JPH04322562A - Color picture coder - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To code a color picture in which a binary and a multi-value color signal are in existence in mixture without deterioration by extracting a characteristic part from an original picture, coding a binary color picture generated from the extracted picture part and coding a difference picture from the original picture in a hierarchical way. CONSTITUTION:A multi-value color picture signal 100 of each color read from a picture memory 20 is converted into a binary color signal for each color at a binarizing circuit 21. Moreover, each block of the signal 100 is discriminated by a discrimination section 91 as to whether the block is an edge part or a nonedge part. A signal from the circuit 1 is masked at a selector section 28 for each block by using a mask signal 121. Only an edge picture of a binarized picture is stored in a memory 22. The binarized color signal read from the memory 22 is subject to code processing at a coder A and a code word 105 is outputted. A level of the binary edge picture outputted from the selector section 28 is converted at a conversion section 29 and the result is subject to difference processing from a multi-value color signal 112 at a difference device 23, a color conversion section 27 converts the result into a luminance color difference signal 108, coded via a memory 24 and a code word 106 is outputted.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【０００１】0001

【産業上の利用分野】本発明は、カラー画像通信等に用
いられるカラー画像符号化装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color image encoding device used for color image communication and the like.

【０００２】0002

【従来の技術】従来からカラー静止画像符号化方式に関
して様々な提案がなされている。また、対象となるカラ
ー静止画像を大別すると以下の２つになる。2. Description of the Related Art Various proposals have been made regarding color still image encoding systems. Furthermore, the target color still images can be roughly divided into the following two types.

【０００３】■赤、緑、青、シアン、マゼンタ、黄、白
、黒の８色を２値で扱う２値カラー画像■赤、緑、青を
例えば各２５６階調により１６７０万色を表示する多値
カラー画像[0003] ■ Binary color image that handles the eight colors of red, green, blue, cyan, magenta, yellow, white, and black as binary values ■ Displays 16.7 million colors with 256 gradations of each of red, green, and blue, for example. Multivalued color image

【０００４】２値カラー画像符号化方式としては、現在
ファクシミリ等で用いられている可変長符号化方式であ
るモディファイドハフマン方式を各色ごとに用いる方式
が考えられている。As a binary color image encoding method, a method is being considered in which the modified Huffman method, which is a variable length encoding method currently used in facsimile machines, is used for each color.

【０００５】またその他の方法として、周囲画素から符
号化画素を予測する予測符号化方式も提案されている。[0005] As another method, a predictive coding method has been proposed in which a coded pixel is predicted from surrounding pixels.

【０００６】これらの方法は、可逆符号化の分類に入り
、符号化・復号化におけるデータ保存がなされている。[0006] These methods fall under the category of lossless encoding, and data is preserved during encoding and decoding.

【０００７】一方、多値カラー画像符号化方式としては
、ＲＧＢ各８ｂｉｔ信号を輝度・色差信号に変換した後
に、直交変換（離散コサイン変換）を行った係数値を線
形量子化し、この量子化値を可変長符号化する方式が提
案されている。この方式は基本的には画像の空間周波数
の低周波側を残し、高周波側をカットして、画像データ
を削減する方式である。On the other hand, as a multilevel color image encoding method, after converting each 8-bit RGB signal into a luminance/chrominance signal, orthogonal transform (discrete cosine transform) is performed, the coefficient values are linearly quantized, and the quantized values are A method of variable length encoding has been proposed. This method basically reduces image data by leaving the low frequency side of the spatial frequency of the image and cutting the high frequency side.

【０００８】この方法は、非可逆符号化方式になり、圧
縮率と画質劣化がトレード・オフの関係にある。[0008] This method is an irreversible encoding method, and there is a trade-off between compression rate and image quality deterioration.

【０００９】また、圧縮率と画質のトレードオフを利用
した多値カラー画像の階層的符号化が考えられている。[0009] Hierarchical encoding of multivalued color images using the trade-off between compression rate and image quality has also been considered.

【００１０】この方法は多値画像をサブサンプリング等
により縮小した画像を量子化した後符号化し、低解像階
層画像とし、原画像と、低解像画像を復号したものとの
差分画像を量子化したのち符号化し、高解像階層画像と
する方法である。階層数はサブサンプリングのレベルに
応じて多くとることもある。この方法は、データ量の少
ない低解像画像を先に符号化するため画像の早期把握が
可能である。[0010] In this method, a multivalued image is reduced by subsampling, etc., is quantized and then encoded to produce a low-resolution hierarchical image, and a difference image between the original image and the decoded low-resolution image is quantized. This is a method of converting images into high-resolution hierarchical images and then encoding them to create high-resolution hierarchical images. The number of layers may be increased depending on the level of subsampling. In this method, a low-resolution image with a small amount of data is encoded first, so that the image can be grasped at an early stage.

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとしている課題】しかし、上記従来
例によって、カラー文章中にカラー写真がはめ込まれて
いるようなカラー文書画像を符号化する場合。However, according to the conventional example described above, a color document image in which a color photograph is embedded in a color document is to be encoded.

【００１２】■２値カラー方式では、カラー文章部は圧
縮率を上げて符号化できても、カラー写真部の諧調性あ
る画像を効率よく符号化できない。[0012] In the binary color method, although color texts can be encoded with a high compression rate, it is not possible to efficiently encode color photographic images with tonality.

【００１３】■多値カラー方式では、圧縮率を上げてい
くと、画像の高周波成分が大きくカットされ文字等のエ
ッジ部の画質劣化が目立ってくるので、文章に対しては
、写真部ほどの高圧縮率は期待できない。などの問題点
がある。[0013] In the multi-level color method, as the compression rate is increased, the high frequency components of the image are largely cut and the deterioration of the image quality at the edges of characters etc. becomes noticeable. A high compression rate cannot be expected. There are problems such as:

【００１４】また多値カラー画像の階層的符号化を用い
て低解像画像部の圧縮率を上げることも考えられるが、
やはり、カラー文書、あるいはエッジ部を多く含んだ画
像については画質劣化が大きく、全体画像の早期把握に
問題が残る。[0014]Also, it is conceivable to increase the compression rate of the low-resolution image part by using hierarchical encoding of multivalued color images;
After all, image quality deteriorates significantly for color documents or images containing many edge portions, and there remains a problem in early understanding of the entire image.

【００１５】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は以上の点に鑑み
てなされたもので、多値カラー画像、２値カラー画像の
みらなず、多値カラー画像と２値カラー画像の混存した
カラー画像をも良好に符号化することを目的とするもの
である。[Means for Solving the Problems] The present invention has been made in view of the above points, and is capable of handling not only multi-value color images and binary color images, but also multi-value color images and binary color images. The purpose of this method is to encode color images well as well.

【００１６】更に従来の多値カラー階層的符号化におい
て問題のあった低解像度画像すなわち早期伝送画像の画
質を２値カラー符号化により改善することを目的として
いる。Furthermore, it is an object of the present invention to improve the image quality of low-resolution images, that is, early transmission images, which have had problems with conventional multilevel color hierarchical coding, by using binary color coding.

【００１７】また、本発明は、カラー画像をコンポーネ
ント毎にＭ×Ｎのブロック単位にエッジ部と非エッジ部
に分類し、エッジ部のブロックに対しては、２値化後２
値カラー方式で圧縮することによりカラー文章部等の画
質を保存する。また非エッジ部のブロックについては、
原画とエッジ部の２値画像を差分をとった画像を多値カ
ラー方式により圧縮する。Furthermore, the present invention classifies a color image into edge portions and non-edge portions in M×N block units for each component, and divides the edge portion blocks into two after binarization.
The image quality of color text parts, etc. is preserved by compressing using the value color method. For non-edge blocks,
The image obtained by taking the difference between the original image and the binary image of the edge portion is compressed using a multi-value color method.

【００１８】更に、非エッジ部である差分画像を階層的
に符号化することにより高圧縮を実現するものである。Furthermore, high compression is achieved by hierarchically encoding the differential image, which is a non-edge portion.

【００１９】[0019]

【実施例】以下、本発明を好ましい実施例を用いて説明
する。EXAMPLES The present invention will be explained below using preferred examples.

【００２０】図１は本発明を適用した符号部の実施例構
成である。FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of a code section to which the present invention is applied.

【００２１】画像メモリ２０には、図示しない例えばカ
ラースキャナ等のカラー静止画像入力手段から入力され
たフルカラー画像を表わす赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ
）各８ｂｉｔ多値のカラー画像信号が記憶されている。The image memory 20 stores red (R), green (G), and blue (B) images representing full-color images input from a color still image input means such as a color scanner (not shown).
) Each 8-bit multivalued color image signal is stored.

【００２２】画像メモリ２０から読出された各色の多値
カラー画像信号１００は、２値化回路２１で各色毎に２
値化処理を施されてＲ、Ｇ、Ｂ各１ｂｉｔの２値カラー
信号に変換される。The multivalued color image signal 100 of each color read out from the image memory 20 is converted into two signals for each color by a binarization circuit 21.
It is subjected to value processing and converted into a binary color signal of 1 bit each for R, G, and B.

【００２３】また、多値カラー画像信号１００はブロッ
クエッジ判定部１９によりブロック毎にそのブロックが
エッジ部か否かを判定している。本実施例においては画
像８×８をブロック単位として、エッジ部か非エッジ部
かの判定を行っている。Furthermore, the multivalued color image signal 100 is subjected to a block edge determination section 19 that determines whether or not each block is an edge portion. In this embodiment, an 8×8 image is used as a block to determine whether it is an edge portion or a non-edge portion.

【００２４】２値化回路２１で２値化された信号はブロ
ック毎にセレクタ部２８によりマスク信号１２１により
マスクされる。The signal binarized by the binarization circuit 21 is masked by the mask signal 121 by the selector section 28 for each block.

【００２５】すなわち、ブロックエッジ判定部１９によ
りエッジ部と判定されたブロックはブロック判定信号１
１１により２値化信号１０１が選択される。また、非エ
ッージ部と判定されたブロックについてはマスク信号０
が選択される。したがって２値化画像のうちエッジ画像
のみが１０２を介し２値画像メモリ２２へ各色別に記憶
される。That is, a block determined to be an edge portion by the block edge determination section 19 receives the block determination signal 1.
11 selects the binary signal 101. Also, for blocks determined to be non-edge parts, the mask signal 0 is applied.
is selected. Therefore, only the edge image of the binarized image is stored in the binary image memory 22 via 102 for each color.

【００２６】２値メモリ２２から読出された２値カラー
信号は、２値カラー信号符号化用の符号器Ａで符号化処
理され、符号語１０５を出力する。この符号器Ａにより
符号化処理が第１の符号化処理である。The binary color signal read from the binary memory 22 is encoded by the encoder A for encoding the binary color signal, and a code word 105 is output. The encoding process performed by this encoder A is the first encoding process.

【００２７】次に、画像メモリ２０から、前述の第１の
符号化処理がなされたと同じカラー画像信号を読出す。Next, the same color image signal that has been subjected to the first encoding process described above is read out from the image memory 20.

【００２８】このカラー信号は第１の符号化により符号
化された２値エッジ画像以外の部分を符号化するための
ものである。This color signal is used to encode parts other than the binary edge image encoded by the first encoding.

【００２９】２値エッジ画像はセレクタ部１０２からレ
ベル変換部２９へ入力される。ここで、２値信号は０．
１から０．２５５（８ビット）に変換される。The binary edge image is input from the selector section 102 to the level conversion section 29. Here, the binary signal is 0.
Converted from 1 to 0.255 (8 bits).

【００３０】レベル変換された２値画像１０４は差分器
２３により多値カラー信号１１２との差分がとられ、差
分多値Ｒ、Ｇ、Ｂ信号１０７となる。The level-converted binary image 104 is subtracted from the multi-value color signal 112 by a subtractor 23, resulting in a differential multi-value R, G, B signal 107.

【００３１】次に、色変換部２７によりＲＧＢ信号から
輝度・色差信号１０８に変換される。この変換には一般
的に以下の式が用いられている。Next, the color converter 27 converts the RGB signal into a luminance/color difference signal 108 . The following formula is generally used for this conversion.

【００３２】 Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４ＢＣｒ＝
０．７１３（Ｒ−Ｙ） Ｃｂ＝０．５６４（Ｂ−Ｙ） ただし、ここで示したＲ、Ｇ、Ｂ、Ｙ、Ｃｒ、Ｃｂは規
格化した値である。Y=0.299R+0.587G+0.114BCr=
0.713 (RY) Cb=0.564 (B-Y) However, R, G, B, Y, Cr, and Cb shown here are standardized values.

【００３３】色変換された差分多値ＹＣｒＣｂ信号１０
８は差分多値メモリ２４に格納された後符号化される。Color-converted differential multivalued YCrCb signal 10
8 is stored in the differential multilevel memory 24 and then encoded.

【００３４】本実施例では、この差分多値ＹＣｒＣｂ信
号を更に階層的に符号化する。まずローパスフィルタ２
８により差分多値ＹＣｒＣｂ信号が平滑化され、符号器
Ｂ２６により符号化される。In this embodiment, this differential multilevel YCrCb signal is further hierarchically encoded. First, low pass filter 2
The differential multi-level YCrCb signal is smoothed by 8 and encoded by encoder B26.

【００３５】ローパスフィルタ２８は、たとえば図２で
示されるフィルタ係数を用いる。実際のフィルタリング
では各係数は規格化されたものすなわち１／３６倍され
たもので行われる。The low-pass filter 28 uses filter coefficients shown in FIG. 2, for example. In actual filtering, each coefficient is normalized, that is, multiplied by 1/36.

【００３６】符号化Ｂ２６による符号化処理が第２の符
号化処理であり符号語１０６を生成する。また階層符号
化処理のため第２の符号語１０６は符号器Ｂ２６と逆変
換である復号器Ｂ３０により復号され差分多値ＹＣｒＣ
ｂ信号１１４に復号される。The encoding process by encoding B26 is the second encoding process and generates the code word 106. Further, for layered encoding processing, the second code word 106 is decoded by a decoder B30, which is an inverse transform of the encoder B26, and is converted into a differential multi-level YCrC.
b signal 114.

【００３７】次に逆色変換３６により、差分多値ＲＧＢ
信号を復元できる。この変換は前述の式１の逆変換を行
えばよい。Next, by inverse color conversion 36, differential multi-value RGB
The signal can be restored. This conversion may be performed by inversely converting the above-mentioned equation 1.

【００３８】逆変換された差分多値ＲＧＢ信号１２０は
逆差分器３１により差分多値ＲＧＢ信号１２０と２値カ
ラー信号１１５が合成された圧縮画像として復号される
。この画像は第１の符号語１０５と第２の符号語１０６
を階層的ＲＧＢ画像に復元したものである。The inversely transformed differential multi-value RGB signal 120 is decoded by the inverse differentiator 31 as a compressed image in which the differential multi-value RGB signal 120 and the binary color signal 115 are combined. This image consists of a first codeword 105 and a second codeword 106.
is restored into a hierarchical RGB image.

【００３９】このＲＧＢ復元画像１１７は再び色変換３
３によりＹＣｒＣｂ復元画像１１８に変換される。この
変換は同様に式１である。This RGB restored image 117 is again subjected to color conversion 3.
3, it is converted into a YCrCb restored image 118. This conversion is also Equation 1.

【００４０】また、一方画像メモリ２０に格納されてい
る原画像信号１００も同様に色変換３４によりＹＣｒＣ
ｂ原画像信号１１６に色変換される。On the other hand, the original image signal 100 stored in the image memory 20 is also converted into YCrC by color conversion 34.
The color is converted to b original image signal 116.

【００４１】ＹＣｒＣｂ原画像信号１１６とＹＣｒＣｂ
差分復元画像信号１１８は減算器３５により原画像から
差分復元画像を減算する計算が行われ、原画差分画像信
号１１９を生成し、符号器Ｂ３２により第３の符号化処
理が行われ、第３の符号語１１０を作成する。YCrCb original image signal 116 and YCrCb
The differentially restored image signal 118 is subjected to calculation to subtract the differentially restored image from the original image by the subtracter 35 to generate the original image difference image signal 119, and the third encoding process is performed by the encoder B32. A codeword 110 is created.

【００４２】ここで符号器Ｂ３２と符号器Ｂ２６は同符
号化処理である。また第３の符号化処理は第１、第２の
符号化処理と原画像の差分であり第３階層符号化である
。[0042] Here, encoder B32 and encoder B26 perform the same encoding process. Further, the third encoding process is a difference between the first and second encoding processes and the original image, and is third layer encoding.

【００４３】ブロックエッジ判定部１９においては、本
実施例では以下の判定を用いている。図３（ａ）はその
一例を示したものである。The block edge determination section 19 uses the following determination in this embodiment. FIG. 3(a) shows an example.

【００４４】ブロック毎に（本実施例では８×８画素を
１ブロックとするがブロックの単位はこれに限らない）
エッジの検出をＲＧＢそれぞれについて行う。このエッ
ジの検出法として、図３（ａ）では、ブロック中の最大
値ＭａｘＬと最小値ＭｉｎＳの差、Ｐ＝Ｌ−Ｓを求め、
Ｐがある一定値（Ｔ＝７０、但し全体レベルを２値とす
る）以上ならばエッジが存在するという方法である。For each block (in this embodiment, one block is 8×8 pixels, but the unit of block is not limited to this)
Edge detection is performed for each of RGB. As a method for detecting this edge, in FIG. 3(a), the difference between the maximum value MaxL and the minimum value MinS in the block, P = L - S, is calculated,
This is a method in which an edge exists if P is equal to or greater than a certain value (T=70, where the overall level is assumed to be binary).

【００４５】また、図３（ｂ）のような方法を用いても
実現できる。[0045] It can also be realized using a method as shown in Fig. 3(b).

【００４６】図３（ｂ）では８×８ブロック毎にＤＣＴ
変換を行い、変換された係数のうちＤＣをのぞくＡＣ部
分の絶対値の和を求める。Ｓが一定値以上であればエッ
ジ部と判定する。In FIG. 3(b), DCT is performed for each 8×8 block.
The conversion is performed, and the sum of the absolute values of the AC portion excluding the DC of the converted coefficients is determined. If S is a certain value or more, it is determined that it is an edge portion.

【００４７】この方法においてＡＣ係数の和は斜線部分
であるが、このうち一部の係数のみを用いても判定可能
である。In this method, the sum of AC coefficients is shown in the shaded area, but it is also possible to make a determination using only some of these coefficients.

【００４８】図４は、画像メモリ２０から読出された多
値カラー画像信号Ｍと２値エッジ画像Ｂと差分多値画像
Ｓの関係を示したものである。FIG. 4 shows the relationship between the multi-value color image signal M, the binary edge image B, and the differential multi-value image S read out from the image memory 20.

【００４９】本実施例では８×８画素ブロック単位にエ
ッジ判定を行っているが図４は８×８画素ブロックを一
次元的にみた場合の例である。エッジであると判定され
たブロックについては多値カラー画像信号Ｍはスレッシ
ョルドＴＨで２値化されレベル変換（０．２５５）され
たものが２値エッジ画像Ｂである。In this embodiment, edge determination is performed in units of 8×8 pixel blocks, but FIG. 4 shows an example when an 8×8 pixel block is viewed one-dimensionally. For blocks determined to be edges, the multivalued color image signal M is binarized at a threshold TH and level-converted (0.255), resulting in a binary edge image B.

【００５０】差分多値画像Ｓは、ＭとＢの差分の絶対値
をとったもの、すなわち、Ｓ＝｜Ｍ−Ｂ｜により得られ
る。The differential multivalued image S is obtained by taking the absolute value of the difference between M and B, that is, S=|M−B|.

【００５１】本実施例においては差分絶対値をとったが
、これは負の差分をさけるためである。図４（ｃ）にお
いて、斜線部分がこの部分である。結果として高周波成
分を含んだ２値エッジ画像Ｂと低周波成分の差分多値画
像に分割でできる。In this embodiment, the absolute value of the difference is taken, but this is to avoid negative differences. In FIG. 4(c), the shaded portion is this portion. As a result, the image is divided into a binary edge image B containing high frequency components and a differential multivalued image containing low frequency components.

【００５２】尚、２値化のスレッショルドＴＨはＴＨ＞
１２８（８ビットの場合）が好ましい。小さいと差分多
値画像に高周波が残りやすいためである。[0052] The binarization threshold TH is TH>
128 (for 8 bits) is preferred. This is because if it is small, high frequencies tend to remain in the differential multivalued image.

【００５３】本実施例の差分方式は図１の差分器２３に
適用されている。また、図１の逆差分器３１は差分絶対
値処理と逆の処理、すなわちＭ＝｜Ｓ−Ｂ｜を計算する
ことで、多値カラー画像信号を復元できる。The differential method of this embodiment is applied to the differentiator 23 in FIG. Further, the inverse subtractor 31 in FIG. 1 can restore a multi-valued color image signal by performing a process inverse to the absolute difference value process, that is, by calculating M=|SB|.

【００５４】図５は本発明を適用した復号部の実施例の
構成である。FIG. 5 shows the configuration of an embodiment of a decoding section to which the present invention is applied.

【００５５】２値カラー画像の符号語１０５は復号器Ａ
４０で各色毎にドットイメージに復元され２値メモリ４
３に記憶される。このドットイメージは図１の２値メモ
リ２２に格納された２値信号を完全に対応する。The code word 105 of the binary color image is sent to the decoder A.
40, each color is restored to a dot image and stored in binary memory 4.
3 is stored. This dot image completely corresponds to the binary signal stored in the binary memory 22 of FIG.

【００５６】復号されたデータは第１階層の２値画像１
５０を形成する。[0056] The decoded data is the binary image 1 of the first layer.
form 50.

【００５７】次に第２階層の差分多値カラー画像の符号
語１０６は復号器Ｂ４１でコンポーネント信号ＹＣｒＣ
ｂ信号に復元される。Next, the code word 106 of the differential multilevel color image of the second layer is converted into a component signal YCrC by the decoder B41.
b signal is restored.

【００５８】ＹＣｒＣｂ信号は１５４を介し逆色変換部
４４によりＲＧＢ差分信号に変換される。ＲＧＢ差分信
号１５５と２値メモリ４３に格納してある第１階層の２
値画像１５０は、逆差分器４６により減算されて第２階
層の多値復元画像１５１を形成する。The YCrCb signal is converted into an RGB difference signal by the inverse color conversion section 44 via 154. The RGB difference signal 155 and the first layer 2 stored in the binary memory 43
The value image 150 is subtracted by the inverse differentiator 46 to form a multi-value restored image 151 of the second layer.

【００５９】さらに、第３階層の差分多値カラー画像の
符号語１１０も同様に復号器Ｂ４２によりＹＣｒＣｂ信
号に復号される。Furthermore, the code word 110 of the third layer differential multilevel color image is similarly decoded into a YCrCb signal by the decoder B42.

【００６０】この差分信号１５７は、第２階層復号画像
１５１を色変換部４５によりコンポーネント信号ＹＣｒ
Ｃｂに変換された信号と加算器４８により合成され、第
３階層の復号画像ＹＣｒＣｂが形成される。このＹＣｒ
Ｃｂ信号は逆変換部４７によりＲＧＢ信号を形成し、第
３階層の復号画像１５２が得られる。This difference signal 157 converts the second layer decoded image 151 into a component signal YCr by the color converter 45.
It is combined with the signal converted to Cb by an adder 48 to form a third layer decoded image YCrCb. This YCr
The Cb signal is converted into an RGB signal by the inverse transformer 47, and a third layer decoded image 152 is obtained.

【００６１】本実施例では以下のような階層符号化が実
現できる。すなわち第１段階にデータ量は少ないが画像
の特徴（エッジ）を抽出した２値カラー画像を完全復元
型のエレトロピ符号化により符号化送信し、受信側で第
１段階のみを復号し、表示することによって受信した画
像の比較的画質の良い全体画像が早期に把握できる。In this embodiment, the following hierarchical encoding can be realized. In other words, in the first stage, a binary color image with a small amount of data but with image features (edges) extracted is encoded and transmitted using fully restored electrotropic encoding, and the receiving side decodes and displays only the first stage. As a result, an overall image of relatively high quality of the received image can be grasped at an early stage.

【００６２】次に第２段階において、原画像と２値カラ
ーの差分多値画像をスムージング処理等により低周波成
分のみの画像とし、低周波画像の符号化に効率の良いＤ
ＣＴハフマン符号化等を用い圧縮効率を上げている。Next, in the second step, the differential multivalued image between the original image and the binary color is transformed into an image containing only low frequency components by smoothing processing, etc., and D
Compression efficiency is improved by using CT Huffman encoding.

【００６３】更に第３段階で原画像と第２段階画像との
差分多値画像を同様にＤＣＴハフマン符号化等により所
望の圧縮率、画質の画像を符号化できる。Furthermore, in the third stage, the differential multivalued image between the original image and the second stage image can be similarly encoded into an image with a desired compression ratio and image quality by DCT Huffman encoding or the like.

【００６４】本実施例の差分多値画像は、周知の種々の
ブロック符号化により符号化できる。本実施例では８×
８画素ブロック毎にＤＣＴ変換し、変換係数をハフマン
符号化する方式をとっている。The differential multivalued image of this embodiment can be encoded by various well-known block encoding methods. In this example, 8×
A method is used in which DCT transform is performed for each 8-pixel block and the transform coefficients are Huffman encoded.

【００６５】図６（Ｂ）は本実施例における差分多値画
像の符号器の例を示している。FIG. 6B shows an example of an encoder for a differential multivalued image in this embodiment.

【００６６】図１の符号器Ｂ２６および３２に入力され
る画像信号は式（１）により色変換された信号ＹＣｒＣ
ｂである。この信号は図６（Ｂ）の符号器Ｂ１１０に入
力され直交変換部４５６に入力される。The image signals input to the encoders B26 and B32 in FIG.
It is b. This signal is input to encoder B110 in FIG. 6(B) and then input to orthogonal transform section 456.

【００６７】直交変換回路４５６では離散コサイン変換
により８×８画素ブロック毎に画像を周波数ごとの変換
係数（強度）に変換する。図７に示した変換係数は、や
はり８×８のブロックになっており、変換値に１から６
４の番号をつける。５００で示す係数番号１が直流成分
を示している。また、５０１、５０２で示す係数番号２
、３…は交流成分を示しており、番号が大きくなるに従
って低周波から高周波への交流成分を示すことになる。The orthogonal transform circuit 456 transforms the image into transform coefficients (intensities) for each frequency by discrete cosine transform for each 8×8 pixel block. The transform coefficients shown in Figure 7 are also 8x8 blocks, and the transform values range from 1 to 6.
Number it 4. Coefficient number 1 indicated by 500 indicates the DC component. In addition, coefficient number 2 indicated by 501 and 502
, 3... indicate alternating current components, and as the number increases, it indicates alternating current components from low frequency to high frequency.

【００６８】変換係数信号４０１は線形量子化器４５７
で例えば、８ビットに量子化される。この線形量子化器
４５７は、直流および低周波の量子化ステップは細かく
、高周波の量子化ステップは粗くとるように量子化ステ
ップが決められている。The transform coefficient signal 401 is processed by a linear quantizer 457
For example, it is quantized to 8 bits. In this linear quantizer 457, the quantization steps are determined so that the quantization steps for direct current and low frequencies are fine, and the quantization steps for high frequencies are coarse.

【００６９】ハフマン符号化部４６２においては、直流
成分（図７の係数番号１）と交流成分（係数番号２〜６
４）はそれぞれ別々に符号化される。また、これら符号
化はＹ，Ｃｒ，Ｃｂの順でそれぞれ直流成分、交流成分
がハフマン符号化される。In the Huffman encoding unit 462, the DC component (coefficient number 1 in FIG. 7) and the AC component (coefficient numbers 2 to 6) are
4) are each encoded separately. Further, in these encodings, the DC component and AC component are Huffman encoded in the order of Y, Cr, and Cb, respectively.

【００７０】直流成分については前ブロックの直流成分
との差分にハフマン符号を割りあてるＤＰＣＭハフマン
符号を用いている。For the DC component, a DPCM Huffman code is used in which a Huffman code is assigned to the difference from the DC component of the previous block.

【００７１】また、交流成分についてはブロック毎に係
数番号２〜６４を図７のようにジグザグにスキャンし、
係数が０であるラインと次の係数値の統計によりハフマ
ン符号を割りあてる方法である。Regarding the AC component, the coefficient numbers 2 to 64 are scanned in a zigzag manner for each block as shown in FIG.
This is a method of assigning a Huffman code based on the statistics of the line where the coefficient is 0 and the next coefficient value.

【００７２】以上のようにして差分多値画像は符号化さ
れ出力１０６を得る。As described above, the differential multivalued image is encoded to obtain the output 106.

【００７３】復号器Ｂ（図５の４１、４２）については
、図６（Ｂ）の符号器Ｂの逆の変換を行うことにより容
易に復号できる。すなわち、直流成分、交流成分のハフ
マン符号を復号し、ＤＣＴ係数を８×８画素ブロック毎
に構成した後逆ＤＣＴ変換を行えば復号できる。Decoder B (41, 42 in FIG. 5) can easily decode by performing the inverse transformation of encoder B in FIG. 6(B). That is, decoding can be performed by decoding the Huffman code of the DC component and AC component, configuring DCT coefficients for each 8×8 pixel block, and then performing inverse DCT transformation.

【００７４】図１の符号器Ａ２５の詳細を図６（Ａ）に
示す。本実施例では動的算術符号を実施しているが、算
術符号においては符号化、復号化とも同様な処理を行っ
ているため符号部の詳細のみを説明する。Details of the encoder A25 in FIG. 1 are shown in FIG. 6(A). In this embodiment, dynamic arithmetic coding is implemented, but since the same processing is performed for encoding and decoding in arithmetic coding, only the details of the coding part will be explained.

【００７５】図１の２値メモリ２２から読出された符号
化する画像の２値データはＲ，Ｇ，Ｂ画素順に図６（Ａ
）の予測状態決定回路４５０に入る。The binary data of the image to be encoded read out from the binary memory 22 in FIG. 1 is shown in FIG. 6 (A
) enters the predicted state determination circuit 450.

【００７６】予測状態決定回路４５０は、注目画素に関
して、その周囲符号化済画素から構成される予測状態信
号Ｓ２０６を出力する。また、Ｓ１１６と同期した符号
化画素データＸ２１７を出力し、両信号は動的算術符号
器４５３に入力され符号化される。[0076] The prediction state determining circuit 450 outputs a prediction state signal S206 composed of the surrounding encoded pixels regarding the pixel of interest. It also outputs encoded pixel data X217 in synchronization with S116, and both signals are input to the dynamic arithmetic encoder 453 and encoded.

【００７７】図８は予測状態決定回路４５０のブロック
図であり、図９は状態予測のために参照される各色別の
画素位置を示す。FIG. 8 is a block diagram of the predicted state determination circuit 450, and FIG. 9 shows pixel positions for each color that are referred to for state prediction.

【００７８】即ち、図９（ａ）は符号化第１色目（本実
施例ではＲ）の参照画素を示しており、＊で示した符号
化画素の周囲の符号化済の７画素を参照することを表わ
している。That is, FIG. 9(a) shows the reference pixel of the first encoded color (R in this example), and refers to the seven encoded pixels around the encoded pixel indicated by *. It represents that.

【００７９】また、図９（ｂ）は符号化第２色目（本実
施例ではＧ）の参照画素を示しており、（ａ）と同様の
７画素および第１色の同位置の画素のあわせて８画素を
参照することを表わしている。Furthermore, FIG. 9(b) shows the reference pixels of the second encoded color (G in this example), and the combination of the same seven pixels as in (a) and the pixel at the same position of the first color. This indicates that eight pixels are referred to.

【００８０】また、図９（ｃ）は第３色（本実施例では
Ｂ）の参照画素を示しており、（ａ）と同様の７画素お
よび第１色および第２色の同位置の各画素のあわせて９
画素を参照することを表わしている。FIG. 9(c) shows reference pixels of the third color (B in this example), including the same seven pixels as in FIG. 9(a) and each of the same positions of the first and second colors. Total of 9 pixels
Indicates that a pixel is referred to.

【００８１】図８の構成では、図９（ａ）〜（ｃ）に示
す各色毎の参照画素位置の複数画素を参照することによ
り、各色毎の状態を決定する。以下、図８の動作を説明
する。In the configuration of FIG. 8, the state of each color is determined by referring to a plurality of pixels at reference pixel positions for each color shown in FIGS. 9(a) to 9(c). The operation of FIG. 8 will be explained below.

【００８２】Ｒ，Ｇ，Ｂ各１ｂｉｔからなる３ｂｉｔ信
号である信号１０３は、ＲＧＢデータ２００〜２０２と
して、ラッチ群６７〜６９に入力されるとともに、ライ
ンメモリ６１、６２、６３にも入力され、ラインメモリ
６１〜６３により１ライン遅延したＲＧＢデータが保持
される。またラッチ６７ａ〜６７ｈ、ラッチ６８ａ〜６
８ｈ及びラッチ６９ａ〜６９ｈには、１画素クロック毎
に遅延されたデータが保持される。The signal 103, which is a 3-bit signal consisting of 1 bit each for R, G, and B, is input to the latch groups 67 to 69 as RGB data 200 to 202, and is also input to the line memories 61, 62, and 63. Line memories 61 to 63 hold RGB data delayed by one line. Also, latches 67a to 67h, latches 68a to 6
8h and latches 69a to 69h hold data delayed every pixel clock.

【００８３】ラッチ群６７においてラインメモリ６１の
出力が入力されるラッチ６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７
ｄおよびラインメモリ６１の出力により符号化ラインの
前ライン上の５画素のデータが参照できることになる。 また、ラッチ６７ｇ，６７ｈの出力により、符号化ライ
ン上の符号化済２画素が参照できることになる。これら
７画素のデータを合わせて符号化第１色であるＲの状態
決定用の参照画素信号２１０とする。また、ラッチ６７
ｆからは符号化画素のＲのデータ２１１が他色Ｇ，Ｂの
状態決定用に出力される。In the latch group 67, the output of the line memory 61 is input to latches 67a, 67b, 67c, and 67.
d and the output of the line memory 61, data of five pixels on the previous line of the encoding line can be referenced. Furthermore, the two encoded pixels on the encoding line can be referenced by the outputs of the latches 67g and 67h. The data of these seven pixels are combined to form a reference pixel signal 210 for determining the state of R, which is the first color to be encoded. Also, the latch 67
From f, R data 211 of the encoded pixel is output for determining the status of other colors G and B.

【００８４】このラッチ群６７と同じ構成のラッチ群６
８，６９がデータＧ２０１及びＢ２０２に対して設けら
れており、これらラッチ群６８，６９からは夫々、ラッ
チ群６７と同様の７画素のデータが参照画素信号２１２
，２１４として出力される。A latch group 6 having the same configuration as this latch group 67
8 and 69 are provided for the data G201 and B202, and from these latch groups 68 and 69, seven pixel data similar to the latch group 67 are provided as the reference pixel signal 212.
, 214.

【００８５】また、ラッチ群６８中のラッチ６８ｆから
符号化画素のＧのデータ２１３がＢの状態決定用に出力
される。Furthermore, the G data 213 of the encoded pixel is output from the latch 68f in the latch group 68 for determining the B state.

【００８６】セレクタ６４においてはＲＧＢの各色デー
タの出力に対応した色を示す２ビットのカラー指示信号
２１９に応じて参照画素信号を切り換える。即ち、カラ
ー指示信号２１９がＲの時は、参照画素信号２１０と零
信号２ｂｉｔを選択する。また、Ｇの時は参照画素信号
２１２およびＲ信号２１２と零信号１ｂｉｔが選択され
る。また、Ｂの時は参照画素信号２１４およびＲ信号２
１１、Ｇ信号２１３が選択される。The selector 64 switches the reference pixel signal in accordance with a 2-bit color instruction signal 219 indicating the color corresponding to the output of each RGB color data. That is, when the color instruction signal 219 is R, the reference pixel signal 210 and the 2-bit zero signal are selected. Further, in the case of G, the reference pixel signal 212, the R signal 212, and 1 bit of the zero signal are selected. Also, in the case of B, the reference pixel signal 214 and the R signal 2
11, G signal 213 is selected.

【００８７】この９ｂｉｔの選択信号２１５と２ｂｉｔ
のカラー指示信号２１９はパッキング回路６５により、
１１ｂｉｔの信号にまとめられて状態信号Ｓ２０６にな
る。従って、状態信号Ｓ１は符号化すべき画素の色と周
囲の状態を示し、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色に対して２７，２８，
２９個の状態を示す。This 9-bit selection signal 215 and 2-bit
The color instruction signal 219 is sent by the packing circuit 65,
The signals are combined into an 11-bit signal and become the status signal S206. Therefore, the status signal S1 indicates the color of the pixel to be encoded and the surrounding status, and for each color R, G, B, 27, 28,
29 states are shown.

【００８８】また、セレクタ６４からは周囲画素の状態
信号Ｓ２０６に同期して符号化すべき画素信号Ｘ２１７
が出力される。The selector 64 also outputs a pixel signal X217 to be encoded in synchronization with the status signal S206 of surrounding pixels.
is output.

【００８９】図１０は図６（Ａ）の動的符号器４５３の
ブロック図である。FIG. 10 is a block diagram of the dynamic encoder 453 of FIG. 6(A).

【００９０】図１０の説明の前に、本実施例で用いた算
術符号について説明する。Before explaining FIG. 10, the arithmetic codes used in this embodiment will be explained.

【００９１】従来から知られている様に、算術符号は、
入力信号列を小数２進数で表わされる符号になるように
算術演算により符号形成がなされる方法である。この方
法はＬａｎｇｄｏｎおよびＲｉｓｓａｎｅｎらによる文
献“Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆ　　Ｂｌａｃｋ／Ｗｈ
ｉｔｅ　　Ｉｍａｇｅｓ　　Ｗｉｔｈ　　Ａｒｉｔｈｍ
ｅｔｉｃ　　Ｃｏｄｉｎｇ”，ＩＥＥＥ　　Ｔｒａｎ　
　Ｃｏｍ．ＣＯＭ−２９、６、（１９８１．６）等に発
表されている。 この文献によるとすでに符号化した入力信号列をＳ、劣
勢シンボル（ＬＰＳ）の出る確率をｑ、演算レジスタＡ
ｕｇｅｎｄをＡ（Ｓ）、符号レジスタをＣ（Ｓ）とした
時に、入力信号ごとに以下の算術演算を行なう。As is conventionally known, the arithmetic code is
This is a method in which a code is formed by arithmetic operations so that the input signal string becomes a code expressed in binary decimal numbers. This method is described in the paper “Compression of Black/Wh” by Langdon and Rissanen et al.
ite Images With Arithm
etic Coding", IEEE Tran
Com. Published in COM-29, 6, (1981.6), etc. According to this document, the input signal sequence that has already been encoded is S, the probability that a least-likely symbol (LPS) appears is q, and the arithmetic register A is
When ugend is A(S) and the code register is C(S), the following arithmetic operation is performed for each input signal.

【００９２】 Ａ（Ｓ１）＝Ａ（Ｓ）×ｑ≒Ａ（Ｓ）×２−Ｑ…（１）
Ａ（Ｓ０）＝〈Ａ（Ｓ）−Ａ（Ｓ１）〉ｌ…（２）〈　
　〉ｌは有効桁ｌｂｉｔで打ち切りを表すＣ（Ｓ０）＝
Ｃ（Ｓ）…（３） Ｃ（Ｓ１）＝Ｃ（Ｓ）＋Ａ（Ｓ０）…（４）A(S1)=A(S)×q≒A(S)×2−Q…(1)
A(S0)=〈A(S)−A(S1)〉l…(2)〈
〉l represents truncation in significant digits C(S0)=
C(S)…(3) C(S1)=C(S)+A(S0)…(4)

【００９３
】ここで、符号化データが優勢シンボル（ＭＰＳ：上の
例では０）の場合はＡ（Ｓ０）、Ｃ（Ｓ０）を次のデー
タの符号化に使う。また劣勢シンボル（ＬＰＳ：上の例
では１）の場合は、Ａ（Ｓ１）、Ｃ（Ｓ１）を次のデー
タの符号化に使う。0093
]Here, if the encoded data is a dominant symbol (MPS: 0 in the above example), A(S0) and C(S0) are used to encode the next data. Furthermore, in the case of a less-likely symbol (LPS: 1 in the above example), A(S1) and C(S1) are used to encode the next data.

【００９４】新しいＡの値は２ｓ倍（Ｓは０以上の整数
）され、０．５＜Ａ＜１．０の範囲におさめられる。 この処理は、ハードウエアでは演算レジスタＡをＳ回シ
フトすることに相当する。符号レジスタＣに対しても同
じ回数のシフトが行なわれ、シフトアウトされた信号が
符号となる。以上の処理を繰り返し符号形成がなされる
。The new value of A is multiplied by 2s (S is an integer greater than or equal to 0) and falls within the range of 0.5<A<1.0. This processing corresponds to shifting the calculation register A S times in hardware. The code register C is also shifted the same number of times, and the shifted out signal becomes the code. The above process is repeated to form a code.

【００９５】また、（１）の式で示したようにＬＰＳの
出現確率ｑを２のべき乗（２−Ｑ：Ｑは正整数）で近似
することにより、乗算計算をシフト演算に置き換えてい
る。この近似をさらによくするためにｑを、例えば（５
）式の如くの２のべき乗の多項式で近似している。 この近似により効率最悪点の改善が行なわれている。Furthermore, as shown in equation (1), the LPS appearance probability q is approximated by a power of 2 (2-Q: Q is a positive integer), thereby replacing the multiplication calculation with a shift calculation. To make this approximation even better, let q be changed to, for example, (5
) is approximated by a polynomial of a power of 2. This approximation improves the worst point of efficiency.

【００９６】ｑ≒２−Ｑ１＋２−Ｑ２…（５）q≒2-Q1+2-Q2...(5)

【００９
７】また、算術符号は符号化データ毎にＱの値を切換え
ることが可能なことから確率推定部を符号化と分離する
ことができる。009
[7] Furthermore, since the arithmetic code allows the value of Q to be changed for each encoded data, the probability estimation section can be separated from the encoding.

【００９８】本実施例では前述のように符号化を行ない
ながら確率を推定していく動的な方法をとっている。In this embodiment, as described above, a dynamic method is used in which the probability is estimated while performing encoding.

【００９９】以上の算術符号を行なう図６（Ａ）の符号
器４５３のブロック図の説明を行なう。A block diagram of the encoder 453 shown in FIG. 6A that performs the above arithmetic coding will be explained.

【０１００】図６（Ａ）の予測状態決定回路４５０から
の状態信号Ｓ２０６は、図１０のカウンタメモリ７３、
符号化条件メモリ７４に入力される。The state signal S206 from the predicted state determining circuit 450 of FIG. 6(A) is sent to the counter memory 73 of FIG.
The data is input to the encoding condition memory 74.

【０１０１】符号化条件メモリ７４には、状態信号Ｓ２
０６で表わされる各状態毎に、出現しやすいシンボルで
ある優勢シンボルＭＰＳ３０８と、後述する算術符号の
ＬＰＳの出現確率を含む符号化条件を示すインデックス
１３０７が記憶されている。[0101] The encoding condition memory 74 stores the status signal S2.
For each state represented by 06, a dominant symbol MPS 308, which is a symbol that is likely to appear, and an index 1307 indicating encoding conditions including the probability of appearance of LPS of an arithmetic code, which will be described later, are stored.

【０１０２】符号化条件メモリ７４から符号化すべき画
像の色および状態に応じて読み出されたＭＰＳ３０８は
予測変換回路７７に入力され、予測変換回路７７では図
６の予測状態決定回路４５０からのシリアル画素信号Ｘ
２１７がＭＰＳ３０８と一致した時に０となるＹＮ信号
３０１を作る。The MPS 308 read out from the encoding condition memory 74 in accordance with the color and state of the image to be encoded is input to the predictive conversion circuit 77, which receives the serial data from the predictive state determination circuit 450 in FIG. Pixel signal
217 and MPS 308, a YN signal 301 which becomes 0 is generated.

【０１０３】ＹＮ信号３０１は更新回路７５に入力され
、更新回路７５では、ＹＮ信号が０の時に、カウンタメ
モリ７３に記憶されているカウント値のうち対応する状
態のカウントをインクリメントする。そして、カウンタ
メモリ７３に記憶されているカウント値Ｃ３０６がカウ
ントテーブルＲＯＭ７２からの設定値ＭＣ３０５に一致
したならば、インデックスＩ３０７が大きくなる方向（
ＬＰＳの出現確率ｑが小さくなる方向）に更新する（Ｍ
ＰＳの反転は行なわない。）。The YN signal 301 is input to the update circuit 75, and the update circuit 75 increments the count of the corresponding state among the count values stored in the counter memory 73 when the YN signal is 0. Then, if the count value C306 stored in the counter memory 73 matches the set value MC305 from the count table ROM 72, the index I307 increases (
update in the direction in which the LPS appearance probability q becomes smaller (M
No inversion of PS is performed. ).

【０１０４】尚、カウントテーブルＲＯＭ７２は、ＬＰ
Ｓの出現確率ｑを表わすインデックスＩに対応して決め
られている第１表で示したＭＰＳの数ＭＣ３０５を更新
回路７５に供給する。[0104] The count table ROM 72 is
The number MC305 of MPS shown in Table 1, determined corresponding to the index I representing the appearance probability q of S, is supplied to the update circuit 75.

【０１０５】また、更新回路７５では、ＭＰＳ３０８と
画素信号Ｘ２１７が不一致の場合、即ち、予測変換回路
７７からのＹＮ信号が１の時はインデックスＩ３０７が
小さくなる方向（ＬＰＳの出現確率ｑが大きくなる方向
）に更新する。また、インデックスが１の時に値が０の
ＹＮ信号が来ると、ＭＰＳを反転（０→１または１→０
）する処理を行なう。更新回路７５の出力Ｉ′３０９、
ＭＰＳ′３１０は更新後のインデックスの値であり、符
号化条件メモリ７４に再記憶される。Furthermore, in the update circuit 75, when the MPS 308 and the pixel signal direction). Also, if a YN signal with a value of 0 comes when the index is 1, the MPS is inverted (0 → 1 or 1 → 0
). Output I'309 of update circuit 75,
MPS' 310 is the updated index value and is stored again in the encoding condition memory 74.

【０１０６】符号化パラメータ決定回路７６では、イン
デックスＩ３０７の値に基づいて算術符号の符号化パラ
メータＱ３１１を算術符号器７８にセットする。この算
術符号器７８では、予測変換回路７７からのＹＮ信号３
０１をパラメータＱ３１１を用いて算術符号化し符号３
０２を得る。The encoding parameter determining circuit 76 sets the encoding parameter Q311 of the arithmetic code in the arithmetic encoder 78 based on the value of the index I307. In this arithmetic encoder 78, the YN signal 3 from the predictive conversion circuit 77 is
01 is arithmetic encoded using parameter Q311 and code 3
Get 02.

【０１０７】尚、符号化条件メモリ７４に初期値を与え
ておき、Ｉ、ＭＰＳを更新しないようにすることにより
、静的な符号化が容易に実現できる。Note that static encoding can be easily realized by providing initial values to the encoding condition memory 74 and not updating I and MPS.

【０１０８】図１１は予測変換回路７７のブロック図で
ある。シリアル画素信号Ｘ２１７とＭＰＳ３０８がＥＸ
−ＯＲ回路７９に入力され、表２の論理式に従ってシリ
アル画素信号Ｘ２１７とＭＰＳ３０８が一致したときに
０、不一致のときに１となるＹＮ信号３０１が出力され
る。FIG. 11 is a block diagram of the predictive conversion circuit 77. Serial pixel signal X217 and MPS308 are EX
A YN signal 301 is inputted to the -OR circuit 79 and becomes 0 when the serial pixel signal X217 and MPS 308 match, and becomes 1 when they do not match, according to the logical formula in Table 2.

【０１０９】図１２は、更新回路７５のブロック図であ
る。ＹＮ信号３０１が０の時、カウンタメモリ７３から
のカウント値Ｃ３０６が加算器８１で＋１インクリメン
トされ、信号Ｃ′３１２になる。この値は比較器８３で
カウントテーブルＲＯＭ７２からのＭＣ３０５と比較さ
れ、Ｃ′の値がＭＣの値に一致したならば、更新信号Ｕ
ＰＡ３１３を１にセットする。FIG. 12 is a block diagram of update circuit 75. When the YN signal 301 is 0, the count value C306 from the counter memory 73 is incremented by +1 by the adder 81 and becomes the signal C'312. This value is compared with MC305 from count table ROM 72 in comparator 83, and if the value of C' matches the value of MC, update signal U
Set PA313 to 1.

【０１１０】またＹＮ信号３０１は更新信号ＵＰＢ３１
４となり、ＵＰＡ、ＵＰＢはインデックス変更回路８５
に入る。また、ＵＰＡとＵＰＢはＯＲ回路８７で論理Ｏ
Ｒがとられ、ＯＲ回路８７の出力信号３１５はセレクタ
８２の切換え信号となる。[0110] Furthermore, the YN signal 301 is the update signal UPB31.
4, and UPA and UPB are index change circuits 85
to go into. In addition, UPA and UPB are logically outputted by an OR circuit 87.
R is taken, and the output signal 315 of the OR circuit 87 becomes a switching signal for the selector 82.

【０１１１】セレクタ８２では信号３１５が１の時はカ
ウンタメモリ７３の値をリセットするため０信号３１９
を選び、それ以外は加算器８１の出力信号Ｃ′３１２を
選びカウンタ更新信号Ｃ″３１６として出力し、これを
カウンタメモリ７３に記憶させる。従って、シリアル画
素信号Ｘ１１５とＭＰＳ３０８が不一致の場合、および
一致状態が所定回連続した場合に、カウンタメモリ７３
のカウント値がリセットされる。In the selector 82, when the signal 315 is 1, a 0 signal 319 is sent to reset the value of the counter memory 73.
Otherwise, the output signal C'312 of the adder 81 is selected and outputted as the counter update signal C''316, which is stored in the counter memory 73. Therefore, if the serial pixel signal X115 and MPS308 do not match, When the matching state continues a predetermined number of times, the counter memory 73
The count value will be reset.

【０１１２】インデックス変更回路８５には、インデッ
クスの更新きざみを制御する信号ｄ３１７（標準的には
ｄ＝１）とＵＰＡ３１３、ＵＰＢ３１４および符号化条
件メモリ７４から現在のインデックスＩ３０７が入力さ
れている。The index change circuit 85 receives a signal d317 (standardly d=1) for controlling the index update step, and the current index I307 from the UPA 313, UPB 314, and encoding condition memory 74.

【０１１３】表３はインデックス変更回路８５における
インデックス更新方法を示すテーブルである（表３には
更新きざみがｄ＝１とｄ＝２の場合を示している。）。 このテーブルを現在のインデックスＩ、更新きざみ条件
ｄ、ＵＰＡ、ＵＰＢで参照することにより更新したイン
デックスＩ′を決定する。Table 3 is a table showing the index update method in the index change circuit 85 (Table 3 shows cases where the update increments are d=1 and d=2). The updated index I' is determined by referring to this table using the current index I, update step conditions d, UPA, and UPB.

【０１１４】また、Ｉ＝１でＵＰＢ＝１（シリアル画素
信号Ｘ１１５とＭＰＳ３０８が不一致の場合）の時はＥ
Ｘ信号３１８をセットする。ＥＸ信号３１８が１の時に
反転器８６では現在のＭＰＳ３０８のシンボルを反転さ
せ（０→１又は１→０）、更新ＭＰＳ′３１０を得る。 また、ＥＸ信号が０のときはＭＰＳ′は変化させない。Furthermore, when I=1 and UPB=1 (when serial pixel signal X115 and MPS308 do not match), E
Set the X signal 318. When EX signal 318 is 1, inverter 86 inverts the symbol of the current MPS 308 (0→1 or 1→0) to obtain an updated MPS' 310. Furthermore, when the EX signal is 0, MPS' is not changed.

【０１１５】更新されたＩ′３０９およびＭＰＳ′３１
０は符号化条件メモリ７４に記憶され、次の処理用のイ
ンデックスＩおよびＭＰＳとして用いられる。尚、表３
に示した更新法は、ＲＯＭなどによりテーブルでも構成
できるし、加減算器を使ってロジックで構成することも
可能である。Updated I'309 and MPS'31
0 is stored in the encoding condition memory 74 and used as index I and MPS for the next processing. Furthermore, Table 3
The updating method shown in can be configured with a table using a ROM or the like, or can be configured with logic using an adder/subtractor.

【０１１６】以上の如く、２のべき乗の多項式で近似し
たＬＰＳの出現確率ｑを表わすインデックスＩの値に応
じて定められたＭＰＳの数分のＭＰＳが発生したときに
は、インデックスＩをｄ加算し、算術符号に用いるＬＰ
Ｓの出現確率ｑを小さくせしめ、一方、ＬＰＳが発生し
たときには、インデックスＩをｄ減算し、算術符号に用
いるＬＰＳの出現確率ｑを大きくせしめる。また、更に
ＬＰＳの出現確率ｑが０．５を表わす状態（インデック
スＩが１の状態）においてＬＰＳが発生した場合は、Ｍ
ＰＳを反転する。As described above, when MPSs as many as the number of MPSs determined according to the value of the index I representing the appearance probability q of an LPS approximated by a polynomial of a power of 2 are generated, add d to the index I, LP used for arithmetic codes
The appearance probability q of S is made small, while when an LPS occurs, the index I is subtracted by d to make the appearance probability q of the LPS used for the arithmetic code larger. Furthermore, if an LPS occurs in a state where the LPS appearance probability q is 0.5 (a state where index I is 1), M
Invert PS.

【０１１７】この様に、入力画像に適応的にインデック
スＩおよびＭＰＳを更新することにより、符号化効率の
良い算術符号化が達成できる。[0117] In this way, by adaptively updating the index I and MPS to the input image, arithmetic coding with high coding efficiency can be achieved.

【０１１８】図１３は本実施例で用いる算術符号の符号
化効率曲線である。以下、インデックスＩの値を小文字
ｉで示す。この曲線はＬＰＳの出現確率をｑ、符号化時
での近似確率ｑｅｉとした時に式（６）で示される。そ
して、ＬＰＳの出現確率ｑの値の大きい方から小さい方
へ、順次インデックスＩを１、２、３、…と付与する。FIG. 13 is a coding efficiency curve of the arithmetic code used in this embodiment. Hereinafter, the value of index I will be indicated by a lowercase letter i. This curve is expressed by equation (6), where q is the probability of appearance of LPS, and qei is the approximate probability at the time of encoding. Then, indexes I are sequentially assigned as 1, 2, 3, etc. from the larger value of the LPS appearance probability q to the smaller value.

【０１１９】[0119]

【数１】 ここで、分子はエントロピであり、ｑｅｉは式（７）で
示される値である。##EQU00001## Here, the numerator is entropy, and qei is the value shown by equation (7).

【０１２０】ｑｅｉ＝ｑ１＋ｑ２…（７）ｑ１、ｑ２の
値は２のべき乗の多項近似の値で第４表で与えられてい
る。例えば（８）〜（１０）で示される。qei=q1+q2 (7) The values of q1 and q2 are polynomial approximation values of powers of 2 and are given in Table 4. For example, it is shown by (8) to (10).

【０１２１】ｑｅｉ′＝２−１…（８）ｑｅ２′＝２−
１　　−２−４…（９）ｑｅ３′＝２−２＋２−３…（
１０） となり、この確率において効率ηが１．０になるピーク
点となるｑｅｉを以降実効確率と呼ぶ。また効率曲線の
交点を境界確率ｑｂｉと呼び、この確率を境に隣の実効
確率を使って符号化するほうが効率が向上することは明
らかである。qei'=2-1...(8) qe2'=2-
1 -2-4...(9) qe3'=2-2+2-3...(
10) The peak point qei at which the efficiency η becomes 1.0 in this probability is hereinafter referred to as the effective probability. Furthermore, it is clear that the efficiency is improved by calling the intersection of the efficiency curves the boundary probability qbi, and encoding using the effective probabilities adjacent to this probability.

【０１２２】本実施例では、式（５）で示したように２
つの項で近似できる確率から第４表に示した実効確率ｑ
ｅｉを選んでいる。また、第４表のＱ１、Ｑ２、Ｑ３は
算術符号器７８に送るパラメータＱｃ３１１である。即
ち、Ｑ１、Ｑ２はシフトレジスタへ与えるシフト量であ
り、このシフト演算により２のべき乗計算を行なってい
る。また、Ｑ３は第２項めの係数を示し、＋、−の切換
えを行なう。In this example, as shown in equation (5), 2
The effective probability q shown in Table 4 is calculated from the probability that can be approximated by two terms.
I am choosing ei. Furthermore, Q1, Q2, and Q3 in Table 4 are parameters Qc311 sent to the arithmetic encoder 78. That is, Q1 and Q2 are shift amounts given to the shift register, and a power of 2 calculation is performed by this shift operation. Further, Q3 indicates a coefficient of the second term, and switches between + and -.

【０１２３】表１のＭＣの値は、以下のように決定して
いる。The value of MC in Table 1 is determined as follows.

【０１２４】即ち、ＬＰＳの数をＮＬ、ＭＰＳの数をＮ
Ｍとした時、ＬＰＳの発生確率は式（１１）で与えられ
る。That is, the number of LPS is NL, and the number of MPS is N.
When M is assumed, the probability of LPS occurrence is given by equation (11).

【０１２５】[0125]

【数２】 この式をＮＭで解くと式（１２）になる。[Math 2] Solving this equation using NM gives equation (12).

【０１２６】ＮＭ＝「ＮＬ（１／ｑ−１）」…（１２）
ただし「ｘ」は小数点以下の切り上げを表わす。式（１
２）におけるｑに図１３に示したｑｂｉを与えることに
より、そこでの優勢シンボル（ＭＰＳ）の数ＮＭｉが計
算される。従って、ＭＣ波式（１３）から計算される。[0126]NM=“NL(1/q-1)”…(12)
However, "x" represents rounding up to the nearest whole number. Formula (1
By giving qbi shown in FIG. 13 to q in 2), the number NMi of dominant symbols (MPS) there is calculated. Therefore, it is calculated from the MC wave equation (13).

【０１２７】ＭＣｉ＝ＮＭｉ＋１−ＮＭｉ…（１３）MCi=NMi+1-NMi (13)

【
０１２８】表１のＭＣの値は式（１１）、（１２）、（
１３）からＮＬ＝２として計算したものである。[
[0128] The values of MC in Table 1 are expressed by equations (11), (12), (
13) with NL=2.

【０１２９】この様に、図１３の如くの各境界確率ｑｂ
ｉに基づいて各インデックスＩに対応した優勢シンボル
ＭＰＳの数ＮＭｉを求め、隣り合ったインデックス間の
優勢シンボルＮＭの差を各インデックスＩに対応するＭ
Ｃとする。In this way, each boundary probability qb as shown in FIG.
The number NMi of dominant symbols MPS corresponding to each index I is determined based on i, and the difference in the dominant symbols NM between adjacent indices is calculated as M corresponding to each index I.
Let it be C.

【０１３０】そして、このＭＣの値と発生する優勢シン
ボルＭＰＳの数を前述の如く比較し、ＭＣの値と優勢シ
ンボルＭＰＳの数が一致したならば、その状態は隣のイ
ンデックスＩを用いた符号化が適した状態と判断して、
インデックスＩを変更する。これによって、優勢シンボ
ルＭＰＳの発生数を基にして良好なタイミングでインデ
ックスＩの変更がなされ、且つ、最適なインデックスＩ
を用いた符号化を適応的に達成できる。[0130] Then, the value of this MC and the number of generated dominant symbols MPS are compared as described above, and if the value of MC and the number of dominant symbols MPS match, the state is determined by the code using the neighboring index I. It is determined that the situation is suitable for
Change index I. As a result, the index I is changed at a good timing based on the number of occurrences of the dominant symbol MPS, and the optimum index I is changed.
can be achieved adaptively.

【０１３１】図１４は算術符号器７８のブロック図であ
る。FIG. 14 is a block diagram of arithmetic encoder 78.

【０１３２】符号パラメータ決定回路７６で決められた
コントロール信号Ｑ３１１（表４）のうちシフトレジス
タＡ９０にＱ１を、シフトレジスタＢ９１にＱ２、セレ
クタ９２にＱ３が入力される。Ｑ１、Ｑ２は夫々シフト
レジスタＡ、Ｂに対してＡｕｇｅｎｄ信号であるＡＳ３
２３を何ｂｉｔ右にシフトするかを指示する。シフトさ
れた結果が出力信号３３０、３３１となる。Of the control signals Q311 (Table 4) determined by the code parameter determining circuit 76, Q1 is input to the shift register A90, Q2 to the shift register B91, and Q3 to the selector 92. Q1 and Q2 are the Augend signals AS3 for shift registers A and B, respectively.
Instructs how many bits to shift 23 to the right. The shifted results become output signals 330 and 331.

【０１３３】信号３３１は、反転器９６により補数がと
られ、セレクタ９２はコントロール信号Ｑ３により信号
３３１又は反転器９６の出力信号を選択し、出力信号３
３２を得る。加算器９３ではシフトレジスタＡ９０から
の信号３２２とセレクタ９２からの信号３３２の加算が
行われ、ＡＳ１信号３２４が出力される。減算器９４で
は、ＡＳ信号３２３からＡＳ１信号３２４を減算し、Ａ
Ｓ０信号３２５を得る。The signal 331 is complemented by the inverter 96, and the selector 92 selects the signal 331 or the output signal of the inverter 96 according to the control signal Q3, and outputs the output signal 3.
Get 32. The adder 93 adds the signal 322 from the shift register A90 and the signal 332 from the selector 92, and outputs an AS1 signal 324. The subtracter 94 subtracts the AS1 signal 324 from the AS signal 323, and
Obtain S0 signal 325.

【０１３４】セレクタ９５ではＡＳ０信号３２５とＡＳ
１信号３２４のいずれかをＹＮ信号３０１により選択す
る。 即ちＹＮ信号が１の時はＡＳ０信号が、また、ＹＮ信号
が０の時はＡＳ１信号がＡ′信号３２６になる。[0134] In the selector 95, the AS0 signal 325 and the AS
1 signal 324 is selected by the YN signal 301. That is, when the YN signal is 1, the AS0 signal becomes the A' signal 326, and when the YN signal is 0, the AS1 signal becomes the A' signal 326.

【０１３５】シフト回路８９ではＡ′信号のＭＳＢが１
になるまで左へシフトする処理が行われ、このシフトに
よりＡＳ′信号３２７が得られる。このシフトの回数に
相当するシフト信号３３２は、コードレジスタ９９に入
り、コードレジスタ９９からはシフト回数に相当する数
のｂｉｔがＭＳＢから順番に出力され符号データ３３０
になる。In the shift circuit 89, the MSB of the A' signal is 1.
A shift process to the left is performed until the AS' signal 327 is obtained. The shift signal 332 corresponding to the number of shifts enters the code register 99, and the code register 99 outputs bits of the number corresponding to the number of shifts in order starting from the MSB.
become.

【０１３６】符号データ３３０は、図示しないｂｉｔ処
理方法にて、ｂｉｔ１の連続が有限個内になるように処
理され、復号器側に伝送されることになる。[0136] The code data 330 is processed by a bit processing method (not shown) so that the number of consecutive bits is within a finite number, and is transmitted to the decoder side.

【０１３７】また、コードレジスタ９９の内容ＣＲ３２
８は加算器で９７でＡＳ０信号３２５と加算され、セレ
クト９８に入る。また、ＡＳ０信号３２５にの加算され
ていない信号ＣＲ３２８もセレクタ９８に入り、ＹＮ信
号３０１が１の時はＣＲ′＝ＣＲ、ＹＮ信号が０の時は
ＣＲ′＝ＣＲ＋ＡＳ０となるＣＲ′信号３２９として出
力される。コードレジスタ９９に関して前述したシフト
処理はＣＲ′信号に対しても行う。[0137] Also, the contents of code register 99 CR32
8 is added to the AS0 signal 325 in an adder 97 and enters the select 98. In addition, the signal CR328 that is not added to the AS0 signal 325 also enters the selector 98, and when the YN signal 301 is 1, CR'=CR, and when the YN signal is 0, CR'=CR+AS0. Output. The shift processing described above regarding code register 99 is also performed on the CR' signal.

【０１３８】以上説明したように、多値カラー信号をブ
ロック毎にエッジ部であるか否かを判定しエッジ部であ
るブロックについて２値化後動的算術符号により情報保
存符号化を行い、文字、線画等のエッジ部の２値カラー
については劣化の少ないシャープな画像を高圧縮率で実
現できる。As explained above, it is determined whether or not each block of a multivalued color signal is an edge portion, and after binarization, information preservation encoding is performed using dynamic arithmetic coding for blocks that are edge portions, and character , sharp images with little deterioration can be achieved at high compression rates for binary colors at the edges of line drawings and the like.

【０１３９】さらに、カラー写真等エッジ部の少ない多
値カラーについては原画からエッジ部の２値画像をさし
引いた差分画像すなわち低周波画像を階層的にＤＣＴハ
フマン符号化することにより高圧縮率の符号化が可能と
なる。Furthermore, for multivalued colors with few edges such as color photographs, a high compression ratio can be achieved by hierarchically DCT Huffman encoding the difference image, that is, the low frequency image obtained by subtracting the binary image of the edge from the original image. It becomes possible to encode

【０１４０】また、２値カラー画像、多値カラー画像と
も画質劣化が少なく、かつ高圧縮率を実現すると同時に
、階層的符号化における早期伝送画像の特徴であるエッ
ジ等を保存することにより全体画像の早期把握を実現す
るものである。[0140] In addition, both binary color images and multi-value color images have little image quality deterioration and achieve a high compression rate. This will enable early understanding of the situation.

【０１４１】[0141]

【表１】[Table 1]

【０１４２】[0142]

【表２】[Table 2]

【０１４３】[0143]

【表３】[Table 3]

【０１４４】[0144]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
多値カラー画像を階層的に符号化するカラー画像符号化
装置であって、原画像から特徴部分を抽出する抽出手段
と、前記抽出手段により抽出された画像部分を２値化し
、２値カラー画像を生成する生成手段を有し、前記２値
カラー画像を情報保存形符号化により符号し、原画像と
前記２値カラー画像との差分画像を階層的に符号化する
ので、２値カラー画像と多値カラー画像の混在したカラ
ー画像を夫々劣化なく符号化でき、また、復号時におけ
る画像の早期認識が可能となる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention,
A color image encoding device that hierarchically encodes a multivalued color image, comprising an extraction means for extracting a characteristic part from an original image, and a binarization of the image part extracted by the extraction means to create a binary color image. , the binary color image is encoded by information preserving encoding, and the difference image between the original image and the binary color image is hierarchically encoded, so that the binary color image and the binary color image are encoded. Color images containing a mixture of multivalued color images can be encoded without deterioration, and images can be recognized early during decoding.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図１】符号化部のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an encoding unit.

【図２】ローパスフィルタの例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a low-pass filter.

【図３】ブロックエッジの判定例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of block edge determination.

【図４】差分器の動作例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the operation of a differentiator.

【図５】復号化部のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of a decoding unit.

【図６】符号器のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of an encoder.

【図７】変換係数を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing conversion coefficients.

【図８】状態予測決定回路のブロック図である。FIG. 8 is a block diagram of a state prediction determination circuit.

【図９】参照画素位置を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing reference pixel positions.

【図１０】動的符号器のブロック図である。FIG. 10 is a block diagram of a dynamic encoder.

【図１１】予測変換回路のブロック図である。FIG. 11 is a block diagram of a predictive conversion circuit.

【図１２】更新回路のブロック図である。FIG. 12 is a block diagram of an update circuit.

【図１３】符号化効率曲線を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a coding efficiency curve.

【図１４】算術符号器のブロック図である。FIG. 14 is a block diagram of an arithmetic encoder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２０　　画像メモリ ２１　　２値化回路 ２５　　符号器Ａ ２３　　差分器 ２６　　符号器Ｂ 20 Image memory 21 Binarization circuit 25 Encoder A 23 Differentiator 26 Encoder B

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】　　多値カラー画像を階層的に符号化する
カラー画像符号化装置であって、原画像から特徴部分を
抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された画
像部分を２値化し、２値カラー画像を生成する生成手段
を有し、前記２値カラー画像を情報保存形符号化により
符号し、原画像と前記２値カラー画像との差分画像を階
層的に符号化することを特徴とするカラー画像符号化装
置。1. A color image encoding device that hierarchically encodes a multivalued color image, comprising: an extraction means for extracting a characteristic part from an original image; and a binarization of the image part extracted by the extraction means. , comprising a generating means for generating a binary color image, encoding the binary color image by information preserving encoding, and hierarchically encoding a difference image between the original image and the binary color image. Characteristic color image encoding device. 【請求項２】　　請求項１に記載のカラー画像符号化装
置において、前記抽出手段は、Ｍ×Ｎ（Ｍ、Ｎは２以上
の自然数）画素ブロック毎にエッジ部を含むブロックか
含まないブロックかを判定し、エッジを含むブロックに
対しては２値化を行い、その他のブロックに対してはマ
スク（０にする）した２値カラー画像と、原画像と２値
カラー画像との差分とった多値カラー画像とに分離する
分離手段であることを特徴とするカラー画像符号化装置
。2. The color image encoding device according to claim 1, wherein the extraction means determines whether each M×N (M and N are natural numbers of 2 or more) pixel block includes or does not include an edge portion. The blocks containing edges were binarized, and other blocks were masked (set to 0) in a binary color image, and the difference between the original image and the binary color image was calculated. 1. A color image encoding device, characterized in that it is a separating means for separating a multivalued color image.