JPH03254573A - カラー画像の符号化装置 - Google Patents

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、カラー画像を通信するカラーファクシミリ装
置等におけるカラー画像の符号化装置社関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来からカラー静止画像符号化方式に関して様々な提案
がなされている。また、対象となるカラー静止画像を大
別すると以下の２つになる。

（１）赤、緑、青、シアン、マゼンタ、黄、白、黒の８
色を２値で扱う２値カラー画像 （２）赤、緑、青各を例えば２５６階調により１６７０
万色を表示する多値カラー画像２値カラー画像符号化方
式としては、現在ファクシミリ等で用いられている可変
長符号化方式であるモディファイドハフマン方式を各色
ごとに用いる方式が考えられている。またその他の方法
として、周囲画素から符号化画素を予測する予測符号化
方式も提案されている。これらの方法は、可逆符号化の
分類に入り、符号化・復号化におけるデータ保存がなさ
れている。

一方、多値カラー画像符号化方式としては、ＲＧＢ各８
ｂｉｔ信号を輝度・色差信号に変換した後に、直交変換
（ｌｌ！散コサイン変換）を行った係数値を線形量子化
し、この量子化値を可変長符号化する方式が提案されて
いる。この方式は基本的には画像の空間周波数の低周波
側を残し、高周波側をカットして、画像データを削減す
る方式である。この方法は、非可逆符号化方式になり、
圧縮率と画質劣化がトレード・オフの関係にある。

〔発明（考案）が解決しようとしている課題）しかし、
上記従来例によって、カラー文章中にカラー写真がはめ
込まれているようなカラー文書画像を符号化する場合。

（１）２値力ラ一方式では、カラー文章画像部は圧縮率
を上げて符号化できても、カラー写真部の階調性ある画
像を効率よく符号化できない。

（２）多値カラ一方式では、圧縮率を上げていくと、画
像の高周波成分が大きくカットされ文字等のエツジ部の
画質劣化が目立ってくるので、文意画像に対しては、写
真画像はどの高圧縮率は期待できない。

などの問題点がある。

そこでカラー静止画像伝送装置において、高圧Ｎ率であ
り、かつ劣化の少ない画像を符号化するためには、２種
類の符号器を用意する必要がある。

しかしながら、このような２種類の符号化を行う場合、
符号化対象領域が重なってしまう場合がある。

例えば、第１８図に示したようにカラー文書画像にカラ
ー写真画像（多値カラー画像）がある場合、２値カラー
画像符号器で全体を符号化した後多値カラー画像領域を
符号化する方法をとると、多値領域に対する２値符号語
が冗長した符号になってしまうという問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、２値カラー
画像と多値カラー画像の混在したカラー画像をも効率良
く符号化可能とすることを目的とし、カラー画像中の多
値カラー画像領域内の多値カラー信号を符号化する第１
符号化手段と、前記カラー画像中の多値カラー画像領域
外の２値カラー信号を符号化する′ｓ２符号化手段と、
前記カラー画像中の多値カラー画像領域の位置、サイズ
を示す領域信号を発生する発生手段とを有するカラー画
像の符号化を提供するものである。

〔実施例〕

以下、本発明を好ましい実施例を用いて説明する。

〔実施例〕

第１図は本発明を適用した符号部の実施例構成である。

画像メモリ２０には、図示しない例えばカラースキャナ
等のカラー静止画像入力手段から人力されたフルカラー
画像を表わす赤（Ｒ）、緑（Ｇ）。

青（Ｂ）各８ｂｉｔのカラー画像信号が記憶されている
。

画像メモリ２０から読出された各色の画像信号１００は
、２値化回路２１で各色毎に２値化処理を施されてＲ，
Ｇ、Ｂ各１ｂｉｔの２（１カラー信号に変換された後、
２値メモリ２２に各色別に記憶される。２値メモリ２２
から読出された２値カラー信号１０３は、２値カラー信
号符号化用の符号器Ａで符号化処理され、符号語１０５
を出力する。この符号器Ａによる符号化処理が第１の符
号化処理である。

画像メモリ２０から、前述の第１の符号化処理がなされ
たと同じカラー画像信号を読出す。減算器２３に、画像
メモリ２０からのＲ，Ｇ、Ｂ８ｂｉｔ信号１００及び２
値メモリ２２からの出力を８ビツトの信号にレベル変換
した信号（０−０，１→２５５）１０２を人力し、信号
１０２から信号１００を各色毎に減算処理する。この差
分信号１０４を各色別に差分メモリ２４に記憶する。、
差分メモリ２４の多値カラー信号１１０は多値カラー信
号符号化用の符号器Ｂで符号化処理され、符号語１０６
を出力する。以上の符号器Ｂによる符号化処理が′ｓ２
の符号化処理である。

モード設定部２９は第５表に示した様に、符号化モード
に応じたコントロール信号１０７をマスク信号発生器２
８と符号器２７に出力し、それらを下記の如く制御する
。

（１）２値モードの時は、２値化回路２１にょる２値化
処理の対象を全領域にし、符号化処理は符号器Ａ２５に
よる第１の符号化処理のみを実行する。

（２）多値モードの時は、２値化回路２１による２値化
処理を行わないようにマスク発生器２８はマスク信号を
全領域に対して発生し、２値メモリ２２の内容が全て零
になるようにする。また、符号化処理は符号器Ｂによる
第２符号化処理のみを実行する。

（３）領域指定モードの時は、多値カラー領域を指定す
る領域指定部１９からの領域指定信号１０８により指定
された領域多値カラー画像の領域に対し、２値化回路２
１による２値化処理のマスクを行うように、マスク発生
器２８はマスク信号１０９を出力する。’Ｊｇｌ　５図
は、領域指定モードにおけるマスク領域を示す図で、画
像全領域２０００のうち領域Ａ２００１と領域Ｂ２００
２に対し、２値化処理のマスクを行っていることを示し
ている。

領域指定部１９は、多値カラー画像領域をカラー画像の
モニタにより自動的に判断して領域指定信号１０８を出
力しても良いし、また、キーボード、デジタイザ等で手
動による領域指定に従って信号１０８を出力してもよい
。

また、領域指定モードにおける符号化処理は、第１段階
として、符号器Ｂ２６を使い、養分メモリ２４の内容の
うち領域指定部１０８により多値カラー画像領域として
指定された領域内の多値カラー信号を符号化伝送する第
２の符号化処理を行なう、そして、その後、第２段階と
して符号器Ａ２５を使い、２値メモリ２２の内容のうち
、多値カラー画像領域外の２値カラー信号を符号化伝送
する第１の符号化処理を行なう。

即ち、第１７図に示す如く、第１段階における第２の符
号化処理の実行に際しては、マスク発生器２８からのマ
スク信号１９０に従って、第１７図（ａ）の一画面ＯＧ
中の多値カラー画像領域ＣＡ内の多値カラー信号（第１
７図（ｂ））を差分メモリ２４から読出して符号化する
。また、第２段階における第１の符号化処理の実行に際
しては、マスク信号１９０に従って多値カラー画像９ｒ
ｉ域ＣＡ外の２値カラー信号（第１７図（Ｃ））を２値
メモリ２２から読出して符号化する。

また、３４１７図（ｂ）に示す如く、多値カラー画像領
域ＣＡの位置及びサイズを示す信号である領域指定信号
１９１を第１段階の符号化データの伝送前に受信側に伝
送しておく。復号に際しては、この領域指定信号１９１
に基づいて、復号した多値カラー画像及び２値カラー画
像の合成を行なう。

（４）自動モードの時は、２値化回路２１により全領域
を２値化し、２値メモリ２２に２値化結果を記憶させ、
符号器Ａ２５による第１の符号化処理を行ない、２値カ
ラー静止画像の符号化・伝送を行う。次に、減算器２３
により得られる２値画像をレベル変換した画像から原画
像を減算した差分画像１１０に対して、符号器Ｂ２６を
用いて′ｓ２の符号化処理を行ない、符号化・伝送する
。

第１６図は、画像メモリ２０から読出された線データ２
０３を、２値化回路２１において閾値Ｔｈ２０６で２値
化し、更に、レベル変換した信号２０４．および、信号
２０４から信号２０３を減算した差分信号２０５を示し
ている。この様にして、減算器２３により、多値カラー
画像中の線信号（またはエツジ信号）が除かれることに
なる。

第２図は２値化回路２１のブロック図である。

比較器４０ではしきい値Ｔｈ２０６と原画像信号Ｄ１０
０が比較され、Ｄ≧Ｔｈならば信号１１３を１に、それ
以外なら信号１１３を０にする。また、ゲート回路４１
によりマスク信号が真の時に、信号１０１を強制的にＯ
にし、その他の場合は入力信号１１３を通す。

本実施例においては、単純に２値化を比較量で行ったが
、２値化処理はこれに限られるものではない。

第３図は本発明を通用した復号部の実施例構成である。

多値カラー画像の符号語１０６は復号器Ｂ３１で各色毎
に多値画像データに復元され、差分メモリ３４に記憶さ
れる。この差分メモリ３４の記憶データは第１図示の差
分メモリ２４に格納された多値カラー画像領域内の差分
信号に対応する。また、記憶領域は、領域指定信号１９
１に基づいて合成指示信号発生器３７からの領域信号３
８により決定される。

また、２値カラー画像の符号語１０５は復号器Ａ３０で
各色毎にドツトイメージに復元され２値メモリ３３に記
憶される。この記憶領域も領域信号３８により決定され
るこのドツトイメージは第１図示の２値メモリ２２に格
納された多値カラー画像領域外の２値信号に対応する。

合成器３５では、領域信号３８に従って、２値メモリ３
３からのＲＧＢ各１ｂｉｔ信号１１３をレベル変換した
画像と差分メモリ３４からの差分信号１１４を合成し、
信号１１５を得て画像メモリＤ３６に記憶する。

合成器３５における画像合或は、第１図示の減算器２３
の逆の処理即ち、′！Ｊ１６図の信号２０４から信号２
０５を減算して元の信号２０３を得るような方法となる
。

尚、本実施例では、多値カラー画像の符号化伝送を、２
値カラー画像の符号化伝送に先だって実行したが、この
順に限るものではなく、２値カラー画像の符号化伝送後
に、多値カラー画像の伝送を行なってもよい。

第４図は第１図示の符号器２７のブロック図である。

２値カラー符号器Ａ２５は、予測状態回路Ａ５０と遅延
回路Ａ５１および動的符号器５３から構成されており、
コントロール信号１０７によって動作するセレクタ５２
．５４により人出力が切り換えられる。また、多値カラ
ー符号器Ｂ２６は、色変換回路５５、直交変換回路５６
、線形量子化器５７および第１〜第６４のページメモリ
５８−１〜５８−６４、セレクタ５９、予測状態決定回
路Ｂ６０、遅延回路Ｂ６１および動的符号器５３から構
成されており、符号器Ａ２５と同様にコントロール信号
１０７によって動作するセレクタ５２．５４により入出
力が切り換えられる。

ここで、符号器２７の中心部になる動的符号器５３を符
号器ＡおよびＢで共通化する構成になっており、ハード
構成がこの部分において簡略化できる。以下符号器Ａ、
符号器Ｂの処理を順を追って説明する。

まず、符号器Ａについて説明する。

２値メモリ２２からの出力１０３は予測状態回路Ａ５０
に入る。予測状態回路Ａ５０は注目画素に関して、その
周囲符号化済画素から構成される予測状態信号Ｓ、１１
４を出力する。また、遅延回路Ａ５１では予測状態信号
Ｓ、と同期した１ｂｉｔの画素信号Ｘ、１１５を出力し
、両信号Ｓ、１１４、Ｘ、１１５はセレクタ５２に人力
する。

第５図は予測状態決定回路Ａ５０のブロック図であり、
第６図は状態予測のために参照される各色別の画素位置
を示す。

即ち、第６図（ａ）は符号化′ｆｊＳ１色目（本実施例
ではＲ）の参照画素を示しており、＊で示した符号化画
素の周囲の符号化済の７画素を参照することを表わして
いる。

また、第６図（ｂ）は符号化第２色目（本実施例ではＧ
）の参照画素を示しており、（ａ）と同様の７画素およ
び第１色の同位置の画素のあわせて８画素を参照するこ
とを表わしている。

また、第６図（Ｃ）は第３色（本実施例ではＢ）の参照
画素を示しており、（ａ）と同様の７画素および第１色
および′ｉ４２色の同位置の各画素のあわせて９画素を
参照することを表わしている。

第５図示の構成では、１ｉＳ６図（ａ）〜（ｃ）に示す
各色毎の参照画素位置の複数画素を参照することにより
、各色毎の状態を決定する。以下、第５図の動作を説明
する。

Ｒ，Ｇ、Ｂ各１ｂｉｔからなる３ｂｉｔ信号である信号
１０３は、ＲＧＢデータ２００〜２０２として、ラッチ
群６７〜６９に入力されるとともに、ラインメモリ６１
．６２．６３にも入力され、ラインメモリ６１〜６３に
より１ライン遅延したＲＧＢデータが保持される。また
ラッチ６７ａ〜６７ｈ、ラッチ６８　ａ　〜６８　ｈ及
びラッチ６９ａ〜６９ｈには、１画素クロック毎に遅延
されたデータが保持される。

ラッチ群６７においてラインメモリ６１の出力が入力さ
れるラッチ６７　ａ、　　６７　ｂ、　６７　ｃ。

６７ｄおよびラインメモリ６１の出力により符号化ライ
ンの前ライン上の５画素のデータが参照できることにな
る。また、ラッチ６７ｇ、６７ｈの出力により、符号化
ライン上の符号化済２画素が参照できることになる。こ
れら７画素のデータを合わせて符号化第１色であるＲの
状態決定用の参照画素位置２１０とする。また、ラッチ
６７ｆからは符号化画素のＲのデータ２１１が他色Ｇ、
　Ｂの状態決定用に出力される。

このラッチ群６７と同じ構成のラッチ群６８゜６９がデ
ータＧ２０１及びＢ２Ｏ２に対して設けられており、こ
れらラッチ群６８．６９からは夫々、ラッチ群６７と同
様の７画素のデータが参照画素信号２１２，２１４とし
て出力される。

また、ラッチ群６８中のラッチ６８ｆから符号化画素の
Ｇのデータ２１３がＢの状態決定用に出力される。

セレクタ６４においてはＲＧＢの各色データの出力に対
応した色を示す２ビツトのカラー指示信号２１９に応じ
て参照画素信号を切り換える。即ち、カラー指示信号２
１９がＲの時は、参照画素信号２１０と零信号２ｂｉｔ
を選択する。また、Ｇの時は参照画素信号２１２および
Ｒ信号２１２と零信号１ｂｉｔが選択される。また、Ｂ
の時は参照画素信号２１４およびＲ信号２１１、Ｇ信号
２１３が選択される。この９ｂｉｔの選択信号２１５と
２ｂｉｔのカラー指示信号２１９はバッキング回路６５
により、１ｌｂｉｔの信号にまとめられて状態信号Ｓ＋
　２０６になる。従って、状態信号Ｓ１は符号化すべき
画素の色と周囲の状態を示し、Ｒ，Ｒ，Ｂ各色に対して
２７．２８２９個の状態を示す。

次に第４図示の符号器Ｂについて説明する。

３４１図示の養分メモリ２４から読出された画像信号１
１０は色変換Ｉ！５５において、ＲＧＢ信号から輝度・
色差信号４００に変換される。この変換には一般的に以
下の式が用いられている。

Ｙみ０．２９９Ｒ十０．５８７Ｇ 十　〇　、　　１１４　Ｂ Ｃｒ＝０．７１３　（Ｒ−Ｙ） Ｃｂ＝０．５６４　（Ｂ−Ｙ） ただし、ここで示したＲ、Ｇ、Ｂ、Ｙ、Ｃｒ。

ｃｂは規格化した値である。

次に直交変換回路５６では離散コサイン変換により８×
８画素ブロック毎の画像を周波数ごとの変換係数（強度
）に変換する。＄１３図に示した変換係数は、やはり８
×８のブロックになっており、変換値に１から６４の番
号をつける。５００で示す係数番号１が直流成分を示し
ている。また、５０１．５０２で示す係数番号２．３・
・・は交流成分を示しており、番号が大きくなるに従っ
て低周波から高周波への交流成分を示すことになる。

変換係数信号４０１は線形量子化器５７で例えば、８ビ
ツトに量子化される。この線形量子化器５７は、直流お
よび低周波の量子化ステップは細かく、高周波の量子化
ステップは粗くとるように量子化ステップが決められて
いる。前述の８×８のブロックを構成する６４個の量子
化後の値は６４枚の第１〜第６４ページメモリ５８−１
〜５８−６４に夫々記憶させる。即ち、第１ページメモ
リ５８−１には８×８のブロックの係数番号１に対応す
る直流成分の量子化値が記憶され、第６４ページメモリ
５８−６４には、８×８のブロックの係数番号６４に対
応する最大高周波の交流成分の量子化値が記憶される。

従って、各ベージメモリ５８−１〜５８−６４には、１
ページの画面を構成する複数の８×８ブロツクの同一位
置の量子化値が記憶される。

第１〜第６４ページメモリ５８−１〜５８−６４のデー
タは、セレクタ５９を通り予測状態決定回路Ｂ６０と遅
延回路Ｂ８１に入力される。このデータの送出方法は、
第１ページメモリ５８−１の内容を全て送出した後、第
２ページメモリ５８−２のデータを送出する如く、ペー
ジメモリ毎に行われ、これを順番に行い、最後に第６４
ベージメモリ５８−６４の内容を送出する。これを図示
しない中央コントローラから出力される切り換え信号４
０６によりセレクタ５９を切り換え制御することにより
行う。

！１３図は、予測状態決定回路Ｂｏｏのブロック図を示
している。基本的には第５図に示した参照方式と同様な
方式となる。符号化は最上位ｂｉｔのブレーンからはじ
め、第ｎ　ｂ　ｉ　ｔのブレーンはすでに符号化済の第
１〜第ｎ　　１ｂｉｔブレーンの画素参照する。また第
ｎｂｉｔブレーンは、既に符号化済の周囲７ｂｉｔを参
照する。

第１４図は状態予測のために参照される各ビット別の画
素位置を示す。

即ち、第１４図（ａ）は符号化第１ビツト目Ｄ＋（ＭＳ
Ｂ）の参照画素を示しており、＊で示した符号化画素の
周囲の符号化済の７画素を参照することを表わしている
。

また、第１４図（ｂ）は符号化第２ビツト目Ｄ２の参照
画素を示しており、（ａ）と同様の７画素および１ビツ
トの同位置の画素のあわせて８画素を参照することを表
わしている。

また、第１４図（Ｃ）は第３ビツト目り、の参照画素を
示しており、（ａ）と同様の７画素および第１ビツトお
よび第２ビツトの同位置の各画素のあわせて９画素を参
照することを表わしている。

また、第１４図（ｄ）は第８ヒ゛・ソト目り。

（ＬＳＢ）の参照画素を示しており、（ａ）と同様の７
画素および第１〜第７ビツトの同位置の各画素のあわせ
て１４画素を参照することを表わしている。

第１３図示の構成では、第１４図（ａ）〜（ｄ）に示す
各ビット毎の参照画素位置の複数画素を参照することに
より、各ビットブレーン毎の状態を決定する。以下、第
１３図の動作を説明する。尚、第１３図では、図面の煩
雑化を防ぐために、第４ビツト〜第６ビツトに関する回
路を省略しである。

８ビット信号である信号１１０は各ビットブレーンデー
タ５０１〜５０８として、ラッチ群５２１〜５２８に人
力されるとともに、ラインメモリ５１１〜５１８にも入
力され、ラインメモリ５１１〜５１８により１ライン遅
延した各ビットブレーンのデータが保持される。またラ
ッチ群５２１〜５２８Ｃは、第５図示のラッチ群６７〜
６９と同様に１画素クロック毎に遅延されたデータが保
持される。

ラッチ群５２においてラインメモリ５１１の出力が人力
される４個のラッチおよびラインメモリ５１１の出力に
より符号化ラインの前ライン上の５画素のデータが参照
できることになる。また、データ５０１が直接人力され
る４個のラッチのうちの後段の２個のラッチの出力によ
り、符号化ライン上の符号化済２画素が参照できること
になる。これら７画素のデータを合わせて符号化第１ビ
ツト目であるデータＤ１の状態決定用の参照画素信号５
５１とする。また、ラッチ群５２１からは符号化画素の
り、のデータ５６１が他ビットブレーンの状態決定用に
出力される。

このラッチ群５２１と同し構成のラッチ群５２２．５２
３〜５２７．５２８がデータＤ２゜Ｄ、〜Ｄ、及びＤ８
に対して設けられており、これらラッチ群５２２〜５２
８からは夫々、ラッチ群５２１と同様の７画素のデータ
が参照画素信号５６１．５６２，５６３〜５５７．５５
８として出力される。

また、ラッチ群５２２から符号化画素のＤ２のデータ５
６２が３ビツト目〜８ビツト目の各ヒ゛ットプレーンの
状態決定用に出力される。

セレクタ５３０においては各ビットプレーン毎のデータ
の出力に対応したビットを示す３ビツトのビット指示信
号５７０に応じて参照画素信号を切り換える。即ち、ビ
ット指示信号５７０が第１ビットＤ、の時は、参照画素
信号５５１と零信号７ｂｉ　ｔを選択する。＊た、第２
ビットＤ、の時は参照画素信号５５２およびＤＩ信号５
６１と零信号６ｂｉｔが選択される。また、第８ビット
Ｄ、の時は参照画素信号５５８およびり、信号５６１、
Ｄ２信号５６２、Ｄ３信号５６３〜Ｄ。

信号５６７が選択される。この１４ｂｉｔの選択信号２
１５と３ｂｉｔのカラー指示信号２１９はバッキング回
路５４０により、１７ｂｉｔの信号にまとめられて状態
信号５２４０４になる。従って、状態信号Ｓ２は符号化
すべき画素のビットプレーンと周囲の状態を示す。

この出力信号５２４０４はＹＳ４図示のセレクタ５２に
入力される。また遅延回路Ｂ６１は出力信号Ｘ２４０５
を参照信号Ｓ２と同期合わせなするものである。

以上の信号Ｓｔ、Ｘ＋およびＳ２．Ｘ２を図示しない中
央コントローラから出力されるコントロール信号１０７
４：従って動作するセレクタ５２により信号５１１６、
ｘ１１７として選択する。

また、この信号は動的符号器５３で符合化し、信号１１
８はコントロール信号１０７に従って動作するセレクタ
５４で切り換えられて符号語１０６として出力される。

′ｉ４７図は′！Ｊ４図示の動的符号９５３のブロック
図である。

第７図の説明の前に、本実施例で用いた算術符号につい
て説明する。

従来から知られている様に、算術符号は、入力信号列を
小数２進数で表わされる符号になるように算術演算によ
り符号形成がなされる方法である。この方法はＬａｎｇ
ｄｏｎおよびＲ１５ｓａｎｅｎらによる文献”Ｃｏｍｐ
ｒｅｓｓｉｏｎｏｆ　　Ｂｌａｃｋ／Ｗｈｉｔｅ　　Ｉ
ｍａｇｅｓＷｉｔｈ　　Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ　　Ｃｏ
　ｄ　ｉ　ｎｇ　　、ＩＥＥＥ　　Ｔｒａｎ　　Ｃｏｍ
、ＣＯＭ　−２９，６，（１９８１，６）等に発表され
ている。この文献によるとすでに符号化した人力信号列
をＳ、劣勢シンボル（ＬＰＳ）の出る確率をｑ、演算レ
ジスタＡｕｇｅｎａをＡ（Ｓ）、符号レジスタをＣ（Ｓ
）とした時に、入力信号ごとに以下の算術演算を行う。

Ａ　（Ｓｌ）＝Ａ　（Ｓ）ＸＱ ｔｈＰＡ　（Ｓ　）　Ｘ　２−Ｑ　　　　・・・（１）
Ａ　（Ｓｏ）＝　＜Ａ　（Ｓ）−Ａ　（３１）＞　ｔ・
・・（２） ＜　　＞７は有効桁ｊ２ｂｉｔで打ち切りを表すＣ（Ｓ
ｏ）＝Ｃ（Ｓ）　　　　　　　・・・（３）Ｃ（Ｓｌ）
＝Ｃ（Ｓ）＋Ａ　（Ｓｏ）−”　（４）ここで、符号化
データが優勢シンボル（ＭＰＳｚ上の例ではＯ）の場合
はＡ　（５０）、Ｃ（ＳＯ）を次のデータの符号化に使
う、また劣勢シンボル、（ＬＰＳ　：上の例では１）の
場合は、Ａ（３１）。

Ｃ（Ｓｌ）を次のデータの符号化に使う。

新しいＡの値は２ｓ倍（Ｓは０以上の整数）され、０．
５≦Ａ＜１．０の範囲におさめられる。

この処理は、ハードウェアでは演算レジスタＡを５回シ
フトすることに相当する。符号レジスタＣに対しても同
じ回数のシフトが行われ、シフトアウトされた信号が符
号となる０以上の処理を繰り返し符号形成がなされる。

また、（１）の式で示したようにＬＰＳの出現確率ｑを
２のべき乗（２−’：Ｑは正整数）で近似することによ
り、乗算計算をシフト演算に置き換えている。この近似
をさらによくするためにｑを、例えば（５）式の如くの
２のべき乗の多項式で近似している。この近似により効
率最悪点の改善が行われている。

ｑ　４２−”　＋　２−Ｑ２”・（ｓ　）また、算術符
号は符号化データごとにＱの値を切換えることが可能な
ことから確率推定部を符号化と分離することができる。

本実施例では前述のように符号化を行いながら確率を推
定していく動的な方法をとっている。

以上の算術符号を行う第７図の符号器５３のブロック図
の説明を行う。

′！Ｊ４図示のセレクタ５２からの状態信号５１１６は
、カウンタメモリ７３、符号化条件メモリ７４に入力さ
れる。

符号化条件メモリ７４には、状態信号５１１６で表わさ
れる各状態毎に、出現しやすいシンボルである優勢シン
ボルＭＰＳ３０８と、後述する算術符号のＬＰＳの出現
確率を含む符号化条件を示すインデックス１３０７が記
憶されている。符号化条件メモリ７４から符号化すべき
画像の色及び状態に応じて読み出されたＭＰＳ３０８は
予測変換回路７７に入力され、予測変換回路７７では第
４図示のセレクタ５２からのシリアル画素信号Ｘ１１７
がＭＰＳ３０８と一致した時にＯとなるＹＮ信号３０１
を作る。ＹＮ信号３０１は更新回路７５に人力され、更
新回路７５では、ＹＮ信号が０の時に、カウンタメモリ
７３に記憶されているカウント値のうち対応する状態の
カウントをインクリメントする。そして、カウンタメモ
リ７３に記憶されているカウント値０３０６がカウント
テーブルＲＯＭ７２からの設定値ＭＣ３０５に一致した
ならば、インデックス１３０７が大きくなる方向（ＬＰ
Ｓの出現確率ｑが小さくなる方向）に更新する。（ＭＰ
Ｓの反転は行わない。）尚、カウントテーブルＲＯＭ７
２は、ＬＰＳの出現確率ｑを表わすインデックスＩに対
応して決められている第１表で示したＭＰＳの数ＭＣ３
０５を更新回路７５に供給する。

また、更新回路７５では、ＭＰ５３０８と画素信号ｘ１
１７が不一致の場合、即ち、予測変換回路７７からのＹ
Ｎ信号が１の時はインデックスｌ３０７が小さくなる方
向（ＬＰＳの出現確率ｑが大きくなる方向）に更新する
。また、インデックスが１の時に値が０のＹＮ信号が来
ると、ＭＰＳを反転（Ｏ−１または１−Ｏ）する処理を
行う。

更新回路７５の出力Ｉ’　３０９、ＭＰＳ’３１０は更
新後のインデックスの値であり、符号化条件メモリ７４
に再記憶される。

符号化パラメータ決定回路７６では、インデックス１３
０７の値に基づいて算術符号の符号化パラメータＱ３１
１を算術符号器７８にセットする。この算術符号器７８
では、予測変換回路７７からのＹＮ信号３０１をパラメ
ータＱ３１１を用いて算術符号化し符号３０２を得る。

尚、符号化条件メモリ７４に初期値を与えておき、１．
ＭＰＳを更新しないようにすることにより、静的な符号
化が容易に実現できる。

第８図は予測変換回路７７のブロック図である。シリア
ル画素信号Ｘ１１７とＭＰＳ３０８がＥＸ−ＯＲ回路７
９に人力され、第２表の論理式に従ってシリアル画素信
号Ｘ１１５とＭＰＳ３０８が一致したときに０１不一致
のときに１となるＹＮ信号３０１が出力される。

第９図は、更新回路７５のブロック図である。

ＹＮ信号３０１が０の時、カウンタメモリ７３からのカ
ウント値Ｃ３０６が加算器８１で＋１インクリメントさ
れ、信号Ｃ’３１２になる。この値は比較器８３でカウ
ントテーブルＲＯＭ７２からのＭＣ３０５と比較され、
Ｃ′の値がＭＣの値に一致したならば、更新信号ＵＰＡ
３１３を１にセットする。またＹＮ信号３０１は更新信
号ＵＰＢ３１４となり、ＵＰＡ、ＵＰＢはインデックス
変更回路８５に入る。また、ＵＰＡとＵＰＢはＯＲ回路
８７で論理ＯＲがとられ、ＯＲ回路８７の出力信号３１
５はセレクタ８２の切り換え信号となる。セレクタ８２
では信号３１５が１の時はカウンタメモリ７３の値をリ
セットするためＯ信号３１９を選び、それ以外は加算器
８１の出力信号Ｃ’３１２を選び、カウンタ更新信号Ｃ
”３１６として出力し、これをカウンタメモリ７３に記
憶させる。従って、シリアル画素信号Ｘ１１５とＭＰＳ
３０８が不一致の場合、及び一致状態が所定回連続した
場合に、カウンタメモリ７３のカウント値がリセットさ
れる。

インデックス変更回路８５には、インデックスの更新き
ざみを制御する信号ｄ３１７（標準的にはｄ＝１）とＵ
ＰＡ３１３、ＵＰＢ３１４および符号化条件メモリ７４
から現在のインデックス■３０７が人力されている。

′ｓ３表はインデックス変更回路８５におけるインデッ
クス更新方法を示すテーブルである（第３表には更新き
ざみがｄ＝１とｄ−２の場合を示している。）このテー
ブルを現在のインデックスＩ、更新きざみ条件ｄ％ＵＰ
Ａ％ＵＰＢで参照することにより更新したインデックス
Ｉ′を決定する。また、Ｉ−１でＵＰＢ−１（シリアル
画素信号Ｘ１１５とＭＰＳ３０８が不一致の場合）の時
はＥＸ信号３１８をセットする。ＥＸ信号３１８が１の
時に反転器８６では現在のＭＰ３３０８のシンボルを反
転させ（０−１又は１−０）、更新ＭＰＳ’３１０を得
る。また、ＥＸ信号が０（７）時はＭＰＳ’　は変化さ
せない、更新されたＩ′３０９およびＭＰＳ’３１０は
符号化条件メモリ７４に記憶され、次の処理用のインデ
ックスＩ及びＭＰＳとして用いられる。尚、３４３表に
示した更新法は、ＲＯＭなどによりテーブルでも構成で
きるし、加減算器を使ってロジックで構成することも可
能である。

以上の如く、２のべき乗の多項式で近似したＬＰＳの出
現確率ｑを表わすインデックスＩの値に応じて定められ
たＭＰＳの数分のＭＰＳが発生したときには、インデッ
クスＩをｄ加算し、算術符号に用いるＬＰＳの出現確率
ｑを小さくせしめ、一方、ＬＰＳが発生したときには、
インデックス■をｄ減算し、算術符号に用いるＬＰＳの
出現確率ｑを大きくせしめる。また、更にＬＰＳの出現
Ｎ１１ｑが０．５を表わす状！ａ（インデックス■が１
の状態）においてＬＰＳが発生した場合は、ＭＰＳを反
転する。

この様に、入力画像に適応的にインデックスＩ及びＭＰ
Ｓを更新することにより、符号化効率の良い算術符号化
が達成できる。

第１０図は本実施例で用いる算術符号の符号化効率曲線
である。以下、インデックスＩの値を小文字ｉで示す、
この曲線はＬＰＳの出現確率をｑ、符号化時での近似確
率９１皿とした時に式（６）で示される。そして、ＬＰ
Ｓの出現確ｔ！ｑの値の大きい方から小さい方へ、順次
インデックスＩを１．２．３、・・・と付与する。

η　８ ・・・　（６） ここで、分子はエントロピであり、Ｑｓ＋＆ｆ式（７）
で示される値である。

ｑ・ム”Ｑ＋　＋Ｑ２　　　　　　　　・・・（７）Ｑ
１％Ｑ２の値は２のべき乗の多項近似の値で第４表で与
えられている。例えば（８）〜（１０）で示される。

Ｑｅ＋　　＝２−’　　　　　　　　　　・・・（８）
ＱＩＩ２’　−２−’　　　２−’　　　　　　・・・
（９）９．３′　冨２−’＋２−’　　　　　　−・・
（１ｏ）となり、この確率において効率ηが１．０にな
るピーク点となるｑｌを以降実効確率と呼ぶ、また効率
曲線の交点を境界確率Ｑｂ＋と呼び、この確率を境に隣
の実効確率を使って符号化するほうが効率が向上するこ
とは明らかである。

本実施例では、式（５）で示したように２つの項で近似
できる確率から第４表に示した実効確率ｑ、五を選んで
いる。また、第４表のＱ＋、Ｑ２　、Ｑ３は算術符号器
７８に送るパラメータＱｅ３１１である。即ち、Ｑｌ、
Ｑ２はシフトレジスタへ与えるシフト量であり、このシ
フト演算により２のべき乗計算を行っている。また、Ｑ
。

は第２項めの係数を示し、＋、−の切り換えを行う。

第１表のＭＣの値は、以下のように決定している。

即ち、ＬＰＳの数をＮ、、ＭＰＳの数をＮ工とした時、
ＬＰＳの発生確率は式（１１）で与えられる。

この式をＮＭで解くと式（１２）になる。

ＮＭ＝　　ＮＬ　　（１／ｑ−１）Ｊ　　・・・（１２
）ただし　ＸＪは小数点以下の切り上げを表ゎす６式（
１２）におけるｑに第１０図に示したｑ、を与えること
により、そこでの優勢シンボル（Ｍ　Ｐ　Ｓ　）の数Ｎ
ＭＩが計算される。したがって、ＭＣ波式（１３）から
計算される。

ＭＣｉ冨Ｎ□ＩＩ−ＮＭＩ　　　　　　・・・（１３）
３＠１表のＭＣの値は式（１１）、（１２）、（１３）
からＮＬ＝２として計算したものである。

この様に、第１０図示の如くの各境界確率Ｑｂ＋に基づ
いて各インデックスＩに対応した優勢シンボルＭＰＳの
数Ｎ、ムを求め、隣り合ったインデックス間の優勢シン
ボルＮ工の差を各インデックスＩに対するＭＣとする。

そして、このＭｅの値と発生する優勢シンボルＭＰＳの
数を前述の如く比較し、ＭＣの値と優勢シンボルＭＰＳ
の数が一致したならば、その状態は隣りのインデックス
Ｉを用いた符号化が通した状態と判断して、インデック
スＩを変更する。これによって、優勢シンボルＭＰＳの
発生数を基にして良好なタイミングでインデックスＩの
変更がなされ、且つ、最適なインデックスＩを用いた符
号化を適応的に達成できる。

第１１図は算術符号器７８のブロック図である。

符号パラメータ決定回路７６で決められたコントロール
信号Ｑ３１１（第４表）のうちシフトレジスタＡ９０に
Ｑｌを、シフトレジスタＢ９１にＱ２、セレクタ９２に
Ｑ３が人力される。

Ｑ＋、Ｑｚは夫々シフトレジスタＡ、Ｂに対してＡｕｇ
ｅｎｄ信号であるＡ、３２３を何ｂｉｔ右にシフトする
かを指示する。シフトされた結果が出力信号３３０．３
３１となる。

信号３３１は、反転器９６により補数がとられ、セレク
タ９２はコントロール信号Ｑ、により信号３３１又は反
転器９６の出力信号を選択し、出力信号３３２を得る。

加算器９３ではシフトレジスタＡ９０からの信号３３０
とセレクタ９２からの信号３３２の加算が行われ、ＡＳ
Ｉ信号３２４が出力される。減算器９４では、ＡＳ倍信
号２３からＡＳＩ信号３２４を減算し、Ａｓｏ信号３２
５を得る。セレクタ９５ではＡＢ６信号３２５とＡｇ１
信号３２４のいずれかをＹＮ信号３０１により選択する
。即ちＹＮ信号が１の時はＡａ１６信号が、また、ＹＮ
信号が０の時はＡｉ＋信号がＡ′信号３２６になる。シ
フト回路８９ではＡ′倍信号ＭＳＢが１になるまで左ヘ
シフトする処理が行われ、このシフトによりＡｓ’信号
３２７が得られる。このシフトの回数に相当するシフト
信号３３２は、コードレジスタ９９に入り、コードレジ
スタ９９からはシフト回数に相当する数のｂｉｔがＭＳ
Ｂから順番に出力され符号データ３３０になる。

符号データ３３０は、図示しないｂｉｔ処理方法にて、
ｂｔｔｔの連続が有限個内になるように処理され、復号
＠１４側に伝送されることになる。

また、コードレジスタ９９の内容ＣＲ３２Ｂは加算器９
７で、Ａｓｏ信号３２５と加算され、セレクタ９８に入
る。また、Ａｓ０侶号３２５の加算されていない信号Ｃ
Ｒ３２８もセレクタ９８に入り、ＹＮ信号３０１が１の
時はＣＲ’＝ＣＲＹＮ信号がＯの時はＣＲ’　＝ＣＲ＋
ＡｓｏとなるＣＲ’信号３２９として出力される。コー
ドレジスタ９９に関して前述したシフト処理はＣＲ’信
号に対しても行う。

第 １ 表 第 表 第４表 第３表 （−）はｄｏｎ’ を 第５表 〔発明の効果〕 以上説明した様に、本発明によると多値カラー画像領域
内の多値カラー信号と多値カラー画像領域外の２値カラ
ー信号とを分けて符号化し、且つ、多値カラー画像領域
の位置、サイズを示す信号を発生するので、多値カラー
信号の符号化と２値カラー信号の符号化が重視してなさ
れてしまうことがなく、効率良いカラー画像の符号化が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した符号部の構成例を示す図、 第２図は２値化回路のブロック図、 第３図は復号部の構成例を示す図、 第４図は符号器のブロック図、 第５図は予測状態決定回路Ａのブロック図、第６図は参
照画素位置を示す図、 第７図は動的符号器のブロック図、 第８図は予測変換回路のブロック図、 第９図は更新回路のブロック図、 第１０図は符号化効率曲線を示す図、 第１１図は算術符号器のブロック図、 第１２図は変換係数を示す図、 第１３図は予測状態決定回路Ｂのブロック図、第１４図
は参照画素位置を示す図、 第１５図は、領域指定の例を示す図、 第１６図は減算器の動作例を示す図、 第１７図は符号化動作例を示す図、 第１８図はカラー文書例を示す図である。 ２０は画像メモリ、２１は２値化器、２２は２値メモリ
、２３は減算器、２４は差分メモリ、２５は符号器Ａ、
２６は符号器Ｂである。 イノ）°５タス ２ｅ （））ｉ 第７４図 線 占直他 差外

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カラー画像中の多値カラー画像領域内の多値カラー信号
   を符号化する第１符号化手段と、前記カラー画像中の多
   値ちカラー画像領域外の２値カラー信号を符号化する第
   ２符号化手段と、前記カラー画像中の多値カラー画像領
   域の位置、サイズを示す領域信号を発生する発生手段と
   を有することを特徴とするカラー画像の符号化装置。