JPH0135540B2 - - Google Patents

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JPH0135540B2
JPH0135540B2 JP58199400A JP19940083A JPH0135540B2 JP H0135540 B2 JPH0135540 B2 JP H0135540B2 JP 58199400 A JP58199400 A JP 58199400A JP 19940083 A JP19940083 A JP 19940083A JP H0135540 B2 JPH0135540 B2 JP H0135540B2
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JP58199400A
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JPS6090469A (ja
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Akyoshi Tanaka
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は写真のように階調をもつた画像を伝送
するためのフアクシミリ装置や、蓄積するための
画像蓄積装置等における画像情報の符号化を行な
う予測変換符号化装置に関するものである。 従来例の構成とその問題点 量子化された多階調画像の符号化方式として、
従来よりDPCM(Differential Pulse Code
Moduration)方式が知られている。この方式は
周辺の画素を用いて符号化する画素の値を予測
し、原画素の値と予測値との差分を符号化する方
法であるが、原画に忠実な符号化を行なうために
は差分信号を表現するための符号数が増加し、高
い圧縮率を得ることが困難である。特に、商用の
写真電送のように1画素が8ビツト(256階調)
で表現される多階調画像を原画に忠実に伝送する
場合には高い圧縮率を得ることが困難である。一
方高い圧縮率を得るためには差分を少ないビツト
数で量子化し符号数を低減する方法が用いられて
いるが、この方法では再生した画像の画質劣化が
大きくなるという問題点がある。 発明の目的 本発明は従来の欠点に鑑み、商用の写真電送な
どの際多くの階調を得ることができ、また再生さ
れた画像の画質の変化が少なくしかも高い圧縮率
を得ることのできる予測変換符号化装置を提供す
るものである。 発明の構成 本発明は多値量子化された多階調画像の原画素
の画素値、及び前記原画素よりも1つ前に処理さ
れた前画素の画素値を濃度に変換する画素濃度変
換部、 前記画素濃度変換部が変換した前記原画素の濃
度と前記前画素の濃度との濃度差を求める濃度差
計算部、 前記多値量子化された多階調画像の各画素がと
りうる濃度範囲を複数の濃度域に分割するととも
に、各前記濃度域毎に濃度差定数をあらかじめ定
めておき、前記画素濃度変換部が求めた前記原画
素の濃度が属する濃度域に対応する前記濃度差定
数を出力する濃度差定数出力部、 前記濃度差計算部が求めた濃度差と、前記濃度
差定数出力部が出力する濃度差定数とを比較し、
その比較結果に応じて前記原画素の画素値、又は
前記前画素の画素値の一方を選択して、変換画素
値として出力する判定選択部とを具備した画像変
換手段と、 前記画像変換手段を構成する判定選択部から出
力される変換画素値を、その周辺の既に変換が成
された複数の変換画素値により予測する予測部、 その予測部が求めた予測値の誤差を符号化する
符号化部とを具備した予測符号化手段とを設ける
ことにより、上記目的を達するものである。 実施例の説明 以下に図面を用いて本発明の一実施例について
説明する。第1図は本発明の一実施例における予
測変換符号化装置をを有する画像システムのブロ
ツク構成を示すものである。第1図において、1
は画像読取装置で、写真原稿のような多階調画像
を走査し、標本化及び量子化する装置である。2
は量子化された画像信号を変換する画像変換装
置、3は画像変換装置2からの出力画像を符号化
する符号化装置、4は符号を伝送する送信装置、
5は伝送された符号を受信する受信装置、6は符
号から画像を復元する復号化装置、7は復元され
た画像を記録する画像記録装置である。 なお第1図のシステムは画像伝送システムの例
であるが、送信装置4及び受信装置5を蓄積装置
及び蓄積装置からの読出し装置としてもよい。 以下、第2図を用い、予測変換符号化装置の要
部を構成する画像変換装置2の構成を詳細に説明
する。 まず画像変換装置において、画像読取装置1に
よつて走査され、量子化された画像信号210は
1画素メモリ21に記憶される。この画像信号は
読取装置が原稿からの反射光を読取る場合には画
像原稿の反射率に比例した値(輝度信号値とよ
ぶ)をもつ信号である。1画素メモリ21からの
出力信号211は濃度変換器23に入力される。
濃度変換器23は次式に従つて入力値を濃度に変
換する。 d=−log10(1−L/LMAX) ……(1) ここで、LMAXは読取画像信号の最大値であ
る。例えば1画素を8ビツトで量子化する場合に
は255となる。Lは濃度変換器への入力値である。
dは濃度である。なお、第(1)式は原稿と読取値と
の関係は原稿の暗部では大きな値、明部では小さ
な値となる読取装置の場合に適用され、暗部では
小さな値、明部では大きな値となる読取装置では
次式となる。 d=−log10(L/LMAX) ……(2) また、第(1)式又は第(2)式においてカツコ内が0
となる場合は、dは十分大きな有限の値と定め
る。 濃度変換器23は対数演算器、減算器、除算器
を用いて実現することができるが、ROM(読出
し専用メモリ)を用いて簡単に実現することがで
きる。1画素が8ビツトで表現される画像の場合
は輝度信号値は256種類となり、従つて濃度値d
も256種類である。256種の輝度信号値に対してあ
らかじめ濃度値を計算し、その値をROMに記憶
しておき、輝度信号値をROMのアドレス入力と
することにより濃度値dがこのメモリからの出力
データとして得られる。この場合ROMの必要な
記憶容量は256語である。語長は濃度dの有効桁
によつて定まり、例えば濃度dの有効桁を小数第
2位までとし、濃度dを100倍にした整数値を記
憶することと定め、また第(1)式においてカツコ内
が0のときのdの値を2.55又は5.11と定めれば
ROMの語長は8ビツト又は9ビツトとなり、小
容量のROMで極めて簡単に濃度変換器を実現す
ることができる。 一方1画素メモリ22に記憶されている1画素
前に変換処理された画素の輝度信号212も前記
と同様な濃度変換器24によつて濃度値に変換さ
れる。濃度変換器23の出力濃度信号213と濃
度変換器24の出力濃度信号214は減算器25
に入力され減算が行なわれ、結果の絶対値が濃度
差信号215として出力される。一方、原画素の
濃度信号213は濃度差定数出力器28にも入力
されている。レ濃度差定数出力器28は分割され
た濃度域とそれぞれの濃度域に濃度差定数があら
かじめ定められており、濃度信号213が属する
濃度域に対応した濃度差定数を求め濃度差定数信
号218として出力する。濃度域の分割の1例を
第1表に示す。なお第1表は4分割の場合の例で
ある。
【表】 例えば原画素の濃度信号213の値が1.00であ
るときは、濃度差定数信号218として値0.10を
出力する。濃度差定数出力器28は比較器を用い
て構成することもできるが、ROM(読出し専用
メモリ)を用いて簡単に実現することができる。
例えば濃度dの有効桁を小数第2位とし、濃度d
を100倍した値をROMのアドレス入力とし、各
アドレス(すなわち濃度)に濃度差定数を100倍
した値を記憶ししておくことにより、直ちに濃度
差定数を得ることができる。ROMの容量は原画
像が8ビツト/画素の場合は256語で十分である。
例えば第1表の場合0番地から29番地までは2、
30番地から94番地までが5、95番地から129番地
までが10、130番地から255番地までは20が記憶さ
れる。このようにROMを用いることにより、濃
度域の分割数を増加しても濃度差定数出力器28
は複雑にはならない。 濃度差信号215は判定器26で濃度差定数信
号218と比較され、濃度差定数以下の場合には
判定結果0が、濃度差定数より大きい場合には判
定結果1が判定器出力信号216として出力され
る。 変換後の画像の画質は濃度域の分割数、分割の
境界値及び濃度差定数によつて影響される。各濃
度域の濃度差定数を小さくすれば画質劣化は少な
くなるが圧縮率の向上は少ない。実際に画像を評
価した結果、第1表に示した各定数で十分な画質
が得られる。 判定器26からの判定器出力信号216は選択
器27に入力される。選択器27は画像変換装置
2の出力画像信号217として、判定結果が1の
場合、すなわち濃度差が濃度差定数よりも大きい
場合には原画素の値を、判定結果が0の場すなわ
ち濃度差が濃度差定数以下の場合には1画素メモ
リ22に記憶されている1画素前に出力された画
素の値を出力する。出力画像信号217は1画素
メモリ22にも同時に入力され、1画素メモリ2
2の内容は1画素の変換毎に更新される。 画像変換装置2から出力される画像信号は符号
化装置3によつて符号化される。符号化装置3の
構成を第3図に示す。 画像変換装置2からの出力画像信号217は画
像メモリ31に記憶される。画像メモリ31は予
測符号化を行なう場合に参照画素が過去に走査さ
れた走査線に含まれている場合には予測に必要な
走査線も記憶している。 画像メモリ31からは符号化処理される画素の
値を予測するための参照画素信号310,31
1,312が予測器32に出力される。予測器3
2の予測方式の1例を第4図を用いて以下に説明
する。第4図は予測のための参照画素と予測符号
化される画素の関係を示した図である。41は現
走査線、42は現走査線よりも1走査過去に走査
された走式においてx=p、r=qである画素X
の出現確率は原画に比べて高く、従つて差分値
Δxが0である出現確率が高くなる。 差分信号315は符号化器34で符号化され符
号316が出力される。減算器33からの出力で
ある差分信号は511種の値をとり、それぞれの値
に例えばハフマン符号を割りあてることにより符
号化される。このとき、前述の如く、差分値Δx
=0の出現確率が高いため、差分値0に割り当て
る符号を短くすることにより、符号化された画像
の総符号数を少なく、すなわち圧縮率を高めるこ
とができる。出力された符号316は符号の送信
装置4及び符号の受信装置5を経て復号化装置6
に伝達される。復号化装置6は符号を差分値に変
換し、前記予測符号化装置と同一の予測方式によ
つて予側を行ない、予測値に差分値を加算するこ
とにより画像を復元し画像記録装置によつて記録
再生される。 なお下表は本実施例による画像変換を行ない、
予測符号化を行つた場合の1画素当りの符号長
の、査線である。画素Xが予測符号化される画素
で、P,Q,Rが過去に走査された画素で参照画
素とよぶ。予測器32は参照画素P,Q,Rを用
いて次式に示す値x′を画素Xの予測信号313と
して出力する。 x′ =P =p+(r−q) =p (p+(r-q)<0のとき) (0p+(r-q)255のとき) (p+(r-q)>255のとき) ……(3) 但し、p、q、rはそれぞれ参照画素P,Q,
Rの値である。 予測信号313は予測される画素の信号314
と減算器33で減算され、その結果が差分信号3
15として出力される。すなわち、次式で示す値
Δxが差分信号315として出力される。 Δx=x−x′ ……(4) 但し、xは予測される画素Xの値である。 本予測器においては、入力画像信号が画像変換
装置2からの変換画像信号であるため、第(3)、(4)
画像変換を行なわずに同一の予測符号化を行つた
場合の1画素当りの符号長に対する向上率、画像
変換後の画像の原画像に対するS/N比を示した
ものである。下表のデータにおける画像は1画素
が8ビツトで表現された256階調画像である。ま
たS/N比は原画像と変換後の画像の平均2乗誤
差から算出された値である。
【表】 本実施例で説明した予測符号化方式によれば、
符号化装置3及び復号化装置6での画質劣化は発
生せず、画像変換装置2の濃度域分割数、分割の
境界値及び各濃度域に定められた濃度差定数によ
つて画質を制御することができる。 すなわち本実施例では多階調画像を変換し、変
換後の画像を予測符号化するために、原画像を複
数個の濃度域に分割し、それぞれの濃度域に濃度
差定数を割り当て、変換される原画素の値と1画
素前の変換後の画素の値をそれぞれ濃度に変換
し、濃度の差が変換される原画素の濃度値が属す
る濃度域に割り当てられた濃度差定数の範囲内な
らば変換処理される画素の変換後の値を1画素前
に変換処理された画素の値とし、濃度差定数の範
囲外ならば変換後の値を原画素の値と同じ値とす
る画像変換器と、この画像変換器から出力される
変換後の画像を予測し、予測誤差値を符号化する
符号化器と、符号化器と同一の予測方式によつて
予測し、この予測衝と伝送された誤差信号から画
像を再生する復号化器とを設けている。 そこで多階調画像を画素間の読取つた値の差分
値によつて変換する場合は、読取られた画素の値
は原稿の輝度に比例した値であり、画像の暗部の
画素間の読取つた値(輝度信号値)の差分値と、
明部の画素間の読取つた値(輝度信号値)の差分
値とが同一の値であつても暗部の画素間の濃度差
は明部の画素間の濃度差とは大きく異なり、視覚
的には同一の濃度差ではなく、このような読取つ
た値(輝度信号値)を基本とする画像変換は暗部
の画質劣化が明部の画質劣化に比べて大きくな
り、視覚的に画質劣化の大きな画像となる。本実
施例による画像変換は画像を読取つた値(輝度信
号値)を濃度に変換した後の濃度差を用い、更
に、暗部における濃度差と明部における濃度差の
視覚が異なることを利用して原画像を複数個の濃
度域に分割し、各濃度域に濃度差定数を割り当て
るために暗部・明部ともに画質の劣化が少ないと
いう作用があり、予測符号化時に予測誤差が0で
ある確率が高くなる変換であるため、原画を予測
符号化する場合に比べ、予測一致率が向上するた
めに圧縮率を大きく改善することができる。 発明の効果 以上本発明によれば、写真のような多階調画像
を符号化し伝送又は蓄積する場合に画質劣化が少
なくしかも画像変換を行なわない方式に比べ少な
い符号数で伝送又は蓄積でき、伝送時間の短縮及
び蓄積容量の低減化を図ることができ、その効果
は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における予測変換符
号化装置を有する画像伝送システムのブロツク
図、第2図は同装置の要部である画像変換装置の
ブロツク図、第3図は同装置の要部である符号化
装置のブロツク図、第4図は参照画素と予測符号
化される画素の関係を示した図である。 1……画像読取装置、2……画像変換装置、3
……符号化装置、6……復号化装置、7……画像
記録装置、21,22……1画素メモリ、23,
24……濃度変換器、25……減算器、26……
判定器、27……選択器、28……濃度差定数出
力器、31……画像メモリ、32……予測器、3
3……減算器、34……符号化器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 多値量子化された多階調画像の原画素の画素
    値、及び前記原画素よりも1つ前に処理された前
    画素の画素値を濃度に変換する画素濃度変換部、 前記画素濃度変換部が変換した前記原画素の濃
    度と前記前画素の濃度との濃度差を求める濃度差
    計算部、 前記多値量子化された多階調画像の各画素がと
    りうる濃度範囲を複数の濃度域に分割するととも
    に、各前記濃度域毎に濃度差定数をあらかじめ定
    めておき、前記画素濃度変換部が求めた前記原画
    素の濃度が属する濃度域に対応する前記濃度差定
    数を出力する濃度差定数出力部、 前記濃度差計算部が求めた濃度差と、前記濃度
    差定数出力部が出力する濃度差定数とを比較し、
    その比較結果に応じて前記原画素の画素値、又は
    前記前画素の画素値の一方を選択して、変換画素
    値として出力する判定選択部とを具備した画像変
    換手段と、 前記画像変換手段を構成する判定選択部から出
    力される変換画素値を、その周辺の既に変換が成
    された複数の変換画素値により予測する予測部、 その予測部が求めた予測値の誤差を符号化する
    符号化部とを具備した予測符号化手段とを有する
    予測変換符号化装置。
JP58199400A 1983-10-25 1983-10-25 予測変換符号化装置 Granted JPS6090469A (ja)

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JPS6090469A JPS6090469A (ja) 1985-05-21
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