JPH08163376A - 画像符号化器および画像復号化器 - Google Patents

画像符号化器および画像復号化器

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JPH08163376A
JPH08163376A JP30189194A JP30189194A JPH08163376A JP H08163376 A JPH08163376 A JP H08163376A JP 30189194 A JP30189194 A JP 30189194A JP 30189194 A JP30189194 A JP 30189194A JP H08163376 A JPH08163376 A JP H08163376A
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JP30189194A
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English (en)
Inventor
Hajime Mizumachi
肇 水町
Makoto Matsuki
眞 松木
Tomofumi Hikage
智文 日景
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NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 目的の画像出力装置の画像サイズや表示およ
び印刷方式の復元画像を原画像の画像サイズに依存しな
い画像サイズで生成可能にする。 【構成】 符号化時、ブロックパターン判定器11は原
画像50より符号化ブロックを入力し、符号化ブロック
サイズSで選択されたパターン番号対応テーブル31を
用いて該符号化ブロックをパターン番号で表し、そのパ
ターン番号をエントロピー符号化器12により符号化す
ることで符号化データを作成する。復号化時、符号化デ
ータをエントロピー復号化器21により復号化して得ら
れたパターン番号を用いブロックパターン発生器22
が、指定された復号ブロックサイズDで選択されたパタ
ーンテーブル41を用いてパターン番号に対応した復号
化ブロックを生成し、生成した復号化ブロックを順次出
力することで復元画像70を作成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像入力機器から入力
した画像を蓄積もしくは通信し、解像度や表示および印
刷方法が異なる画像出力機器に出力する場合に、蓄積も
しくは通信の効率化のために原画像のデータ量を圧縮す
るために用いられる画像符号化器と画像復号化器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来2値画像の圧縮技術は、原画像を忠
実に再現可能で、より圧縮率を高めることを目的に開発
されているため、復元画像は原画像と同一の画像サイズ
でのみ復号化が可能である。
【0003】また、JBIG(Joint Bi-level Image ex
paerts Group) としてITUから提案されている符号化
方式では、段階的符号化方式が採用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前者の従来技術では、
原画像を作成した画像入力装置と復元画像を出力する画
像出力装置の解像度や表示および印刷方式が異なる場
合、一旦、復号化された復元画像に画像処理を加えるこ
とにより、目的とする画像出力装置用の出力画像を生成
する必要がある。
【0005】後者の従来技術では、原画像とは異なる画
像サイズの復元画像の復号化が可能であるが、復元画像
の画像サイズとして選択可能な倍率は、2のべき乗分の
1倍の縮小画像であり、該当の縮小率では画像出力装置
の解像度が得られない場合や拡大が必要な場合は同様に
復号化後に画像処理を加える必要がある。
【0006】本発明の目的は、目的の画像出力装置の画
像サイズや表示および印刷方法の復元画像を、原画像の
画像サイズに依存しない画像サイズで生成可能とする画
像符号化器を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の画像符号化器
は、画像データを入力する第1の手段と、該入力画像デ
ータの符号化ブロックサイズM*Nの各符号化ブロック
とこれと対応するパターン番号からなるパターン番号対
応テーブルを有し、第1の手段で入力された画像データ
から順次符号化ブロックサイズM*Nで符号化ブロック
を切り出し、前記パターン番号対応テーブを参照して該
符号化ブロックと対応するパターン番号を該符号化ブロ
ックの値として符号化する第2の手段と、該符号化ブロ
ックサイズM*Nと各符号化ブロックに対応するパター
ン番号を送信する第3の手段を有する。
【0008】また、本発明の画像復号化器は、前記画像
符号化器から符号化ブロックサイズM*Nと符号化パタ
ーン番号列を受信する第1の手段と、前記符号化ブロッ
クサイズM*Nでの各パターン番号に対応する復号化ブ
ロックサイズJ*Kでのパターン番号と復号化ブロック
からなるパターン番号変換テーブルを有し、前記符号化
パターン番号列の各パターン番号に対応する該パターン
番号変換テーブルのパターン番号を求め、前記パターン
番号変換テーブルを参照して該パターン番号に対応する
復号化ブロックを用いて前記画像データを復号化する第
2の手段を有する。
【0009】画像符号化器の第2の手段は、パターン番
号対応テーブルを符号化ブロックサイズM*Nと復号化
ブロックサイズJ*Kの組み合わせの種類分有する。
【0010】画像復号化器の第3の手段は、パターン番
号変換テーブルを符号化ブロックサイズM*Nと復号化
ブロックサイズJ*Kの組み合わせの種類分有する。
【0011】画像符号化器の第2の手段はエントロピー
符号化によりパターン番号を符号化するように構成さ
れ、画像復号化器の第2の手段はエントロピー復号化に
よりパターン番号を復号化するように構成されている。
【0012】画像として白黒画像または白黒の中間調画
像を扱う。
【0013】符号化ブロックサイズとしてN*Nを用
い、復号化ブロックサイズとしてJ*Jを用いる。
【0014】
【作用】本発明は、符号化および復号化処理をブロック
単位で行い、符号化時はブロックをそのブロック内の画
素の配置パターンと対応するパターン番号で表現した値
で符号化し、復号化時には復号化により復号化された値
をパターン番号として符号化ブロックサイズおよびブロ
ック内の画素の配置パターンとは異なる復号化ブロック
サイズおよびブロック内の画素の配置パターンにパター
ン番号を対応させて復元画像を生成するものである。予
め登録された復号ブロック内の画素の配置パターンとし
て、符号ブロック内の画素の配置パターンの拡大もしく
は縮小された配置パターンの中から必要に応じた倍率の
復号化ブロックサイズおよびブロック内の画素の配置パ
ターンを利用して復号化処理を行うことで、1つの符号
化データから、復元画像を表示もしくは印刷する画像出
力装置に直接入力可能な画像サイズで原画像を復号化す
ることができる。
【0015】なお、画像は白黒画像でも白黒の中間画像
でもよい。
【0016】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0017】図1は本発明の一実施例の画像符号化・復
号化器の構成図である。
【0018】符号化器10は解像度に依存しない符号化
を行う符号化器で、指定された符号化ブロックサイズS
にしたがい原画像50からS×Sブロックを順次入力
し、該当のブロックに対応したパターン番号を出力する
ブロックパターン判定器11と、ブロックパターン判定
器11より出力されたパターン番号をエントロピー符号
化により符号化するエントロピー符号化器12で構成さ
れている。パターン番号対応テーブル蓄積装置30は、
ブロックパターン判定器11がブロックよりパターン番
号を判定するために使用する、ブロックとパターン番号
の対応関係を記憶したパターン番号対応テーブル31を
符号化ブロックサイズに応じて1つまたは複数個蓄積し
ている。復号化器20は、解像度に依存しない復号化を
行う復号化器で、符号化データ(パターン/番号)をエ
ントロピー復号化化により復号化するエントロピー復号
化器21と、エントロピー復号化器21が復号化したパ
ターン番号に応じたブロックを指定の復号化ブロックサ
イズDで生成し、復元画像70として順次出力するブロ
ックパッターン発生器22で構成されている。パターン
テーブル蓄積装置40はブロックパターン発生器22が
パターン番号からブロックを生成するためにパターン番
号に応じた予め与えられたブロックの画像パターンを記
憶したパターン番号変換テーブル41を復号化ブロック
サイズDに応じて1つまたは複数個蓄積している。符号
化データ蓄積装置61,62はそれぞれ符号化器10の
出力および復号化器20の入力となる符号化データを蓄
積する。符号化時、原画像50を指定された符号化ブロ
ックサイズSによりブロック毎に符号化するため、ブロ
ックパターン判定器11は原画像50よりブロックを入
力し、符号化ブロックサイズSで選択されたパターン番
号対応テーブル31を用いて該当ブロックをパターン番
号で表し、そのパターン番号をエントロピー符号化器1
2により符号化することで符号化データを作成する。復
号化時、符号データをエントロピー復号化器21により
復号して得られたパターン番号を用いブロックパターン
発生器22が指定された復号化ブロックサイズDで選択
されたパターン番号変換テーブル41を用いてパターン
番号に対応したブロックを生成し、生成したブロックを
順次出力することで復元画像70を作成する。この符号
化および復号化処理において、符号化時にブロックパタ
ーン判定器11に指定する符号化ブロックサイズSと異
なる復号化ブロックサイズDを復号化時にブロックパタ
ーン発生器22に指定することにより、復元画像70を
表示もしくは印刷する画像出力装置に直接入力可能な復
元画像70を復号化する。
【0019】図2は、ブロックパターン判定器11の処
理を説明するフローチャートである。ブロックパターン
判定器11は、まず初期化処理として処理に必要な幅サ
イズWと高さサイズHからなる、原画像50のイメージ
サイズと符号化ブロックサイズSを入力するとともに
(ステップ101,102)、エントロピー符号化器1
2の初期化を行う(ステップ103)。次に、ポインタ
i,jを初期化して(ステップ104,105)、入力
した符号化ブロックサイズSにしたがいS×S個の画素
からなるブロック単位で原画像50からブロックBij
を入力し(ステップ106)、入力された各ブロックB
ijに対してパターン番号を生成し(ステップ10
7)、そのパターン番号値をエントロピー符号化器12
に出力する(ステップ108)。本実施例では、パター
ン番号の生成において、図1で示したパターン番号対応
テーブル31は使用せず、ブロックBijのS×Sの2
次元に配置された画素を1次元に並べて得られたビット
列の値をパターン番号値として生成する。次に、ポイン
タjを+1インクリメントし(ステップ109)、j>
(W/S)かどうか判定する(ステップ110)。j>
(W/S)でなければ、ステップ106に戻り、j>
(W/S)であればポインタiを+1インクリメントす
る。次に、i>(H/S)かどうか判定する(ステップ
112)。i>(H/S)でなければステップ105に
戻り、i>(H/S)であれば、すなわち原画像50の
全ての画素に関して符号化を終了した場合、エントロピ
ー符号化器12の終了処理を行い(ステップ113)、
ブロックパターン判定器11の処理を終了する。
【0020】図3は、エントロピー符号化器12の処理
のフローチャートであって、エントロピー符号化として
JBIGで採用されている算術符号化を用いた実施例で
ある。
【0021】エントロピー符号化器12は、図3(a)
に示すように、カテゴリ符号化(ステップ201)とビ
ット符号化(ステップ202)を行う。
【0022】カテゴリ符号化は、図3(b)に示すフロ
ーチャートで行われ、与えられたパターン番号の値を2
進数で表現するのに要するビット数を符号化するための
処理であり、表1に示すようにパターン番号値をカテゴ
リMと比較することによりパターン番号の値を2進数で
表現するのに要するビット数を求め、ビット数個のオン
ビット(1)と1個のオフビット(0)とした符号ビッ
トを算術符号化により符号化する。
【0023】
【表1】 まず、処理に先立ち、カテゴリMの初期値および算術符
号化で用いられるテンプレートTの初期値を設定する
(ステップ301)。次に、パターン番号値Vとカテゴ
リ値Mを比較することにより、カテゴリ値M=2n
(n:ビット数)で表される2進数で表現するのに要す
るビット数がn以下か否かを判定する(ステップ30
2)。ステップ302の判定によりパターン番号値が、
カテゴリ値Mで表現されるビット数では表現できない場
合には、ビット“1”をテンプレートTにて算術符号化
する(ステップ303)。次に、カテゴリ値Mを左へ1
ビットシフト(M=M<<1=M*2)、つまりM=2
n+1 としてカテゴリ値Mを更新するとともに、テンプレ
ートTに1を加えテンプレート値も更新する(ステップ
304)。この後、この更新されたカテゴリ値Mとパタ
ーン番号値Vを比較するためにステップ302へ戻る。
ステップ302の判定によりパターン番号値Vが、カテ
ゴリ値Mで表現されるビット数で表現可能と判定された
場合には、ビット“0”をテンプレートTにて算術符号
化する(ステップ305)。
【0024】以上により、復号化時は、ビット“0”が
算術復号化にて復号化されるまでの算術復号化によって
復号化されたビット“1”の数をカウントすることによ
り、パターン番号値Vを2進数で表現するのに要するビ
ット数を知ることができる。ビット符号化は、図3
(c)に示すフローチャートで行われ、パターン番号を
カテゴリ符号化で求められたビット数で算術符号化によ
り符号化する。
【0025】まず、ビット符号化のときに用いる算術符
号化のテンプレート値Tを初期設定する(ステップ40
1)。次に、カテゴリ符号化(V)(図3(b))で求
められたカテゴリ値Mを1ビット右シフトする(ステッ
プ402)。これによりカテゴリ値M=M/2に更新さ
れる。次に、カテゴリ値Mが0と等しくなることによ
り、カテゴリ符号化で進められたパターン番号値Vを2
進数で表現するのに要するビット数の符号化を行ったこ
とが判定できる。したがって、ここでカテゴリ値Mと
“0”を比較する(ステップ403)。等しければ処理
を終了する。等しくなければ、カテゴリ値Mとパターン
番号値Vとの論理積(アンド)をとることによりパター
ン番号値Vの中の符号化対象のビット値Bitを求める
(ステップ404)。次に、符号化対象のビット値であ
るBitが“0”か“1”かを判定する(ステップ40
5)。ステップ405の判定により符号化対象のBit
が“0”の場合、ビット“0”を算術符号化により符号
化する(ステップ406)。符号化後ステップ402へ
戻る。ステップ405の判定により符号化対象のBit
が“1”の場合、ビット“1”を算術符号化により符号
化する(ステップ407)。符号化後ステップ402へ
戻る。
【0026】図4は、ブロックパターン発生器22の処
理のフローチャートである。ブロックパターン発生器2
2は、まず初期化処理として必要な幅サイズWと高さサ
イズHからなる、原画像のイメージサイズと符号化ブロ
ックサイズSおよび復号化ブロックサイズDを入力する
とともに(ステップ501,502)、エントロピー復
号化器21の初期化を行う(ステップ503)。これに
より、復元画像の横ブロック数(W/S)および縦ブロ
ック数(H/S)が求められ、各々のブロックに対して
エントロピー復号化器21にパターン番号の復号化を要
求し(ステップ506)、得られたパターン番号をキー
として、符号化ブロックサイズSと復号化ブロックサイ
ズDが異なる場合は、復号化ブロックサイズDにより選
択されたパターン番号変換テーブル41を検索すること
によりD×Dからなる復元画素ブロックBijを発生し
順次出力し、復元画像70を生成する。符号化ブロック
サイズSと復号化ブロックサイズDが等しい場合は、ブ
ロックパターン判定器11の処理(図2)と逆の手順で
パターン番号の1次元に並べて得られたビット列の値を
ブロックBijのD×Dの2次元に配列に並べて得られ
たブロックBijを用いて復元画像70を生成する(ス
テップ504〜511)。全てのブロックに対する復号
化処理が終了した場合、エントロピー復号化器21の終
了処理を行い(ステップ512)、ブロックパターン発
生器22の処理を終了する。
【0027】図5はエントロピー復号化器21の処理の
フローチャートである。
【0028】エントロピー符号化器12は、図5(a)
に示すように、カテゴリ復号化(ステップ601)とビ
ット復号化(ステップ602)を行う。
【0029】カテゴリ復号化は、図5(b)に示すフロ
ーチャートで行われ、算術符号化により1ビット毎に復
号化し、復号化ビットとしてオフビット(0)が検出さ
れるまでのオンビット(1)の数によりエントロピー符
号化器12がパターン番号を符号化したビット数を求め
る。
【0030】まず、処理に先立ちカテゴリMの初期値お
よび算術符号化で用いられるテンプレートTの初期値を
設定する(ステップ701)。次に、テンプレートTに
より1ビット算術符号化により復号化し、復号化値をE
とする(ステップ702)。次に、ステップ702によ
る復号化値Eが“0”とは、符号化時にパターン番号V
を2進数で表現するのに要したビット数個の“1”を符
号化した後に、“0”を区切り記号として符号化してい
るため、Eが“0”となった場合、カテゴリ復号化が終
了したことを示している。したがって、Eと“0”を比
較する(ステップ703)。等しい場合は、カテゴリ復
号化処理を終了する。等しくなければ、ステップ702
による復号化値Eとして“1”が復号化された数だけM
を1ビットシフト(M=M<<1=M*2)としてカテ
ゴリ値を更新するとともに、次の算術復号化を行うため
のテンプレート値Tを更新し(ステップ704)、ステ
ップ702へ戻る。
【0031】ビット復号化は図5(c)に示すフローチ
ャートで行われ、カテゴリ復号化により求められた数の
ビットを算術符号化により復号化することによりパター
ン番号値を復号化する。
【0032】まず、ビット復号化時に用いる算術符号化
のテンプレート値Tの初期設定を行うとともにパターン
番号値Vを0としてクリアする(ステップ801)。次
に、カテゴリ復号化(図5(b))で求められたカテゴ
リ値Mを1ビット右シフトする(ステップ802)。こ
れによりカテゴリ値M=M/2に更新される。カテゴリ
値Mが“0”となることで、パターン番号値Vを2進数
で表現するのに要したビット数分の復号化を行ったこと
が判定できる。したがって、ここで、カテゴリ値Mを
“0”と比較する(ステップ803)。等しければVの
値をパターン番号値として返却し、処理を終了する。カ
テゴリ値Mが“0”でなければ、ビット値として、ビッ
ト算術符号化により復号化しEに代入する(ステップ8
04)。次に、Eが“0”か否かを判定する(ステップ
805)。Eが“0”と等しい場合は、対象のビットを
パターン番号値Vに設定する必要がないため、ステップ
802へ戻る。ステップ805にてビット値が“1”の
場合、カテゴリ値Mが該当のビット位置を表しているた
め、パターン値Vとカテゴリ値Mの論理和(オア)をと
ることにより、パターン値Vの該当のビットを設定する
(ステップ806)。図6は符号化ブロックサイズSを
2として符号化した原画像50を復号化ブロックサイズ
Dを3として復号化処理を行い、原画像50の1.5倍
の復号画像70を復元する例を示す図である。
【0033】本例では原画像50が2×2画素のブロッ
ク毎に符号化され、例として図6中の51で示した2×
2画素ブロックの符号化処理および復号化処理に着目し
てその処理の概要を説明する。
【0034】図6中の2×2画素ブロック51に対して
ブロックパターン判定器11により、図6に示したパタ
ーン番号対応テーブルを用いて対応するパターン番号1
4が得られる。このパターン番号14をエントロピー符
号化器12により図3のフローチャートでエントロピー
符号化することによりエントロピー符号が得られ、符号
化される。
【0035】復号化時は、符号化されたエントロピー符
号をエントロピー復号化器21により図5のフローチャ
ートでエントロピー復号化することによりパターン番号
14が得られる。ブロックパターン発生器22は、図6
に示したパターン番号変換テーブルを用いることにより
パターン番号14に対応した3×3画素からなる復号化
ブロック71を得ることにより、復号化を行う。
【0036】このような処理を各ブロックに施すことで
図6の原画像50は復号化画像70に復元される。
【0037】以上に示したように、図6は図示したパタ
ーン番号変換テーブルを用いることで原画像50の画像
サイズとは異なる1.5倍の復号画像70を復元した例
であり、同様に任意のパターン番号変換テーブルを用い
ることでパターン番号変換テーブルに応じた倍率での復
号画像を復元できる。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ブロック
単位での符号化を用い、符号化時のブロックサイズと復
号化時のブロックサイズを任意に選択可能とし、符号化
ブロックサイズと復号化ブロックサイズの比の画像サイ
ズで復元画像を生成することにより、復号化ブロックサ
イズを指定することで目的の画像出力装置の画像サイズ
や表示および印刷方式の復元画像を、原画像の画像サイ
ズに依存しない任意の画像サイズで生成できる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例画像符号化・復号化器の構成
図である。
【図2】図1の実施例におけるブロックパターン判定器
11の処理のフローチャートである。
【図3】図1の実施例におけるエントロピー符号化器1
2の処理のフローチャートである。
【図4】図1の実施例におけるエントロピー復号化器2
1の処理のフローチャートである。
【図5】図1の実施例におけるブロックパターン生成器
22の処理のフローチャートである。
【図6】図1の実施例の動作例を説明する説明図であ
る。
【符号の説明】
10 符号化器 11 ブロックパターン判定器 12 エントロピー符号化器 20 復号化器 21 エントロピー復号化器 22 ブロックパターン発生器 30 パターン番号対応テーブル蓄積装置 31 パターン番号対応テーブル 40 パターン番号変換テーブル蓄積装置 41 パターン番号変換テーブル 50 原画像 51 2×2画素ブロック 61,62 符号化データ蓄積装置 70 復元画像 71 3×3画素復号化ブロック S 符号化ブロックサイズ D 復号化ブロックサイズ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像データを入力する第1の手段と、 符号化ブロックサイズM*Nの各符号化ブロックと、こ
    れと対応するパターン番号からなるパターン番号対応テ
    ーブルを有し、第1の手段で入力された画像データから
    順次符号化ブロックサイズM*Nで符号化ブロックを切
    り出し、前記パターン番号対応テーブを参照して該符号
    化ブロックと対応するパターン番号を該符号化ブロック
    の値として符号化する第2の手段と、 該符号化ブロックサイズM*Nと各符号化ブロックに対
    応するパターン番号を送信する第3の手段を有する画像
    符号化器。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の画像符号化器から符号化
    ブロックサイズM*Nと符号化パターン番号列を受信す
    る第1の手段と、 前記符号化ブロックサイズM*Nでの各パターン番号に
    対応する復号化ブロックサイズJ*Kでのパターン番号
    と復号化ブロックからなるパターン番号変換テーブルを
    有し、前記符号化パターン番号列の各パターン番号に対
    応する前記パターン番号変換テーブルのパターン番号を
    求め、前記パターン番号変換テーブルを参照して該パタ
    ーン番号に対応する復号化ブロックを用いて前記画像デ
    ータを復号化する第2の手段を有する画像復号化器。
  3. 【請求項3】 前記第2の手段は、前記パターン番号対
    応テーブルを前記符号化ブロックサイズM*Nと前記復
    号化ブロックサイズJ*Kの組み合わせの種類分有する
    請求項1記載の画像符号化器。
  4. 【請求項4】 前記第2の手段は、前記パターン番号変
    換テーブルを前記符号化ブロックサイズM*Nと前記復
    号化ブロックサイズJ*Kの組み合わせの種類分有する
    請求項2記載の画像復号化器。
  5. 【請求項5】 前記第2の手段はエントロピー符号化に
    よりパターン番号を符号化するように構成されている請
    求項1または3項記載の画像符号化器。
  6. 【請求項6】 前記第2の手段はエントロピー復号化に
    よりパターン番号を復号化するように構成されている請
    求項2または4記載の画像復号化器。
  7. 【請求項7】 前記画像として白黒画像を扱う請求項
    1,3,5いずれか1項記載の画像符号化器。
  8. 【請求項8】 前記画像として白黒画像を扱う請求項
    2.4.6のいずれか1項記載の画像復号化器。
  9. 【請求項9】 前記画像として白黒の中間調画像を扱う
    請求項1,3,5のいずれか1項記載の画像符号化器。
  10. 【請求項10】 前記画像として白黒の中間調画像を扱
    う請求項2,4.6のいずれか1項記載の画像復号化
    器。
  11. 【請求項11】 前記符号化ブロックサイズM*NのM
    とNが等しい請求項1,3,5のいずれか1項記載の画
    像符号化器。
  12. 【請求項12】 前記復号化ブロックサイズJ*KのJ
    とKが等しい請求項2,4,6のいずれか1項記載の画
    像復号化器。
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JPH08163376A true JPH08163376A (ja) 1996-06-21

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JP30189194A Pending JPH08163376A (ja) 1994-12-06 1994-12-06 画像符号化器および画像復号化器

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