JP2003274192A - 静止画像符号化方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力画像の解像度に応じて圧縮率を制御する
ことができる静止画像符号化方式を提供すること。 【構成】 補間法により出力用解像度に合わせられた画
像の補間前の元解像度を予測し、予測した結果から、画
像圧縮の前処理としてのサブサンプリング方式の変更若
しくは可逆・準可逆符号化の符号化パラメータの設定を
行う静止画像符号化方式において、元解像度に応じて準
可逆方式の許容誤差を切り替え、或は元解像度に応じて
ランモードに切り替える条件式のパラメータを切り替え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静止画像の符号化
方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からある画像の描画、圧縮・通信、
画像形成システムでは、画像（写真等）をプリントする
ときには、画像描画時の画像解像度を画像形成装置側の
解像度に合わせる方式が採られていた。

【０００３】身近な例としては、パーソナルコンピュー
タで、デジタルカメラの画像ファイルを用紙サイズに合
わせてインクジェットプリンタ等でプリントする場合で
ある。これは、画像形成装置側の簡略化のために用いら
れてきた方法である。

【０００４】図２はこのような従来方式の例である。

【０００５】２００は描画部であり、画像ファイルを読
み込む入力部２０４とプリントイメージを生成するため
の画像補間部２０５から成る。画像補間では、画像描画
時の画像解像度を画像形成装置側の解像度に合わせて画
像を描画する。

【０００６】２０１は画像通信のための画像圧縮部で、
描画されたプリントイメージを高速にプリンター側に転
送するために、できるだけ画像データを高圧縮するもの
である。

【０００７】以上の２００，２０１は、パーソナルコン
ピュータ側の処理である。又、２０２は圧縮データの復
号部であり、２０３は画像形成部である。２０２，２０
３はインクジェットプリンタ等の処理である。

【０００８】図３は写真イメージ、例えば４８０×６４
０のサイズの画像をＡ４用紙６００dpi のプリンタで出
力する場合は、約１０倍に拡大処理（４８００×６４０
０）を補間処理で行う必要がある。ここで使われる補間
方法としては、線形補間、バイキュービック補間等の公
知の技術が挙げられる。

【０００９】この問題に対応するため、例えば、特開２
００１−１１９５６８公報に示されている「画像処理装
置および画像処理方法」では、プリンタードライバの中
で、アプリケーションプログラムの中で補間（解像度変
換）された画像の元解像度を推定し、プリンターに転送
する前に、元解像度に見合った解像度に変換して、転送
データ量を削減する方式を開示している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
解像度がページ内に混在する場合に対応できないこと、
又、文字・線画画像等、解像度の高いデータのまま送っ
た方が高品質であるので、元解像度まで解像度変換しな
い方が良い場合がある。

【００１１】又、解像度変換も、原信号で行うより、輝
度・色差変換して、輝度、色差独立に行った方が圧縮率
・画質の特性が良い場合があることが分かっている。

【００１２】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
で、その目的とする処は、入力画像の解像度に応じて圧
縮率を制御することができる静止画像符号化方式を提供
することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、補間法により出力用解像度に合わせられ
た画像の補間前の元解像度を予測し、予測した結果か
ら、画像圧縮の前処理としてのサブサンプリング方式の
変更若しくは可逆・準可逆符号化の符号化パラメータの
設定を行う静止画像符号化方式において、元解像度に応
じて準可逆方式の許容誤差を切り替えることを特徴とす
る。

【００１４】又、本発明は、補間法により出力用解像度
に合わせられた画像の補間前の元解像度を予測し、予測
した結果から、画像圧縮の前処理としてのサブサンプリ
ング方式の変更若しくは可逆・準可逆符号化の符号化パ
ラメータの設定を行う静止画像符号化方式において、元
解像度に応じてランモードに切り替える条件式のパラメ
ータを切り替えることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１６】図９は本発明の全体ブロック図である。

【００１７】１００は描画部であり、画像ファイルを読
み込む入力部１０４とプリントイメージを生成するため
の画像補間部１０５から成る。画像補間は、画像描画時
の画像解像度を画像形成装置側の解像度に合わせるため
である。

【００１８】１０１は通信のための画像圧縮部で、プリ
ントイメージを高速にプリンター側に転送するために、
画像データを圧縮するものである。１１１は元解像度予
測部で、画像補間により、「拡大された」画像データの
特徴量を調べることにより、おおよその拡大率を推定
し、圧縮の制御パラメータの切り替え情報１１２を出力
する。

【００１９】１０６はサブサンプリング部で、画像デー
タの劣化が目立たない程度に画素データを間引く処理を
行う。

【００２０】１０７は圧縮器で、サブサンプリングされ
たデータを圧縮するものであるが、切り替え情報１１２
により、圧縮パラメータを種々変えた圧縮を行う。例え
ば、元解像度が低解像度と予測された場合は、圧縮率を
高くするようなパラメータに切り替える。

【００２１】以上の１００，１０１は、パーソナルコン
ピュータ側の処理である。

【００２２】１０２は圧縮データの復号部である。１０
８は復号器であり、サイド情報として送られてくる切り
替え情報１１２に従ってアップサンプリング、復号パラ
メータ等を切り替える。

【００２３】１０９は後処理部であり、圧縮により生じ
た画像劣化の色の滲み等を補正する。１０３は画像形成
部は、カラーレーザープリンタやインクジェットプリン
ター等であり、出力解像度６００ｄｐｉ等でプリントさ
れる。

【００２４】以上の１０２，１０３はプリンタ側の処理
である。

【００２５】図４は元解像度予測部のブロック図であ
る。

【００２６】４０１はフィルター１で、高周波のバンド
パスフィルターの絶対値和の演算ブロックである。フィ
ルターの例として、−１，２，−１の１次元のラプラシ
アンフィルターを用いる。

【００２７】４０２はフィルター２で、低周波のバンド
パスフィルターの絶対値和の演算ブロックである。フィ
ルターの例として、−１，０，０，２，０，０，−１の
１次元のラプラシアンフィルターを用いる。

【００２８】４０３はフィルター４０１の出力でフィル
ター４０２の出力を除算して得られた結果で、元解像度
を推定する値として使う。

【００２９】４０４は、判定器であり、実験的に、この
値が小さい場合は、元解像度は、高解像度である可能性
が高く、一方、値が大きい場合は、元解像度は、低解像
であることが分かっている。

【００３０】図５はサブサンプリング部のブロック図で
ある。

【００３１】５００はＲＧＢ→ＹＣｂＣｒ変換部であ
り、以下の変換式で、輝度・色差Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒを演算
する。 Ｙ＝０．２９９＊Ｒ＋０．５８７＊Ｇ＋０．１１４＊Ｂ Ｃｂ＝（Ｂ−Ｙ）＊０．５６４ Ｃｒ＝（Ｒ−Ｙ）＊０．７１３ ５０１，５０２，５０３はサブサンプリング回路であ
る。例えば、サブサンプリングの方法として、フィルタ
の値の比率による場合分け（若しくは元解像度の予測）
をすると、 （１）（元解像度と同じ時）Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒサブサンプ
リング無し （２）（元解像度の１／２の時）、Ｙはサブサンプリン
グ無し、Ｃｂ，Ｃｒは、水平、垂直１／２のサブサンプ
リング （３）（元解像度の１／３の時）、Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒは水
平、垂直１／２サブサンプリング （４）（元解像度の１／４の時）、Ｙは水平、垂直１／
２サブサンプリング、Ｃｂ，Ｃｒは水平、垂直１／４の
サブサンプリング 等の処理を行う。

【００３２】元解像度は正確に求められる訳ではない
が、ここでは目安として説明に加えている。

【００３３】本発明で使われている圧縮方式は、ＩＳＯ
の国際標準化方式（ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９５−１｜Ｉ
ＴＵ−ＴＴ．８２）に準じた方式である。この方式は、
周辺画素の状態（コンテクスト）により、予測符号化と
ランモード符号化を自動選択する方式である。

【００３４】又、予測符号化は、許容誤差ゼロの可逆符
号化とある程度の許容誤差を許す準可逆符号化をパラメ
ータMaxerrで切り替えることができるものである。

【００３５】図８は予測参照画素の説明である。

【００３６】符号化対象画素Ｘ、周囲画素ａ，ｂ，ｃ，
ｄ，の４画素を示している。

【００３７】以下の手順に従って着目画素の周囲画素値
の状態を表すコンテクストＣｔを生成し、３６５個の状
態に分ける。 （１）差分値を生成 ｄ１＝ｄ−ｂ、ｄ２＝ｂ−ｃ、ｄ３＝ｃ−ａ （２）各々９状態に量子化 Ｄ１＝quant(d1) 、Ｄ２＝quant(d2) 、Ｄ３＝quant(d
3) 但し、quant(d)は差分値ｄを−４〜４までの９値に量子
化 （３）コンテクスト番号Ｃｔを生成 Ｃｔ＝Ｄ１×８１＋Ｄ２×９＋Ｄ３ 但し、Ｃｔが負ならば反転 即ち、Ｐ（ｅ｜Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）＝Ｐ（−ｅ｜−Ｄ
１，−Ｄ２，−Ｄ３）とと考えて状態数を縮退する。

【００３８】図１は許容誤差の指示器付き符号器の構成
を示すブロック図である。

【００３９】６０１はコンテクスト生成器であり、ａ＝
ｂ＝ｃ＝ｄ（コンテクスト＝０）ならば、ランモードの
符号化が行われ、それ以外は予測符号化が行われる。

【００４０】予測符号化において、６０２の予測変換で
は （１）着目画素値ｘを周囲の画素値から予測し、予測値
ｐを生成 着目画素＊の周囲画素ａ，ｂ，ｃにより予測方式を自動
的に切り替える if ｃ≧min (a,b) ｐ＝max (a,b) if ｃ≦max(a,b) ｐ＝min (a,b) otherwise ｐ＝ａ＋ｂ＋ｃ 上式により、予測値ｐはａ，ｂ，ａ＋ｂ−ｃの何れかと
なる。 （２）コンテクスト毎に予測誤差の平均値を求め、０を
中心とした予測誤差分布となるように予測値を修正す
る。 （３）目画素の画素値x と修正予測値ｐ’から予測誤差
ｄを生成 （４）プラス・マイナスの両方向に減少する分布を持つ
予測誤差を片側に減少する分布に変換する。

【００４１】即ち、０．−１，１，−２，２，−３，
３，−４，４…という順序に並び替える。

【００４２】６０３のエントロピ符号化１では、Golomb
-Rice 符号若しくはハフマン符号等で符号化される。

【００４３】又、許容誤差を許す符号化は、許容誤差ma
xerrとすると、以下の予測誤差の範囲を制限する量子化
手法で行われる。

【００４４】擬似的なプログラムコードを示す。

【００４５】 Step量子化ステップ Predict 予測値 Intensity 入力データ Difference差分値 Max value 最大値（８ビットの場合は２５５） #define Quantize(predict, intensity, maxerr, step, difference) {\ step = maxerr<< 1 + 1 \ difference = intensity - predict; \ if (maxerr) {\ if (difference >0) difference = ((difference + maxerr) / step); \ else difference = ((difference-maxerr) / step); \ intensity = difference * step + predict;\ if(intensity < 0) intensity = 0;\ else if (intensity > Maxvalue) intensity = Maxvalue;\ }\ } 図の６１０のMaxerrの指示器では、指示信号１１２によ
り、Maxerrを予測変換器６０２に出力される。例えば、
元画像が低解像度のときの圧縮率を高めに設定するため
には、 元解像度予測値 Maxerr １ ３ 1/2 ３ 1/3 ３ 1/4 ３ 又、全体に画質劣化を抑える設定にするためには、 元解像度予測値 Maxerr １ ３ 1/2 ２ 1/3 １ 1/4 ０ 等を設定する。

【００４６】ランモード符号化においては、６０４のRu
n-length変換器では、ａ＝ｂ＝ｃ＝ｄの場合の予測一致
の連続数（Runlength ）を計数され、又、画像の端では
ランを終端する。６０５のエントロピ符号化２では、ラ
ン長Ｎが符号化される。

【００４７】図６は後処理部のブロック図である。

【００４８】７０１，７０２，７０３はそれぞれＹ，Ｃ
ｂ，Ｃｒ信号に対するアップサンプリング部であり、サ
イド情報として送られてきた切り替え情報７１０に従っ
て画像形成部の解像度に戻される。

【００４９】又、７０４，７０５，７０６は画質劣化で
ある色の滲みを抑制するためのブロックである。

【００５０】Ｙ＜ＭＩＮ、Ｙ＞ＭＡＸ、Ｃｂ，Ｃｒ≒０
のときに、Ｃｂ，Ｃｒを０に置き換える。（ＭＩＮ，Ｍ
ＡＸは実験値である。） 即ち、Ｃｂ，Ｃｒが０に近い場合、劣化による振れは０
に補正する。

【００５１】又、７０７はＹＣｂＣｒ→ＲＧＢ変換であ
り、以下の式が適用される。

【００５２】ｒ＝ｃｒ／０．７１３＋ｙ ｂ＝ｃｂ／０．５６４＋ｙ ｇ＝（ｙ−０．２９９＊ｒ−０．１１４＊ｂ）／０．５
８７ でＲＧＢ信号に戻される。

【００５３】図７はバンド分割例で、元解像度を予測す
る時に、例えば、５１２，１０２４ラインごとに予測す
る。これにより、処理ハードウェア、ソフトウェアの簡
素化と、複数の元解像度のデータが混在するようなプリ
ントイメージに対応することが可能となる。

【００５４】図１０はＲＵＮモードの判定器のブロック
図である。

【００５５】図１では、６０１はコンテクスト生成器で
あり、ａ＝ｂ＝ｃ＝ｄ（コンテクスト＝０）ならば、ラ
ンモード符号化が行われたが、ランモード符号に切り替
える条件式のパラメータを切り替える方式について説明
する。

【００５６】Ｄ１＜ＮＥＲＡＲＵＮ，Ｄ２＜ＮＥＡＲＵ
Ｎ，Ｄ３＜ＮＥＡＲＵＮ ならばランモード符号化で、それ以外は予測符号化が選
択される。

【００５７】 元解像度予測値 ＮＥＡＲＲＵＮ １ ０ 1/2 １ 1/3 ２ 1/4 ３

【００５８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、補間法により出力用解像度に合わせられた画像
の補間前の元解像度を予測し、予測した結果から、画像
圧縮の前処理としてのサブサンプリング方式の変更若し
くは可逆・準可逆符号化の符号化パラメータの設定を行
う静止画像符号化方式において、元解像度に応じて準可
逆方式の許容誤差を切り替え、或は元解像度に応じてラ
ンモードに切り替える条件式のパラメータを切り替える
ようにしたため、入力画像の解像度に応じて圧縮率を制
御することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】許容誤差の指示器付き圧縮機の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】従来例のブロック図である。

【図３】プリント例を示す図である。

【図４】元解像度予測方法のブロック図である。

【図５】サブサンプリング法のブロック図である。

【図６】後処理部のブロック図である。

【図７】バンド処理の例を示す図である。

【図８】予測参照画素の説明図である。

【図９】本発明の全体ブロック図である。

【図１０】ＲＵＮモードの判定器の構成を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１００ 描画部 １０１ 圧縮部 １０２ 復号部 １０３ プリント部 １０４ 入力部 １０５ 画像補間部 １０６ サブサンプリング部 １０７ 圧縮器 １０８ 復号器 １０９ 後処理部 １１０ 画像形成部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C187 AC08 AF03 DD02 GA05 GB08 5C057 AA07 BB00 EA02 EA07 EH01 EJ02 EL01 EM13 GC03 GH07 GJ01 GM08 5C059 LB05 LB15 MA04 MA45 MC38 ME01 PP01 PP16 SS28 TA06 TA08 TB04 TC25 TC45 TD06 TD12 UA02 UA05 UA13 5C076 AA21 AA22 BA06 BB04 BB06 BB22 5C078 BA22 BA32 CA02 CA22 DA01 DB04

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 補間法により出力用解像度に合わせられ
   た画像の補間前の元解像度を予測し、予測した結果か
   ら、画像圧縮の前処理としてのサブサンプリング方式の
   変更若しくは可逆・準可逆符号化の符号化パラメータの
   設定を行う静止画像符号化方式において、 元解像度に応じて準可逆方式の許容誤差を切り替えるこ
   とを特徴とする静止画像符号化方式。
2. 【請求項２】 補間法により出力用解像度に合わせられ
   た画像の補間前の元解像度を予測し、予測した結果か
   ら、画像圧縮の前処理としてのサブサンプリング方式の
   変更若しくは可逆・準可逆符号化の符号化パラメータの
   設定を行う静止画像符号化方式において、 元解像度に応じてランモードに切り替える条件式のパラ
   メータを切り替えることを特徴とする静止画像符号化方
   式。