JPH0137065B2

JPH0137065B2 -

Info

Publication number: JPH0137065B2
Application number: JP58204085A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Uno
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-10-31
Filing date: 1983-10-31
Publication date: 1989-08-03
Also published as: JPS6096079A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、多値画像情報を、伝送又は蓄積、再
生する際に利用される符号化方法に関するもので
ある。

従来例の構成とその問題点従来より多値画像情報の符号数を減少させる手
段としてブロツク符号化と呼ばれるものがある。
これは、以下に説明する(1)〜(6)の処理を行なうも
のである。

(1) ２次元に配列された画素よりなる画像におい
て、画像を複数個のブロツクに分割する。１つ
のブロツクの形状は、例えば４画素×４画素の
画素群からなる方形である。

(2) １つのブロツクの中の各画素の平均値を求め
る。

(3) ブロツクの中の各画素の値が平均値より上の
グループ（以下、Ｕグループと称する。）と平
均値より下のグループ（以下、Ｌグループと称
する。）に分ける。

(4) Ｕグループの画素の値の平均値（）とＬグ
ループの画素の平均値(L)とを求める。

(5) ブロツクの中の各画素が、Ｕグループに属す
るか、Ｌグループに属するかの表（Ｔ）を作
る。

(6) 上記、、、Ｔを符号化する。

しかしながら上述した従来のブロツク符号化処
理においては、ブロツク内での各画素の平均値か
らグループ分けし、符号化しているため、再生画
像と原画像との値の差が大きいこと、ブロツクの
境界において、不自然な値の変化が存在し、ブロ
ツクの形が目につき、画質を損うという欠点を有
していた。

発明の目的本発明は、上記従来の欠点に鑑み、ブロツクの
境界での画素値の不自然な変化を改善し、再生画
像において前記ブロツクの境界を目立ち難くする
とともに、前記ブロツクの境界およびクロツク内
部における各画素の、原画素値と再生画素値の差
を減少させ、再生画像の画質改良を行なう多値画
像の符号化方法を提供するものである。

発明の構成本発明は多値の画素が多数集合してなる画像に
対し、複数個の隣接する前記画素をまとめてブロ
ツクとし、処理を実行しようとしている処理ブロツクの中
に１画素以上の処理代表画素を定めるとともに、
この処理代表画素に対する新たな処理基準値を定
め、次に既に処理が終了し、かつ当該ブロツクの近
隣に位置する処理済ブロツクの中から選んだ処理
済代表画素に対する処理済基準値を記憶部から読
み出し、この読み出した処理済基準値と、前記処理代表
画素に対する新たな処理基準値とにより、前記処
理ブロツク内の全ての各画素に対する新たな処理
基準値を求め、次に前記処理代表画素に対する新たな処理基準
値と、前記各画素に対する新たな処理基準値と当
該画素の画素値との差とを用いて当該ブロツクを
符号化するとともに、その各画素に対する新たな
処理基準値を処理済基準値として各画素ごとに前
記記憶部に記憶することにより、上記目的を達す
るものである。

実施例の説明以下、本発明の多値画像の符号化方法の一実施
例について第１図に示すフローチヤートに従い。
説明する。

(イ) ２次元に配列された画素よりなる画像におい
て、画像を複数個のブロツクに分割する。な
お、各ブロツクは複数個の画素よりなる。

(ロ) ブロツクの中に代表画素を定める。

(ハ) 代表画素に基準値を定める。

(ニ) 近隣の（隣接を含む）複数ブロツクの代表画
素の中から適当なものを選び、これらの基準値
を用いて、建築の分野において、柱の間に屋根
を張るごとく、当該ブロツクの各画素に基準値
を設定する。この屋根に見立てた基準値は、こ
の屋根に係る基準値の全てが同一でないとき
は、傾斜ないし、湾曲しており、全てが同一の
ときのみ水平となる。この屋根は、隣接ブロツ
クのもつ屋根と、ブロツクの境界において、連
続した面を形成している。

(ホ) ブロツク内の各画素の値を、その画素の基準
値と比較し、その差を求める。

(ヘ) 基準値と、上記の差を符号化したものが、１
つのブロツクの符号となる。

以下、第２図を参照して、さらに具体的に説明
する。第２図は、画像、ブロツク、画素の三者の
関係を示すものである。１０は画素よりなる画像
であり、各画素は１つの桝目で示されている。１
１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄはブロツクの境界
を示す線で、これら４本の線で囲まれた画素１３
Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅ，１３Ｆ，
１３Ｇ，１３Ｈ，１３Ｉ，１３Ｊ，１３Ｋ，１３
Ｌ，１３Ｍ，１３Ｎ，１３および１２Ａが、当
該ブロツク内の画素である。なお第２図に示すブ
ロツクは、たて４画素、よこ４画素からなる境界
が方形のものであるが、ブロツクとしては上述の
如き４×４画素にのみ制限されるものではなく、
例えば、２×２、２×３、１×４、３×４、８×
８画素など各種のものが必要に応じて選ばれ、ブ
ロツクの境界も、正方形、長方形に制限されるこ
となく、三角、六角、円に近いものなど必要に応
じて選ぶことができる。また第２図において、１
６Ａは画素配列のＸ方向、１６Ｂは画素配列のＹ
方向である。第２図に示す画像が、フアクシミリ
の如く走査によるものであれば、Ｘ方向が主走査
方向、Ｙ方向が副走査方向となる。そして第２図
において、便宜上、当該ブロツクの代表画素を１
２Ａとする。近隣ブロツクの代表画素は、１２
Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄとする。

第３図は、第２図の画像を立体的に描いたもの
である。矢印２６ＡはＸ方向、矢印２６ＢはＹ方
向、矢印２６ＣはＺ方向で、このＺ方向は画素の
値の方向である。画素の値は、アナログ値、又は
デジタル値である。２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２
４Ｄはそれぞれ対応する代表画素の基準値で、代
表画素の画素値と必ずしも同一とは限らない。代
表画素の基準値は周囲の画素の画素値から求める
ことができる。例えば代表画素２２Ａの基準値を
求める場合、画素２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８
Ｄ，２２Ａの５画素の値の平均を求め、これを代
表画素２２Ａの基準値とする。基準値の求め方
は、上述例に限定されないことは当然である。

このようにする理由は、代表画素の画素値が、
周囲の画素の画素値に比べて特異な値であると、
ブロツク内の各画素の基準値がこの影響をうけ、
各画素の基準値と画素値との差が大きくなり、符
号圧縮率を悪くするからである。しかしながら、
装置を簡単化する場合、および代表画素の画素値
が周辺画素の画素値と比べて、特異である程度が
少い場合などでは、代表画素の基準値に、代表画
素の画素値を用いることができる。

次にブロツク内の各画素の基準値を求める。第
３図において、代表画素２２Ａ，２２Ｂ，２２
Ｃ，２２Ｄの基準値２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２
４Ｄを、代表画素の上に立てた柱の長さに見立た
て、この柱の上に点２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２
７Ｄを通る曲面を張ることを考える。Ｘ−Ｙ面の
各画素からこの曲面までのＺ方向の距離が、その
画素の基準値である。本実施例では、曲面が４点
を通るため、曲面は一義的には定まらず、定義し
だいで各種種の面が存在するので、目的に応じ
て、最も好ましい面を用いる。以下に第１〜第３
の例を示す。

(1) 点２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃよりなる平面と、
点２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｄとよりなる平面に分
割する。

(2) 直線補間を組合せる。先ず点２７Ａと点２７
Ｃの間の３画素と、点２７Ｄと点２７Ｂの間の
３画素を直線補間により求める。次に点２７Ｄ
と点２７Ａ、から始りＸ方向に直線補間する。

(3) 当該画素から各代表画素までの距離の逆数で
重みづけをした基準値を加算して求める。

なお上記平面の求め方は、他の方法でもよく
上述の３つの方法のみに限定されないことは明
らかである。

そして上述のごとくして求めた各画素の基準
値は、上述の通りの場合非整数値となる。

これを適当な方法で量子化し、画素値と同一
の尺度に合せて使用すると、計算および装置を
簡単化することができる。

次に各画素毎に、基準値と画素値との差を求め
る。なお説明を簡単にするため、基準値は、画素
値と同一の尺度で量子化されているものとする。

この差の符号化の方法として、以下に第１、第
２の例を示す。

(1) 画素値を正しく復元できるように符号化する
方法。（上記差の値をハフマン符号の如き方法
で符号化する。） (2) 復元処理で、原画情報を完全には復元しない
が、符号圧縮率がよくなるように符号化する。
以下これについて説明する。説明の都合によ
り、画素値が基準値より大きいとき、差は正で
あるとする。第３図の画素２３Ａにおいて、２
５は画素値を示す柱で、点２５Ｂが画素値であ
る。点２５Ａは、柱２５が基準値の面と交る位
置であり、点２５Ｂと点２５Ａの間が画素２３
Ａの画素値と基準値との差であり、この場合差
は正である。当該ブロツクの中の画素のうち、
差が０が正のものの差の平均値を求める。これ
を（）とする。同様に差が負のものの差の平
均値を求める。これを（）とする。更に各画
素の差が、正および０か、負かの表を作る。こ
れを（Ｒ）とする。そして上述の（）、（）、
（Ｒ）を符号化する。

各ブロツクの各画素の値を復元するために
は、代表画表の基準値と、上記第１、第２の方
法で求めた各画素の画素値と基準値の差分に係
る符号があればよい。上述の過程で１つのブロ
ツクの符号化は終了する。画像はブロツクの集
合であり、順序を定めれば、１つの画像の符号
全体が構成される。

圧縮されたた符号の復号は、符号化の逆の順
序で行なえばよい。すなわち、復号する当該ブ
ロツクに係る代表画素の基準値より、各画素の
基準値を符号化のときの同一の手順により求め
る。符号化された各画素の基準値との差を、各
画素の基準値に加えることによつて、復号さ
れ、階調のある画像情報が再生される。

次に、上述した方法を実施する符号化装置につ
いて説明する。

第４図は同装置のブロツク結線を示すものであ
る。

第４図において、３１は画像を走査により読取
る読取装置で、256レベルに量子化する。３２は
端子３２Ａ，３２Ｂに切換わるスイツチで、制御
信号（図示せず）により切換えが行なわれる。３
３Ａ，３３Ｂはスイツチ３２の切替えにより読取
装置３１が読取つた画像情報を交互に一時記憶す
るバツフアメモリで、具体的には4096（1024×４）
バイトのRAMである。３４は制御信号（図示せ
ず）により端子３４Ａ，３４Ｂに切替えが行なわ
れるスイツチで、スイツチ３２が端子３２Ａに接
続されている際には端子３４Ｂ側に、一方スイツ
チ３２が端子３２Ｂに接続されている際には端子
３４Ａ側に接続される。３５Ａ，３５Ｂは後述す
る処理回路３６を介して当該ブロツクの上段のブ
ロツク列の代表画素、たとえば第５図の点５２
Ｂ，５２Ｃ等の基準値を蓄積しているメモリで、
具体的には256バイトのRAMである。３５Ｂは
当該ブロツクの属する段の代表画素の基準値を蓄
積するメモリで、具体的には256バイトのRAM
である。３６は後述する処理により当該ブロツク
を符号化する符号処理回路、３７は符号処理回路
３６が符号化した符号情報を一時記憶する符号用
バツフアメモリ、３９は送付伝送制御装置３８を
介して上記符号情報を回線に送出するモデムであ
る。

上記構成において、以下その動作を説明する。
なお中間調画像はフアクシミリ等読取装置３１に
より、線順次に読取られるものとし、１走査線の
画素数を1024、１画素の値をAD変換回路（図示
せず）により、変化可能範囲を、０〜255の256レ
ベル、すなわち８ビツトで表現するものとする。
まず読取装置３１で、画像を走査により読取り、
256レベルに量子化する。そしてスイツチ３２を
たとえば端子３２Ｂへ切替えることにより、読取
られた当該ブロツクの下段の４走査線分の画情報
が、バツフアメモリ３３Ｂへ送られ蓄積される。
一方バツフアメモリ３３Ａは当該ブロツクの属す
る４走査線の画情報が蓄積されており、当該ブロ
ツクの画情報は、端子３４Ａ側へ倒れているスイ
ツチ３４を介して、符号処理回路３６へ送られ
る。

そして処理回路３６では、必要とする画情報
を、メモリー３３Ａおよび３５Ａ，３５Ｂから読
み出して、後述する必要な処理を行ない、当該ブ
ロツクを符号化し、その符号を一旦、符号用バツ
フアメモリ３７に蓄え、これにより読出した符号
を送信伝送制御装置３８を経て、モデム３９を用
いて回線へ送出する。なおメモリ３５Ａ，３５Ｂ
は、当該ブロツクの下段の代表画素の基準値は３
５Ａに蓄積するというように交互に使用する。そ
して処理回路３６は、必要とする画像情報を、メ
モリ３３Ａおよび３５Ａ，３５Ｂから読み出して
いる。

次に処理回路３６の動作を第５図を用い説明す
る。第５図に示すものは、４×４画素のこれから
符号化するための当該ブロツクである。１つの桝
目は、１画素を示し、桝の中の水平線の上段の数
字は基準値、下段の数字は画素値である。太い
線、４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄで囲まれた
画素群が当該ブロツクである。矢印４６ＡはＸ方
向であり主走査方向、矢印４６ＢはＹ方向であり
副走査方向を示す。今既に、当該ブロツクの上段
全てのブロツクと、同図における左側までのブロ
ツクは符号化が完了しているとする。

先ず処理回路３６はバツフアメモリ３５Ａから
代表画素４２Ｂ及び４２Ｃの基準値、一方パツフ
アメモリ３５Ｂから代表画素４２Ｄの基準値を、
さらにバツフアメモリ３３Ａから代表画素４２Ａ
の基準値を再生し、処理回路３６内のメモリに読
込む。なおこの例では、代表画素の基準値は画素
値を用いている。すなわち処理回路３６は、この
つの基準値から、ブロツク内の各画素の基準値を
算出し、一旦、処理装置３６内のメモリに蓄積す
る。なお、第５図の例では、既知の２点間の値を
用いて、その間に挾まれる未知の３画素の値を直
線補間し、小数点以下１桁まで求めている。小数
点以下を四捨五入などの方法で、画素値と同じ量
子化誤差をもつ量子化値とすることもできる。こ
こでは四捨五入によつて、小数以下を除いて基準
値とする。すなわち第５図、画素４３Ａの基準値
の計算値は235.1であるが、四捨五入によつて235
となる。

次に各画素について、画素値と基準値との差Ｄ
を求める。画素４３Ａの場合Ｄ＝232−235＝−３
となる。１つの方法としてこのＤの値を、ハフマ
ン符号又はモデイフアイドハフマン符号により符
号化する方法がある。他の方法として、ブロツク
内のＤの絶対値の最大値が一定の数以下であれば
（以下、これを状態Ａとする）、１つのブロツクの
符号としては、代表画素の基準値（８ビツト）
と、状態Ａであること（１ビツト）を符号化す
る。Ｄの絶対値の最大値が一定値以上であれば
（以下、これを状態Ｂとする。）Ｄが０又は正のも
のＤの平均値と、負のもののＤの平均値
を求め、各画素がどちらかのグループに属するか
の表DTを作り、１つのブロツクの符号として
は、代表画素の基準値（８ビツト）、状態Ｂ（１ビ
ツト）、（４ビツト、必要に応じて８ビツト以
下でよい。）（４ビツト、DT（16ビツト）の
符号を作る。従つて、１ブロツク当り、状態Ａで
は９ビツト、状態Ｂでは33ビツトとなる。状態Ａ
が40％、状態Ｂが60％の画像の場合、平均の１ブ
ロツク当りの符号数は23.4で圧縮処理を行なわな
ければ、１ブロツクの符号数は128となるので、
上例のときの圧縮比は0.183となる。なお第６図
は、復号する場合の装置を示したもので第４図に
示した装置の符号化の逆の処理を行なうものであ
る。５９は受信モデム、５８は受信伝送制御回
路、５７は符号用パツフアメモリ、５５Ａ，５５
Ｂが基準値バツフアメモリ、５６が復号処理回
路、５４，５２はスイツチ、５４Ａ，５４Ｂは、
画像バツフアメモリ、５１が印画装置である。

以上述べたように、本実施例では、２次元的に
分布する多値画像の集合よりなる画像に対し、画
像の複数個の画素よりなるブロツクの集合とな
し、このブロツクの中に代表画素とその画素の基
準値を定める。なお代表画素は１ブロツク複数個
あつてよく、代表画素の位置は、ブロツクの中の
各画素の基準値を算出するのに最も都合のよい位
置に選ぶ。選び方の１つとして、画像が主走査、
副走査で構成される場合、そのブロツクの中の時
間的に最も後の走査線上の最も後の画素がある。
そして当該ブロツクの代表画素と、当該ブロツク
に隣接又は近房のブロツクの代表画素の基準値を
用いて当該ブロツクの各画素の基準値を算出す
る。そして当該ブロツク内の各画素の基準値との
差を求め符号化する。代表画素の基準値と画素値
とを一致させたときは、代表画素の基準値との差
は求めない。１つのブロツクに係る符号は基準値
と差値を符号化したものである。上述した状態
Ａ、状態Ｂなどを示す符号は、差値の符号化の中
に含まれる。

上記処理により、多値画像の圧縮符号を作り、
この逆の操作で、圧縮符号から多値画像を再生す
ることができる。

発明の効果本発明によれば以上のように、ブロツクの境界
での画素値の不自然な変化を改善し、再生画像に
おいて前記ブロツクの境界を目立ち難くするとと
もに、前記ブロツクの境界およびブロツク内部に
おける各画素の、原画素値と再生画素値の差を減
少させ、再生画像の画質改良を行なうことがで
き、その効果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における多値画像の
符号化方法を示すフローチヤート、第２図、第３
及び第５図は同方法の処理を示すための多値画像
の模式図、第４図及び第６図は同方法を実現する
装置のブロツク結線図である。３１……読取装置、３３Ａ，３３Ｂ……バツフ
アメモリ、３５Ａ，３５Ｂ……メモリ、３６……
処理回路、３７……符号用バツフアメモリ。

Claims

【特許請求の範囲】１多値の画素が多数集合してなる画像に対し、
複数個の隣接する前記画素をまとめてブロツクと
し、処理を実行しようとしている処理ブロツクの中
に１画素以上の処理代表画素を定めるとともに、
この処理代表画素に対する新たな処理基準値を定
め、次に既に処理が終了し、かつ当該ブロツクの近
隣に位置する処理済ブロツクの中から選んだ処理
済代表画素に対する処理済基準値を記憶部から読
み出し、この読み出した処理済基準値と、前記処理代表
画素に対する新たな処理基準値とにより、前記処
理ブロツク内の全ての各画素に対する新たな処理
基準値を求め、次に前記処理代表画素に対する新たな処理基準
値と、前記各画素に対する新たな処理基準値と当
該画素の画素値との差とを用いて当該ブロツクを
符号化するとともに、その各画素に対する新たな
処理基準値を処理済基準値として各画素ごとに前
記記憶部に記憶する多値画像の符号化方法。２処理代表画素に対する新たな処理基準値は、
この処理代表画素に隣接する画素の画素値との平
均より求めることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の多値画像の符号化方法。３処理ブロツク内の全ての各画素に対する新た
な処理基準値は、読み出した処理済基準値と、前
記処理代表画素に対する新たな処理基準値との２
点を用い、直線補間により求めることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の多値画像の符号化
方法。