JPH05344348A - 画像符号化制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高符号化率で、高復号画質を得るための画像
符号化処理を高速に行なえる画像符号化制御方法及び装
置を提供する。 【構成】 各色成分毎の入力画像信号はブロック化部１
でｎ×ｎ画素にブロック化され、離散コサイン変換部２
でｎ×ｎ画素のデータに対して離散コサイン変換が行な
われ、ｎ×ｎ個の変換係数が算出される。そして、色成
分識別部３で入力信号が何番目の色成分であるかが識別
され、一番目の色成分の時、画像判別部６で画像の特徴
が判別され、画像に最適な量子化テーブルが選択されて
その情報が情報格納部７に格納される。量子化部４では
その情報から量子化テーブルを切り換え変換係数の量子
化を行ない、符号化部５で量子化係数と用いたテーブル
情報を符号化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば入力画像を複数
の画素からなるブロックに分割し、ブロック毎に離散コ
サイン変換を行ない、変換された変換係数を量子化テー
ブルを用いて量子化し、量子化された係数を符号化する
画像符号化制御方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７に従来の方式での符号化処理のブロ
ック図を示す。まず入力画像データをブロック化部１に
おいて複数（ｎ×ｎ）画素にブロック化する。次にｎ×
ｎ画素の画素データに対して離散コサイン変換部２にお
いて離散コサイン変換を行い、ｎ×ｎ個の離散コサイン
変換係数（ＤＣＴ係数）を算出する。このＤＣＴ係数は
ｎ×ｎブロックの左上方向が低周波領域、右下方向が高
周波領域となっている。そして、一般的な画像の場合に
は、低周波成分の値は大きく、高周波成分の値は小さく
なっている。

【０００３】ブロック毎のＤＣＴ係数は、量子化部４に
おいて量子化テーブルを用いて係数位置毎に異なるステ
ップサイズで量子化する。量子化された二次元配列から
なるブロックのＤＣＴ係数を、低周波側から高周波側へ
と一次元配列化し、符号化部５において可変長符号化す
る。また、量子化部４で量子化を行なう前に画像判定部
６において各ブロックの特徴（文字・網点・写真画像な
ど）を判定し、量子化部４で用いる量子化テーブルを切
り換える。一方、復号化側では、復号化部８、逆量子化
部９、逆離散コサイン変換部１０及び画像復元部１１に
おいて符号化の逆の処理を行ない画像データを得る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例における符号化処理では、入力画像が複数の色成分
からなっていた時、各色成分毎に画像判定部６において
画像判定を行なっていたため、処理が複雑化し、時間が
かかっていた。

【０００５】本発明は、上記課題を解決するために成さ
れたもので、高符号化率で、高復号画質を得るための画
像符号化処理を高速に行なえる画像符号化制御方法及び
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成は、入力画像を複数の画素からなるブ
ロックに分割し、ブロック毎に離散コサイン変換を行な
い、変換された変換係数を量子化テーブルを用いて量子
化し、量子化された係数を符号化する画像符号化制御方
法において、ブロック毎に離散コサイン変換された入力
画像の色成分を識別し、識別された第１番目の色成分に
ついてのみ画像の特徴を判別し、該判別結果を制御情報
として情報格納手段に格納し、該情報格納手段に格納さ
れた制御情報に基づいて、量子化テーブルを適応的に切
り換え制御することを特徴とする。

【０００７】

【作用】かかる構成において、入力画像の色成分を識別
し、第１番目の色成分についてのみ画像の特徴を判別
し、その判別結果を制御情報として格納し、量子化の際
に格納された制御情報に基づいて量子化テーブルを適応
的に切り換えるように制御することにより、高符号化率
で、高復号画質を得るための画像符号化処理を高速に行
なうことができる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る好適な実
施例を詳細に説明する。

【０００９】＜第１の実施例＞図１は、第１の実施例に
おける画像符号化装置の構成を示す概略ブロック図であ
る。まず各色成分毎の入力画像信号はブロック化部１で
ｎ×ｎ画素にブロック化される。次に、離散コサイン変
換部２において、ｎ×ｎ画素のデータに対して離散コサ
イン変換を行ない、ｎ×ｎ個の変換係数を算出する。図
２は、この離散コサイン変換式を示す図である。

【００１０】次に、色成分識別部３において、入力され
た信号が何番目の色成分であるかを識別する。そして、
一番目の色成分の時、画像判別部６において、ブロック
毎に変換係数の特徴から文字画像ブロックであるか、グ
ラビア（網点）画像ブロックであるか、又はその他のブ
ロックであるかを判別する。ここで、画像の判別には以
下に述べるような方法を用いる。 （１）グラビア画像ブロックの判別方法 離散コサイン変換された係数（ＤＣＴ係数）において、
８×８個の係数の場合、図５に示す（ｂ），（ｃ），
（ｄ），（ｅ）のうちのいずれかの斜線の位置のＤＣＴ
係数にピークを持ち、且つ図５に示す（ａ）の斜線の位
置のＤＣＴ係数の絶対値が比較的小さいという特徴がグ
ラビア画像にはある。この特徴を用いて、図５の
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）の各斜線の位
置のＤＣＴ係数の絶対値の和（係数和）をそれぞれ算出
し、（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）の各係数和の最大
値が（ａ）より大きく、且つ（ｂ），（ｃ），（ｄ），
（ｅ）の各係数和の最大値が所定の閾値（閾値Ａ）より
大きい時、そのブロックをグラビア画像ブロックである
と判別する。

【００１１】すなわち、図３に示す条件を満たす時、グ
ラビア画像ブロックと判別する。 （２）文字画像ブロックの判別方法 文字画像では、空間周波数スペクトルにおいて、２本／
ｍｍ程度の低周波数の値に高い値を持っている。ＤＣＴ
係数においても、低周波ＤＣＴ係数の絶対値が大きいと
いう特徴がある。この特徴を用いて、ＤＣＴ係数のう
ち、図６に示す斜線の位置の係数の絶対値の和を算出
し、この係数和が所定の閾値（閾値Ｂ）より大きく、且
つグラビア画像ブロックであると判断されない時、文字
画像ブロックであると判別する。

【００１２】すなわち、図４に示す条件を満たす時、文
字画像ブロックと判断する。

【００１３】上述のような判別方法により、ブロックの
特徴を判別し、文字画像ブロック、グラビア（網点）画
像ブロック、その他のブロック用にそれぞれ用意した量
子化テーブルの中からそのブロックに最適なものを選択
し、情報格納部７にその情報を格納する。

【００１４】次に、量子化部４において情報格納部７の
情報から量子化テーブルを切り換え変換係数の量子化を
行なう。そして、符号化部５において量子化した係数と
量子化に用いたテーブル情報を符号化する。

【００１５】二番目以降の色成分に対しては画像判別処
理を行なわず、量子化部４において、情報格納部７に既
に格納されている情報から量子化テーブルを切り換えて
量子化を行なう。そして、一番目の色成分と同様に量子
化した係数とテーブル情報とを符号化部５において符号
化する。

【００１６】一方、復号化処理では、符号化処理と逆
に、まず復号化部８において、符号化された画像信号と
符号化されたテーブル情報とを復号化する。そして、情
報格納部７へテーブル情報を格納する。

【００１７】次に、逆量子化部９において、情報格納部
７の情報から量子化テーブルを切り換えて復号された係
数に対して逆量子化を行なう。そして、逆量子化された
変換係数を逆離散コサイン変換部１０において、逆離散
コサイン変換する。次に、画像復元部１１において、ブ
ロック化されたデータから画像信号を復元する。

【００１８】＜第１の実施例の変形例＞本発明は、上述
した実施例に限らず、図１に示した色成分識別部３と画
像判定部６とを離散コサイン変換部２の前に設け、入力
された画素データから直接画像判別を行なっても良い。
この場合、例えば平均値による判定方法が考えられる。
まず、８×８画素のブロックの平均値Ｈを求め、画素の
値Ｐと平均値Ｈとの差の絶対値が閾値Ａより大きい場合
にカウントアップして、ブロック内の平均値Ｈより大き
い画素のカウントＣとする。そして、カウント値Ｃが第
１閾値Ａ１より小さいか判定し、小さい場合には平坦部
分と判定し、カウント値が第１，第２閾値Ａ１，Ａ２の
間にあれば、文字画像と判定し、第２閾値Ａ２より大き
い場合にはグラビア画像と判定する。

【００１９】上述した第１の実施例によれば、離散コサ
イン変換部と、量子化部と、符号化部と、色成分識別部
と、画像判定部と、情報格納部とを備え、複数の色成分
からなる入力画像信号をブロック化部において各色成分
毎に複数画素からなるブロックに分割し、離散コサイン
変換部においてブロック毎に離散コサイン変換して、変
換された変換係数から画像判定部において画像の特徴を
判別し、量子化部において画像判定部での判別結果から
量子化テーブルを切り換えて量子化し、量子化された係
数を可変長符号を用いて符号化する画像符号化方式にお
いて、色成分識別部において入力されている色成分の番
号を識別し、第１番目の色成分についてのみ画像判別部
においてブロック毎に、画像の特徴を判別し、判別結果
を情報格納部に格納し、情報格納部情報を用いて、各色
成分の各ブロックのＤＣＴ係数を量子化する時に使用す
る量子化テーブルを適応的に切り換え制御することによ
り、高符号化率で、高復号画質を得るための画像符号化
処理を高速に行なうことができる。

【００２０】＜第２の実施例＞次に、図面を参照して本
発明に係る第２の実施例を詳細に説明する。

【００２１】通常、画像符号化装置では、ディジタル原
稿画像信号（例えばＲＧＢやＹＭＣＫ等）を離散コサイ
ン変換した後に、画像の特徴に基づいて画像判別を行な
い、判別結果に基づいて最適な量子化テーブルを使用し
て量子化した後、符号化するように構成されている。

【００２２】しかしながら、ディジタル原稿画像信号が
輝度信号と色差信号の両方を含んでいるため、的確な画
像判別を行なうことが困難であった。

【００２３】第２の実施例は、上記課題を解決するため
に成されたもので、より的確な画像判別を行なうことが
でき、最適な量子化テーブルを設定でき、高圧縮率で高
画質の復号画像を得ることができる画像符号化装置を提
供することを目的とする。

【００２４】図８は、第２の実施例における画像符号化
装置の構成を示す概略ブロック図である。同図におい
て、入力されたディジタル原稿画像信号は色信号変換部
２１で輝度信号と色差信号とに変換され、変換されたデ
ータが８×８ブロック化部２２でブロック化される。そ
して、離散コサイン変換部（ＤＣＴ）２３において離散
コサイン変換され、後述する画像判定部２４で輝度信号
の特徴から画像の種類が判定される。次に、画像判定部
２４で判定された結果に基づいて量子化テーブル設定部
２５が最適な量子化テーブルを設定し、ＤＣＴ変換され
たデータを量子化部２６が設定された量子化テーブルを
使用して量子化する。そして、符号化部の直流（ＤＣ）
成分符号化部２７と交流（ＡＣ）成分符号化部２８で直
流及び交流成分が符号化され、更に選択信号符号化部２
９でどの量子化テーブルを選択したのかを示す情報が符
号化され、多重化部３０で多重化されて符号化データと
して出力される。

【００２５】次に、上述の画像判定部２４において、入
力された画像の種類を見極める方法について詳細に説明
する。

【００２６】文字画像では、図６に示す斜線の位置の値
の絶対値が大きいという特徴があるので、この部分の値
の和がある閾値Ａよりも大きい時、このブロックを文字
画像ブロックであると判定し、量子化テーブル設定部２
５において解像度が劣化しないように量子化テーブルの
値が小さな量子化テーブルＲ１を選択する。また図６に
示す斜線の位置の値の絶対値の和がある閾値Ａよりも小
さい時、このブロックをグラフィック画像であると判定
し、量子化テーブル設定部２５において圧縮率を高める
ために、量子化テーブルの値が大きな量子化テーブルＲ
２を選択する。また、この時、量子化処理においてどの
量子化テーブルを用いたかを示す情報も符号化される。

【００２７】＜第２の実施例の変形例＞図９は、変形例
における画像符号化装置の構成を示す概略ブロック図で
ある。この例では、図示するように、入力されたディジ
タル原稿画像信号は色信号変換部３１で輝度信号と色差
信号とに変換され、変換されたデータが８×８ブロック
化部３２でブロック化される。そして、離散コサイン変
換部（ＤＣＴ）３３に離散コサイン変換され、エッジ判
定部３４でエッジが判定され、入力画像の種類が判定さ
れる。次に、画像判定部２４で判定された結果に基づい
て量子化テーブル設定部２５が最適な量子化テーブルを
設定し、ＤＣＴ変換されたデータを量子化部２６が設定
された量子化テーブルを使用して量子化する。そして、
符号化部の直流（ＤＣ）成分符号化部２７と交流（Ａ
Ｃ）成分符号化部２８で直流及び交流成分が符号化さ
れ、更に選択信号符号化部２９でどの量子化テーブルを
選択したのかを示す情報が符号化され、多重化部３０で
多重化されて符号化データとして出力される。

【００２８】上述したように、第２の実施例によれば、
より的確な画像判別を行なうことができ、最適な量子化
テーブルを設定でき、高圧縮率で、高画質の復号画像を
得ることができる。

【００２９】＜第３の実施例＞次に、図面を参照して本
発明に係る第３の実施例を詳細に説明する。

【００３０】前述した第２の実施例では、カラーディジ
タル原稿画像信号中の文字をエッジ部分とみなし、文字
画像領域の判定を行なうように構成されている。

【００３１】しかしながら、第２の実施例では、文字画
像領域とその他の画像のエッジを含む領域とを共に文字
画像領域と判定してしまうため、選択的に文字画像領域
だけの判定を行なうことが困難であった。

【００３２】第３の実施例は、上記課題を解決するため
に成されたもので、文字画像領域とその他の画像領域と
を含む混合カラーディジタル画像データにおいて、選択
的に文字画像領域の判定を行なうことができる画像符号
化装置を提供することを目的とする。

【００３３】図１０は、第３の実施例における画像符号
化装置の部分構成を示す図である。同図において、４１
は選択的に文字領域を判定する文字領域判定装置を示す
システム構成図であり、このシステムによって文字画像
領域とその他の画像領域とを含む混合カラーディジタル
画像データから、それぞれの画像領域を分離することが
できる。以下、この文字領域判定装置４１の構成につい
て詳述する。

【００３４】まず、４２は入力されたカラーディジタル
画像データをＹ・Ｃｂ・Ｃｒ信号に変換する色信号変換
部である。ここで、色信号がＹ・Ｃｂ・Ｃｒである場合
には、画像データを輝度と色差で扱うことができる。４
３は色信号変換部４２でＹ・Ｃｂ・Ｃｒ信号に変換され
たカラーディジタル画像データを、ｎ×ｎブロックに分
割するブロック分割部であり、例えばこの装置がＪＰＥ
Ｇにおいて使用される時にはブロック分割の単位は８×
８となる。４４はブロック分割部４３でｎ×ｎブロック
に分割されたカラーディジタル画像データを離散コサイ
ン変換する離散コサイン変換部である。

【００３５】４５は離散コサイン変換部４４で離散コサ
イン変換されたカラーディジタル画像データを、色信号
変換部４２で変換された色信号の特徴から選択的に文字
領域を判定する文字領域判定部であり、輝度の差によっ
て（白と黒等）文字画像領域を判定することができる。
４６は文字領域判定部４５で文字画像と判断された領域
のデータを一時的に保存するための文字画像領域保存部
であり、必要に応じて、ここから文字画像領域のデータ
を出力することができる。そして、４７は文字画像と判
断されなかった領域のデータを一時的に保存するその他
の領域保存部であり、必要に応じて、ここから文字画像
以外の領域のデータを出力することができる。

【００３６】次に、上述の文字領域判定部４５におい
て、選択的に文字領域を判定する方法について以下に説
明する。

【００３７】離散コサイン変換では、ブロック分割部４
３で分割したブロック内に文字画像領域がある場合、低
周波部分の離散コサイン変換係数（ＤＣＴ係数）の絶対
値が大きくなるという特徴がある。この特徴を用いて、
例えばブロック分割部４３で分割したブロックの単位が
８×８であった場合には、文字画像領域の判定には、図
６に示す８×８ＤＣＴ係数のうち、特に斜線部分のＤＣ
Ｔ係数の絶対値の和がある閾値Ａよりも大きい時、この
ブロックを文字画像領域と判定する。この閾値が大きく
なると、輝度の差が大きいもの、例えば白地に黒文字や
黒字に白文字等を文字領域と判断し、それ以外をその他
の部分と判断することができる。

【００３８】＜第３の実施例の変形例＞図１１は、変形
例における文字領域判定装置５１の構成を示す図であ
る。同図において、５２〜５７に示す各部分は上述した
図１０の４２〜４７に示す各部分と同じであり、この例
では文字認識符号添付部５８を文字画像領域保存部５６
の前或いは後ろに備えるものである。この構成は、どの
部分が文字画像領域なのかを新たに符号を添付すること
で認識しようとするものである。これにより、どの部分
が文字画像領域なのかを判断することができる。

【００３９】ここで文字認識符号添付部５８は、文字画
像領域とその他の領域とを区別して認識するためのもの
であり、それらの違いが分かるものであればどのような
ものでも良い。この文字認識符号添付部５８を備えるこ
とにより、ＪＰＥＧ等を用いて画像の圧縮をする時に、
文字部分だけ量子化テーブルの値を小さくすることで、
文字画像の画質の劣化を防ぐことができると共に、文字
部分に色をつけることができる。

【００４０】尚、上述した第３の実施例において、色信
号変換部４２が入力されたデータをＲ・Ｇ・ＢやＹ・Ｍ
・Ｃ・Ｋ等の色信号に変換した場合には、画像データを
色度で扱うことができる。この場合、文字領域判定部４
５では、色度によって（赤と緑、イエローとシアン等）
文字領域を判定することができる。

【００４１】第３の実施例によれば、離散コサイン変換
係数の特徴から文字画像領域を判定することで、文字画
像領域とその他の画像領域とを含む混合カラーディジタ
ル画像データから、それぞれの画像領域を分離すること
ができる。

【００４２】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用
しても良い。

【００４３】また、本発明はシステム或いは装置にプロ
グラムを供給することによって達成される場合にも適用
できることは言うまでもない。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高符号化率で、高復号画質を得るための画像符号化処理
を高速に行なうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例での画像符号化装置の構成を示す
概略ブロック図である。

【図２】離散コサイン変換式を示す図である。

【図３】グラビア画像の判別式を示す図である。

【図４】文字画像の判別式を示す図である。

【図５】グラビア画像ブロック判別のためのＤＣＴ係数
位置を示す図である。

【図６】文字画像ブロック判別のためのＤＣＴ係数位置
を示す図である。

【図７】従来例での画像符号化装置の構成を示す概略ブ
ロック図である。

【図８】第２の実施例での画像符号化装置の構成を示す
概略ブロック図である。

【図９】第２の実施例での変形例における画像符号化装
置の構成を示す概略ブロック図である。

【図１０】第３の実施例での画像符号化装置の部分構成
を示す図である。

【図１１】第３の実施例での変形例における画像符号化
装置の部分構成を示す図である。

【符号の説明】

１ ブロック化部 ２ 離散コサイン変換部 ３ 色成分識別部 ４ 量子化部 ５ 符号化部 ６ 画像判別部 ７ 情報格納部 ８ 復号化部 ９ 逆量子化部 １０ 逆離散コサイン変換部 １１ 画像復元部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力画像を複数の画素からなるブロック
   に分割し、ブロック毎に離散コサイン変換を行ない、変
   換された変換係数を量子化テーブルを用いて量子化し、
   量子化された係数を符号化する画像符号化制御方法にお
   いて、 ブロック毎に離散コサイン変換された入力画像の色成分
   を識別し、 識別された第１番目の色成分についてのみ画像の特徴を
   判別し、 該判別結果を制御情報として情報格納手段に格納し、 該情報格納手段に格納された制御情報に基づいて、量子
   化テーブルを適応的に切り換え制御することを特徴とす
   る画像符号化制御方法。
2. 【請求項２】 離散コサイン変換を行なう離散コサイン
   変換手段と、量子化テーブルを用いて量子化する量子化
   手段と、該量子化手段で量子化されたデータを符号化す
   る符号化手段とを有する画像符号化制御装置において、 カラー画像データを所定の色信号に変換する色信号変換
   手段と、 該色信号変換手段で変換された色信号に基づいて、画像
   の種類を判別する画像判別手段と、 該画像判別手段での判別結果に従って最適な量子化テー
   ブルを設定する量子化テーブル設定手段とを有すること
   を特徴とする画像符号化制御装置。
3. 【請求項３】 カラー画像データを所定の色信号に変換
   する色信号変換手段と、 該色変換手段で変換された色信号に基づいて、選択的に
   文字領域を判定する文字領域判定手段と、 該文字領域判定手段での判定結果を保存する保存手段と
   を備えることを特徴とする画像符号化制御装置。