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技術 カラー画像復号化方法及び装置

出願人 キヤノン株式会社
発明者 仲村康幸
出願日 1993年9月28日 (26年5ヶ月経過) 出願番号 1993-241594
公開日 1995年4月11日 (24年11ヶ月経過) 公開番号 1995-099580
状態 拒絶査定
技術分野 画像処理 FAX帯域、冗長度の圧縮 FAXの帯域、冗長度の圧縮
主要キーワード 走査ブロック Y信号 並び替え後 通信伝送路 隣接ブロック間 有効係数 ブロックカウンタ 端ブロック
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1995年4月11日)のものです。
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図面 (8)

目的

符号データを復号化処理する必要があるか否かを判断することにより、高速の復号化処理が可能なカラー画像復号化方法及び装置を提供する。

構成

回線制御部101を介して受信した符号データが符号メモリ102に格納され、予めCPU109によって設定された左端ブロックカウンタ106、右端ブロックカウンタ107の値により、復号化処理を必要としない領域の符号データが廃棄され、主走査方向ブロックカウンタ108に設定された設定値だけ復号化部103で符号データが復号化処理される。そして、画像メモリ104に格納され、画像出力部105により出力される。

概要

背景

膨大な情報量である自然画カラー画像データを圧縮する国際標準符号化方式がJPEG(Joint Photographic Experts Group)により提案されている(以下、JPEG符号化方式という)。JPEG符号化方式は、複数のシステムから構成されているが、その内最も基本となるのがベースラインシステムである。

以下、図5を参照してベースラインシステムにおけるデータ圧縮手順について説明する。まず、スキャナ等の原稿読み取り装置で読み取った入力画像データを8画素×8画素からなるブロックに分割する。以後の圧縮処理は、このブロック単位で行う。通常、JPEG符号化方式では、原稿読み取り装置より読み込んだ画像データに対し、符号化処理を施す色空間に関する規定はないが、多くは符号化処理に先立つ処理として色空間の変換処理を行っている。変換する色空間は、符号化処理を高能率で行うことが可能である色空間、例えば輝度信号色信号からなる色空間(YCbCr、YIQ、Lab等)が多い。

ベースラインシステムでは、分割された各ブロックの画像データ(元の色空間或いは色空間変換後の画像データ)に直交変換一種である離散コサイン変換(以下、DCT:Discrete Cosine Transform )を施す(501)。DCTにより元の入力画像データを空間周波数成分のデータに変換する。ここで、変換された8×8係数の一番左上の係数を直流(DC)成分といい、変換前のブロックの画像データの平均値に相当する値となる。それ以外の63係数を交流(AC)成分といい、変換前のブロック画像データにおいて、その位置に対応する空間周波数成分をどれだけ含んでいるかを示す。

次に、DCTにより変換された係数を、8×8個のしきい値に、そのしきい値を何倍した値を使用するかを決定するスケールファクタ乗算した値で除算することで量子化する(502)。そして、量子化後DCT係数に対してDC成分とAC成分で異なる符号化処理を施す。即ち、DC成分には、隣接ブロック間相関の強さを利用して、処理ブロックのDC分と前ブロックのDC分との差分をハフマン符号化する(503、504)。またAC成分には、ブロック内で空間周波数の低域から高域ジグザグスキャンを施し、1次元の配列に並べ直して、以外の係数(有効係数)と連続する零(無効係数)の個数ランレングス)を組にして2次元のハフマン符号化を行う(505〜509)。

また、復号化処理の手順は基本的に符号化処理の逆である。以下、図6を参照してベースラインシステムにおける復号手順を説明する。まず最初に、通信伝送路を介して伝送されてきた符号データを、ハフマン復号化処理により復号化する(601)。復号化処理後の1次元配列のデータを、元の2次元配列のデータに並び替え(602)、DC成分は前ブロックのDC成分と処理ブロックのDC成分とで加算処理を行い、その結果を処理ブロックのDC成分とする(603)。AC成分は、符号化処理時差分処理等を施していないため、並び替え後のデータで以後の処理を行う(604)。DC成分の加算処理終了後、逆量子化処理を施し(605)、2次元の逆離散コサイン変換(以下、IDCT:Inverse Discrete Cosine Transform )処理を行うことで1ブロックの復号化処理が終了する(606)。但し、色空間の変換処理が必要な場合は、色空間の変換処理後に1ブロックの復号化処理が終了する。

従って、JPEG符号化方式のベースラインシステムを適用した従来の多くのカラー画像通信装置では、符号化処理時にはスキャナ等で読み込んだ画像データに対して色空間の変換処理、DCT処理量子化処理、及びハフマン符号化処理を施し、また復号化処理時には全ての符号データに対してハフマン復号化処理、逆量子化処理、IDCT処理、及び色空間の変換処理を施している。

概要

符号データを復号化処理する必要があるか否かを判断することにより、高速の復号化処理が可能なカラー画像復号化方法及び装置を提供する。

回線制御部101を介して受信した符号データが符号メモリ102に格納され、予めCPU109によって設定された左端ブロックカウンタ106、右端ブロックカウンタ107の値により、復号化処理を必要としない領域の符号データが廃棄され、主走査方向ブロックカウンタ108に設定された設定値だけ復号化部103で符号データが復号化処理される。そして、画像メモリ104に格納され、画像出力部105により出力される。

目的

本発明は、上記課題を解決するために成されたもので、符号データを復号化処理する必要があるか否かを判断することにより、高速の復号化処理が可能なカラー画像復号化方法及び装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

符号化されたカラー画像データを格納する格納手段と、前記格納手段に格納されたカラー画像データを復号化処理する必要があるか否かを判断する判断手段と、前記判断手段での判断結果に応じて前記格納手段に格納されたカラー画像データを復号化する復号化手段とを備えることを特徴とするカラー画像復号化装置

請求項2

前記判断手段は、復号化処理を必要としない領域を設定する第1の設定手段と、復号化処理を必要とする領域を設定する第2の設定手段とを含み、前記復号化手段は、第2の設定手段で設定された領域のカラー画像データを復号化することを特徴とする請求項1記載のカラー画像復号化装置。

請求項3

符号化されたカラー画像データを格納する格納工程と、前記格納工程で格納されたカラー画像データを復号化処理する必要があるか否かを判断する判断工程と、前記判断工程での判断結果に応じて前記格納工程で格納されたカラー画像データを復号化する復号化工程とを有することを特徴とするカラー画像復号化方法

技術分野

0001

本発明は、符号化されたカラー画像データを復号化処理するカラー画像復号化方法及び装置に関する。

背景技術

0002

膨大な情報量である自然画カラー画像データを圧縮する国際標準符号化方式がJPEG(Joint Photographic Experts Group)により提案されている(以下、JPEG符号化方式という)。JPEG符号化方式は、複数のシステムから構成されているが、その内最も基本となるのがベースラインシステムである。

0003

以下、図5を参照してベースラインシステムにおけるデータ圧縮手順について説明する。まず、スキャナ等の原稿読み取り装置で読み取った入力画像データを8画素×8画素からなるブロックに分割する。以後の圧縮処理は、このブロック単位で行う。通常、JPEG符号化方式では、原稿読み取り装置より読み込んだ画像データに対し、符号化処理を施す色空間に関する規定はないが、多くは符号化処理に先立つ処理として色空間の変換処理を行っている。変換する色空間は、符号化処理を高能率で行うことが可能である色空間、例えば輝度信号色信号からなる色空間(YCbCr、YIQ、Lab等)が多い。

0004

ベースラインシステムでは、分割された各ブロックの画像データ(元の色空間或いは色空間変換後の画像データ)に直交変換一種である離散コサイン変換(以下、DCT:Discrete Cosine Transform )を施す(501)。DCTにより元の入力画像データを空間周波数成分のデータに変換する。ここで、変換された8×8係数の一番左上の係数を直流(DC)成分といい、変換前のブロックの画像データの平均値に相当する値となる。それ以外の63係数を交流(AC)成分といい、変換前のブロック画像データにおいて、その位置に対応する空間周波数成分をどれだけ含んでいるかを示す。

0005

次に、DCTにより変換された係数を、8×8個のしきい値に、そのしきい値を何倍した値を使用するかを決定するスケールファクタ乗算した値で除算することで量子化する(502)。そして、量子化後DCT係数に対してDC成分とAC成分で異なる符号化処理を施す。即ち、DC成分には、隣接ブロック間相関の強さを利用して、処理ブロックのDC分と前ブロックのDC分との差分をハフマン符号化する(503、504)。またAC成分には、ブロック内で空間周波数の低域から高域ジグザグスキャンを施し、1次元の配列に並べ直して、以外の係数(有効係数)と連続する零(無効係数)の個数ランレングス)を組にして2次元のハフマン符号化を行う(505〜509)。

0006

また、復号化処理の手順は基本的に符号化処理の逆である。以下、図6を参照してベースラインシステムにおける復号手順を説明する。まず最初に、通信伝送路を介して伝送されてきた符号データを、ハフマン復号化処理により復号化する(601)。復号化処理後の1次元配列のデータを、元の2次元配列のデータに並び替え(602)、DC成分は前ブロックのDC成分と処理ブロックのDC成分とで加算処理を行い、その結果を処理ブロックのDC成分とする(603)。AC成分は、符号化処理時差分処理等を施していないため、並び替え後のデータで以後の処理を行う(604)。DC成分の加算処理終了後、逆量子化処理を施し(605)、2次元の逆離散コサイン変換(以下、IDCT:Inverse Discrete Cosine Transform )処理を行うことで1ブロックの復号化処理が終了する(606)。但し、色空間の変換処理が必要な場合は、色空間の変換処理後に1ブロックの復号化処理が終了する。

0007

従って、JPEG符号化方式のベースラインシステムを適用した従来の多くのカラー画像通信装置では、符号化処理時にはスキャナ等で読み込んだ画像データに対して色空間の変換処理、DCT処理量子化処理、及びハフマン符号化処理を施し、また復号化処理時には全ての符号データに対してハフマン復号化処理、逆量子化処理、IDCT処理、及び色空間の変換処理を施している。

発明が解決しようとする課題

0008

しかしながら、JPEG符号化方式のベースラインシステムを適用した多くのカラー画像通信装置の復号化処理部では、余白ブロック(余白領域)の符号データ、或いはプリンタ等の画像出力装置印字領域から外れた部分の符号データといった、画像データ(画素データ)に復号しても最終的に捨てられ符号データについても、復号化処理後に必要となる領域の符号データに施すのと同様の処理、即ち、ハフマン復号化処理、逆量子化処理、IDCT処理、色空間の変換処理を施しているので、全符号データを復号化処理する時間が長くなるという問題点があった。

0009

本発明は、上記課題を解決するために成されたもので、符号データを復号化処理する必要があるか否かを判断することにより、高速の復号化処理が可能なカラー画像復号化方法及び装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0010

上記目的を達成するために、本発明によるカラー画像復号化装置は以下の構成を備える。即ち、符号化されたカラー画像データを格納する格納手段と、前記格納手段に格納されたカラー画像データを復号化処理する必要があるか否かを判断する判断手段と、前記判断手段での判断結果に応じて前記格納手段に格納されたカラー画像データを復号化する復号化手段とを備える。

0011

また好ましくは、前記判断手段は、復号化処理を必要としない領域を設定する第1の設定手段と、復号化処理を必要とする領域を設定する第2の設定手段とを含み、前記復号化手段は、第2の設定手段で設定された領域のカラー画像データを復号化する。また、本発明によるカラー画像復号化方法は以下の工程を有する。

0012

即ち、符号化されたカラー画像データを格納する格納工程と、前記格納工程で格納されたカラー画像データを復号化処理する必要があるか否かを判断する判断工程と、前記判断工程での判断結果に応じて前記格納工程で格納されたカラー画像データを復号化する復号化工程とを有する。

0013

かかる構成において、符号化されたカラー画像データを復号化処理する必要があるか否かを判断し、その判断結果に応じて格納された符号データを復号化することにより、全体の復号化処理を高速に行うことが可能となる。

0014

以下、図面を参照して本発明に係る好適な一実施例を詳細に説明する。図1は、本実施例によるカラー画像通信装置の構成を示すブロック図である。同図において、101は回線制御部であり、通信回線を通じて送られてくる符号データを制御する。102は符号メモリであり、回線制御部101を介して受信した符号データを格納する。103は復号化部であり、符号メモリ102に格納された符号データを取り込んで画像データ(画素データ)に復号化する。104は画像メモリであり、復号化部103により復号された画像データを格納する。105は画像出力部であり、復号化部103により復号され、画像メモリ104に格納された画像データを出力する。

0015

106は左端ブロックカウンタであり、左端に属する符号データを何ブロック分廃棄するかを示す。107は右端ブロックカウンタであり、右端に属する符号データを何ブロック廃棄するかを示す。108は主走査ブロックカウンタであり、主走査方向の有効符号データが何ブロック分あるかを示す。109はマイクロプロセッサ(以下、CPU)であり、符号メモリ102、復号化部103、画像メモリ104の制御を行い、更に、左端ブロックカウンタ106、右端ブロックカウンタ107、主走査ブロックカウンタ108の設定を行う。

0016

次に、上述の構成からなる本装置での復号化処理を図2乃至図4に示すフローチャートを参照して以下に説明する。尚、以下の説明においては、左端ブロックカウンタ106、右端ブロックカウンタ107、主走査ブロックカウンタ108にそれぞれ“6”、“6”、“420”がCPU109によって予め設定されているものとする(図7参照)。また、受信する符号データの伝送色空間は赤(R)、緑(G)、青(B)から変換可能なYCbCrとする(3信号成分)。

0017

通信回線を通じてカラー画像データの符号データが送られてくると、カラー画像通信装置は符号データの受信を開始する(ステップS101)。回線制御部101によって符号データの制御が行われ、その符号データが符号メモリ102に書き込まれると(ステップS102)、復号化部103が符号データの復号化処理を開始する。

0018

まず、復号化部103は、左端ブロックカウンタ106の設定値の読み込みを行い、その設定値に応じて異なる復号処理を行う(ステップS103)。即ち、設定値が“0”でなければ、復号化部103は符号メモリ102から1ブロックの1信号成分(YCbCr信号であればY信号)の符号データの読み込みを行い(ステップS105)、設定値が“0”であれば、左端ブロックカウンタ106の再設定を行う(ステップS104)。本実施例においては、前述したように、左端ブロックカウンタ106に“6”が設定されているため、ここではステップS105で1ブロックの1信号成分(Y信号)の符号データの読み込みを行う。そして、符号メモリ102から1ブロックの1信号成分(Y信号)の符号データを全て読み込むと、1ブロック分の全信号成分について符号データの読み込みが終了したかどうかを確認する(ステップS106)。ここで、復号化部103が読み込んだ符号データは1ブロックの1信号成分(Y信号)のみであり、残りの2信号成分(Cb、Cr信号)については符号データの読み込みが終了していないため、復号化部103は、再度ステップS105の処理、即ち符号データの読み込みを行う。

0019

尚、この読み込み処理において、前段階で読み込んだ1ブロックの1信号成分(Y信号)の符号データを保存しておく必要はない。即ち、前段階で読み込んだ1ブロックの1信号成分(Y信号)の符号データを格納したメモリ領域に、次に読み込む1ブロックの1信号成分(Cb信号)の符号データを上書きしてよい。上述の処理により、1ブロックの3信号成分について符号データの読み込みが終了すると、復号化部103は1ブロックの全信号成分の符号データの読み込みを終了したと判断し、左端ブロックカウンタ106の設定値のデクリメント処理を行い(ステップS107)、再度ステップS103にて左端ブロックカウンタ106の設定値が“0”であるかの確認を行う。

0020

従って、左端ブロックカウンタ106の設定値が“0”になるまでステップS103乃至ステップS107までの処理が繰り返し行われ、これにより左端領域の不必要な符号データの廃棄が行われる。本実施例では、左端ブロックカウンタ106の設定値が“6”であることより、上述のステップS103乃至ステップS107までの処理が6回繰り返される。

0021

次に、上述のステップS103乃至ステップS107までの処理が6回繰り返され、左端ブロックカウンタ106の設定値が“0”になると、復号化部103は左端ブロックカウンタ106の再設定を行う(ステップS104)。本実施例では、前述の如く“6”に設定される。そして、左端ブロックカウンタ106の再設定後、復号化部103は画像データ(画素データ)に復号する必要性がある符号データを復号化処理する。即ち、1ブロックの1信号成分(Y信号)の符号データを符号メモリ102から読み取り(ステップS108)、ハフマン復号化処理を行って2次元配列の画像データに戻した後(ステップS109)、逆量子化(ステップS110)、IDCT処理(ステップS111)を実行する。上述したステップS108乃至ステップS111の処理を1回行うことで1ブロックの1信号成分(Y信号)について復号化処理が終了し、1ブロックの全信号成分(Y、Cb、Cr信号)について復号化処理が終了するまで、上述のステップS108乃至ステップS111の処理を繰り返す(ステップS112)。

0022

ここで、伝送色空間と画像出力部105の入力色空間が異なる場合、ステップS108乃至ステップS111の処理によって得られた復号画像データに色空間の変換処理を行い(ステップS113)、更に所定のレンジ補正する補正処理を行う(ステップS114)。尚、伝送色空間と画像出力部105の入力色空間が同一である場合は色空間の変換処理を行う必要はない。また、補正された復号画像データ(画素データ)は、復号化部103により、順次画像メモリ104に書き込まれる。そして、上述の符号データの取り込みから補正処理までの一連の処理により、復号処理が必要なブロックの復号化処理が終了し、主走査ブロックカウンタ108に設定されている値をデクリメントする(ステップS115)。また、主走査ブロックカウンタ108の値が“0”になるまで前記一連の処理を繰り返す(ステップS116)。本実施例では、主走査方向ブロックカウンタ108に設定されている値は“420”であり、ステップS108乃至ステップS115の処理は420回繰り返し行われる。

0023

次に、主走査ブロックカウンタ108の値が“0”になると、復号化部103は主走査ブロックカウンタ108の再設定を行い(ステップS117)、右端に属する不必要な符号データの廃棄を行う。即ち、復号化部103は右端ブロックカウンタ107の設定値の確認を行い(ステップS118)、右端ブロックカウンタ107の設定値が“0”でなければ、左端に属する符号データの廃棄と同様、まず1ブロックの1信号成分(Y信号)の符号データを取り込み(ステップS121)、1ブロックの全信号成分(Y、Cb、Cr信号)について符号データの読み込みを終了したかを確認する(ステップS122)。1ブロックの全符号データの読み込みが終了していなければ、上述のステップS121の処理、即ち1ブロックの1色信号について符号データを取り込む処理に戻る。1ブロックの全信号成分について符号データの取り込みが終了すると、復号化部103は右端ブロックカウンタ107をデクリメントし(ステップS123)、再びステップS118、即ち右端ブロックカウンタ107の設定値が“0”であるかの確認を行う。

0024

右端ブロックカウンタ107の設定値が“0”でなければ、上述のステップS118乃至ステップS123の処理を設定値が“0”になるまで繰り返し行う。本実施例では、右端ブロックカウンタ107の設定値は“6”であることより、上述のステップS118乃至ステップS123の処理を6回繰り返す。その後、右端ブロックカウンタ107が“0”になると、回線制御部101が符号メモリ102に書き込んだ全符号データを取り込み、復号化処理を終了したかの確認を行う(ステップS119)。ここで符号メモリ102に復号化処理をしていない符号データがまだ存在する場合、復号化部103は右端ブロックカウンタ107の再設定を行い(ステップS120)、再度ステップS103に戻り、左端処理を行う。また、符号メモリ102に復号化処理していない符号データが存在していなければ、復号化部103は復号化処理を終了する。その後、復号化部103の復号化処理により書き込まれた復号画像データは、画像メモリ104から画像出力部105に送られ、復号画像が出力される。

0025

以上説明したように、本実施例によれば、復号化処理を行う復号化部が、図7に示すように、画像データ(画素データ)に復号する必要性のない、左端、右端の符号データに対し、JPEG符号化方式のベースラインシステムの復号化処理に必要となる一連の処理、即ち、ハフマン復号化処理、逆量子化処理、IDCT処理を施さずに廃棄するので、必要のない符号データに施す一連の処理に要する処理時間を短縮することが可能となる。

0026

また、本実施例では、廃棄する符号データの復号画像出力位置を左右端として説明をしたが、本発明は左右端に限定されるものではない。即ち、上限端の符号データの廃棄を行うようにしてもよいし、上下左右端の符号データの廃棄を行うようにしてもよい。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。

0027

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いうまでもない。

発明の効果

0028

以上説明したように、本発明によれば、符号データを復号化処理する必要があるか否かを判断することにより、高速な復号化処理が可能となる。

図面の簡単な説明

0029

図1本実施例によるカラー画像通信装置の構成を示すブロック図である。
図2本実施例における復号化処理を示すフローチャートである。
図3本実施例における復号化処理を示すフローチャートである。
図4本実施例における復号化処理を示すフローチャートである。
図5JPEGベースラインシステムの符号化手順を表す図である。
図6JPEGベースラインシステムの復号化手順を表す図である。
図7本実施例において出力される復号画像の構成例を示す図である。

--

0030

101回線制御部
102符号メモリ
103復号化部
104画像メモリ
105画像出力部
106 左端ブロックカウンタ
107 右端ブロックカウンタ
108 主走査方向ブロックカウンタ
109 マイクロプロセッサ

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