方式の送信側における
予測器の構成例、第4図はa*、  b*に対する差分
符号化の一例、第5図は前値の大きさに応じて符号の割
り当てを変更する符号割り当ての一例、第6図はその符
号割り当てを行う差分符号化方式の構成例、第7図は一
様雑音に対する知覚検知限の特性図、第8図は非線形量
子化特性の具体例、第9図はL*差分に対する許容量子
化誤差を示す図、第10図は量子化誤差の設計法の概念
図、第11図はa*、b*に対する量子化特性を示す図
である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. カラー画像信号を標本化して標本化信号を得て、前記標
    本化信号から差分信号を形成し、前記差分信号を量子化
    して符号化する方式であって、カラー画像を表現する表
    色データ毎に差分量子化特性を調定する際に色彩の明る
    さを表す表色データについては色彩の明るさを表す表色
    データの予測値に従い設定された許容量子化誤差に応じ
    て適応的に差分信号の量子化特性を調定し、色を表す表
    色データについては色彩の明るさを表す表色データの予
    測値と前記色を表す他の表色データの予測値とに従い設
    定された許容量子化誤差に応じて適応的に差分信号の量
    子化特性を調定することを特徴とする適応形差分符号化
    方式。
JP22163786A 1986-09-19 1986-09-19 適応形差分符号化方式 Expired - Lifetime JP2741695B2 (ja)

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US07/413,954 US5072290A (en) 1986-09-19 1989-09-28 Color image signal encoding device
US08/132,687 US5428394A (en) 1986-09-19 1993-10-07 Adaptive type differential encoding method and device

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8148485B2 (en) 2008-03-13 2012-04-03 Nippon Shokubai Co., Ltd. Production method for water-absorbing resin
US9161047B2 (en) 2013-01-25 2015-10-13 Fuji Xerox Co., Ltd. Image encoding apparatus and method, image decoding apparatus, and non-transitory computer readable medium

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6033789A (ja) * 1983-08-03 1985-02-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 画像符号化伝送方法

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