JPH02308672A - カラー画像データ符号化方式 - Google Patents

カラー画像データ符号化方式

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JPH02308672A
JPH02308672A JP12950289A JP12950289A JPH02308672A JP H02308672 A JPH02308672 A JP H02308672A JP 12950289 A JP12950289 A JP 12950289A JP 12950289 A JP12950289 A JP 12950289A JP H02308672 A JPH02308672 A JP H02308672A
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JP
Japan
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block
color
value
section
gradation
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JP12950289A
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English (en)
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Tsuguo Noda
嗣男 野田
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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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】 [概要] 画素を複数の成分に分離した後に複数の画素からなるブ
ロックに分割して符号化するカラー画像データ符号化方
式に関し、 符号量を増加させることなく主観的な画質を向上させる
ことを目的とし、 ブロック内の色が主観的に評価の厳しい色か否かを判断
し、予め指定された評価の厳しい色と判断した場合には
符号化閾値を他のブロックよりも小さくするように構成
する。
[産業上の利用分野] 本発明は、カラー画像を符号化するカラー画像データ符
号化方式に係り、特に、画像を複数の成分に分離して該
分離成分の複数の画素からなるブロックに分割し符号化
を行なうカラー画像データ符号化方式に関する。
数値データに比べて情報量が桁違いに大きい画像データ
、特に、カラー画像のデータを蓄積し、あるいは、高速
、高品質で伝送するためには、画素毎の階調値を高能率
に符号化する必要がある。
[従来の技術] 従来、画像データの高能率な圧縮方式として、例えば多
階調適応形ブロック符号化方式(昭和62年画像電子学
会全国大会予稿6)がある。
この多階調適応形ブロック符号化方式(General
ized  Block  Truncatton  
Coding  以下rG B T C4と略す)につ
いて、次に説明する。
GBTC方式は、画像をNXN画像からなるブロックに
分割し、各画素(Xij)をブロック内の最大・最小画
素レベルの内の2  (n=0.1゜2、・・・)レベ
ルで量子化すると共に、各画素の量子化レベルをビット
プレーン形式で表現し、階調情報とビットプレーン情報
を符号化するものである。
次に、N=4.n=2とした場合につき、詳細に述べる
第4図にGBTCのアルゴリズムを示す。各ブロックは
、ブロック内の最大画素レベルLmaxと最小画素レベ
ルL minの差Lma!−Lmin)と符号化パラメ
ータT1、T2 (Tl<T2)により以下の3つの符
号化モード(A、  B、 C)に分類される。
モードA : Lmax−Lmin≦T1の場合、ブロ
ック内の画素はルベル(Po)に量子 化される。
モードB : T 1 < Lmax−Lmin≦T2
の場合、ブロック内の画素は2レベル(Pl。
P2)に量子化される。
モードC: 72<Ll!III−Lminの場合、ブ
ロック内の画素は等間隔な4レベル(Ql 〜Q4)に量子化される。 ゛ 量子化レベルは、ブロックの基準レベルLa、。
レベル間隔Ld及び画素毎のレベル指定信号(φ1)i
j、(φ2)ijで記述される。平均値処理をAVE(
)とすると、次のように符号化に必要な多値が算出され
る。
[モードA] Po=AVE (Xi j)=La (φ1)ij=0.   (φ2)ij=0(全てのi
、jに対して) [モードB] P 1−AVE  (Xij)  ≧ (Lmax  
+Lmin ) / 2P2=AVE  (Xij) 
 <  (Lfflax  +Lmin ) /2t、
a=  (P 1+P2)/2 Ld=PL−P2 (φ1) 1ノ=O (X  ij ≧(Lmax +Lmin ) / 2
の場合)(φ1)ij=1 (Xij< (Lmax +Lmin ) /2の場合
)(φ2) 1i=0     (全てのi、jに対し
て)[モードC] Q1=AVE (Xij)≧(3Lmax +Lmin
 ) /4)Q4=AVE (Xij) < (Lma
x +3Lmin ) /4La= (Q1+Q4)/
2 Ld=2 (Ql−04)/3 Q 2 = L a + L d ;/ 4Q3=La
−Ld/4 (φ1) 1i=0.   (φ2) 1i=0(Xi
j≧L a + L d / 2の場合)(φ1)ij
=0.   (φ2)  1i=1(L a +L d
/2 >X:i≧Laの場合)(φ1)ij=1.  
 (φ2) 1j=0(L a >Xij≧La−Ld
/2の場合)(φ1)ii=1.   (φ2)ti=
1(L a−L d/2 >Xijの場合)分解能成分
φ1.φ2はブロック間で接続して2つのビットマツプ
に変換し、それぞれ2値画像の標準符号化方式であるM
MR符号化方式で符号化する。レベル間隔Ldは、非線
形量子化後、可変長符号化し、基準レベルLaは、DP
CM符号化を用いて前置差分ΔLaを非線形量子化後、
可変長符号化する。
このようにGBTC方式においては、符号化閾値T1.
T2 (Tl<T2)の値により3つの符号化モードA
、  B、  Cの割合が決定される。カラー画像にお
ける符号化閾値T1、T2は、カラー画像の各成分、例
えば輝度成分と2つの色差成分毎に与えられる。
[発明が解決しようとする課題] このような従来のGBTCを用いたカラー画像データ符
号化方式においては、カラー画像の各成分を複数枚の多
値画像と見做して、各成分の符号化を独立に行なってい
る。しかし、復元画像の主観的な画質劣化は、カラー画
像の成分毎の数値的誤差と一致する訳ではなく、特に、
人物の肌色部分では数値的誤差は小さくとも主観的な画
質劣化は大きくなる。
本発明は、このような従来技術の問題に鑑みてなされた
もので、符号量の増加を抑えつつ主観的な画質を向上さ
せることのできるカラー画像データ符号化方式を提供す
ることを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 第1図は本発明の原理説明図である。
まず本発明は、カラー画像を少なくとも1種類の明るさ
を表す輝度成分YとN (1,2、…となる整数)種類
の色を表す色成分U、 Vに分離し、該各成分Y、 U
、 ■の多値画像を隣接する複数の画素からなるブロッ
クに分割し、該ブロック毎に該ブロック内の各画素の階
調値を代表させる代表階調値を、該ブロック内の最大階
調値Lmsxと最小階長値Lminとの差分を閾値T1
、T2と比較することによって求め、該ブロック内の各
画素の階調値の基準値Laと、該ブロック内の代表階調
値の分布範囲を示す差分値Ldと、該ブロック内の各画
素の階調値が前記求めた代表階調値のうちのいずれかを
示す分解能成分φ1.φ2とを算出し、前記算出した基
準値La、差分値Ld。
及び分解能成分φ1.φ2をそれぞれ符号化するカラー
画像データ符号化方式を対象とする。
このようなカラー画像データ符号化方式につき本発明に
あっては、前記各色成分U、 Vの該ブロック内での分
布範囲Cnax〜Cm1nを検出し、該検出された色範
囲が予め指定された色範囲Ulllll〜Umin 、
 Vm@t −Vmin 〜含まれるか否かを判定し、
少なくともM(1≦M≦Nなる整数)種類の色成分にお
いて指定色であると判定されたブロック(指定色ブロッ
ク)は、他のブロックよりも前記閾値T1、T2を小さ
くするように構成する。
[作用] このような構成を備えた本発明のカラー画像データ符号
化方式にあっては、ブロック内の色が予め定められた主
観的に評価の厳しい色か否かを判断し、評価の厳しい色
、即ち指定色と判断した場合には符号化閾値T1.T2
を他のブロックよりも小さくすることで、主観的な画質
向上を図ることができる。
f実施例] 第2図は本発明の一実施例を示した実施例構成図である
。この実施例では、画像データの階調レベルをO〜25
5として説明する。また、カラー画像は、輝度成分(以
下「Y成分」とする)と2つの色差成分(以下「U成分
J  rV酸成分とする)で構成するものとし、U成分
、■成分ともに指定色範囲である場合のみ輝度成分の閾
値を小さくする例について述べる。
第2図において、端子1から入力されたカラー画像デー
タは、制御部60の指示でデマルチプレクサ(DMPX
)2を切換えることにより、輝度成分画像バッファ3及
び2つの色差成分画像バッファ4,5に蓄積される。
まず、制御部60からの指示によりマルチプレクサ(M
PX)6で色差U成分を選択して第3図に示すように4
×4画素で構成されるブロックに分割し、このうちの1
ブロツクの画像データXijが順次読み出される。
色分布範囲検出部8は、第3図(a)のステップS1に
示すようにブロック内の最大値Cmaxと最小値Cm1
nを検出して指定色判定部9に出力する。
指定色判定部9では、第3図(b)のステップS2に示
すように、ステップS1で検出されたブロック内の最大
値Cm1xと最小値Cm1nがUmin−Umaxに含
まれるか否かを判定する。そして、指定色ブロックの場
合は“1”を、他の場合には“0”を出力してステップ
S3で判定結果格納部10に格納する。
階調変化量検出部7は、画像データXijから最大階調
値Lmaxと最小階調値Lminを検出して、階調数決
定部18に出力する。
閾値決定部11では、閾値格納部16に格納された色成
分Uの閾値(Tlu、T2u)を読み出して階調数決定
部18に出力する。
階調数決定部18は、階調変化量検出部7からのブロッ
ク内最大階調値Lmaxと最小階調値Lminに基づい
て、差分値LIIIXI−Lminを求める。
そして、前記差分値前記閾値格納部16の出力である代
表階調数判定用の閾値Tluと比較し、代表階調数を1
とするか、2以上とするかを決定する。代表階調数が2
以上と判定した場合には、前記差分値(Lmax −L
min)を代表階調数判定用の第二の閾値T2uと比較
し、代表階調数を2とするか4とするかを決定する。
代表階調値決定部19は、このように階調数決定部18
で決定した代表階調数に応じ、ブロック内の階調を線形
または非線形量子化により求める。
代表階調数が1の場合、ブロック内の平均値を代表階調
値とし、基準値Laとする。さらに分解能成分φ1.φ
2として、全画素に0を割り当てる。
代表階調数が2の場合、ブロック内の最大階調値Lma
xと最小階調値Lminの中間値Lmidを算出し、中
間値Lmid以上の階調値の平均値P1と中間値Lmi
d未満の階調値の平均値P2を求める。
更に、基準値LaとしてPlとP2の平均値La= (
P1+P2)/2 を算出する。
分解能成分はφ1として、代表階調値がPlの画素には
0を割り当て、代表階調値がP2の画素には1を割り当
てる。分解能成分φ2は全画素に0を割り当てる。また
、前記P1とP2の差P1−P2の差分値Ldとする。
代表階調数が4の場合、ブロック内の最大階調値しl1
11!と最小階調値L min間を4等分して、上位1
/4の範囲内の階調値を有する画素の階調値の平均値Q
1と下位1/4の範囲内の階調値を有する画素の階調値
の平均値Q4を求める。
基準値Laは、前記Q1とQ4の平均値La= (Q1
+Q4)/2 として算出する。また、差分値Ldは、前記Q1とQ4
から Ld=2 (Ql−Q4)/3 として算出する。更に、Qlと94間を3等分する階調
値Q2.Q3を算出する。そしてQl。
Q2.Q3.Q4をブロックの代表階長値とする。
分解能成分は、代表階調値Q1〜4に応じて、次のよう
に割り当てる。
代表階調値がQlの画素;1=0.  φ2=02=0
調値がQ2の画素;φ1=0.φ2=1゜代表階調値が
Q3の画素;φ1=1.φ2=0代表階調値がQ、4の
画素;φ1=1.φ2=1とする。
このようにして代表階調値決定部19で、ブロック内の
代表階調値、基準値、差分値を決定した後、階調値格納
部24に代表階調値を格納する。
また、基準値Laと差分値Ldは、符号発生部20.2
2で可変長符号化されて各々符号格納部21.23に格
納される。
比較部28は、1ブロツクの多値画像データXijを1
画素ずつ読み出して階調値格納部24の代表階調値と比
較する。この比較により多値画像データXijをいずれ
の代表階調値で近似するかを決定し、代表階調値に対応
する分解能成分φ1゜φ2を出力し、出力された分解能
成分は、各々、分解能成分格納部25.29に格納され
る。
以上のようにして、U成分の1画面分の処理が終了した
後、分解能成分格納部25.29の内容は、符号化部2
6.30に読み出され、公知のMMR符号化により符号
化され、分解能成分符号格納部27.31に格納される
。そして、基準値La1差分値Ld、及び分解能成分φ
1.φ2の符号化データはマルチプレクサ(MPX)3
2を介して順次読み出され、端子33を介して送出され
る。
次に、制御部60からの指示によりマルチプレクサ6で
色差V成分を選択し、第4図に示すように4×4画素で
構成されるブロックに分割し、このうちの1ブロツクの
画像データXijが順次読み出される。
色分布範囲検出部8は、ブロック内の最大値Coaxと
最小値Cm1nを検出して指定色判定部9に出力する。
指定色判定部9では、第3図(b)のステップS1に示
すように、U成分の判定結果を判定結果格納部10から
読み出し、U成分が指定色である場合のみステップS2
,83に進み、ブロック内最大値Cmxxと最小値Cm
1nが予め指定された範囲Vmin〜Vmaxに含まれ
るか否かを判定する。そして、指定色ブロックの場合は
“1”を、他の場合には“0″をステップS4で判定結
果格納部10に再度格納する。
階調変化量検出部7は、画像データXijから最大階調
値Lmgxと最小階調値Lminを検出して階調数決定
部18に出力する。
閾値決定部11では、閾値格納部16に格納された閾値
Tlv、T2vを読み出して階調数決定部18に出力す
る。
階調数決定部18は、階調変化量検出部7からのブロッ
ク内最大階調値Lmaxと最小階調値Lminに基づい
て、差分値(Lmax −Lmin )を求める。そし
て、差分値(Lmax −Lmin )と閾値算出部1
6の出力である代表階調数判定用の閾値T1vと比較し
、代表階調数を1とするか、2以上とするかを決定する
代表階調数が2以上と判定した場合には、差分値(Lm
ax −Lmin)を代表階調数判定の第二の閾値T2
vと比較し、代表階調数を2とするか4とするかを決定
する。以下、U成分の場合と同様に、1画面分の符号化
処理を行なう。
最後に、制御部60からの指示によりマルチプレクサ6
で輝度成分(Y成分)を選択して第4図に示すように4
x4画素で構成されるブロックに分割し、このうちの1
ブロツクの画像データXijが順次読み出される。
階調変化量検出部7は、画像データX問から最大階調値
L maxと最小階調値L minを検出して、階調数
決定部18に出力する。
閾値決定部11では、第3図(C)のステップSL、S
2に示すように、閾値格納部16に格納された2組の閾
値セット(TIYI、72Y1)。
(TIY2.T2Y2)と、判定結果格納部10に格納
された指定色のブロックか否かの情報を読み出し、指定
色のブロックではステップS3に進んで小さな閾値セッ
ト1= (TIY1、T2Y1)を、その他のブロック
ではステップS4に進んで大きな閾値セット2= (T
IY2.T2Y2)を閾値(TIY、72Y)として階
調数決定部18に出力する。。
階調数決定部18は、階調変化量検出部7からのブロッ
ク内最大階調値L Qll!と最小階調値Lminに基
づいて、差分値(Lmax −Lmin )を求める。
そして、差分値(LmローLnin )と閾値算出部1
6の出力である代表階調数判定用の閾値TIYと比較し
、代表階調数を1とするか、2以上とするかを決定する
代表階調数が2以上と判定した場合には、差分値(Lm
ax −Lmin )を代表階調数判定の第二の閾値T
2Yと比較し、代表階調数を2とするか4とするかを決
定する。
以下、U成分、■成分の場合と同様に、Y成分の符号化
処理を行なうことで、1画面にカラー画像の符号化が完
了する。
本願発明者等の調査によれば、例えば、人物の肌色部分
は色差UV空間の約1/16の閉空間に分布しており、
本実施例におけるUmin 、 Umar 。
VminおよびVmaxも特定できることが判明してい
る。本発明において特定される指定色としては、特に、
人物の肌色、空の青、芝の緑に適用した場合に、主観的
な画質向上に効果がある。
[発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、ブロック内の色が
主観的に評価の厳しい色か否かを判断し、評価の厳しい
色と判断した場合には符号化閾値T1、T2を他のブロ
ックよりも小さくすることで主観的な画質向上を図るた
め、符号量の増加を抑えつつ効果的にカラー画像データ
を符号化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理説明図; 第2図は本発明の実施例構成図: 第3図は本発明の閾値決定処理の説明図;第4図はGB
TCアルゴリズムの説明図である。 図中、 1:端子 2:デマルチプレクサ 3:輝度(Y)成分画像バッファ 4:色差成分(U)画像バッファ 5:色差(V)成分画像バッファ 6:マルチプレクサ 7:階調変化量検出部 8:色分布範囲検出部 9:指定色判定部 10:判定結果格納部 11:閾値決定部 16:閾値格納部 18:階調数決定部 19:代表階調値決定部 20:La符号発生部 21:La符号格納部 22:La符号発生部 23コLd符号格納部 24:階調値格納部 25.29;分解能成分格納部 26.30:分解能成分符号化部 27.3に分解能成分符号格納部 28:比較部 32:マルチプレクサ 33:端子 60:制御部 (≦46日月の)〒、王1元日珂凹 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)カラー画像を少なくとも1種類の明るさを表す輝
    度成分(Y)とN(1、2、…となる整数)種類の色を
    表す色成分(U、V)に分離し、該各成分(Y、U、V
    )の多値画像を隣接する複数の画素(Xij)からなる
    ブロックに分割し、該ブロック毎に該ブロック内の各画
    素の階調値を代表させる代表階調値を、該ブロック内の
    最大階調値(Lmax)と最小階調値(Lmin)の差
    分を閾値(T1、T2)と比較することによって求め、
    該ブロック内の各画素の階調値の基準値(La)と、該
    ブロック内の代表階調値の分布範囲を示す差分値(Ld
    )と、該ブロック内の各画素の階調値が前記求めた代表
    階調値のうちのいずれかを示す分解能成分(φ1、φ2
    )とを算出し、 前記算出した基準値(La)、差分値(Ld)及び分解
    能成分(φ1、φ2)のそれぞれ符号化するカラー画像
    のブロック符号化方式であって、前記各色成分(U、V
    )の該ブロック内での分布範囲を検出し、 該検出された色範囲(Cmax〜Cmin)が予め指定
    された色範囲(Umax−Umin、Vmax〜Vmi
    n)に含まれるか否かを判定し、 少なくともM(1≦M≦Nなる整数)種類の色成分にお
    いて指定色であると判定された指定色ブロックは、他の
    ブロックよりも前記閾値(T1、T2)を小さくするこ
    とを特徴とするカラー画像データ符号化方式。
JP12950289A 1989-05-23 1989-05-23 カラー画像データ符号化方式 Pending JPH02308672A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7212677B2 (en) 2000-01-11 2007-05-01 Minolta Co., Ltd. Coder, coding method, program, and image forming apparatus for improving image data compression ratio
US7333661B2 (en) 2002-09-27 2008-02-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Image coding device image coding method and image processing device

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