JPS621373A

JPS621373A - 画像符号化方式

Info

Publication number: JPS621373A
Application number: JP60138941A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Ozeki; 和夫大関
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-06-27
Filing date: 1985-06-27
Publication date: 1987-01-07

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】［発明の技術分野］本発明はファクシミリ、ビデオテックス、ファイリング
等の静止画、ＴＶ信号伝送・記録等の動画像の画像符号
化方式（二関する。

［発明の技術的背景とその問題点コ画像は、その情報量でカラー画像とモノクローム画像５
；大別できる。カラー画像はモノクローム画像の３倍の
画像情報量をもっており、そのためこの伝送、７アイリ
ング（二は多くの時間や記憶容量が必要とされる。そこ
で、カラー画、像の伝送。

ファイリングに、カラー画像専用の圧縮符号化方式が使
用されている。

第５図は、カラー画像をコサイン変換符号化しＧ、　Ｂ
が色軸変換部５０２Ｃ二人力される。ここで、Ｒ，Ｇ、
　Ｂは輝度信号Ｙと色差信号１．’Ｑｃ変換され、この
信号Ｙ、Ｉ、Ｑがコサイン変換演算一部５０３（二人力
され、ここで１６　Ｘ　１６画素ずつブロック化されコ
サイン変換が行われる。この変換されたデータは量子化
符号器５０４１−より、それぞれ量子化される。量子化
された符号データは伝送回路５０５を介し、受信部であ
る量子化復号器５０６にユおいて復号化され、コサイン
逆変換演算部５０７に入力される。

ここでコサイン逆変換が行われ、逆変換され北データは
、色軸変換部５０８（二おいてＹ、Ｉ、ＱをＲ９Ｇ、Ｂ
Ｃ：変換して、出力端子５０９より出力される。

ところがこの方式でモノクローム画像や、カラー画像の
中Ｃ；モノクローム画儂を含む信号を入力すると、この
モノクローム画像もカラー画像として圧縮符号化してし
まう。つまり、モノクローム信号成分である輝度信号成
分Ｙの他にカラー信号成分も符号化してしまうという、
不必要な情報を伝送するととＣ；なる。例えばファクシ
ミリでは伝送時間が増加し通信コストを増や丁。ファイ
リング装置では専有する記憶容量が増大するという不都
合があった。

又、モノクローム信号を量子化符号器（二よって符号化
したとき、その符号化ビットレートが小さいときは、復
号画儂の復号誤差が一部色信号に変換され、エツジ部分
等１；着色され次画像が生成されてしまうという問題点
もあった。

［発明の目的］本発明は上記不都合問題点Ｃユ鑑みてなされたもので、
そ゛の目的とするところは、カラー画像の伝送、ファイ
リング装置にモノクローム画像や、カラー画像中にモノ
クローム画像を含むものを入力した時、このモノクロー
ム画像を識別し、不必要な伝送時間の増加、記憶容量の
増大をなくした画像符号化装置を提供するものである。

［発明の効果コ峙１ｈモノクローム画像はそれのみの伝送時間Ｃ二とかかる時間で処理できる故、不必要な処理を除Ｗいわゆ
る伝送装置ならば通信コストの削減、７ア［発明の実施
例コ以下本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

第１図は、一本発明に係るカラー画像伝送装置のブロッ
ク図である。この装置は送信部１００と受信部１１０を
通信回線１０９を介してなる。送信部１００は色軸変換
部１０１　、コサイン変換演算部１０２　、選択部１０
３．量子化符号部１０４．１月・ＩＱ＋判定部１０５で
構成され、受信部１１０は量子化復号部１０８．コされ
、ここでこのＲ，Ｇ、　Ｂを輝度信号Ｙと色差信号１．
ＱとＣユ変換される。この変換式は、で表わされる。こ
のＹ、Ｉ、Ｑはコサイン変換演算８１４１０２　（−入
力され、ここで１６　Ｘ　１６画素ずつブロック化され
コサイン変換が行われる。この変換（Ｙζ二ついて）は
、ｔｙ（ｊｊ）　：輝度信号成分Ｙで表わされ、コサイン変換データＰｙ（”ｅりが求めら
れる。又Ｉ、Ｑ（ユついても、ｔｘ（Ｌ　Ｄ　ｌ　”Ｑ
（’ｅ　Ｊ）によりＦＩ（’Ｌす、　Ｆｑ（ｕ、りが同
様に求められる。

一方Ｙ、Ｉ、ＱのＩ、Ｑ信号は、１１１・ＩＱ１判定部
１０５信号を選択部１０３へ送る。すなわち、一定値を
越えるときはカラー信号成分が存在すると判断し、Ｙ、
Ｉ、Ｑの３信号成分を表わすＦＴ、　ＦＩ、　Ｆｑを、
共Ｃ二この選択部１０３を介して量子化符号部１０４へ
送る。

一定値を越えないときは、モノクローム信号成分のみで
あると判断し、ＦＹのみを選択部１０３を介し量子化符
号部１０４へ送る。この量子化符号部１０４は例えば第
３図Ｃユ示す様なビット配分Ｃユより量子化する。そし
てここからの符号化データは通信回線１０９を介して、
受信部１１０である量子化な号部１０８へ入力される。

ここでこの符号化情報は、復号化されコサイン逆変換演
算部１０７へ入力され、コサイン逆変換される。この変
換（Ｙについて）Ｐｑ（ｕ、　ｖ）　ｃより’Ｉ（Ｌ　
Ｊ）　−’Ｑ（’ｌ　Ｊ）が求められる。

このとき送信側からの付加情報シーよって輝度信号Ｙの
みが送られて来たのか、色差情報１．Ｑも送られて来念
のかを知ることが出来る。輝度情報のみの場合はＩ、Ｑ
信号成分なｔ！（’＋　５）＝ｔｑ（！、ｊ）＝０（ユ
設定し、色軸逆変換部１０６でＹＩＱをＲＧＢ４：逆変
換しＲ，Ｇ、Ｂ信号を出力するのである。

以上の様に本発明の実施例Ｃ：よねば、カラー画像であ
るのかモノクローム画像であるのかを判断し、各々それ
に応じた符号化を行なう故Ｃ−、モノクローム画像をカ
ラー面憎のようＣ二不必ｇｔ二符号化し伝送時間を増大
させることはない。つまり通信コストの削減を図ること
ができるのである。

［発明の他の実施例］上記実施例では全部がカラー画像か、モノクローム画像
かを判断する場合について記載したが、例えば第４図の
ようＣ；白黒２値の大著画情報が記録された記録紙４０
上の一部にカラー写真４１を貼付したような場合（二つ
いては、以下の如くなされればよい。

第２図は、本発明に係る他の実施例であるカラー画像伝
送装置のブロック図である。この装置は送信部２００と
受信部２２０を通信回線２１１を介してなる送信部２０
０は色軸変換部２ｅｌ　、コサイン変換演算部２０２．
量子化部２０３　、　Ｍ）１−ＭＲ符号化部２０４　、
　選４Ｆ１２０５　、　　ＩＩＩ−ＩＱｌ　判定＃　２
０７　テｌＮ成すれ、受信部２２０は量子化復号部２０
６．コサイン逆変換演算部２０８９色軸逆変換部２０９
．ＭＨ，ＭＲ復号化部２１０で構成される。送信部２０
０（−おいて、入力画像は小ブロツクシュ分割し、この
ブロックと　。

とにカラー信号Ｒ，Ｇ、Ｂｔ二分解され色軸変換部２０
１１：、入力されここでこのＲ，Ｇ、Ｂを輝度信号Ｙと
色差信号１．ＱとＣユ変換される。そしてこのＹ、　Ｉ
、　Ｑはコサイン変換演算部２０２でコサイン変換され
る。この詳述は上記Ｃユ示した通りである。

コサイン変換された信号は量子化部２０３５二おいて量
子化され、選択部２０５に入力される。

一方前記色軸変換部２０１の輝度信号Ｙは、２値フアク
シミリ用のＭＨ，ＭＲ符号化部２０４で、ＣＣＩＴＴ標
準符号化方式であるＭＨ又はＭＲ符号化方式で符号化さ
れ前記選択部２０５へ入力される。

これらの符号化方式は白黒２値の原稿をデジタル化して
得られた信号の確率分布特性に着目して情報量を等価Ｃ
ユ保ちながら信号の帯域圧縮をはかるため（ユ開発され
たものである。

さらに一方、上述したようｆ二、１１１・ＩＱ１判定部
２０７でカラーとモノクロームの判別が行われ、この信
号を前記選択部２０５へ入力される。つまり、画像を小
ブロック５ユ分割し、このブロックととＣユ符号化する
のである。カラー信号のとき（又は、ブロック内に少な
くとも１つのカラー成分が検出されたとき）は、Ｙ、Ｉ
、Ｑの三信号成分が選択部２０５で選択され、モノクロ
ーム信号のときは、Ｙ信号の２値符号出力のみが選択さ
れる。符号化情信号はコサイン逆変換演算部２８で逆変
換され、モノクローム信号はＭＨ−ＭＲ復号化部２１０
で復号され、色軸逆変換部２０９で逆変換され、出力部
へ送られる。２０８及び２０９の詳述は上記の通りであ
る。

例えば今、通常の白黒文書の中Ｃ二その先の大きさのカ
ラー写真が存在するような画像を入力した場合、小ブロ
ツクＣ二分割し、文書部分は２値フアクシミリ等で使用
されているＭＨ，ＭＲ符号化を用い、゛カラー写真部分
のみカラー画像符号化を用いることにより、全体をカラ
ー画像符号化した場合に比べて約り程度の符号貨を削減
することができた。又モノクローム画像ははじめから分
離しである九め、符号化誤差Ｃ：よる復号画像の色相誤
差。

例えば輪郭ご一色がつく等の画像劣化が生じないという
特徴をも有丁。

上記実施例では、三原色信号として光の三原色Ｒ，Ｇ、
　Ｂの場合Ｃユついて説明し念。例えばＴＶデイスプレ
イの場合はこのＲ，Ｇ、　Ｂが適している。

しかし、記銖紙Ｃユ記碌することを目的とする場合は、
減法混色の三原色として黄（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）。

シアン（Ｃ）を用いるのが適している。この場合前記色
軸変換式（（１１）の係数を変更すれば容易Ｃ二速用で
きることがわかる。

変換（一ついてもここではコサイン変換を用いたが、他
の線形変換例えばアダ）−ル、？−リエ等の変換を用い
てもよい。

上記実施例めＩｌｌ・ＩＱ１判定部（第１図１０５．第
２図２０７）の入力端子はコサイン変換演算部（第上記
実施例では、画像を１６　Ｘ　１６のブロックＣ−分割
し、各ブロックごとに２次元コサイン変換を行なう例を
示したが、ブロック分割は他のサイズ例えば８×８又は
３２　ｘ　３２でもよく又正方行列でなく　８　Ｘ　１
６などの長方形の分割を行なってもよい。

又、上記実施例は線形変換符号化を用いた例で説明した
が、他の符号化方式例えばり、Ｐ　ＣＭとかベクトル量
子化等を用いてもよい。

上記実施例では、カラー信号とモノクローム信号の判別
（：Ｉ、Ｑの信号の絶対値の総和たが、最大値ＭＡＸ　
（ｔ！（ｊ＊　Ｊ　）　Ｉ−１’Ｑ（１，３Ｎ　ｌを用
いｉφｊてもよい。後者の場合はブロック内Ｃ二１サンプルでも
カラー信号成分があるとき、そのブロックは、カラー符
号化するやり方に対応している。

このように本発明は、カラー画像伝送装置、７アイリン
グ装置（−モノクローム画像を入力した時に、自動的（
；モノクローム画像であることを検出し、七ツクローム
専用の符号化方式を適用するため効率よく、復号後も符
号化誤差（二よる誤った色情報が生じないという特徴を
有する。

上記実施例ではモノクローム画像かカラー画像かの判定
は、Ｙ、Ｉ、ＱのＩ、Ｑ成分を用いて行われ像伝送装置
のブロック図である。この装置は、送信部６００と受信
部６２０を通信回線６０６を介してなる。送信部６００
はフーリエ変換演算部６０１　、　を子化符号部６０２
１選択部６０３．ＭＨ−ＭＲ符号化部６０４及び分布計
測部６０５とで構成されている。受信部６２０は、多重
化部６０７．フーリエ逆変換演算部６０８．量子化復号
部６０９及びＭＨ，ＭＲ復号化部６１０で構成されてい
る。入力画像信号は、３分され一方は多値符号化を行な
うフーリエ変換演算部６０１で入力（多値）画像ｔ１は
、但し、ｊ＝４：〒１ユよりフーリエ変換される。そして変換され念デ号は
、ＭＨ−ＭＲ符号化部６０４において２値打号化を行う
、この符号化方式は、ＣＣＩＴＴ標準符号化方式のＭ　
Ｈ（Ｍｏｄｉｔｅｄ　Ｍｕｔｆｍａｎ　）又はＭ　Ｒ（
Ｍｏｄｉｔｉｅｄ　Ｒｅａｄ　）を用いる。コノ符号化
された信号は前記選択部６０３へ送られる。

又もう一ノ１記入力画像は、分布計測部６０５に入力さ
れここで、信号の分布を計測する。この詳述は後段で述
べる。この分布計測部６０５が２値画像か多値画像かを
判定し、判定情報を前記選択部６０３へ送る。上述Ｃ二
おけるモノクロ−、ム画像とカラー画像と区別し２値画
像と多値画像としたのは、黒色系統（例えば黒・灰色）
のみの画像をモノクローム画像と一般（；呼ばれるため
、前者と名称を異Ｃユした。つまりこの実施例（二おい
ては、例えば原稿のような画像と黒色系統の階調をもつ
画像（白黒写真等）を判定するものである。この選択部
６０３（ユおいて２値又は多値画偉かを選択した符号化
データを通信回線６０６を介し、受信部６２０へ送られ
る。

受信部６２０へ送られて来た符号化データは２分され、
一方量子化復号部６０９へ他方はＭＨ，ＭＲ復号化部６
１０へ送られる。量子化復号部６０９で復号が行われた
符号化データはフーリエ逆変換演算部６０８でフーリエ
逆変換され、多重化部６０７へ送られる。他方、２値の
ＭＨ，ＭＲ復号化部６１０では、符号化データはＭＨ又
はＭＲの復号処理が行われ前記多重化部６０７へ送られ
る。前記フーリエ逆変換はで表される。多重化部Ｃ：おいて、多値画像と２値画偉
の復号画像信号を切換え合成しながら、入力画像と同じ
画像に復元し、出力する。

分布計測部６０５は、入力画像信号の各レベルの出現頻
度を計測するものである。例えば第７図Ｃ；示され九分
布図のようなものである。横軸が画像信号のレベル、縦
軸が出現頻度である。入力画像が文書のような２値画曽
である場合、（、）のよう（二２つのレベル（ユ集中し
て分布する。

又、入力画像が多値画像である場合、（ｂ）のようζユ
多数のレベル（−広がって分布する。ここでは、（ａ）
のよう（ユ２つのレベル仁集中している場合、入力画像
は２値画像である判定し、その判定情報を上述し九選択
部６０３へ送るのである。

従来第８図（ａ）の様な多値面のデータを入力し九時復
号出力は（ｂ）となり大きな劣化は認められないが、（
Ｃ）のような２値画のデータを入力した時、復号出力は
（ｄ）のようＣ：高域成分２の著しく減少した画像とな
ってしまっていた。これは２値画偉が高域成分を多く含
むために必ず起こる画質劣化である。

ところが、このようにすることで、適した符号化方式を
選択し符号化するため、２値画像に対する符号化効率が
向上する。又、高域成分が劣化しないため、画質劣化本
防止することができる。

前記実施例Ｃ；おいては画像としてモノクローム画像の
ようＣ；一枚の画面の信号より成る画像（二ついて述べ
たが、カラー画像のようＣニ一枚を三枚の色信号成分に
より表わす画像についても同様に適用できる。その場合
、Ｒ，Ｇ、　Ｂ信号を輝度信号（１）成分と色差信号（
ＩＱ）成分シー変換して、輝度信号成分Ｃ：ついて上記
実施例の２値多値判別を行ない、２値の信号は２値符号
化で、多値の信号は多値のカラー信号符号化により符号
化してもよい。　　　又、本発明をカラー画像で２値と
多値の両画像の混在したもの（ユも適用することもでき
る。カラー三原色信号成分の全てが２値であるときは、
カラ−２値符号化方式（例えば信号レベルとその継続長
を符号化する符号化方式）を３色についてそれぞれ使用
する。そうでないとき、つまり少なくとも一つのカラー
色信号成分が多値であるときはカラー多値符号化方式（
例えばＤＰＣＭあるいは線形変換符号化方式）を用いる
よう（−テればよい。

本発明をモノクロームファクシミリ伝送装置（：適用す
れば２値信号の部分は、自動的Ｃ；高速な２値符号化が
なされるため、画面の一部Ｃ二多値画像が混入している
ときも２値部分の画質劣化を引き　・おこすことなく、
少ない伝送時間で画像を伝送できる。又本発明をカラ−
７アクシミ１月二適用すればアニメーションや背景など
の単純画像部分は２値画像符号化が自動的（ユ使用され
るため、エツジの波形のなまり９色ズレ等をおこすこと
なく、従って全体を多値画像符号化したときよりも高画
質でしかも伝送時間は大幅Ｃ：縮少できるようになる。

更（一本発明をＴＶ会議電話システムζユ適用した場合
、カメラが人物、風景などを写している時は多値画像は
、多値画像符号化方式で符号化し、書類、黒板上の文字
、ＯＨＰなどを写しているときは、２値符号化を行なう
ことＣ；より、高速で鮮明な文書伝送を行なうことがで
きる。

又、上述した全ての実施例１；おいて１、伝送回線を介
して信号を伝送するカラーファクシミリのような伝送装
置をとり上げて説明してきたが、この伝送回路が記憶装
置Ｃ：置きかえれば７アイリング装置として構成できる
等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る実施例装置の構成を示すブロック
図、第２図は本発明の他の実施例装置の構成を示すブロ
ック図、第３図はビット配分による量子化を示す図、第
４図は本発明の他の実施例装置に適応する画像例を示す
図、第５図は従来の装置のブロック図、第６図は本発明
の他の実施例装置の構成を示すブロック図、第７図（ａ
）は２値画偉の（ｂ）は多値画像の各々分布図、第８図
（ａ）　（ｂ）及び（Ｃ）　（ｄ）は各々従来の入力画
像（二対する出力画像を示Ｔ因である。１０１・・・色軸変換部　１０２・・・コサイン変換演
算部１０３・・・選択部　　　　１０４・・・量子化符
号部１０５・・・１月・ＩＱ＋判定部　１０６・・・色
軸逆変換部１０７・・・コサイン逆変換演算部１０８・・・量子化復号部　１０９・・・通信回線代理
人　弁理士　則　近　憲　佑（ほか１名）第８図第４図５ｔｙｆ　　　　　　５０２　　　　　　５ｔｐ３　　
　　　　５ａ（ｔ≦〃

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入力画像情報を、輝度成分信号と色成分信号とに
変換分離する手段と、この分離された色成分信号量を検出し前記入力画像信号
が色彩画像か否かを判定する手段と、この判定により色
彩画像であると判定された場合には前記輝度成分及び色
成分信号の両方を、色彩画像でないと判定された場合は
輝度成分信号のみを選択し、符号化する手段とを備えた
ことを特徴とする画像符号化方式。