JPS6046473B2 - 画像符号化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は画像の符号化方法に関するものである。

画像を画素の集合とみなし、各画素を限定された信号
レベルによつて表現して、すなわちいわゆるディジタル
画像として、これを符号化する技術は現在盛んに研究さ
れている。

そして画像を符号化した後も元のディジタル画像が正確
に再現できるという条件の下での効率のよい符号化方法
については、多くの研究結果が発表されている。しかし
画像を符号化して記憶し又は伝送する場合の目的によつ
ては、画像を符号化した後では元のディジタル画像を正
確に再現することはできなくなり元のディジタル画像の
近似画像しか再現できなくなつても支障のない場合があ
る。このように近似画像が許容される場合は、こ許容条
件を用いてより効率のよい符号化方法が得られる筈であ
るが、従来の符号化方法では近似画像が許容されるとい
う条件を導入すると符号化のための処理が複雑になると
いう欠点があつた。 この発明は従来の方法における上
述の欠点を除去し、正確に元のディジタル画像を再現す
ることはできないが実用上支障のない近似画像を再現す
ることができる符号化であつて、符号化効率がよく、か
つ比較的に符号化処理が簡単な符号化方法を提供するこ
とを目的とするものである。

この発明による符号化方法では、互に離接する所定数
の画素を一つの画素ブロックとし、画像は画素ブロック
の配列によつて構成されると見なし、画素ブロックのと
り得る画素パターンの総数（すなわち、一つの画素がと
り得る信号レベルの数がＮで、各画素ブロックはｍ個の
画素で構成される場合、画素ブロックのとり得る画素パ
ターンの総数はＮｍとなる）よりも少ない数の画素パタ
ーンを選定し、其他の画素パターンは選定した画素パタ
ーン中の近似した画素パターンによつてこれを表わし、
この選定した画素パターンを２元符号によつて表わし、
画像を構成する画素ブロックの配列を上記２元符号の配
列に置き換えて画像を表わし、更にこの２元符号の配列
を各桁の配列に分割して符号化する。

以下図面によつてこの発明の実施例を説明する。

第１図はこの発明の原理を説明するための説明図であつ
て、記憶又は伝送すべき元の２値画像の一例を示ず。図
において点線及び実線で囲まれた小さな正方形を１画素
とし、４個の画素を含む実線で囲まれた正方形を１画素
ブロックとする。また第１図に示す全体の画像は５×５
＝２？の画素ブロックの配列から構成される。各画素の
信号レベルｒ１ョ（黒、すなわち第１図の斜線を施した
正方形）とＲＯＪ（白、すなわち第１図の空白の正方形
）の２値であるとすると、４個の画素から構成される画
素ブロックがとり得る画素パターンの総数は７＝１６で
ある。

第２図は画素ブロックがとり得る画素パターンの一例を
示ず説明図であつて４個の画素から構成される画素ブロ
ックは第２図ａ−ｐに示すように総数托種類の互に異な
つた画素パターンをとり得る。この発明の方法では第２
図に示す総数托種類の画素パターンから１６よりも少な
い数の使用可能画素パターンを選定し、其他の画素パタ
ーンは選定した画素パターン中の近似した画素パターン
によつてこれを表わすものである。

第３図は第２図の画素パターン中から選定した使用可能
画素パターンの一例を示す説明図であつて、第２図Ａ，
ｉ，ｍ，Ｃ，ｇ，ｅ，ｊ，ｋに示す８種類の画素パター
ンを選定しそれぞれ第３図０，１，２，３，４，５，６
，７て表わし、残りの画素パターンのうち第２図Ｂ，ｄ
，ｎに示すものは第３図０で、第２図ｐに示すものは第
３図３で、第２図ｈに示すものは第３図４で、第２図ｅ
に示すものは第３図５で、第２図０に示すものは第３図
で６で、第２図ｆに示すものは第３図７でそれぞれ近似
する。第４図はこの発明の一実施例を示す説明図であつ
て、第１図に示す２値画像を、第２図と第３図との関係
の近似を用いて表わした画像であつて、（但しデータ圧
縮の効果を高めるため１部分は第２図と第３図の関係以
外の近似を用いてある）第１図の画像と第４図の画像と
は異なる画像であるが、多くの場合において同一の意味
を伝達することができ、したがつて第２図と第３図の関
係の近似は多くの場合に許容し得るものであることが理
解できる。

かつ第１図に示す画像を表わすには各画素ブロックに対
して４ビットの２進符号を必要とするが、使用可能画素
ブロックの種類を第３図に示すように８種類に制御した
第４図に示す画像を表わすには各画素ブロックに対して
３ビットの２進符号（一般的に言えば３桁の２元符号）
を割当てればよい。第５図は第３図の各画素パターンに
割当てられた２元符号を示す説明図であつて、３桁のグ
レーコードを割当てた例を示す。

第６図はこの発明の一実施例を示す説明図で、第４図の
ように近似された２値画像における各画素ブロックの画
素パターンを第５図に従つて割当てられた２元符号によ
つて表現したものである。

図中、実線の正方形は各画素ブロックに相当し、正方形
中の右下が２元符号の第１桁、中央が第２桁、左上が第
３桁である。２元符号の各桁で、２元配列が３組できて
いることがわかる。

さて、第１図の２値画像も白画素ＲＯＪで表わし黒画素
を０しで表わせば２元配列と見なせるので、これを第６
図と比較すれば、第１図を第４図で近似し（第２図を第
３図て近似し）、第３図の各画素パターンに第５図に従
つて２元符号を割当て第６図に変換する過程で、全体の
２元記号の数は３１４に減少していることがわかる。

次に、第６図の３組の２元配列を従来公知の方法により
別々に符号化するのてあるが、この符号化の実施例とし
て第７図に示すような符号化形式を用いた場合を例にし
て説明する。

すなわち第６図の各桁の２元配列を、横（図面の）方向
に走査・して最左上の記号から最右下の記号まて順次読
出せば、たとえば第３桁はＲＯＯＯＯＯ，ＯＯＯｌＯ，
ＯｌＯｌＯ，ＯｌＯｌｌ，ｌＯＯＯｌＪとなるが記号Ｒ
ｌＪの直後で区切り、かつ最大３個の記号までで区切つ
てできる区切りの間の記号パターンを第７図に示すノ規
制に従つて符号ビットのパターンに変換する。その結果
はＲＯＯｌｌＯｌｌｌｌｌＯｌｌｌｌｌＯｌＯｌＯｌＯ
ＯｌＯＪとなり２４ビットの符号となる。また第２桁は
ＲＯＯＯＯＯ，ＯｌｌｌＯ，ＯＯＯＯＯ，ｌＯｌｌ，Ｏ
ｌｌｌＯＪであつてこれを符号化するとＲＯＯｌＯｌＯ
ｌＯＯＯｌＯ１１１１０１１０１０１００ョとなり２５
ビットの符号となる。また第１桁はＲＯＯｌＯＯ，Ｏｌ
ＯＯＯ，ＯＯＯＯＯ，ｌｌｌｌＯ，ＯＯＯＯＯｊであつ
ていれを符号化するとＲｌｌｌＯｌＯＯＯｌｌｌｌＯｌ
ＯｌＯＯＯＪとなり１９ビットの符号となる。

すなわち第６図は全体で２元記号の数が７５であつたも
のが、第７図の規則によつて符号化すると２４＋２５＋
１９＝６８ビットの符号で表現することができ、第１図
に示す元の２値画像に比し３１４×６８１７５…０．６
８のビット数にデータ圧縮して符号化できることになる
。このように、この発明の符号化方法によれば、近似画
像を作る第１段階と、それを符号化する第２段階の両方
の効果が積で効いてくるため、符号化の効率を良くする
ことが期待できる。

画素パターンの数を制限して近似画像を作る段階におい
ては、近似による画質劣化が許容される範囲で、できる
だけ画素ブロックを大きくとればよい。

たとえば画素ブロックを８×８＝６栖素の大きさにとり
、使用する画素パターンの数を２１０＝１．０２４に制
限すれば、それだけで１０１６４′−０．１６にデータ
圧縮ができたことになる。また、画素パターンに２元符
号を割当る際には、次の符号化にとつて、なるべく符号
ビット数が小さくなるように工夫すればよい。

それには画素ブロックの配列において、隣接する画素ブ
ロックの画素パターンの相関関係に着目すべきであろう
。たとえば、黒画素の割合が大きい画素パターンには黒
画素の割合が大きい画素パターンが隣接しやすく、黒画
素の割合の小さいパターンには黒画素の割合が小さいパ
ターンが隣接し易い傾向があるとすれば、使用可能な画
素パターンを黒画素の割合の順に並べて、これにグレイ
符号を割合てることにより、各桁の２元記号の配列はラ
ンレングス符号化等に適した配列にすることができる。
ところで、上記の実施例では画素のとり得る信号レベル
数は２であるとし、画素ブロックの大きさは４画素であ
るとし、使用可能な画素パターンの数は８であるとした
が、これらの数値は説明の便宣のために選んだ値であつ
て、任意の他の数値が選ばれた場合も同様に処理できる
ことはいうまでもない。また画素パターンに２元符号を
割当る方法や、２元符号の配列を各桁ごとに符号化する
方法も、上述の実施例に限定されるものでないことは勿
論である。更に、上述の実施例では、第６図に示す各桁
の２元配列を各桁ごとにそれぞれ分離して符号化したが
、これらの桁を連結して符号化することも可能である。
第８図はこの発明の一実施例を示すブロック図で、この
発明の方法を画像伝送に応用した場合の送信と受信の装
置構成を示すブロック図である。

図において１１は画像読取部、１２は画素パターンメモ
ｌ八１３は近似パターン選択部、１４は符号化部、１５
は復号化部、１６は画素パターンメモリ、１７は近似画
像復元部、１８は画像表示部である。画像読取部１１で
読取られた画像は画素ブロックごとに、画素パターンメ
モリ１２内の使用可能なパターンと比較され、近似パタ
ーン選択部１３で選択された近似パターンの２元符号に
変換される。

符号化部１４で各桁の２元記号配列毎に符号化された後
、伝送路を介して復号化部１５で再び２元符号に戻され
る。この２元符号に対応して画素パターンメモリ１６か
ら画素パターンを読出してきて近似画像復元部１７で近
似画像が形成され、これを画像表示部１８で表示するこ
とにより画像伝送が行なわれる。以上のように、この発
明の方法では、画像を複数の画素よりなる画素ブロック
の配列とみなし、各画素ブロックに、数が制限され、そ
れぞれ２元符号が割当てられた画素パターンの中から近
似するものを選択して割当て、その結果形成される２元
符号の配列を符号化するのて、比較的簡単に実現でき、
かつ極めて効率の良い符号化方法を得る”ことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の原理を説明するための説明図、第２
図は画素ブロックがとり得る画素パターンの一例を示す
説明図、第３図は第２図の画素パ・ターンの中から選定
した使用可能画素パターンの一例を示す説明図、第４図
はこの発明の一実施例を示す説明図、第５図は第３図の
各画素パターンに割当てられた２元符号を示す説明図、
第６図はこの発明の一実施例を示す説明図、第７図は符
号）化の一例を示す説明図、第８図はこの発明の一実施
例を示す説明図である。 図において１１は画像読取部、１２は画像パターンメモ
リ、１３は近似パターン選択部、１４は符号化部である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 画素の配列によつて構成されるディジタル画像の複
   数個の画素から構成される画素ブロックの配列とみなし
   この画素ブロック内の上記複数個の画素が上記ディジタ
   ル画像内においてとり得る信号レベルのうちの任意の信
   号レベルをとるとき上記画素ブロックが表示し得る画素
   パターンの総数より少ない数の使用可能画素パターンを
   あらかじめ決定しておく段階と、上記使用可能画素パタ
   ーンの種類を表わすそれぞれの２元符号をあらかじめ決
   定しておく段階と、上記ディジタル画像を構成する各画
   素ブロックの示す画素パターンと上記使用可能画素パタ
   ーンとを比較し同一又は近似の画素パターンを有する画
   素ブロックに対し当該使用可能画素パターンに対してあ
   らかじめ定められた上記２元符号を割当る段階と、この
   割当られた２元符号を似て上記画素ブロックの配列を表
   わした２元符号の上記ディジタル画像に対応する配列を
   符号化する段階とを備えたことを特徴とする画像符号化
   方法。