JPS5930362A - 濃淡画像の符号化方法および装置 - Google Patents

濃淡画像の符号化方法および装置

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JPS5930362A
JPS5930362A JP57139369A JP13936982A JPS5930362A JP S5930362 A JPS5930362 A JP S5930362A JP 57139369 A JP57139369 A JP 57139369A JP 13936982 A JP13936982 A JP 13936982A JP S5930362 A JPS5930362 A JP S5930362A
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Kazumoto Iinuma
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    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
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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】 本発明は濃淡画像をディジタル信号処理により効率よく
データ圧縮符号化する方法および装置に関する。
従来、白と黒からなる文書、図面等の2値画像に対して
はランレングス符号化法などによシ圧縮率が5〜20の
効率の良いデータ圧縮符号化が実現されている。一方、
写真やテレビ画像の様に濃淡が連続的に変化する画像に
対しては、差分符号化(DPOM)や変換符号化が知ら
れているが、圧縮率は2〜8と小さく効率の良い符号化
は実現されていない。
本発明の目的は簡単な方法で、圧縮率の高い(5〜20
)濃淡画像の符号化法および装置を提供することにある
本発明においては、濃淡を表示する手法として新聞や印
刷で用いられている網点化法やディザ−法を応用して濃
淡画像を符号化するものであるが、これらの手法よシも
より正確な濃淡の再現ができるという特徴がある。
本発明によれば濃淡画像の符号化において、画像信号X
を周期的に変化する2値化閾値により2値化し、得られ
た2値化信号Y、を符号化して第1の符号化信号とし、
この2値化信号Y、を用いて画像信号Xに対する推定値
X1を求め、推定誤差(X−Xi)を符号化して第2の
符号化信号とし、濃淡画像の復号化において、前記第1
の符号化信号を復号化することによシ、2値化信号Y1
 を得、これを用いて画像信号Xに対する推定値X、を
求め、第2の符号化信号を復号化することにより推定誤
差を復号化し、前記推定値X1 と推定誤差から元の濃
淡画像を再生する濃淡画像の符号化方法が提供される。
また、濃淡画像信号Xを周期的に変化する2値化閾値に
より2値化する手段と、得られた2値化信号を符号化す
る第1の符号化手段と、2値化信号Y、を用いて濃淡画
像信号Xに対する推定値X、を発生する手段と、−推定
誤差÷美−X−,−なり1生す4呼1Q片推定誤差(X
−Xl)を符号化する第2の符号化手段とから構成され
る濃淡画像の符号化装置、および濃淡画像信号Xを周期
的に変化する2値化閾値により2値化し符号化した第1
の符号化信号を復号化する手段と、復号化した2値化信
号を用いて濃淡画像信号Xに対する推定値X、を発生す
る手段と、推定誤差を符号化した第2の符号化信号を復
号化する手段と前記推定値X、と復号化した推定誤差と
から元の濃淡画像を再生する手段とから構成される濃淡
画像の復号化装置が得られる。
次に、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
第1図は本発明の実施例の構成の一例を示すブロック図
である。図において、濃淡画像信号は端子100から入
力され、A/D変換器20により、ディジタルの′tn
淡画像信号Xに変換される。A/D変換器においてはI
M本値肖り8ビツトを用いて、256レベルの濃淡を表
わすものとする。濃淡画像信号Xはまず、周期的に閾値
が変化する2値化回路1により2値化され、2値化信号
Y、は第1の符号器6でデータ圧縮符号化されると共に
、濃淡推定回路2に入力され、濃淡信号Xに対する推定
値X、に変換される。濃淡信号Xとその推定値X、を減
算器4で減算され、推定誤差(XX+)がとシ出され、
推定誤差(X−XI)は第2の符号(5) 器3によシデータ圧縮符号化される。
端子101には画像の同期信号(テレビ信号では水平同
期信号、写真スキャナでは水平位相信号)が印加され、
閾値発生回路5に導かれて周期的閾値の発生に用いられ
る。2値化閾値を周期的に変化させる方法は網点法や、
ディザ−法等種々の方法が適用可能であるが、ここでは
、4X4の組織的ディザ−法を例にとって説明する。
第2図は4×4のディザ−マトリックスを示すもので、
数字は0〜255までのレベルを有する濃淡画像信号を
2値化する閾値を示している。すなわち、第1列の8,
136,40,168は第1走査線に対する2値化閾値
を示し、第1サンプルは8、第2サンプルは136、第
3サンプルは40、第4サンプルは168がそれぞれ2
値化閾値となる。第5サンプル以降は再び、これらの閾
値を繰返す。第2走査線に対する2値化閾値は200.
72,232,104であシ、第3および第4走査線の
それは、56,184,24゜152および248,1
20,216.88であr 6 ) る。2値化閾値は副走査方向にも周期的に繰返す。
濃淡画像信号Xをこのような周期的に閾値を変化させて
2値化した信号Y、を白黒の2値表示すると、擬似的に
濃淡が再現されることは良く知られている。しかしなが
ら、濃淡の再現精度は悪い。
そこで、本発明では、2値化信号Y□を用いて、濃淡画
像信号Xに対する推定値X、を発生し、XとX、の差、
即ち推定誤差を再び符号化する。
第3図は濃淡推定回路2の一例を示すブロック図である
。2値化信号Y1はタップ付遅延線21に入力され出力
K、第4図に示すような、主走査方向3画素、副走査方
向3ラインからなる9画素に対する2値化信号yo−7
aがとり出される。これらの9ビツトの信号は2値化閾
値を示す4ビツトの信号と共にROM 22 (Rea
d 0nly Memory)のアドレス線に印加され
る。ROM22には3×3画素の中央の画素に対応する
推定値X1 を記憶させておくことにより、出力に8ビ
ツトの推定値XIを次々と得ることができる。l(,0
M22の作り方としては、代表的寿濃淡画像について、
組織的ディザ−法により2値化を行ない、3×3の2値
化パターンに対する実際の濃度値の統計量を計算し、最
も発生確率の高い濃度値を推定値とし−C採用するのが
良い。このような、2値多値変換法については、英文雑
誌Proceedings of tbe8ID、 V
ol、 22/3.1981. pp、 185−18
9に[Displqyof dithered ima
gesj と題して、A、 N、 Netravali
 and E、 G、 Bowenが発表しているので
詳細は省略する。
本発明においては2値化信号Y、をデータ圧縮符号化す
る第1の符号器と、推定誤差(X−XI)をデータ圧縮
符号化する第2の符号器が用いられる。
第1の符号器としてはディザ−化画像信号用に設計され
た予測分割符号器(上野、小野、岩田、大西「予測分割
符号化による2値デイザf画像のデータ圧縮」電子通信
学会技術研究報告、IE78−47 (1978)参照
)を用いることができる。
まだ、第2の符号器としてはテレビ信号用の差分符号器
(DPOM符号器)を用いることができる。
ここでは、第2の符号器の他の実施例として、ディザ−
符号器の例を示す。図において、信号線104には推定
誤差(X−XI)が供給される。この推定誤差は多値信
号であるから、これを、再びディザ−符号化するのがこ
の実施例である。2値化回路1′には周期的に変化する
閾値信号T′を供給し、推定誤差(X−XI)を2値化
する。推定誤差は、正負の値を有し、その振幅分布はs
  oK集中するので、2値化閾値としては、例えば、
第6図に示すようなディザマトリックスを用いるのが良
い。このようにして、2値化された信号Y2は第1の符
号器と同じ構成の符号器6′を用いて圧縮符号化され、
信号線105に出力される。
第1図において、データ圧縮符号化された第1および第
2の符号はそれぞれ線103および105を通して多重
化回路8により多重化される。また、同期信号は多重化
回路にて同期信号に変換される。
多重化された圧縮符号はメモリー10に一旦記憶される
か、又は伝送路に送出される。
データの圧縮率は画像の種類によって異なるが大まかに
云えば 第1の圧縮符号が平均0,3ピツ(a  ) ト/画素、第2の圧縮符号が平均0.5ビット/画素に
圧縮されるとすれば、合計で0.8ビット/画素となる
ので、平均圧縮率は10に彦る0次に、このようにして
データ圧縮符号化された濃淡画像を復号化再生する方法
を説明する。第1図において、メモリー10に記憶され
た圧縮符号は順次読み出され、分離回路9によシ、同期
信号、第1圧縮符号、第2圧縮符号に分離され、それぞ
れ、線106,107および108に出力される。
第1圧縮符号は第1の復号器16により、2値化信号Y
、に変換される。この2値化信号Y、は更に、濃淡推定
回路12に印加され、濃淡画像信号の推定値XI を出
力させる。ここで濃淡推定回路12は符号化に際して用
いたものと同じ構成のものを用いる。第2圧縮符号は線
108を介して第2の復号器13に印加され、推定誤差
が復号される。この推定誤差と推定値X、は加算器14
にて加算されD/A変換器30により濃淡を示すアナロ
グ信号となり端子200にとり出される。なお、線10
6にとり出された同期信号は閾値発生回路(10) 15に印加され、符号化と同様の周期的閾値を発生する
のに用いられる。
ここで、第2の復号器では、第2の符号器の逆変換動作
が行われるので、例えば、第2の符号器としてDPOM
符号器を用いた場合は、これに対応するDr CM復号
器を用いれば良い。第7図は第2の符号器として、第5
図に示したディザ−符号器を用いた場合の対応する復号
器を示すブロック図である。図において、線108を通
して供給される第2圧縮符号は復号化回路16′で2値
化信号Y2に変換される。復号化回路16′の構成は第
1の復号器16と同じである。復号化された2値化信号
Y、は濃淡推定回路12′により濃淡推定値に変換され
る。濃淡推定回路12’としては濃淡推定回路2と同じ
構成のものを用いることができるが、ROMの内容は推
定誤差に対する統計から定めるので異なっだものと々る
。濃淡推定回路12′における推定誤差をqとすれば、
濃淡推定回路12′の出力は(X−Xl−1−q )と
寿るので、加算器14の出力は(x+q)となり、再生
画像信号は元の濃淡画像信号に推定誤差が加わったもの
となる。
以上の説明においては、第2の符号化を一段で構成して
いるが、これを多段にすることができる。
すなわち、2値化信号Y2を更に濃淡推定回路により濃
淡信号に変換し、入力信号との推定誤差を計算し、これ
をディザ−化して2値化信号Y、を得る如くすれば推定
誤差を更に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示すブロック図、第2図および
第6図はディザ−マトリックスの例を示す図、第3図は
濃淡推定回路の一例を示すブロック図、第4図は画素配
置を示す略図、第5図は、第2の符号器の一例を示すブ
ロック図、第7図は第2の復号器の一例を示すブロック
図である。 図において、参照数字1,1′・・・2値化回路、2.
12.12’・・・濃淡推定回路、3・・・第2の符号
器、4・・・減算器、5.15・・・閾値発生回路、6
・・・第1の符号器、8・・・多重化回路、9・・・分
離回路、10・・・メモリ、16・・・第1の復号器、
13・・・第2の復号器、14・・・加算器、20・・
・A/D変換器、30・・・D/A変換器、6′・・・
符号化回路、21・・・タップ付遅延線、22・・・R
OM、1.6’“゛復号化回路、である。 代理人弁理士 門脈  晋 (13) オ 20 /+ 30 對 4 口 オ 5 図 「− オ 70 「− −

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、濃淡画像の符号化において、画像信号Xを周期的に
    変化する2値化閾値(よ勺2値化し、得られた2値化信
    号Y1 を符号化して第1の符号化信号とし、この2値
    化信号Y、を用いて画像信号Xに対する推定値X1 を
    求め、推定誤差(X−XI)を符号化して第2の符号化
    信号とし、濃淡画像の復号化において、前記第1の符号
    化信号を復号化することにより、2値化信号Y1を得、
    これを用いて画像信号Xに対する推定値X、を求め、第
    2の符号化信号を復号化することにより推定誤差を復号
    化し、前記推定値X。 と推定誤差から元の濃淡画像を再生することを特徴とす
    る濃淡画像の符号化方法。 2、、濃淡画像信号Xを周期的に変化する2値化閾値に
    より2値化する手段と、得られた2値化信号を符号化す
    る第1の符号化手段と、2値化信号Y、を用いて濃淡画
    像信号Xに対する推定値X1を発生する手段と、推定誤
    差(X−XI)を符号化する第2の符号化手段とから構
    成されることを特徴とする濃淡画像の符号化装置。 3、濃淡画像信号Xを周期的に変化する2値化閾値によ
    り2値化し符号化した第1の符号化信号を復号化する手
    段と、復号化した2値化信号を用いて濃淡画像信号Xに
    対する推定値X1 を発生する手段と、推定誤差を符号
    化した第2の符号化信号を復号化する手段と前記推定値
    XIと復号化した推定誤差とから元の濃淡画像を再生す
    る手段とから構成されることを特徴とする濃淡画像の復
    号化装置。
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