JPH09200541A

JPH09200541A - 符号化装置、復号装置、符号化方法、復号方法、および、画像処理装置

Info

Publication number: JPH09200541A
Application number: JP8006748A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Tsuchiya; 徳明土屋
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-01-18
Filing date: 1996-01-18
Publication date: 1997-07-31
Anticipated expiration: 2016-01-18
Also published as: JP3367314B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ランダムディザ画像を符号化、圧縮する装置
において、予測符号化方式を用いるとともに、予測的中
率を向上できる符号化装置を提供する。【解決手段】２値の誤差拡散データ３をＡ図に示すよ
うに、２行×２列のマトリックス単位にブロック化す
る。これを、１行単位ごとに交互に「１」，「０」を左
に詰める並び替え処理を行なう。並び替えの結果、規則
性のない誤差拡散データに、ある程度の規則性を持たせ
ることができ、予測符号化効率を向上させることができ
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、画像データ、特
に、ランダムディザ画像データに適した符号化装置、復
号装置、符号化方法、復号方法、および、画像処理装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像の符号化技術の１つに、注目画素レ
ベルを周辺の画素レベルから予測し、予測誤差データを
符号化する予測符号化技術が知られている。この技術に
おいて、符号化効率を上げるためには、予測的中率を向
上させることが必要がある。

【０００３】特開平５−３１６３７０号公報や特公昭６
３−９４２６号公報に記載された符号化技術では、複数
の予測器の中から的中率の高い予測器を適応的に切り替
え、最終的に１つの予測器を選択し、現画像の値の予測
に使用して予測誤差データを生成している。

【０００４】また、特公平６−９５６４５号公報に記載
された符号化方法および復号化方法では、周辺の複数の
画素の値をアドレスとして、テーブルルックアップ方式
で出力される予測値を用いて予測誤差データを生成して
いるが、予測画素の位置を全て固定とはせず、１画素の
み、位置を可変にできるようにし、予測的中率によっ
て、予測位置を変更させるようにしている。

【０００５】このように、従来の技術においては、予測
器を予測結果に基づいて適応的に切り替えて予測効率を
向上させている。

【０００６】しかしながら、誤差拡散画像に代表される
ランダムディザ画像に予測符号化技術を適用した場合
は、「０」，「１」の発生に周期性や規則性がないた
め、必然的に予測効率が劣化し、予測誤差データが圧縮
効率が向上できるデータとならないことが多い。

【０００７】このようなランダムディザ画像の予測的中
率を上げるため、特開平４−１１４６０号公報に記載さ
れた画像データ圧縮装置においては、注目画素の周辺画
素の濃度を計算し、この周辺画素を含むさらに大きな範
囲の濃度と比較して、画像濃度が近似するよう予測値を
決定している。

【０００８】しかしながら、特開平４−１１４６０号の
予測値決定方式では、濃度変化がある場合等に対応でき
ず、また定量的な判断により予測値を決定するため、予
測が当たらないケースが多い。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、誤差拡散画像に代表される
ランダムディザ画像を符号化、圧縮する装置において、
予測符号化方式を用いるとともに、予測的中率を向上で
きる符号化装置、復号装置、符号化方法、復号方法、お
よび、画像処理装置を提供して、符号化効率を向上さ
せ、また、中間調画像の再現性がよい復号を行なうこと
を目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、符号化装置において、画像をＭ行×Ｎ列（１≦Ｍ，
２≦Ｎ）画素のブロックに分割し、各ブロック内の所定
値の画素を該ブロックの一方に寄せる画素並び替え手段
と、少なくとも注目画素に対してＮ画素前の画素信号を
用いて注目画素の値を予測し該予測結果に基づいて符号
化する予測符号化手段を有することを特徴とするもので
ある。

【００１１】請求項２に記載の発明は、符号化装置にお
いて、画像をＭ行×Ｎ列（２≦Ｍ，２≦Ｎ）画素のブロ
ックに分割し、各ブロック内の所定値の画素をＬ（１≦
Ｌ）行単位ごとに該ブロックの一方および他方に交互に
寄せる画素並び替え手段と、注目画素に対して２Ｌ行前
の画素信号と注目画素に対してＮ画素前の画素信号を用
いて注目画素の値を予測し該予測結果に基づいて符号化
する予測符号化手段を有することを特徴とするものであ
る。

【００１２】請求項３に記載の発明は、復号装置におい
て、請求項１または２に記載の符号化装置で符号化され
た符号を復号する復号手段と、該復号手段によって復号
された予測誤差信号に基づき逆予測処理を行なう逆予測
手段と、該逆予測手段から出力される画像に対し補正処
理を行なう補正手段を有することを特徴とするものであ
る。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の復号装置において、前記補正手段は、画素値の変化点
を検出して該変化点を含む領域の画素値を適宜変更する
ことを特徴とするものである。

【００１４】請求項５に記載の発明は、請求項３に記載
の復号装置において、前記補正手段は、画素値が前記所
定値から他の値に変化する変化点を検出し、この変化点
を挟む画素の値を入れ替えることを特徴とするものであ
る。なお、変化点を挟む画素とは、変化点の両側に隣接
して変化点を挟む画素に限らず、変化点から離れた位置
で変化点を挟む画素も含むものである。

【００１５】請求項６に記載の発明は、符号化方法にお
いて、画像をＭ行×Ｎ列（１≦Ｍ，２≦Ｎ）画素のブロ
ックに分割し、各ブロック内の所定値の画素を該ブロッ
クの一方に寄るように画素を並び替え、少なくとも注目
画素に対してＮ画素前の画素信号を用いて注目画素の値
を予測し、該予測結果に基づいて符号化することを特徴
とするものである。

【００１６】請求項７に記載の発明は、符号化方法にお
いて、画像をＭ行×Ｎ列（２≦Ｍ，２≦Ｎ）画素のブロ
ックに分割し、各ブロック内の所定値の画素をＬ（１≦
Ｌ）行単位ごとに該ブロックの一方および他方に交互に
寄るように画素を並び替え、注目画素に対して２Ｌ行前
の画素信号と注目画素に対してＮ画素前の画素信号を用
いて注目画素の値を予測し、該予測結果に基づいて符号
化することを特徴とするものである。

【００１７】請求項８に記載の発明は、復号方法におい
て、請求項６または７に記載の符号化方法で符号化され
た符号を復号し、復号された予測誤差信号に基づき逆予
測処理を行ない、該逆予測処理後の画像に対して補正処
理を行なうことを特徴とするものである。

【００１８】請求項９に記載の発明は、請求項８に記載
の復号方法において、前記補正処理は、画素値の変化点
を検出して該変化点を含む領域の画素値を適宜変更する
ことを特徴とするものである。

【００１９】請求項１０に記載の発明は、請求項８に記
載の復号方法において、前記補正処理は、画素値が前記
所定値から他の値に変化する変化点を検出し、この変化
点を挟む画素の値を入れ替えることを特徴とするもので
ある。なお、変化点を挟む画素とは、変化点の両側に隣
接して変化点を挟む画素に限らず、変化点から離れた位
置で変化点を挟む画素も含むものである。

【００２０】請求項１１に記載の発明は、画像処理装置
において、請求項１または２に記載の符号化装置と、請
求項３ないし５のいずれか１項に記載の復号装置を有す
ることを特徴とするものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の符号化装置の実
施の一形態を示すブロック図である。図中、１は画像デ
ータ、２は誤差拡散部、３は誤差拡散データ、４は画素
並び替え部、５は並び替えデータ、６は予測符号化部、
７は符号データである。

【００２２】多値の画像データ１は、誤差拡散部２にお
いて、２値の誤差拡散データ３に変換される。画素並び
替え部４においては、誤差拡散データ３を、Ｍ行×Ｎ列
（２≦Ｍ，２≦Ｎ）のマトリックス単位に画素をブロッ
ク化した後、「１」，「０」の並び替え処理を行なう。
並び替え処理は、Ｌ（１≦Ｌ）行単位ごとに、マトリッ
クス単位内で「１」または「０」を左に詰める。

【００２３】図２は、本発明の符号化装置の実施の一形
態における並び替え処理の具体例の説明図である。この
具体例では、Ｍ，Ｎ＝４，Ｌ＝１とした。図２（Ａ）
は、誤差拡散データの中の１つのマトリックス単位を示
しており、図２（Ｂ）は、並び替え処理をした並び替え
画像データを示している。

【００２４】この並び替え処理の実施例では、Ｌ＝１で
あるから、１行単位ごとに交互に「１」，「０」を左に
詰めた。まず、最初の行は、「１」を左に詰めたため、
「１１０１」のデータが「１１１０」に並び替えされて
いる。２行目は、今度は０を左詰めし、「１０１０」の
入力が「００１１」に並び替えされている。以下、３行
目は「１」を左詰めし、４行目は「０」を左詰めして、
「１１００」，「０１１１」の並び替え処理が行なわれ
る。

【００２５】図１に戻って説明する。上述したように画
素並び替え部４で並び替え処理された並び替えデータ５
は、予測符号化部６で予測符号化され、符号データ７に
変換される。

【００２６】図３は、本発明の符号化装置の実施の一形
態における予測処理の一例の説明図である。この実施例
では、図２で説明したＭ，Ｎ＝４，Ｌ＝１のマトリック
スで並び替え処理された並び替えデータ５に対応した予
測器の構成例である。

【００２７】まず水平方向に関して、注目画素Ｐに対し
て４画素前のＸ₃の位置の画素データが、第１の参照画
素データとなる。４画素前とした理由は、Ｍ＝４である
から、注目画素ＰとＸ₃の位置の画素データとは、それ
ぞれ別のマトリックス単位内の同じ位置となり、相関が
強いと考えられることによる。

【００２８】垂直方向については、注目画素Ｐに対して
２行上のＹ₁の位置の画素データが、第２の参照画素デ
ータとなる。これはＬ＝１であぬから、２×Ｌである２
行上のＹ₁の位置の画素データと注目画素Ｐとは、それ
ぞれ別のマトリックス単位内で同一方向に「１」または
「０」が詰められていることにより、相関が強いと考え
られることによる。

【００２９】予測値の最終決定は、上記第１の参照画素
と第２の参照画素の中から、的中率の高い方を選択す
る。

【００３０】図４は、本発明の符号化装置の実施の一形
態における予測値選択処理の一例を示す構成図である。
図中、５は並び替えデータ、８，９は一致数カウント
部、１０，１１はカウント値、１２は比較器、１３は比
較結果信号、１４は選択部、１５は予測値である。並び
替えデータ５は、一致数カウント部８，９に入力され
る。一致数カウント部８は、現在までの注目画素ＰとＸ
₃ の位置の画素データとが一致している数を順次カウ
ントし、一致数カウント部９は、同様に現在までの注目
画素ＰとＹ₁の位置の画素データとが一致している数を
カウントする。一致数カウント部８，９のそれぞれのカ
ウント値１０，１１は、比較器１２に送られる。比較器
１２の比較結果信号１３により、選択部１４において、
現在入力されているＸ₃の位置の画素データとＹ₁の位
置の画素データの中から、より一致数の多かった位置の
値が予測値１５として出力され、現注目画素の予測に使
用される。

【００３１】この構成以外でも、図５に示すように、行
方向の参照画素Ｘ₃と列方向の参照画素Ｙ₁を中心とし
た、予測メモリを用いた予測処理方式で予測値を決定し
てもよい。図５（Ａ）において、５は並び替えデータ、
１５は予測値、１６は予測メモリである。

【００３２】図５の予測メモリを用いた予測処理におい
ては、まず、並び替えデータ５の中から、図３中の
Ｘ₃，Ｙ₁，Ｘ₀，Ｙ₀の位置の画素データが１６の予
測メモリに入力される。予測メモリ１６には、あらかじ
めＸ₃，Ｙ₁，Ｘ_U，Ｙ₀の位置の値に対応した図５に
示した予曹値が書き込まれている。

【００３３】この例では予測メモリに書き込まれた予測
値は、下記〜のルールで決定する。Ｘ₃，Ｙ₁が、両方とも「０」もしくは「１」であ
るときには、Ｘ₀，Ｙ₀に関係なく、予測値はＸ₃，Ｙ
₁の値となる。Ｘ₃，Ｙ₁が異なる場合は、Ｘ₀，Ｙ０が参照さ
れる。この場合、Ｘ₃＝０，Ｙ₁＝１である場合は、Ｘ
₀Ｕ「０」であれば、上述したマトリックス内の並び替
え方法のルールから、Ｘ₃とＸ₀ が同じであるとき
には、Ｘ₃〜Ｘ₀の値は全て「０」であり、水平方向に
「０」が並ぶ可能性が高く、Ｐが「０」である可能性が
高いことから、予測値を「０」とする。同様に、Ｘ₃＝
１，Ｙ₁＝０で、Ｘ₀＝１であれば予測値を１とする。
また、Ｘ₃＝０，Ｙ₁＝１である場合は、Ｙ₀＝１であ
れば、上述したマトリックス内の並び替え方法のルール
から、垂直方向に「１」が並んでいる可能性が高いこと
から、予測値を「１」とする。同様に、Ｘ₃＝１，Ｙ₁
＝０で、Ｙ₀＝０であれば予測値を「０」とする。Ｘ₃，Ｙ₁，Ｘ₀，Ｙ₀が「１００１」または「０
１１０」のときは、予測値は任意に決めてもよいし、さ
らに他の画素を参照した値、例えば、１つ前の予測値と
同じとしてもよい。

【００３４】上述したルールを表にしたものが図５
（Ｂ）である。このようにして、Ｘ₃，Ｙ₁，Ｘ₀，Ｙ
₀の値を参照して、予測メモリ１６にあらかじめ書き込
まれた予測値が読み出されて、予測値１５が決定され
る。

【００３５】さらに、予測値の決定は、特開平５−３１
６３７０号公報に記載された方式を用いて、１行中の予
測的中回数により適応的に選択してもよいし、図５の予
測メモリ１６を的中率により書き換えていく学習型とし
て構成してもよい。

【００３６】また、図２〜図５の具体例は、Ｍ，Ｎ＝
４，Ｌ＝１の場合の一例であるが、本発明はこれに限ら
ず、画質、圧縮率に合わせてマトリックスサイズを変更
してもよいことはもちろんである。例えば、Ｌ＝２とす
れば、最初の２行が「１」（または「０」）を左に詰
め、次の２行は「０」（または「１」）を左に詰める、
というように、２行単位ごとに交互に「１」または
「０」を左に詰めるようにする。この例の場合では、図
３で説明した垂直方向の参照画素については、注目画素
Ｐに対して４行上の位置の画素データが、第２の参照画
素データとなる。これはＬ＝２であるから、２×Ｌであ
る４行上の位置の画素データと注目画素Ｐとは、それぞ
れ別のマトリックス単位内で同一方向に「１」または
「０」が詰められていることにより、相関が強いと考え
られることによる。

【００３７】また、「１」，「０」を交互に左に詰める
ようにすることなく、全ての行について「１」または
「０」を左に詰めるようにしてもよい。

【００３８】次に、本発明により、符号化された符号デ
ータの復号について説明する。図６は、本発明の復号装
置の実施の一形態を示すブロック図である。図中、３は
誤差拡散データ、４は画素並び替え部、５は並び替えデ
ータ、７は符号データ、１７は復号部、１８は予測誤差
データ、１９は逆予測部である。

【００３９】符号データ７は、復号部１７で予測誤差デ
ータ１８に復号された後、逆予測部１９で、符号化時に
用いられた予測方式の逆の処理を行ない、並び替えデー
タ５に変換される。復号に当たっては、予測方法に関し
ての必要な情報が与えられて、逆予測部での処理が行な
われる。得られた並び替えデータ５を画像データ３とし
て出力してもよいが、符号化時の並び替え処理により、
「１」，「０」の並びが、ある程度偏っているため、補
正処理を施すのがよい。

【００４０】図７は、本発明の復号装置の実施の一形態
における並び替え処理の具体例の説明図である。マトリ
ックス内にて、同一行上に「１」，「０」が両方存在す
る場合、「１」と「０」を入れ替える処理をする。例え
ば、図７（Ａ）中の１行目は「１１１０」の並びである
ので、３画素目の「１」と４画素目の「０」を入れ替え
て、図７（Ｂ）の１行目の「１１０１」とする。２行目
についても、「００１１」の並びの、２画素目の「０」
と３画素目の「１」を入れ替えて、「０１０１」とす
る。この並び替えによる補正処理では、画素値が「１」
から「０」、または、「０」から「１」に変化する変化
点を検出し、この変化点に隣接する両側の画素を入れ替
えるようにした。

【００４１】このように、変化点を挟む画素の値を入れ
替える場合には、変化点を隣接して挟む画素を入れ替え
る方法に限らず、変化点の両側において変化点から離れ
た適宜の画素を入れ替えるようにしてもよい。例えば、
図７（Ａ）の１行目では、１画素目の「１」と４画素目
の「０」を入れ替えて、「０１１０」と補正したり、２
行目では、１画素目の「０」と４画素目の「１」を入れ
替えて、「１０１０」とするような補正処理を行なうよ
うにしてもよい。

【００４２】また、符号化時のマトリックスサイズが大
きい場合には、同一行上の１，０の並びをさらにランダ
ムに配置するよう、パターン変換テーブル等を用いて変
換するよう構成してもよい。

【００４３】この補正処理の結果、並び替え後画像は、
並び替え前画像に比較し、１，０がランダムに配置され
るため、中間調画像の再現性が向上されるという利点が
ある。

【００４４】本発明による符号化装置と、復号装置を用
いて、画像処理装置を構成することができる。符号化装
置によって、データの圧縮率を大きくできるので、画像
データをメモリしたり、転送したりする場合に有利であ
る。メモリから読み出されたり、転送されたデータは、
復号装置で再現性よく画像データに復号できる。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、画素の並びに規則性、周期性がない誤差拡散
画像に代表されるランダムディザ画像に対し、画質劣化
を最小限にとどめて、ある程度の規則性を持たせること
により、予測符号化効率を格段に向上させることができ
るという効果がある。

【００４６】また、符号化においては、各ブロック内の
画素を寄せるという並べ替え処理を行なうことによっ
て、簡単な方法で、予測符号化効率を格段に向上させる
ことができる。一方、復号において、変化点を挟む画素
の値を入れ替えるという簡単な補正処理により、中間調
画像の再現性が向上できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の符号化装置の実施の一形態を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明の符号化装置の実施の一形態における
並び替え処理の具体例の説明図である。

【図３】本発明の符号化装置の実施の一形態における
予測処理の一例の説明図である。

【図４】本発明の符号化装置の実施の一形態における
予測値選択処理の一例を示す構成図である。

【図５】本発明の符号化装置の実施の一形態における
予測メモリを用いた予測処理の説明図である。

【図６】本発明の復号装置の実施の一形態を示すブロ
ック図である。

【図７】本発明の復号装置の実施の一形態における並
び替え処理の具体例の説明図である。

【符号の説明】

１…画像データ、２…誤差拡散部、３…誤差拡散デー
タ、４…画素並び替え部、５…並び替えデータ、６…予
測符号化部、７…符号データ、８，９…一致数カウント
部、１０，１１…カウント値、１２…比較器、１３…比
較結果信号、１４…選択部、１５…予測値、１６…予測
メモリ、１７…復号部、１８…予測誤差データ、１９…
逆予測部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像をＭ行×Ｎ列（１≦Ｍ，２≦Ｎ）画
素のブロックに分割し、各ブロック内の所定値の画素を
該ブロックの一方に寄せる画素並び替え手段と、少なく
とも注目画素に対してＮ画素前の画素信号を用いて注目
画素の値を予測し該予測結果に基づいて符号化する予測
符号化手段を有することを特徴とする符号化装置。
【請求項２】画像をＭ行×Ｎ列（２≦Ｍ，２≦Ｎ）画
素のブロックに分割し、各ブロック内の所定値の画素を
Ｌ（１≦Ｌ）行単位ごとに該ブロックの一方および他方
に交互に寄せる画素並び替え手段と、注目画素に対して
２Ｌ行前の画素信号と注目画素に対してＮ画素前の画素
信号を用いて注目画素の値を予測し該予測結果に基づい
て符号化する予測符号化手段を有することを特徴とする
符号化装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の符号化装置で
符号化された符号を復号する復号手段と、該復号手段に
よって復号された予測誤差信号に基づき逆予測処理を行
なう逆予測手段と、該逆予測手段から出力される画像に
対し補正処理を行なう補正手段を有することを特徴とす
る復号装置。
【請求項４】前記補正手段は、画素値の変化点を検出
して該変化点を含む領域の画素値を適宜変更することを
特徴とする請求項３に記載の復号装置。
【請求項５】前記補正手段は、画素値が前記所定値か
ら他の値に変化する変化点を検出し、この変化点を挟む
画素の値を入れ替えることを特徴とする請求項３に記載
の復号装置。
【請求項６】画像をＭ行×Ｎ列（１≦Ｍ，２≦Ｎ）画
素のブロックに分割し、各ブロック内の所定値の画素を
該ブロックの一方に寄るように画素を並び替え、少なく
とも注目画素に対してＮ画素前の画素信号を用いて注目
画素の値を予測し、該予測結果に基づいて符号化するこ
とを特徴とする符号化方法。
【請求項７】画像をＭ行×Ｎ列（２≦Ｍ，２≦Ｎ）画
素のブロックに分割し、各ブロック内の所定値の画素を
Ｌ（１≦Ｌ）行単位ごとに該ブロックの一方および他方
に交互に寄るように画素を並び替え、注目画素に対して
２Ｌ行前の画素信号と注目画素に対してＮ画素前の画素
信号を用いて注目画素の値を予測し、該予測結果に基づ
いて符号化することを特徴とする符号化方法。
【請求項８】請求項６または７に記載の符号化方法で
符号化された符号を復号し、復号された予測誤差信号に
基づき逆予測処理を行ない、該逆予測処理後の画像に対
して補正処理を行なうことを特徴とする復号方法。
【請求項９】前記補正処理は、画素値の変化点を検出
して該変化点を含む領域の画素値を適宜変更することを
特徴とする請求項８に記載の復号方法。
【請求項１０】前記補正処理は、画素値が前記所定値
から他の値に変化する変化点を検出し、この変化点を挟
む画素の値を入れ替えることを特徴とする請求項８に記
載の復号方法。
【請求項１１】請求項１または２に記載の符号化装置
と、請求項３ないし５のいずれか１項に記載の復号装置
を有することを特徴とする画像処理装置。