JP2006121645A - 画像圧縮装置および画像圧縮プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ラスタライズ後の画像データからなる原画像を圧縮する画像圧縮装置、および情報処理装置内で実行されてその情報処理装置を画像圧縮装置として動作させる画像圧縮プログラムに関し、圧縮率の向上と画質の保持を高いレベルでバランスさせる。
【解決手段】原画像をエッジ画像となめらか画像とに領域分割し、エッジ画像については例えば可逆圧縮を施しなめらか画像については例えば非可逆圧縮処理を施す。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ラスタライズ後の画像データからなる原画像を圧縮する画像圧縮装置、および情報処理装置内で実行されてその情報処理装置を画像圧縮装置として動作させる画像圧縮プログラムに関する。

従来より、記憶容量の低減化や通信量の低減化等のために、画像データを圧縮する技術が広く採用されている。

例えば、特許文献１には、原画像から代表色を選定しＣＬＵＴ（カラールックアップテーブル）を構成する際に、連続する色番号が近い値の色データを持つように色番号を割り当て、次にＣＬＵＴに対応したビットマップを作成して隣接画素間の色番号の差分を求め、差分が大きな値を取る場合、画質劣化を起こさない範囲でビットマップの色番号を変更し、差分を小さな値に偏らせ、差分データに対してランレングス符号化を施すという技術が開示されている。

また、特許文献２には、各色に対応してそれぞれ割り当てられたデータが複数集まって構成される画像用データを非可逆圧縮して符号化し、そして、データの１つを透明色に割り当てると共に、その透明色を可逆とし、画像用データを即値（差分符号化の際の最初の値）とその即値に続く複数の差分値（差分符号化の際の前の値）とで構成し、それらの値を非可逆圧縮して符号化等する際、透明色を表す即値と差分値とを可逆とし、さらに、透明色を表す即値を、各一色のデータ値の中間の値としたり、透明色を表す差分値を「０」としたりするという技術が提案されている。

また、特許文献３には、数を予測された数（ｓ’（ｊ））と実際の数（ｓ（ｊ））との差分によって符号化することが提案されている。

さらに、特許文献４には、ｎ列目の画素データ列に対して、副走査方向の同一画素データの分布状況を認識するとともに、主走査方向の同ー画素データの分布状況を認識し、これらの認識結果を基に、副走査方向に連続する同ー画素データを圧縮処理するか、あるいは主走査方向に連続する同一画素データを圧縮処理するかを決定する画像圧縮装置が提案されている。

ここで、データ圧縮技術を適用した１つのシステムを紹介する。

図１は、データ圧縮技術が適用されたプリントシステムの一例を示す図である。

このプリントシステムは、図１に示すように、ホストコントローラ１００と、インタフェース機器２００と、プリンタ３００とで構成されており、ホストコントローラ１００とインタフェース機器２００との間はＳＣＳＩ等の汎用インタフェースケーブル１５０で接続され、さらにインタフェース機器２００とプリンタ３００との間は専用インタフェースケーブル２５０で接続されている。

ホストコントローラ１００の内部では、ＰＤＦ，ＰＳ，ＴＩＦＦ等、様々な言語やフォーマットで記述された文字や画像データにＲＩＰ（Ｒａｓｔｅｒ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）処理が施されることによりビットマップデータが生成され、さらにそのビットマップデータについて圧縮処理が行なわれて圧縮データが生成される。この圧縮データは、ホストコントローラ１００から、汎用インタフェースケーブル１５０を経由してインタフェース機器２００に転送される。インタフェース機器２００では、転送されてきた圧縮データに伸長処理が施されて、ホストコントローラ１００で圧縮処理を施す前の状態のビットマップデータに対するビットマップデータが生成される。ここでホストコントローラ１００で施された圧縮処理が非可逆の圧縮処理であったときは、インタフェース機器２００での伸長処理により生成されたビットマップデータは、圧縮処理を行なう前のビットマップデータとは完全には一致しないがほぼ同一のビットマップデータである。

インタフェース機器２００では、伸長処理後のビットマップデータに、さらに網点情報等がタグとして付加されてプリンタ３００に送られる。プリンタ３００では、インタフェース機器２００から受け取ったビットマップデータとそれに付加されたタグ情報とにしたがって画像がプリント出力される。

ホストコントローラ１００とインタフェース機器２００とが例えば相互に離れている場合、あるいは、インタフェース機器２００が複数台のホストコントローラから画像データを受信するシステムの場合など、ホストコントローラ１００とインタフェース機器２００を別々の装置として構成する必要がある場合には、ホストコントローラ１００で圧縮処理を行なってインタフェース機器２００に転送しインタフェース機器で伸長処理を行なうように構成することにより、ホストコントローラ１００からインタフェース機器２００へのデータ転送時間を短縮することができ、プリントの生産性が向上する。
特開平５−３２８１４２号公報 特開平１０−１６４６２０号公報 特表２００１−５−２０８２２号公報 特開平９−２００５４０号公報

上記のように圧縮処理を施すと、データ量が削減され記憶容量の低減化、通信速度の高速化等に役立つ。ところが圧縮処理を施すにあたり、文字や線画のエッジ部をきれいに残すように非可逆圧縮を行なう場合、あるいは可逆圧縮であっても画像の高周波成分までほぼ完全な形で保存するような圧縮処理を行なう場合は、圧縮率が低く、したがって圧縮処理によるデータ量の大幅な削減は期待できない。これとは逆に圧縮率を上げようとすると、非可逆圧縮であってしかも高周波の情報を大きく低減させることになるため、写真等の連続階調画像の場合はもともと高周波成分は少ないため画質劣化は目立ちにくいが、文字や線画のエッジ部の劣化が目立ち、全体として画質が大きく劣化するという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、ビットマップデータからなる画像に、圧縮率の向上と画質の保持とを高いレベルでバランスさせた圧縮処理を施すことのできる画像圧縮装置および画像圧縮プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の画像圧縮装置は、ラスタライズ後のビットマップデータからなる原画像を圧縮する画像圧縮装置において、
原画像を、所定の評価基準に基づいて、周囲の画素と比べ画素値が急峻に変化した画素値を持つ画素の集合からなるエッジ画像と原画像からエッジ画像を除いたなめらか画像とに領域分割する領域分割部と、
領域分割部で得られたエッジ画像に圧縮処理を施すエッジ画像圧縮部と、
領域分割部で得られたなめらか画像に圧縮処理を施すなめらか画像圧縮部とを備えたことを特徴とする。

本発明の画像圧縮装置は、エッジ画像となめらか画像とに領域分割し、エッジ画像となめらか画像についてそれぞれ圧縮処理を施すものであるため、例えばエッジ画像についてはエッジ部をきれいに残す圧縮処理を行ない、なめらか画像については圧縮率の高い圧縮処理を施すことにより、画質の劣化を最小限に抑えつつ圧縮率を向上させることができる。

ここで、上記本発明の画像圧縮装置において、領域分割部で得られたなめらか画像のサイズを縮小してサイズが縮小されたなめらか画像をなめらか画像圧縮部に渡すサイズ縮小部を備え、なめらか画像圧縮部は、サイズ縮小部から受け取った、サイズが縮小されたなめらか画像に圧縮処理を施すものであってもよい。

なめらか画像の主要部を占める、写真等の連続階調画像は、もともとは、例えば３５０ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）等の解像度の画像であり、一方、文字や線画等はエッジ部をきれいに表現するためにそれより高い解像度が必要である。近年のプリンタ（図１のプリンタ３００を参照）では、６００ｄｐｉ〜１２００ｄｐｉ、印刷用途の場合は１２００ｄｐｉ〜２４００ｄｐｉ等の仕様であり、したがってラスタライズによりビットマップデータを生成するにあたっては、連続階調画像について、プリンタの解像度に合わせて例えば１２００ｄｐｉ等に解像度を上げる（サイズを大きくする）処理が行なわれ、その解像度を上げた連続階調画像と文字や線画等の画像とが統合されてラスタライズ処理が行なわれる。したがって、連続階調画像は、本来は、そのビットマップデータの解像度は不要であり、この連続階調画像を含むなめらか画像についてサイズを縮小し、サイズが縮小されたなめらか画像について画像処理を施すことにより画質の劣化を防ぎつつ圧縮率の一層の向上が図られる。

ここで、上記本発明の画像圧縮装置において、エッジ画像圧縮部は、典型的には、エッジ画像に可逆圧縮処理を施すものであってもよく、また、なめらか画像圧縮部は、典型的には、なめらか画像に非可逆圧縮処理を施すものであってもよい。

また、上記本発明の画像圧縮装置では、上記所定の評価基準として、注目画素の画素値とその注目画素を取り巻く複数の比較画素の中に、注目画素の画素値と比べ所定のしきい値を越える差異を有する画素値を持つ画素が存在するか否かを評価するという評価基準を採用することができ、この場合、領域分割部では、比較画素の中に所定のしきい値を越える差異を有する画素値を持つ画素が存在するか否かに応じて、その注目画素が、それぞれ、エッジ画像あるいはなめらか画像に振り分けられる。

また、上記本発明の画像圧縮装置において、上記領域分割部は、原画像のうちのエッジ画像に属する画素に、原画像上の該画素を含む所定領域内の、エッジ画像に属する画素を除く画素の画素値の平均値を割り当てることにより、なめらか画像を作成するものであることが好ましい。

所定領域として８画素×８画素の領域を採用すると、ＪＰＥＧ圧縮に適したなめらか画像が作成されるなど、所定領域内の平均値を採用することにより高周波数成分が取り除かれたなめらか画像が作成される。

ここで、上記領域分割部は、上記所定領域内の全ての画素がエッジ画像に属する画素であった場合に、その所定領域内の各画素に、その所定領域に隣接する領域内の、エッジ画像に属する画素を除く画素の画素値の平均値に基づく画素値を割り当てることにより、なめらか画像を作成するものであってもよい。

ここで、「その所定領域に隣接する領域内の、エッジ画像に属する画素を除く画素の画素値の平均値に基づく画素値」は、隣接する１つの領域について求めた平均値そのものをその所定領域内の各画素の画素値としてもよく、あるいは、その所定領域を挟む２つの領域について求めた２つの平均値の線形補間により求めた画素値を、その所定領域内の各画素の画素値としてもよいことを意味している。

また、上記領域分割部は、原画像のうちのエッジ画像に属する画素に、原画像上のその画素を挟む、エッジ画像に属する画素を除く複数の画素の画素値からの線形補間により求めた画素値を割り当てることにより、なめらか画像を作成するものであることも好ましい形態である。

このような線形補間を採用することによっても、高周波成分が取り除かれたなめらか画像が作成される。

また、上記目的を達成する本発明の画像圧縮プログラムは、プログラムを実行する情報処理装置内で実行され、その情報処理装置を、ラスタライズ後のビットマップデータからなる原画像を圧縮する画像圧縮装置として動作させる画像圧縮プログラムであって、
上記情報処理装置を、
原画像を、所定の評価基準に基づいて、周囲の画素と比べ画素値が急峻に変化した画素値を持つ画素の集合からなるエッジ画像と原画像からエッジ画像を除いたなめらか画像とに領域分割する領域分割部と、
領域分割部で得られたエッジ画像に圧縮処理を施すエッジ画像圧縮部と、
領域分割部で得られたなめらか画像に圧縮処理を施すなめらか画像圧縮部とを備えた画像圧縮装置として動作させることを特徴とする。

ここで、上記本発明の画像圧縮プログラムは、上記情報処理装置を、領域分割部で得られたなめらか画像のサイズを縮小してサイズが縮小されたなめらか画像をなめらか画像圧縮部に渡すサイズ縮小部を備え、なめらか画像圧縮部は、サイズ縮小部から受け取った、サイズが縮小されたなめらか画像に圧縮処理を施すものである画像圧縮装置として動作させるものであってもよい。

また、エッジ画像圧縮部は、典型的には、エッジ画像に可逆圧縮処理を施すものであってもよく、また、なめらか画像圧縮部は、典型的には、なめらか画像に非可逆圧縮処理を施すものであってもよい。

さらに、上記本発明の画像圧縮プログラムでは、上記所定の評価基準として、注目画素の画素値とその注目画素を取り巻く複数の比較画素の中に、注目画素の画素値と比べ所定のしきい値を越える差異を有する画素値を持つ画素が存在するか否かを評価するという評価基準を採用することができ、この場合は、領域分割部では、比較画素の中に所定のしきい値を越える差異を有する画素値を持つ画素が存在するか否かに応じて、その注目画素が、それぞれ、エッジ画像あるいはなめらか画像に振り分けられる。

また、上記本発明の画像圧縮プログラムにおいて、上記領域分割部は、原画像のうちのエッジ画像に属する画素に、原画像上のその画素を含む所定領域内の、エッジ画像に属する画素を除く画素の画素値の平均値を割り当てることにより、なめらか画像を作成するものであることが好ましい。

この場合において、上記領域分割部は、上記所定領域内の全ての画素がエッジ画像に属する画素であった場合に、その所定領域内の各画素に、その所定領域に隣接する領域内の、エッジ画像に属する画素を除く画素の画素値の平均値に基づく画素値を割り当てることにより、なめらか画像を作成するものであることが好ましい。

また、上記本発明の画像圧縮プログラムにおいて、上記領域分割部は、原画像のうちのエッジ画像に属する画素に、原画像上のその画素を挟む、エッジ画像に属する画素を除く複数の画素の画素値からの線形補間により求めた画素値を割り当てることにより、なめらか画像を作成するものであってもよい。

以上説明したように、本発明によれば、ビットマップデータで表わされた画像に画質を高いレベルに維持しつつ高い圧縮率の圧縮処理を施すことができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

以下において説明する実施形態は、図１に示す全体システムの中のホストコントローラ１００内に組み込まれる画像圧縮装置であり、ここでは、図１に示す全体システムおよび図１を参照して説明した処理の流れについての重複した図示および重複説明は省略する。

図２は、図１に示すホストコントローラのハードウェア構成図である。

図１に示すホストコントローラ１００は、図２に示す構成のコンピュータシステムで構成されている。

この図２に示す、コンピュータシステムで構成されたホストコントローラ１００には、ＣＰＵ１１１、ＲＡＭ１１２、通信用インタフェース１１３、ハードディスクコントローラ１１４、ＦＤドライブ１１５、ＣＤＲＯＭドライブ１１６、マウスコントローラ１１７、キーボードコントローラ１１８、ディスプレイコントローラ１１９、および通信用ボード１２０が備えられており、これらはバス１１０で相互に接続されている。

ハードディスクコントローラ１１４は、このホストコントローラ１００に内蔵されているハードディスク１０４のアクセスを制御するものであり、ＦＤドライブ１１５、ＣＤＲＯＭドライブ１１６は、このホストコントローラ１００に取出し自在に装填されるフレキシブルディスク（ＦＤ）１３０、ＣＤＲＯＭ１４０のアクセスを制御するものである。また、マウスコントローラ１１７、キーボードコントローラ１１８は、このホストコントローラ１００に備えられたマウス１０７、キーボード１０８の操作を検出してＣＰＵ１１１に伝達する役割を担っている。さらに、ディスプレイコントローラ１１９は、ＣＰＵ１１１の指示に基づいて、ホストコントローラ１００に備えられた画像ディスプレイ１０９の表示画面上に画像を表示する役割を担っている。

通信用ボード１２０は、ＳＣＳＩ等の汎用インタフェースプロトコルに準拠した通信を担っており、圧縮後の画像データを汎用インタフェースケーブル１５０を介してインタフェース機器２００（図１参照）に転送する役割を担っている。

さらに、通信用インタフェース１１３は、インタネット等の汎用の通信を担っており、このホストコントローラ１００は、この通信用インタフェース１１３を経由して画像データを取り込むこともできる。

ＲＡＭ１１２には、ハードディスク１０４に格納されているプログラムが読み出されてＣＰＵ１１１での実行のために展開され、ＣＰＵ１１１では、そのＲＡＭ１１２に展開されたプログラムが読み出されて実行される。

図３は、図１，図２に示すホストコントローラ内で実行される処理の流れを示すフローチャートである。

本発明の一実施形態としての画像圧縮プログラムは、図１，図２に示すホストコントローラ１００内で図３に示す処理を行なうプログラムであり、本発明の一実施形態としての画像圧縮装置は、そのプログラムとそのプログラムを実行する、図１，図２に示すホストコントローラ１００との複合である。

ここでは、ラスタライズによりビットマップデータとして表わされたラスタライズ画像が、領域分割部４０１によりエッジ画像となめらか画像とに領域分割される。

図４は、ラスタライズ画像の模式図である。

このラスタライズ画像は、二次元的に並んだ複数の画素Ｐ_ij（ｉ＝１，２，…，ｍ，ｊ＝１，２，…，ｎ）からなる。

ここでは、各画素とその画素の画素値とを区別せずに、いずれも同じ記号Ｐ_ijを用いる。ここでは、以下の評価基準を採用して、各画素Ｐ_ijをエッジ画像あるいはなめらか画像に振り分ける。ここでは、代表的に画素Ｐ₃₃を注目画素とし、その注目画素Ｐ₃₃をエッジ画像あるいはなめらか画像に振り分ける場面について説明する。

画素Ｐ₃₃について評価する際には、その画素Ｐ₃₃の画素値と、その画素Ｐ₃₃を取り囲む周囲の、図４に一点鎖線で囲んだ領域内の複数の比較画素Ｐ₂₂，Ｐ₂₃，Ｐ₂₄，Ｐ₃₂，Ｐ₃₄，Ｐ₄₂，Ｐ₄₃，Ｐ₄₄の各画素値との差分値が求められる。すなわち、ここでは、（Ｐ₃₃−Ｐ₂₂），（Ｐ₃₃−Ｐ₂₃），（Ｐ₃₃−Ｐ₂₄），（Ｐ₃₃−Ｐ₃₂），（Ｐ₃₃−Ｐ₃₄），（Ｐ₃₃−Ｐ₄₂），（Ｐ₃₃−Ｐ₄₃），（Ｐ₃₃−Ｐ₄₄）が求められ、それらの差分値の絶対値が所定のしきい値（画素値Ｐ_ijが０〜２５５の値を持つ場合は、例えばしきい値２０）を越える画素が存在するか否かが判定され、比較画素Ｐ₂₂，Ｐ₂₃，Ｐ₂₄，Ｐ₃₂，Ｐ₃₄，Ｐ₄₂，Ｐ₄₃，Ｐ₄₄の中にそのしきい値を越える画素値を持つ画素が１つでも存在する場合に、注目画素Ｐ₃₃がエッジ画像に含まれる画素であると判定される。

図３の領域分割部４０１では、図４に示すラスタライズ画像を構成する全ての画素Ｐ_ij（ｉ＝１，２，…，ｍ，ｊ＝１，２，…，ｎ）のそれぞれを上記の注目画素とする処理が行なわれ、これにより、その領域分割部４０１に入力されてきたラスタライズ画像が、エッジ画像となめらか画像とに分割される。本実施形態では、エッジ画像については、エッジ画像に属する画素はそのままその画素の画素値が採用され、なめらか画像に属する画素については画素値０が埋め込まれ、これによりエッジ画像が作成される。また、本実施形態では、なめらか画像については、なめらか画像に属する画素はそのままその画素の画素値が採用され、エッジ画像に属する画素については、そのエッジ画像に属する画素の画素値を除く、その画素を中心とした８画素×８画素の領域内の画素の画素値の平均値が埋め込まれ、これによりなめらか画像が作成される。

図５は、領域分割部におけるなめらか画像作成処理の説明図である。

この図５には、図４に示すｍ画素×ｎ画素の多数の画素からなる原画像の中から順次切出したときの１つの、８画素×８画素の領域を示した図である。

ここでは、上記の判定方法により、この図５にハッチングを施して示す１５画素、すなわちｐ２４，ｐ３４，ｐ３５，ｐ４４，ｐ４５，ｐ５４，ｐ５５，ｐ５６，ｐ６４，ｐ６５，ｐ６６，ｐ７４，ｐ７５，ｐ７６，ｐ８６の各画素がエッジ画像に属する画素であると判定されたものとする。この場合、それら１５の画素には、この８画素×８画素の領域内の６４の画素のうち、エッジ画像に属する画素であると判定された１５の画素を除く、なめらか画像に属すべき４９の画素の画素値の平均値が求められ、その平均値が、エッジ画像に属する画素であると判定された１５の画素それぞれの画素値として埋め込まれ、これにより、この８画素×８画素の領域内についてなめらか画像が作成される。

以上の処理が図４に示す全画素ｍ×ｎを８画素×８画素ずつからなる領域に順次区切ったときの各領域について行なわれ、これにより、原画像全域についてのなめらか画像が作成される。

ここで、この図５に示す８画素×８画素の領域内の各画素すべてがエッジ画像に属す画素であると判定されたときは、この図５に示す８画素×８画素の領域の左右に隣接する２つの、それぞれが８画素×８画素からなる領域について、エッジ画像に属すると判定された画素を除く画素の画素値の平均値が求められ、それら左右２つの領域の平均値に基づく線形補間、すなわち（左の領域の平均値＋右の領域の平均値）／２により、この図５に示す８画素×８画素の領域内全ての６４画素の画素値が求められて、その画素値がそれら６４の画素それぞれに埋め込まれる。

図６は、図３の領域分割部４０１に入力されるラスタライズ画像の一例を示す模式図、図７は、その領域分割部４０１で作成されたエッジ画像の一例を示す模式図である。

エッジ画像は、図７に示すように、図６に示すラスタライズ画像のうちの、画素値が大きく変化した部分のみを抽出した、高周波成分が多く含まれる画像である。尚、なめらか画像については図示省略するが、図６に示すラスタライズ画像から図７に示すエッジ画像に相当する領域を、上記のような平均値で埋めた画像であり、高周波成分が抑制された画像となる。

尚、領域分割部４０１で得られたエッジ画像となめらか画像は、相互に合成されて１つの画像に再構築されるが、本実施形態では、領域分割部４０１において、その合成にあたり参照される、ラスタライズ画像を構成する各画素がエッジ画像に属するかなめらか画像に属するかというマスクデータが作成される。このマスクデータは、ラスタライズ画像の画素数と同じビット数を持ち、領域分割部４０１では、そのラスタライズ画像を構成する画素がエッジ画像に属する場合にそのマスクデータの対応するビットを１とし、そのラスタライズ画像を構成する画素がなめらか画像に属する場合に、そのマスクデータの対応するビットを０とする。本実施形態ではラスタライズ画像をエッジ画像となめらか画像として分ける際にこのような２値のマスクデータを作成する。この作成されたマスクデータは、後述するようにして、エッジ画像およびなめらか画像と一緒に、図１に示すにインタフェース機器２００に転送される。

図３の領域分割部４０１により作成されたエッジ画像となめらか画像のうちのなめらか画像については、次に、サイズ縮小部４０２において、サイズ縮小化処理が施される。

本実施形態ではラスタライズ画像は１２００ｄｐｉの解像度を有するビットマップデータであり、したがって領域分割部４０１で得られたなめらか画像も１２００ｄｐｉの解像度を有する。そこで、このサイズ縮小部４０２では、この１２００ｄｐｉの解像度を有するなめらか画像の画素が、ｘ，ｙの両方向に渡って１画素おきに間引かれて６００ｄｐｉのなめらか画像が作成される。すなわち、図４に示す模式図がなめらか画像の模式図であるとすると、ここでは、１つおきの画素Ｐ₁₁，Ｐ₁₃，Ｐ₁₅，…，Ｐ₃₁，Ｐ₃₃，Ｐ₃₅，…のみからなる、解像度６００ｄｐｉのなめらか画像が作成される。

図３のサイズ縮小部４０２でサイズ縮小化が行なわれた後のなめらか画像は、今度はなめらか画像圧縮部４０３に入力され、そのなめらか画像圧縮部４０３で画像圧縮処理が行なわれる。ここでは、このなめらか画像圧縮部４０３では、入力されてきたなめらか画像に、非可逆圧縮処理の一種であるＪＰＥＧ圧縮処理が施される。ＪＰＥＧ圧縮は広く知られており、また、本発明は具体的な圧縮処理方法を問題としている発明ではなく、このなめらか画像圧縮部４０３における圧縮処理の具体的な手法についてのこれ以上の説明は省略する。

一方、領域分割部４０１で作成されたエッジ画像となめらか画像とのうちのエッジ画像は、エッジ画像圧縮部４０４に入力され、このエッジ画像圧縮部４０４により圧縮処理を受ける。ここでは、このエッジ画像圧縮部４０４では、可逆圧縮処理の一種であるランレングス圧縮処理が施される。ランレングス圧縮処理も広く知られた圧縮処理であり、ここでの説明は省略する。

また、本実施形態では、領域分割部４０１で作成されたマスクデータは、マスクデータ圧縮部４０６に入力されてランレングス圧縮処理が施される。

なめらか画像圧縮部４０３でＪＰＥＧ圧縮処理が施された後のなめらか圧縮画像、エッジ画像圧縮部４０４でランレングス圧縮処理が施された後のエッジ圧縮画像、およびマスクデータ圧縮部４０６でランレングス圧縮処理が施された後のマスクデータは、次にファイル結合部４０５に入力される。このファイル結合部４０５では、なめらか画像圧縮部４０３から受け取った、ＪＰＥＧ圧縮後のなめらか圧縮画像、エッジ画像圧縮部４０４から受け取ったランレングス圧縮処理後のエッジ圧縮画像、およびマスクデータ圧縮部４０６から受け取ったランレングス圧縮処理後のマスクデータを１つのファイルにつなげ、これにより最終的な圧縮画像が生成される。

この圧縮画像は、図１に示すホストコントローラ１００から、汎用インタフェースケーブル１５０を経由してインタフェース機器２００に送信される。

図８は、図１に示すインタフェース機器内で実行される処理の流れを示すフローチャートである。

図１に示すインタフェース機器２００では、ホストコントローラ１００内で上記のようにして作成された圧縮画像を受け取ると、その圧縮画像が、なめらか圧縮画像とエッジ圧縮画像とマスクデータとに分割され、なめらか圧縮画像はなめらか画像解凍部５０２に入力され、エッジ圧縮画像はエッジ画像解凍部５０４に入力され、マスクデータはマスクデータ解凍部５０６に入力される。

なめらか画像解凍部５０２に入力されたなめらか圧縮画像には図３のなめらか画像圧縮部４０３で行なわれるＪＰＥＧ圧縮の逆処理であるＪＰＥＧ解凍処理が施される。このＪＰＥＧ解凍処理が施されたなめらか画像は、今度はサイズ拡大部５０３に入力され、図３のサイズ縮小部４０２で行なわれたサイズ縮小処理の逆処理、すなわちここでは６００ｄｐｉのサイズのなめらか画像を１２００ｄｐｉのサイズのなめらか画像にサイズ拡大する処理が施される。本実施形態では、隣接する画素の画素値をコピーした画素を挿入することによりなめらか画像のサイズが拡大される。

また、エッジ画像解凍部５０４に入力されたエッジ圧縮画像は、そのエッジ画像解凍部５０４により、図３のエッジ画像圧縮部４０４におけるランレングス圧縮処理の逆処理が施されて圧縮処理前と同じエッジ画像が作成される。

さらに、マスクデータ解凍部５０６では、入力されたマスクデータに、図３のマスクデータ圧縮部４０６におけるランレングス圧縮処理の逆処理が施されて、圧縮処理前と同じマスクデータが作成される。

エッジ画像解凍部５０４で解凍処理が行なわれたエッジ画像、なめらか画像解凍部５０２で解凍処理が行なわれ、さらにサイズ拡大部５０３でサイズ拡大処理が行なわれたなめらか画像、およびマスクデータ解凍部５０６で解凍処理が行なわれたマスクデータは、いずれもがマージ部５０５に入力され、このマージ部５０５では、マスクデータに基づいて、各画素ごとに、エッジ画像の画素あるいはなめらか画像の画素が選択されて、元のラスタライズ画像に対応した解凍画像が生成される。この解凍画像は、エッジ部については可逆圧縮処理の一種であるランレングス圧縮処理を採用したため画質劣化は無い。またエッジ部以外の部分については非可逆圧縮の一種であるＪＰＥＧ圧縮を採用しているがエッジ部以外の部分にはもともと高周波成分は僅かであり、圧縮率を上げても目立つ画質劣化は生じにくい。すなわち、本実施形態によれば、画質劣化を抑えつつ、高い圧縮率を実現し、図１に示すホストコントローラ１００からインタフェース機器２００への画像データの高速送信を可能としている。

尚、本実施形態では、図３に示すなめらか画像圧縮部４０３ではＪＰＥＧ圧縮を採用しているが、これは一例に過ぎず、なめらか画像の圧縮に適した圧縮処理であればよく、圧縮処理方式を問うものではない。

また、これと同様、図３に示すエッジ画像圧縮部４０４では、ランレングス圧縮処理を採用しているが、これも一例に過ぎず、エッジ画像の圧縮処理に適した圧縮処理であればよく、圧縮処理方式の如何を問うものではない。

さらに、マスクデータについては、ランレングス圧縮処理を施しているが、可逆圧縮処理であればよく、あるいは圧縮処理を省略してもよい。

また、本実施形態では、図３の領域分割部４０１で形成されるなめらか画像は、エッジ画像の有効画像に相当する、なめらか画像上の無効画素を８画素×８画素の平均値で埋めているが、これは、なめらか画像圧縮部４０３におけるＪＰＥＧ圧縮処理を意識してのものであり、無効画素の埋め方は、この方式に限られるものではなく、なめらか画像圧縮部４０３での圧縮処理がランレングス系の圧縮であるときは、データストリーム上でその無効画素の手前にある、なめらか画像上の有効画素の画素値をコピーしてもよく、あるいは、なめらか画像圧縮部４０３での圧縮処理が値０に効率的な圧縮処理であるときは、その無効画素を画素値０で埋めてもよい。

ここで、再び図５を参照して、図３に示す領域分割部４０１におけるなめらか画像作成処理の他の例について説明する。

前述と同様、ここでは、図５にハッチングを付して示した画素がエッジ画像に属する画素であると判定されたものとする。ここでも各画素と各画素の画素値とで同一の符号を用いている。

ここでは、原画像のうちエッジ画像に属する、図５にハッチングを付して示した各画素に、その原画像上の、その画素を挟む、エッジ画像に属する画素を除く２つの画素の画素値からの線形補間により、図５にハッチングを付して示したエッジ画像に属する各画素の各画素値が求められて、その求められた各画素値がそのエッジ画像に属する各画素に埋め込まれる。すなわち、
画素ｐ２４については、ｐ２４＝（ｐ２３＋ｐ２５）／２
画素ｐ３４については、ｐ３４＝ｐ３３＋（ｐ３３−ｐ３６）／３
画素ｐ３５については、ｐ３５＝ｐ３３＋（ｐ３３−ｐ３６）・２／３
……
画素ｐ５４については、ｐ５４＝ｐ５３＋（ｐ５３−ｐ５７）／４
画素ｐ５５については、ｐ５５＝ｐ５３＋（ｐ５３−ｐ５７）・２／４
画素ｐ５６については、ｐ５６＝ｐ５３＋（ｐ５３−ｐ５７）・３／４
……
のように線形補正演算を行ない、エッジ画像の各画素の画素値が求められ、その各画素に埋め込まれる。

尚、ここでは、図５に示すｘ方向について線形補間を行なった例を示したがｙ方向について線形補間を行なってもよい。この場合、
画素ｐ２４については、ｐ１４＋（ｐ１４−ｐ８４）／７
画素ｐ２５については、ｐ１４＋（ｐ１４−ｐ８４）・２／７
……
のように線形補間が行なわれる。

ｘ方向について線形補間を行なうか、ｙ方向について線形補間を行なうかは、この画像データがメモリに格納されそのメモリから１画素ずつ順次読み出して線形補間を行なうとした場合の、そのメモリから読み出される画素の配列順序により決められる。すなわち、図５に示すｘ方向に順次読み出すときは、ｘ方向についての線形補間が適しており、図５に示すｙ方向に順次読み出すときはｙ方向についての線形補間が適している。

さらに、本実施形態では、ラスタライズ画像の解像度が１２００ｄｐｉであり、サイズ縮小部４０２では１２００ｄｐｉのなめらか画像を６００ｄｐｉにサイズを縮小するとして説明したが、サイズ縮小部４０２では、領域分割部４０１における、エッジ画像となめらか画像とに分離するときのしきい値の大きさや、なめらか画像に対する画質劣化の許容度等に応じてサイズを更に縮小してもよく、必ずしも６００ｄｐｉに限定されるものではない。また、ラスタライズ画像も必ずしも１２００ｄｐｉに限定されるものではない。

さらに、本実施形態では、領域分割部４０１において、マスクデータをエッジ画像やなめらか画像とは別に生成したが、エッジ画像あるいはなめらか画像の少なくとも一方について可逆圧縮処理を行なうときは（上述の実施形態ではエッジ画像については可逆圧縮処理が行なわれている）、可逆圧縮処理を行なう画像の（上記実施形態ではエッジ画像）の無効画素に特定の値を埋め込み、その特定の値の画素はエッジ画像上では無効画素であってなめらか画像の方が有効画素であるというルールの下で画像合成を行なってもよい。

さらに、本実施形態では、図３の領域分割部４０１において、注目画素の画素値とその注目画素の周りの８つの画素の画素値とを比べることによりその注目画素がエッジ画像に属する画素であるかなめらか画像に属する画素であるかを判定しているが、更に広い領域内の画素の画素値と比較するようにしてもよい。

データ圧縮技術が適用されたプリントシステムの一例を示す図である。 図１に示すホストコントローラのハードウェア構成図である。 図１，図２に示すホストコントローラ内で実行される処理の流れを示すフローチャートである。 ラスタライズ画像の模式図である。 領域分割部におけるなめらか画像作成処理の説明図である。 図３の領域分割部に入力されるラスタライズ画像の一例を示す模式図である。 図３の領域分割部で作成されたエッジ画像の一例を示す模式図である。 図１に示すインタフェース機器内で実行される処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１００ ホストコントローラ
１５０ 汎用インタフェースケーブル
２００ インタフェース機器
３００ プリンタ
４０１ 領域分割部
４０２ サイズ縮小部
４０３ なめらか画像圧縮部
４０４ エッジ画像圧縮部
４０５ ファイル結合部
５０１ ファイル分離部
５０２ なめらか画像解凍部
５０３ サイズ拡大部
５０４ エッジ画像解凍部
５０５ マージ部

Claims (16)

1. ラスタライズ後のビットマップデータからなる原画像を圧縮する画像圧縮装置において、
   前記原画像を、所定の評価基準に基づいて、周囲の画素と比べ画素値が急峻に変化した画素値を持つ画素の集合からなるエッジ画像と該原画像から該エッジ画像を除いたなめらか画像とに領域分割する領域分割部と、
   前記領域分割部で得られたエッジ画像に圧縮処理を施すエッジ画像圧縮部と、
   前記領域分割部で得られたなめらか画像に圧縮処理を施すなめらか画像圧縮部とを備えたことを特徴とする画像圧縮装置。
2. 前記領域分割部で得られたなめらか画像のサイズを縮小してサイズが縮小されたなめらか画像を前記なめらか画像圧縮部に渡すサイズ縮小部を備え、
   前記なめらか画像圧縮部は、前記サイズ縮小部から受け取った、サイズが縮小されたなめらか画像に圧縮処理を施すものであることを特徴とする請求項１記載の画像圧縮装置。
3. 前記エッジ画像圧縮部が、前記エッジ画像に可逆圧縮処理を施すものであることを特徴とする請求項１記載の画像圧縮装置。
4. 前記なめらか画像圧縮部が、前記なめらか画像に非可逆圧縮処理を施すものであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像圧縮装置。
5. 前記所定の評価基準が、注目画素を取り巻く複数の比較画素の中に、該注目画素の画素値と比べ所定のしきい値を越える差異を有する画素値を持つ画素が存在するか否かを評価するものであり、前記領域分割部は、該比較画素の中に所定のしきい値を越える差異を有する画素値を持つ画素が存在するか否かに応じて、前記注目画素を、それぞれ、エッジ画像あるいはなめらか画像に振り分けるものであることを特徴とする請求項１記載の画像圧縮装置。
6. 前記領域分割部は、前記原画像のうちのエッジ画像に属する画素に、前記原画像上の該画素を含む所定領域内の、該エッジ画像に属する画素を除く画素の画素値の平均値を割り当てることにより、なめらか画像を作成するものであることを特徴とする請求項１記載の画像圧縮装置。
7. 前記領域分割部は、前記所定領域内の全ての画素がエッジ画像に属する画素であった場合に、該所定領域内の各画素に、該所定領域に隣接する領域内の、該エッジ画像に属する画素を除く画素の画素値の平均値に基づく画素値を割り当てることにより、なめらか画像を作成するものであることを特徴とする請求項１記載の画像圧縮装置。
8. 前記領域分割部は、前記原画像のうちのエッジ画像に属する画素に、前記原画像上の該画素を挟む、該エッジ画像に属する画素を除く複数の画素の画素値からの線形補間により求めた画素値を割り当てることにより、なめらか画像を作成するものであることを特徴とする請求項１記載の画像圧縮装置。
9. プログラムを実行する情報処理装置内で実行され、該情報処理装置を、ラスタライズ後のビットマップデータからなる原画像を圧縮する画像圧縮装置として動作させる画像圧縮プログラムにおいて、
   前記情報処理装置を、
   前記原画像を、所定の評価基準に基づいて、周囲の画素と比べ画素値が急峻に変化した画素値を持つ画素の集合からなるエッジ画像と該原画像から該エッジ画像を除いたなめらか画像とに領域分割する領域分割部と、
   前記領域分割部で得られたエッジ画像に圧縮処理を施すエッジ画像圧縮部と、
   前記領域分割部で得られたなめらか画像に圧縮処理を施すなめらか画像圧縮部とを備えた画像圧縮装置として動作させることを特徴とする画像圧縮プログラム。
10. 前記情報処理装置を、
    前記領域分割部で得られたなめらか画像のサイズを縮小してサイズが縮小されたなめらか画像を前記なめらか画像圧縮部に渡すサイズ縮小部を備え、
    前記なめらか画像圧縮部は、前記サイズ縮小部から受け取った、サイズが縮小されたなめらか画像に圧縮処理を施すものである画像圧縮装置として動作させることを特徴とする請求項９記載の画像圧縮プログラム。
11. 前記エッジ画像圧縮部が、前記エッジ画像に可逆圧縮処理を施すものであることを特徴とする請求項９記載の画像圧縮プログラム。
12. 前記なめらか画像圧縮部が、前記なめらか画像に非可逆圧縮処理を施すものであることを特徴とする請求項９又は１０記載の画像圧縮プログラム。
13. 前記所定の評価基準が、注目画素を取り巻く複数の比較画素の中に、該注目画素の画素値と比べ所定のしきい値を越える差異を有する画素値を持つ画素が存在するか否かを評価するものであり、前記領域分割部は、該比較画素の中に所定のしきい値を越える差異を有する画素値を持つ画素が存在するか否かに応じて、前記注目画素を、それぞれ、エッジ画像あるいはなめらか画像に振り分けるものであることを特徴とする請求項９記載の画像圧縮プログラム。
14. 前記領域分割部は、前記原画像のうちのエッジ画像に属する画素に、前記原画像上の該画素を含む所定領域内の、該エッジ画像に属する画素を除く画素の画素値の平均値を割り当てることにより、なめらか画像を作成するものであることを特徴とする請求項９記載の画像圧縮プログラム。
15. 前記領域分割部は、前記所定領域内の全ての画素がエッジ画像に属する画素であった場合に、該所定領域内の各画素に、該所定領域に隣接する領域内の、該エッジ画像に属する画素を除く画素の画素値の平均値に基づく画素値を割り当てることにより、なめらか画像を作成するものであることを特徴とする請求項１４記載の画像圧縮プログラム。
16. 前記領域分割部は、前記原画像のうちのエッジ画像に属する画素に、前記原画像上の該画素を挟む、該エッジ画像に属する画素を除く複数の画素の画素値からの線形補間により求めた画素値を割り当てることにより、なめらか画像を作成するものであることを特徴とする請求項９記載の画像圧縮プログラム。

Images