JPS598475A

JPS598475A - 色彩画像の符号化方法

Info

Publication number: JPS598475A
Application number: JP57117156A
Authority: JP
Inventors: 「あ」田　邦夫; Kunio Yoshida; Hiroaki Kodera; 小寺　宏「あ」
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-07-06
Filing date: 1982-07-06
Publication date: 1984-01-17

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、中間調を持った色彩画像のデジタル伝送、ま
たはデジタル記憶などのデジタル処理における符号化方
法に関するものである。

従来中間調静止画像のデータ圧縮においては、変換符号
化法、予測符号化法などの圧縮符号か提案されている。

寸だ、データ圧縮をカラー画像に適用するには、上記の
圧縮法を色分離画像ごとに施したり、色信号間の相関を
利用して、圧縮率を向上させる試みがなされている。

しかし、階調を多くとり、高忠実度のカラー画像を符号
化しようとする程、圧縮率は低下し、高精度のカラー画
像の圧縮符号化法では、高い圧縮率を得ることはできな
かった。

本発明は、このような現状に鑑み、視覚特性と、カラー
画像の持つ統計的特性を巧みに利用して、階調数の多い
カラー画ｒ象のデジタル情報量を、大きく圧縮できる方
式全提供するものである。

すなわち、本発明はカラー画像を再現するのに必要な複
数（通常は３）の色分解版のうち、−色については視覚
的に劣化のない程度に符号化し、他の色については、複
数個の画素から成るブロックごとに符号化し、全体とし
て大巾な情報量の圧縮効果を実現するものである。

以下に、図面を用いて説明する。

カラーの画像は、原画を複数枚の単色画像に分解する事
ができる。たとえば第１図に示す原画像１［対し、光学
フィルタによって赤、緑、青の色分解版２ｒ、２ｇ、２
ｂを得る事ができ、色分解系の分光特性が適当であれば
、この過程は視覚的には可逆であり、３枚の単色画像２
　ｒ　、　２ｇ　、２ｂから、原画像１を再生する事が
できる。

この時、視覚の特性としては、色によってその知覚でき
る空間周波数の特性に差があるため、３枚の画像の空間
分解能に関する情報量は、不均等に割り当てた方が良い
事が知られている。

第２図は、本発明によって圧縮された画像の情報を示す
。色分解によって、各色成分ごとに分解された画ｆ象デ
ータ３ｒ　、３ｇ　、３ｂは、さらに格子上の代表点に
おける数値データとしてｒｉｊ＋ｑｉｊ＋ｂ１．のよう
に表現される。例として３つの色分解１］版のうち、視覚の空間分解能の高いものが３９に対応す
る場合、これらのデータの符号化は、次のようにして行
なう。まずｑｉｊは、元のデータが損われないように、
２進符号化する。したがって、復号された画像４ｑの各
画素データは、原画と等しい値’Ｊｉｊとなる。

一方、他の２色に対する色分解版３ｒ、３ｂに対しては
、その各構成画素を２×２画素のグループ（ブロック）
に再構成し、各ブロックの属性にしたがってこれを符号
化する。したがって、復号された画像４ｔ、４ｂは、２
×２画像の正方領域に対して与えられる情報で特徴つけ
られた、ブロックｒ！・まだはｂ′、ｊから構成される
事になる。

１】第３図は、本発明の実施例のうち、ブロック化された画
像データめ符号化について、さらに詳細に説明するもの
である。

第３図（ａ）に示した原画の色分解版データの２つ５ｒ
、５ｇに対して、前述したように、視覚特性上、高分解
能を要する６ｑを基準色とし、ブロック符号化すべき画
像を６ｒとする。画像５ｒの各画素データを、ｒ　１１
とし、基準画像５ｑの各画素データｆｑ・・とする。ｒ
　１　］とｑｉ、ば、添字の同じ１ものは、原画の同一点に対するそれぞれの色成分を表わ
す。次に各画素ごとにデータの差分を計算し、結果を配
置すると、同図（ｂ）に示す差分画像６を得る。次に、
差分画像６の各画素を、隣接する２×２画素の正方領域
にブロック化し、正方領域内の全画素を、領域内データ
の平均値Ｘで置き換え、同図（Ｃ）に示すブロック比差
分画＠７を得る。

すなわち、図示の配置では、である。色分解版５ｒの符号化は、ブＯ−）り化差分画
像７を符号化する事で代用される。この結果、ブロック
の大きさをｎＸｎ画素にすると、画ｆ象がｂビットの分
解能である時、元の情報量はブロック当りｂ−ｎ２ビツ
トであるのに対して、差分画像は２ｂビツトの分解能と
なり、ブロック当り２ｂヒツトで表現されるので、情報
の冗長度圧縮を考え合せれば当該色のデータは少くとも
ｎ　／２　に圧縮される事は明らかである。符号化され
た、ブロック化差分画像了の復号データＸ　ｌ　］から
、同図（ｄ）の再生色分解板画像８を得るには、基準色
画像５ｑを加えればよい。すなわち、再生色分解版画像
ので表わされる。

一般にカラー画像において、色成分データの間の相関は
強く、隣接画素間の相関も強いので、差分画像６に対し
そ、プロ２・、クイは施してもブロック内平均値又と、
各画素データ（ｒｉ；−ｑｉｊ）　　の差は極めて小さ
く、ブイツクの属性として、その平均値を用い、ブロッ
ク内の全データをこれて代用しても、再生された色分解
画像８の劣化は極めて小さく、かつ視覚的に分解能全必
要としないので、再生されたカラー画像に対する影響は
極めて少ない。第３図では、基準色画像５ｑと、他の１
色の画像６ｒについて説明しだが、残りの１色シてつい
ても全く同様にブロック差分画像を求め、符号化圧縮が
できる。

前記の実施例では、ブロックを２×２の正方領域で構成
したが、一般にｎＸｎ（ｎ＝２．３・・・・壷・）の正
方領域や、ｎＸｍ（ｎ、ｍ＝２，３・ｅ＠ａ・・、ｎＸ
ｍ）の長方形領域さらには、必ずしも接してはいないが
、画像データの間の相関の強い画素の組合せを用いても
圧縮効果が得られる。

寸だ、前記の実施例では、基準色以外の２つの色分解版
画像のブロックの構成について、同等制限を設けていな
いが、他の実施例として、この２つのブロックの配置を
、境界が一致しないよう、たとえば第４図に示すように
、基準色の標本用の格子１Ｑに対して第１のブロック１
１と、第２のブロック１２て構成すれば、ブロック化に
伴うデータの誤差はさらに分散され、視覚上の影響を軽
減てきる。

さらに、他の実施例について述べると、ブロック内のデ
ータの属性は、単なる平均値の代りに、ブロック内の全
画素データを、その大きさの順にＮ群のグループに分け
、各画素がそのＮ群のどれに属しているか、および、各
群のデータの代表値の両方を用いて表わすことができる
。Ｎの値はブロック内の画素の数取下の任意の値でよい
。

例えば、第３図に示すブロック化された画像６の各要素
ｒ　・−ｑ・（ｉ＝１．２・・・・・・、ｊ＝１，２・
・・・ＩＪ　　　１］・・）を表わす情報として、先の説明におけるＮの値を
２とすると、各ブロックの属性は、該当するブロック内
の画素を、それらの平均値を閾値として、値の大小に応
じて２つのグループに分けた時の、両グループに属する
色差の配置パターンと、各グループ内の平均値で表わす
ことができる。すなわち、第３図におけるブロック化さ
れた画像６の各要素は、例えば第５図（ａ）に示す色差
配置１３から成っているので、ブロック内の全色差の値
の平均は−４５である。したがって、平均値よりも小さ
い色差を０で、大きい色差を１で置き換え、第６図（ｂ
）の二値化パターン１４を得ることができる。この時、
０に置き換えられた色差の平均値は−９，１に置き換え
られた色差の平均値は○である。しだがって、本発明に
したがえば、色差配置１３に替えて、二値化パターン１
４と、２つの平均値（−９および○）でブロック全代表
させることができる。このとき、元の色分解版が８ビツ
トの情報を持っていたとすると、二値化パターンは＜ヒ
、）ト、２つの平均値はそれぞれ１１ビツトで表現でき
るから、８ビット×４画素−３２ビットが４ピント＋１
１ビツトＸ２＝２６ビノトの情報量に圧縮されることに
なる。また、二値化パターンは、その発生確率がパター
ンに依存して太きく異なり、かつ色差の発生確率も、そ
の値＆Ｃよって犬きく異なっているから、適当な符号化
、たとえばＨｕｆｆｍａｎ　　の符号、あるいはＦａｎ
ｏの符号などで冗長度を除去する事ができる。前述した
第３図を用いて説明した実施例は、本実施例においてＮ
＝１とし１、群内のデータの代表値として、算術平均を
用いた、限定された実施例とも考えられる。

また、これまでの例では、基準色として視覚上、分解能
の高い色を選んだが、基準色としで、視覚」１分解能に
対して非支配的な色を選び、基準色画像については、原
データの代りに空間分解能の小さい画像、例えば高域カ
ットされだ画＠を用い、他の色のブロック化に際しては
、前述したように複数群にブロックを分け、空間パター
ンは保存されるよう圧縮符号化しても良い。これは、空
間分解能は、視覚上重要ではないが、階調分解能は必要
であるような色を基準色に選んだ時、極めて効率の良い
情報量圧縮の手段を実現する。

さらに、これまでの例では、データとして、色分解版を
用いたが、それに替えてそれらの線形変換による輝度デ
ータと色差データに変換し、輝度データを基準データと
し、他の色差データに対してこれまで述べたブロック化
を施しても同様の効果を得ることができる。

以上のように、本発明はカラー画像の色分解版について
、各色間の相関もしくは、視覚特性を利用して大巾なデ
ータ圧縮を実現するものであり、本発明によって１／／
３〜１／／ｉのデータ圧縮が、画質の劣化を招く事なく
実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図はカラー原画像とそれを色分解した色分解板を示
す平面図、第２図は各色成分の色分解版データおよびそ
れを本発明の符号化方法に従って符号化し復号しだ各色
成分の画像データの実施例を示す配置図、第３図（ａ）
〜（ｄ）は本発明（でよる符号化方法の実施例における
ステップを示すデータ配置図、第４図は本発明による符
号化方法の他の実施例における基準色の標本用格子とブ
ロック配置を示す図、第５図（ａ）　、　（ｂ）は本発
明による符号方法の更に他の実施例における色差データ
配置図であ１＊＊＊＊ｅｅ力ラー原画像、２　ｒ　、　
２　ｇ　、　２　ｂ　ｅ＠ｓｅ・・色分解版、３ｒ　、
３ｇ　、３ｂ・・・・・・色分解画像データ、４ｒ、４
ｇ、４ｂ・・・・・・復号画像データ、６ｒ、５ｇ・・
・・・・色分解版データ、６・・・・・・差分画像デー
タ、７・・・・・・ブロック化差分画像データ、８・・
・・・・再生色分解版画像データ、１０・・・・・・標
本用格子、１１．１２°ｌ１ＩＩ１１１１ブロック０代
理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　１
　図第２因第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）中間調を有する色彩画像を複数の色分解データに
分解し、前記、複数の色分解データのうちの１つを基準
色データとし、基準色データ以外の色のデータは、原画
像の複数画素を組合せて成るブロックに分割し、前記基
準色データは原データごとに符号化し、他の色のデータ
は、分割されたブロックごとに、そのブロックの特性を
表わすブロック符号で符号化することを特徴とする色彩
画像の符号化方法。
（２）　　ブロックの特性を表わすブロック符号として
、当該色と、基準色との各画素ごとの差の成分を用いる
特許請求の範囲第１項記載の色採画像の符号化方法。
（３）基準色以外の色データのブロック化を隣接する複
数画素の組合せで行なう特許請求の範囲第１項記載の色
彩画像の符号化方法。
（４）基準色以外の色のデータのブロック化を統計的に
、相関の強い画素の組合せで行なう特許請求の範囲第１
項記載の色彩画像の符号化方法。
（５）基準色以外の色のデータのブロックをその組合せ
が、他の色に対すブロックの組合せと互に合致しないよ
うに配置する特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれ
かに記載した色彩画像符号化方法。
（６）　　ブロック内部の、データを、予め定められた
限られた階調と、限られたパターンで近似する特許請求
の範囲第１項乃至第６項のいずれかに記載の色彩画像の
符号化方法。
（７）基準色として色分解データのうち、視覚が空間分
解能において、最も優れている色を選び、その符号化は
原データに忠実な再現をする符号化である特許請求の範
囲第１項記載の色彩画像の符号化方法。
（８）基準色として、色分解データのうち、視覚が空間
分解能において最も劣る色を選び、その符号化は、原デ
ータよりも空間周波数の高域を低下させ、符号化効率を
高めたデータを用いる特許請求の範囲第１項記載の色彩
画像の符号化方法。
（９）カラー原画の色分解データを線形変換により輝度
データと色差データに変換したのち輝度データを基準と
し、色差データをブロック化により符号化する特許請求
の範囲第１項記載の色彩画像の符号化方法。