JP2008042683A - 画像処理装置及びその制御方法、並びに、コンピュータプログラム及びコンピュータ可読記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】 可逆符号化と非可逆符号化による符号化データの混在を許容しつつも、特定画像に属する領域では非可逆/可逆符号の一方で符号化することで、画像ブロックの境界でのノイズの発生を抑制し、且つ、特定の画像に属しない領域では高い圧縮効率とする。
【解決手段】 特定画像判定部106は、入力部101から入力した画像ブロックの画像データが特定の画像に属するか否かを判定する。特定画像であると判定された場合には、符号化データ選択部107は、1ページの符号化が完了するまでの間、解像度変換部102の介在無しに第1の符号化部104で符号化された非可逆符号化データ、第2の符号化部105より得られた可逆符号化データのうち、予め選択された一方の符号化データを選択し、出力する。また、特定画像に属しないと判定した場合、符号化データ選択部107は、解像度変換部102で低解像度変換後の非可逆符号化データと、可逆符号化データのうち、符号量の少ない方を選択し、出力する。
【選択図】 図1
【解決手段】 特定画像判定部106は、入力部101から入力した画像ブロックの画像データが特定の画像に属するか否かを判定する。特定画像であると判定された場合には、符号化データ選択部107は、1ページの符号化が完了するまでの間、解像度変換部102の介在無しに第1の符号化部104で符号化された非可逆符号化データ、第2の符号化部105より得られた可逆符号化データのうち、予め選択された一方の符号化データを選択し、出力する。また、特定画像に属しないと判定した場合、符号化データ選択部107は、解像度変換部102で低解像度変換後の非可逆符号化データと、可逆符号化データのうち、符号量の少ない方を選択し、出力する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、画像データを圧縮符号化技術に関するものである。
従来、静止画像の圧縮方式には、離散コサイン変換を利用したJPEG方式や、Wavelet変換を利用した方式が多く使われている。この種の符号化方式は、可変長符号化方式であるので、その符号量は符号化対象の画像毎に異なる。
国際標準化方式であるJPEG方式では、画像に対して1組の量子化マトリクスしか定義できない。従って、プリスキャン無しには、符号量の調整が行えず、限られた容量のメモリに符号化データを記憶するシステムで使用する場合においては、メモリオーバーを起こす危険性がある。
これを防止する方法として、例えば、プリ圧縮したデータを内部バッファメモリに入れ、これを伸長し、圧縮パラメータを変え、本圧縮し、記憶する方式が知られている。このとき、本圧縮は、プリ圧縮よりも圧縮率を高めにする必要がある。
また、リアルタイムに符号量制御しながら圧縮を行う技術も知られている(例えば特許文献1)。この技術は、圧縮パラメータを変更できる第1の圧縮手段と、圧縮パラメータを変更でき、かつ、第1の圧縮手段で圧縮して得られた符号化データを再圧縮する第2の圧縮手段とを備える。そして、第1の圧縮手段で圧縮中の符号化データの量が所定量になった場合には、第1、第2の圧縮手段に圧縮率を高く設定しなおし、第2の圧縮手段によって第1の圧縮手段で既に生成された符号データを再符号化する。そして、再符号化した符号化データを第1の圧縮手段のパラメータ変更後の符号化データとして保存し、パラメータ変更後の第1の圧縮手段で生成された符号化データを、後続する符号化データとして保存する技術である。
特開2003−8903号公報
しかしながら、従来は、符号化処理には、非可逆処理が用いられており、画質が満足するかどうかは保証されていない。さらには、ソフトウエアやハードウエアで高速処理を実現しようとすると、処理対象のデータ量を減らすために、非可逆符号化の前にサブサンプリングや解像度変換を行う必要がある。また、解像度変換することにより画質変化の著しい画像に対してこの処理を施すことで、視覚的に劣化が目立つと言う問題が発生する。さらに、この非可逆の符号化処理は、自然画には高い圧縮率が期待できるものの、文書等の非自然画については高い圧縮率は期待できない。
そこで、画像中の可逆符号化すべき領域と非可逆符号化すべき領域とを、適応的に分けて圧縮する方式が必要とされる。
本発明はかかる点に鑑みなされたものである。そして、本発明は、可逆符号化と非可逆符号化による符号化データの混在を許容しつつも、特定画像に属する領域では、予め選択された非可逆/可逆符号データの一方を出力することで、画像ブロックの境界でのノイズの発生を抑制する。また、本発明は、解像度変換技術を用いて更なる圧縮効率を向上させる技術を提供する。
この課題を解決すため、例えば本発明の画像処理装置は以下の構成を備える。すなわち、
画像データを可逆符号化する可逆符号化手段、画像データを非可逆符号化する非可逆符号化手段を備える画像処理装置であって、
画像データを、当該画像データの持つ解像度よりも低い解像度の画像データに変換する解像度変換手段と、
符号化対象の画像データを画像ブロック単位に入力する入力手段と、
該入力手段で入力した着目画像ブロックの画像データの特徴量を算出することで、当該着目画像ブロックの画像が、特定の画像に属するか否かを判定する判定手段と、
該判定手段で注目画像ブロックの画像が前記特定画像に属すると判定された場合、前記注目画像ブロックの画像データを、予め設定された前記可逆符号化手段、前記非可逆符号化の一方を用いて得られた符号化データを出力する第1の出力手段と、
前記判定手段で注目画像ブロックの画像が前記特定画像に属しないと判定された場合、前記可逆符号化手段を用いて得られた前記注目画像ブロックの可逆符号化データの符号量と、前記解像度変換手段で前記注目画像ブロックの画像データの解像度変換し、当該解像度変換後の注目画素ブロックの画像データに対して前記非可逆符号化手段を用いて得られた非可逆符号化データの符号量とを比較し、符号量の少ない符号化データを選択し、出力する第2の出力手段とを備える。
画像データを可逆符号化する可逆符号化手段、画像データを非可逆符号化する非可逆符号化手段を備える画像処理装置であって、
画像データを、当該画像データの持つ解像度よりも低い解像度の画像データに変換する解像度変換手段と、
符号化対象の画像データを画像ブロック単位に入力する入力手段と、
該入力手段で入力した着目画像ブロックの画像データの特徴量を算出することで、当該着目画像ブロックの画像が、特定の画像に属するか否かを判定する判定手段と、
該判定手段で注目画像ブロックの画像が前記特定画像に属すると判定された場合、前記注目画像ブロックの画像データを、予め設定された前記可逆符号化手段、前記非可逆符号化の一方を用いて得られた符号化データを出力する第1の出力手段と、
前記判定手段で注目画像ブロックの画像が前記特定画像に属しないと判定された場合、前記可逆符号化手段を用いて得られた前記注目画像ブロックの可逆符号化データの符号量と、前記解像度変換手段で前記注目画像ブロックの画像データの解像度変換し、当該解像度変換後の注目画素ブロックの画像データに対して前記非可逆符号化手段を用いて得られた非可逆符号化データの符号量とを比較し、符号量の少ない符号化データを選択し、出力する第2の出力手段とを備える。
本発明によれば、可逆符号化と非可逆符号化による符号化データの混在を許容しつつも、特定画像に属する領域では、予め選択された非可逆/可逆符号データの一方を出力することで、画像ブロックの境界でのノイズの発生を抑制することが可能になる。また、本発明は、解像度変換技術を用いて更なる圧縮効率を向上させることも可能になる。
以下、添付図面に従って本発明に係る実施形態を詳細に説明する。
<第1の実施形態>
図1は、本第1の実施形態における画像処理装置の機能ブロックを表した図である。以下、同図の各部を簡単に説明する。
図1は、本第1の実施形態における画像処理装置の機能ブロックを表した図である。以下、同図の各部を簡単に説明する。
実施形態における画像処理装置は、ページ記述言語のデータをレンダリングするレンダラで生成した画像データをラスタースキャン順位に入力し、所定のブロック単位に出力する入力部101を備えている。なお、入力部101が入力する画像は、イメージスキャナからの画像でも良いし、記憶媒体に格納された画像ファイルを読み込むことで実現してもよく、場合によっては、ネットワークより受信するようにしても良い。つまり、画像発生源は問わない。また、実施形態では、ブロックのサイズは、16×16画素とする(以下、このブロックを画像ブロックという)。このため、入力部101内には、16ライン分のバッファメモリを備えるものとする。
制御部110は、不図示の操作パネルより、ユーザから可逆/非可逆のいずれを優先するのかを指示情報を入力し、その結果を符号化データ選択部107に設定する(詳細後述)。
特定画像判定部106は、入力部101から画像ブロックの画像データ1001から、幾つかの種類の特徴量を抽出し、その特徴量から、着目画像ブロックが特定画像に属するか否かを判定し、その判定結果を信号線1002に出力する。この特定画像判定部106の詳細は図4のブロック図により説明するが、特定画像とは解像度変換した場合に画質劣化の度合が大きい画像を言う。
スイッチ109は、特定画像判定部106からの信号1002(判定結果)に基づき、入力部101からの画像ブロックを第1の符号化部104に出力するのか、解像度変換部102に出力するのかを切り替える。具体的には、スイッチ109は、着目画像ブロックが特定画像であるとの判定を受けた場合、着目画像ブロックの画像データを第1符号化部104に出力する(解像度変換部102を介在させない)。また、着目画像ブロックが非特定画像であるとの判定結果を受けた場合には、入力した画像ブロックをより低い解像度に変換しても画質劣化が少ない画像であるので、着目画像ブロックの画像データを解像度変換部102に出力する。
解像度変換部102は、スイッチ109により解像度変換を行うと判定された場合に入力された画像データの解像度変換を行う。なお、解像度変換は、例えば、水平2画素、垂直2画素の4画素から1画素を抜き出す間引き法(二アレストネイバー法)、4画素の平均値を算出し、その平均値を持つ1画素を出力する方法、或いは、それ以外の既知の解像度変換法を使ってもかまわない。いずれにしても、解像度変換部102は16×16画素の画像データを、8×8画素サイズに変換して出力する。
第1の符号化部104は、入力された画像データの符号化を行う。なお、符号化方式は非可逆符号化方式として代表的な公知のJPEG符号化方式を用い、8×8画素単位に相当する画像データを直交変換し、量子化ステップを用いた量子化、ハフマン符号化処理を行うものである。スイッチ109からダイレクトに第1符号化部104に出力される画像データは、16×16画素サイズの画像ブロックである。従って、第1の符号化部104は、入力した画像ブロックである16×16画素から4つの8×8画素に分割し、それぞれを符号化する。また、解像度変換部102は1つの画像ブロックから1つの8×8画素サイズの画像データを出力するので、第1の符号化部104はそれを符号化する。なお、第1の符号化部104は、符号化データを出力する際、2ビットの識別情報を符号化データのヘッダに挿入する。挿入する第1のビットは、非可逆符号化データであることを示すためのビット、第2のビットは符号化データが解像度変換後の画像データから生成されたものであるか、解像度変換無しの画像データから生成されたものであるかを示すビットである。
第2の符号化部105は、入力された画像ブロック(実施形態では16×16画素)データの符号化を行う。なお、符号化方式は公知の多値の可逆符号化方式、例えば、JPEG−LS、PNG、JPEG2000を用いて符号化処理を行うものである。ただし、符号化データの先頭には、可逆符号化データであることを示すビットを挿入する。
符号化データ選択部107は、第1の符号化部104、第2の符号化部105から出力された符号化データのいずれか一方を選択し、メモリ108に出力する。この選択のための条件であるが、実施形態では、次のようにした。
1.着目画像ブロックが特定画像の性質を持つを判定された場合、制御部110から指示された優先する符号化データを選択する。例えば、ユーザが可逆符号化データを優先することを指示した場合、符号化データ選択部107は第2の符号化部105からの符号化データを選択し、メモリ108に出力する。また、逆にユーザが非可逆符号化データを優先することを指示した場合、符号化データ選択部107は第1の符号化部104からの符号化データを選択し、メモリ108に出力する。この優先する符号化データの選択基準は、1ページの符号化が完了するまで変わらない。
2.着目画像ブロックが非特定画像の場合、第1の符号化部104からの符号化データのデータ量(符号長)と、第2の符号化部105からの符号化データ量(符号長)とを比較し、少ない(符号長が短い)符号化データを選択する。
1.着目画像ブロックが特定画像の性質を持つを判定された場合、制御部110から指示された優先する符号化データを選択する。例えば、ユーザが可逆符号化データを優先することを指示した場合、符号化データ選択部107は第2の符号化部105からの符号化データを選択し、メモリ108に出力する。また、逆にユーザが非可逆符号化データを優先することを指示した場合、符号化データ選択部107は第1の符号化部104からの符号化データを選択し、メモリ108に出力する。この優先する符号化データの選択基準は、1ページの符号化が完了するまで変わらない。
2.着目画像ブロックが非特定画像の場合、第1の符号化部104からの符号化データのデータ量(符号長)と、第2の符号化部105からの符号化データ量(符号長)とを比較し、少ない(符号長が短い)符号化データを選択する。
上記のようにして、符号化データ選択部107は、選択した符号化データはメモリ108に出力されていく。なお、メモリ108ではなく、記憶装置にファイルとして記憶するようにしても良いし、ネットワーク上に出力するようにしても構わない。
図2は、メモリ108に格納する画像データのフォーマットの例を示している。
ヘッダには、符号化対象の画像データの水平、垂直の画素数、各色成分の数と、色成分のビット数等、その画像データを復号する際に必要な情報が格納される。このヘッダに後続して、各画像ブロックの符号化データが連続する。
各画像ブロックの符号化データは、図示のように、先頭に2ビットの識別情報が付加される。第1のビットは可逆/非可逆符号化の識別ビット、第2ビットは非可逆符号化データが解像度変換後の符号化データであるのか、解像度変換しないで符号化されたデータであるのかを示すビットである。なお、可逆符号化した場合、識別情報中の第2ビットは存在しない。また、着目画像ブロックの符号化データが解像度変換無の非可逆符号化データである場合、符号化データには4つの8×8画素の符号化データが格納される。また、着目画像ブロックの符号化データが解像度変換後の非可逆符号化データである場合、符号化データには1つの8×8画素の符号化データが格納される。
次に実施形態における復号処理について説明する。図3は実施形態における復号装置のブロック構成図である。
符号化データ入力部301は、先に説明した符号化処理で得られた画像ブロックの符号化データを単位に入力し、出力する。判定部302は、符号化データの先頭の識別情報を判定し、その判定結果を出力する。具体的には、判定部302は、符号化データの先頭ビットが可逆/非可逆のいずれを示すか判定する。また、非可逆であると判定した場合には第2ビットが解像度変換が行われていることを示すか否かを判定する。
スイッチ303は、判定部302からの判定結果の信号が「非可逆」であることを示す場合には、符号化データを第1の復号部304に出力する。また、判定部302からの判定結果の信号が「可逆」であることを示す場合には、符号化データを第2の復号部305に出力する。第1の復号部304は、非可逆符号化データを復号するものであり、実施形態ではJPEG復号方式を採用することになる。また、第2の復号部305は、可逆復号方式(例えば、JPEG−LS、PNG、JPEG2000を用いた復号方式)を採用することになる。
解像度変換部306は、判定部302より、解像度変換されていることを示す信号を入力した場合、第1の復号部304から出力した復号した8×8画素の画像データを16×16画素のサイズに変換する。この解像度変換306は例えば線形補間技術を用いればよいであろう。
スイッチ307は、判定部302からの判定結果の信号が「可逆」を示している場合、第2の復号部305から出力された復号結果を選択し、出力部308に出力する。また、スイッチ307は、判定部302からの判定結果の信号が「非可逆」、「解像度変換無」を示す場合、第1の復号部304からの復号結果を選択し、出力部308に出力する。そして、スイッチ307は、判定部302からの判定結果の信号が「非可逆」、「解像度変換有り」を示す場合、解像度変換部306からの画像データを選択し、出力部308に出力する。
出力部308は、スイッチ307から16×16画素の画像データを入力することになる。それ故、この出力部308は、16ライン分のバッファメモリを内蔵する。そして、16ライン分の1ストライプ分の復号した画像データが揃った段階で、出力メモリ309に出力する。なお、ここでは、出力対象がメモリ309としているが、ハードディスク等の記憶装置の場合には、ファイルとして格納しても良い。
以上実施形態における画像の符号化、及び、復号について説明した。次に、実施形態における符号化する装置側の特定画像判定部106について説明する。
先に説明したように、特定画像判定部106の判定目的は、着目画像ブロックの画像データが、それを解像度変換(低解像度化)した場合、その画質の劣化の度合が大きくなる特定の画像であるかどうかを判断することを目的とする。
図4は、実施形態における特定画像判定部106のブロック構成図である。特定画像判定部106は、差分演算部401、2色カウント部402、連続画素カウント部403、及び、これらの処理部で構成より得られた情報に基づき、特定画像であるか否かを判定する情報量算出部404で構成される。なお、差分演算部401、2色カウント部402、連続画素カウント部403は16×16画素の画像ブロックを単位に処理することになる点に注意されたい。
まず、差分演算部401であるが、解像度変換部102が解像度変換することを想定し、入力する16×16画素データ中の2×2の画素群から1つの平均値Avを算出する。そして、平均値Avと各画素a,b,c,dとの差分の絶対値Dabsを求める。
Dabs=|Av−a|+|Av−b|+|Av−c|+|Av−d| …(1)
Dabs=|Av−a|+|Av−b|+|Av−c|+|Av−d| …(1)
図5に示すように平均値を算出する個数は8×8=64個備えるので、64個のDabsの総合計値Tabsを求める。
Tabs=ΣDabs …(2)
Tabs=ΣDabs …(2)
ここで、合計値Tabsの意味は、16×16画素を解像度変換した後の画像と、変換前の画像との差の大小を示す指標値と言い換えることもできる。風景等の自然画の場合、隣接する各画素の色(すなわち、隣接する各画素の各色成分の値)は同じか、近似する可能性が高いので式(1)の値Dabsは小さな値になる。必然、式(2)で算出される値Tabsも小さな値になる。一方、文字線画等、高周波成分を多く含む画像の場合には、値Dabsは大きくなり、Tabsも大きな値になる。なお、実際には、Dabs、Tabsはカラー画像の各色成分毎に求めることになる。
次に、2色カウント部402について説明する。この2色カウント部402は、図6に示すウインドウを用いて入力した画素ブロックをスキャンしていく過程で、着目画素xと、その周辺画素a,b,c,dを参照し、周辺画素間の差分値Dab,Dac,Dad,Dbc,Dcdを求める。
Dab=a−b
Dac=a−c
Dad=a−d
Dbc=b−c
Dbd=b−d
Dcd=c−d …(3)
そして、2色カウント部402は、差分値Dab,Dac,Dad,Dbc,Dbd、Dcdのうち、0となる数Fをカウントする。従って、差分値は6つあるので、値Fは0乃至6の値を取り得る。ここで、F=0の場合、周辺画素a,b,c,dが全て違う色を意味するのは明らかで、色数が4であることを示す。また、F=1の場合、周辺4画素中2画素が同じ色となるので、周辺画素a,b,c,dの色数は3となる。同様に、F=2又はF=3の場合には色数が2であることを示す。そして、F=4以上(実際は、4、5となることはなく、F=6となる)の場合には周辺画素a、b、c、dがすべて同じ色であることを示すことになる。
Dab=a−b
Dac=a−c
Dad=a−d
Dbc=b−c
Dbd=b−d
Dcd=c−d …(3)
そして、2色カウント部402は、差分値Dab,Dac,Dad,Dbc,Dbd、Dcdのうち、0となる数Fをカウントする。従って、差分値は6つあるので、値Fは0乃至6の値を取り得る。ここで、F=0の場合、周辺画素a,b,c,dが全て違う色を意味するのは明らかで、色数が4であることを示す。また、F=1の場合、周辺4画素中2画素が同じ色となるので、周辺画素a,b,c,dの色数は3となる。同様に、F=2又はF=3の場合には色数が2であることを示す。そして、F=4以上(実際は、4、5となることはなく、F=6となる)の場合には周辺画素a、b、c、dがすべて同じ色であることを示すことになる。
着目画素xは図6に示すように、入力した16×16画素の左上位置からラスタースキャンするので、2色カウント部402は全部で16×16=256回、式(3)を演算する。そして、その256回の演算によってF=2となった数をカウントする。このF=2となる数をTfと表現する。なお、着目画素xが16×16の画像ブロックの境界に位置するとき、周辺画素がその境界外となることがある。境界外の画素の各色成分は“0”と見なして、計数する。ここで、Tfが大きな値を示すのは、着目画像ブロックが2つの色で表わされる画像である可能性が高いことを意味する。典型的には、通常の文章を記述した文書のように、白地(背景)に黒文字が存在するような画像である。
次に、連続画素カウント部403について説明する。この連続画素カウント部403は、入力した16×16画素の画素ブロックをスキャン中、2色カウント部402と同様に、周辺画素の色数をカウントしていく。そして、F≧3となった着目画素xを開始位置、その際の開始位置にある注目画素の色をCxとする。そして、スキャン中に、色Cxと同じ色が連続する数をカウントし、16×16画素をスキャン中、最大となる連続数をNcとして出力する。
以上、差分演算部401、2色カウント部402、連続画素カウント部403について説明した。
情報量算出部404は、差分演算部401より得られたTabs、2色カウント部402から得られたTf、及び、連続画素カウント部403から得られたNcに基づき、次のような条件を満たすか否かを判定する。
判定条件:Tabs≧Th1、且つ、Tf≧Th2、且つ、Nx≦Th3
判定条件:Tabs≧Th1、且つ、Tf≧Th2、且つ、Nx≦Th3
上記条件を満たす場合、情報量算出部404は、着目画像ブロックの画像が特定画像に属すると判定し、判定結果を信号線1002に出力する。また、条件を満たさない場合には、特定画像に属しない旨を信号線1002に出力する。
ここで上記の条件を満たす画像について考察する。上記条件が満たされるのは、着目画像ブロックの解像度変換前と後ではその差(解像度変換誤差)が大きく、且つ、ほぼ2色でありながらも、連続して同じ色が発生しない画像を意味する。このような画像を解像度変換部102で解像度変換してしまい、それが最終的にメモリ108に格納される対象となったとする。このとき、解像度変換による画質の劣化が避けられないばかりか、隣接する画像ブロックが解像度変換しない場合、その境界が不自然なものとなる。
図7は、上記条件を満たす典型的な特定画像の例を示している。例えば、図7に示す画像は、差分算出部401で算出される差分値と、2色カウント部402でカウントされる参照画素が2色である画素数が共に大きく、連続画素カウント部403でカウントされる連続している画素数が小さいという傾向が見られる。これらの特徴によりパターン画像などの特定画像に属するか否かを識別できる。
以上説明したように本実施形態によれば、画像ブロックの画像が特定画像の性質を持つ場合、1ページ分の画像を符号化する過程では、可逆/非可逆符号化のいずれか一方のみを用いた符号化データを生成する。これにより、特定画像に属する領域では可逆符号化データ/非可逆符号化データが混在することがなくなり、画像ブロックの境界でのノイズの発生を抑制できる。
また、特定画像に属しない領域では、解像度変換しても非可逆符号化データで表わされる画像の画質の劣化が少ないことが約束される。また、可逆符号化データは文字とおり可逆であるが故に画質劣化はない。そこで、これらのうち、符号量の少ない方を選択することになり、画質劣化を抑制しつつ、高い圧縮率の符号化データを生成することが可能になる。
なお、実施形態では、特定画像判定部106は、
判定条件:Tabs≧Th1、且つ、Tf≧Th2、且つ、Nx≦Th3
を満たすか否かで、着目画像ブロックが特定画像であるか否かを判断する例を説明した。しかしながら、この3つの判定要件中、1つでも満足する場合に特定画像であると判定するようにしても良い。特に、判定要件「Tabs≧Th1」の値Tabsは解像度変換誤差そのものを指標する値であるので、この要件のみで判定することでも上記作用効果に近い効果が期待できる。
判定条件:Tabs≧Th1、且つ、Tf≧Th2、且つ、Nx≦Th3
を満たすか否かで、着目画像ブロックが特定画像であるか否かを判断する例を説明した。しかしながら、この3つの判定要件中、1つでも満足する場合に特定画像であると判定するようにしても良い。特に、判定要件「Tabs≧Th1」の値Tabsは解像度変換誤差そのものを指標する値であるので、この要件のみで判定することでも上記作用効果に近い効果が期待できる。
<他の実施形態>
上記実施形態は、図1、図3の構成に基づいて説明したが、これと等価の処理をソフトウェアでもって実現することが可能である。以下にその例を説明する。
上記実施形態は、図1、図3の構成に基づいて説明したが、これと等価の処理をソフトウェアでもって実現することが可能である。以下にその例を説明する。
図8はパーソナルコンピュータ等の情報処理装置のブロック構成図である。図中、1は装置全体の制御を司るCPU、2はBIOSやブートプログラムを記憶しているROM、3はCPU1のワークエリアとして使用するRAMである。4はハードディスク装置(HDD)であり、OS(オペレーティングシステム)、及び、画像符号化・復号処理に係るアプリケーションが格納されている。5はキーボード、6はマウス等のポインティングデバイスである。7は表示制御部であって、内部には、表示する画像を描画するためのビデオメモリ、及び、CPU1の制御下でビデオメモリへの描画したり、ビデオメモリから画像を読出しビデオ信号として表示装置8に出力するビデオコントローラを備えている。表示装置8はCRTや液晶表示装置である。9はイメージスキャナ11を接続するためのスキャナインタフェースであり、代表的なものとしてはSCSIインタフェース、USBインタフェースである。10はネットワークインタフェースである。
上記構成において、本装置の電源がONになると、CPU1はROM2のブートプログラムに従って、HDD4よりOSをRAM3にロードする。この結果、本装置は、ユーザからキーボード5やマウス6からの入力、及び、表示制御部7に対するGUIを描画する処理を行ない、インタラクティブは装置として機能する。また、ユーザがアプリケーションの起動を指示すると、HDD4からアプリケーションプログラムはRAM3にロードされ、CPU1により実行されることで、本装置が画像符号化装置(或いは、画像復号装置)として機能することになる。
画像の符号化と復号の処理は、互いに表裏の関係にある。ここではアプリケーションが実行され、そのアプリケーション上でユーザが画像の符号化の指示を入力した場合のCPU1の処理手順を図9のフローチャートに従って説明することとする。復号処理は、第1の実施形態の記載内容、並びに、以下の説明から容易に理解できるであろうから、その説明は省略する。
なお、以下の説明に先立ち、RAM3には、イメージスキャナ11より読取った画像データを一時的に記憶するバッファメモリが確保されているものとする。また、イメージスキャナで原稿を読込む際、原稿サイズと読取り解像度が不図示のGUIにて設定するものとする。従って、符号化対象の画像のサイズは、原稿サイズと読み取りサイズから求められるので、画像ブロックの個数は既知である。
まず、ステップS1では、可逆/非可逆符号化のいずれを優先するかを選択するメニューを表示し、ユーザにいずれかを選択させる。
次いで、ステップS2では、RAM3のバッファメモリより、イメージスキャナで読取った画像中の1画像ブロック分の画像データ(16×16画素の画像データ)を入力する。
ステップS3では、入力した画像ブロックの画像データから、第1の実施形態で示した特徴量Tabs、Tf、Nxを求める。
次いで、ステップS4にて、判定条件:「Tabs≧Th1、且つ、Tf≧Th2、且つ、Nx≦Th3」を満たすか否かを判断することで、着目画像ブロックが特定画像に属するか否かを判断する。
注目画像ブロックの画像が特定画像に属すると判断した場合には、ステップS11に進み、先のステップS1で選択した優先符号化技術(可逆/非可逆のいずれか一方)に従って符号化し、符号化データを生成する。ステップS11では、生成された符号化データを出力する。出力対象は、RAM3でも良いし、HDD4へファイルとして格納するようにしても構わない。いずれにしても、符号化データの先頭には、符号化の種類を示す識別情報を付加する。特に、非可逆符号化を優先すると指定した場合には、更に、解像度変換無しを示す情報も付加する。
また、ステップS4にて、着目画像ブロックが特定画像に属しないと判断した場合、処理はステップS5に進み、着目画像ブロックについて解像度変換を行ない、ステップS6で解像度変換後の画像ブロックについて非可逆符号化を行なう。また、ステップS7では、解像度変換前の画像ブロックについて可逆符号化を行なう。
ステップS8では、非可逆符号化データと可逆符号化データのデータ量(符号長)とを比較する。可逆符号化データのデータ量が、非可逆符号化データのそれ以下と判断した場合には、ステップS9に進んで、可逆符号化データを出力する。このとき、符号化データの先頭には、可逆符号化データであることを示す識別ビットを付加する。また、非可逆符号化データのデータ量が、可逆符号化データのそれより少ないと判断した場合には、ステップS10に進んで、非可逆符号化データを出力する。このとき、符号化データの先頭には、非可逆符号化であり、尚且つ、解像度変換したことを示す2ビットを付加する。
こうして、着目画像ブロックの符号化と出力を終えると、ステップS13にて、全画像ブロックについての符号化が完了したか否かを判断する。否の場合には、ステップS2に戻り、次の位置にある画像ブロックについての符号化処理を行なう。
以上説明したように、コンピュータプログラムによっても第1の実施形態と等価の処理を行なうことが可能となる。
また、通常、コンピュータプログラムはCD−ROM等のコンピュータ可読記憶媒体に格納されていて、それをコンピュータが有するリーダ(CD−ROMドライブ等)にセットし、システムにコピーもしくはインストールすることで実行可能になる。したがって、本発明はかかるコンピュータ可読記憶媒体をもその範疇とすることも明らかである。
以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態では、符号化単位の画像ブロックのサイズを16×16画素サイズとした。これは、実施形態における非可逆符号化を行なう第1の符号化部がJPEG(通常、JPEGでは8×8画素サイズ毎にDCT変換する)を採用したことに起因するものであるが、8n×8mのサイズに拡張できる(n,mは1以上の整数)。
また、非可逆符号化、可逆符号化の種類も、上記実施形態に限らず、如何なる方式を採用しても構わない。
Claims (11)
- 画像データを可逆符号化する可逆符号化手段、画像データを非可逆符号化する非可逆符号化手段を備える画像処理装置であって、
画像データを、当該画像データの持つ解像度よりも低い解像度の画像データに変換する解像度変換手段と、
符号化対象の画像データを画像ブロック単位に入力する入力手段と、
該入力手段で入力した着目画像ブロックの画像データの特徴量を算出することで、当該着目画像ブロックの画像が、特定画像に属するか否かを判定する判定手段と、
該判定手段で注目画像ブロックの画像が前記特定画像に属すると判定された場合、前記注目画像ブロックの画像データを、予め設定された前記可逆符号化手段、前記非可逆符号化の一方を用いて得られた符号化データを出力する第1の出力手段と、
前記判定手段で注目画像ブロックの画像が前記特定画像に属しないと判定された場合、前記可逆符号化手段を用いて得られた前記注目画像ブロックの可逆符号化データの符号量と、前記解像度変換手段で前記注目画像ブロックの画像データの解像度変換し、当該解像度変換後の注目画素ブロックの画像データに対して前記非可逆符号化手段を用いて得られた非可逆符号化データの符号量とを比較し、符号量の少ない符号化データを選択し、出力する第2の出力手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記判定手段は、前記注目画像ブロックを前記解像度変換手段によって変換した際に発生する解像度変換誤差を算出する解像度変換誤差算出手段を備え、当該解像度変換誤差算出手段で算出された解像度誤差が第1の閾値以上の場合、注目画像ブロックが前記特定画像の性質を持つと判断することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記判定手段は、更に、
前記注目画像ブロックのスキャンし、当該スキャン中に、着目画素の周囲に存在する複数の周囲画素が持つ色数が2となる回数をカウントする2色カウント手段と、
前記スキャン中に注目画素と同じ色を持つ画素の連続する最大数をカウントする連続数カウント手段とを備え、
前記2色カウント手段で得られた2色数が第2の閾値以上であり、前記連続数カウント手段で得られた連続数が第3の閾値以下である場合ことを更なる条件として、注目画像ブロックが前記特定画像の性質を持つと判断することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 - 出力される符号化データの先頭に、当該符号化データが可逆符号化データであるか非可逆符号化データであるのかを識別するビット、及び、非可逆符号化データである場合には解像度変換の有無を示すビットを付加する手段を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 画像データを可逆符号化する可逆符号化手段、画像データを非可逆符号化する非可逆符号化手段を備える画像処理装置の制御方法であって、
画像データを、当該画像データの持つ解像度よりも低い解像度の画像データに変換する解像度変換工程と、
符号化対象の画像データを画像ブロック単位に入力する入力工程と、
該入力工程で入力した着目画像ブロックの画像データの特徴量を算出することで、当該着目画像ブロックの画像が、特定の画像に属するか否かを判定する判定工程と、
該判定工程で注目画像ブロックの画像が前記特定画像に属すると判定された場合、前記注目画像ブロックの画像データを、予め設定された、前記可逆符号化手段、前記非可逆符号化の一方を用いて得られた符号化データを出力する第1の出力工程と、
前記判定工程で注目画像ブロックの画像が前記特定画像に属しないと判定された場合、前記可逆符号化手段を用いて得られた前記注目画像ブロックの可逆符号化データの符号量と、前記解像度変換工程で前記注目画像ブロックの画像データの解像度変換し、当該解像度変換後の注目画素ブロックの画像データに対して前記非可逆符号化手段を用いて得られた非可逆符号化データの符号量とを比較し、符号量の少ない符号化データを選択し、出力する第2の出力工程と
を備えることを特徴とする画像処理装置の制御方法。 - コンピュータが読み込み実行することで、画像データを符号化する画像処理装置として機能するコンピュータプログラムであって、
画像データを可逆符号化する可逆符号化手段と、
画像データを非可逆符号化する非可逆符号化手段と、
画像データを、当該画像データの持つ解像度よりも低い解像度の画像データに変換する解像度変換手段と、
符号化対象の画像データを画像ブロック単位に入力する入力手段と、
該入力手段で入力した着目画像ブロックの画像データの特徴量を算出することで、当該着目画像ブロックの画像が、特定の画像に属するか否かを判定する判定手段と、
該判定手段で注目画像ブロックの画像が前記特定画像に属すると判定された場合、前記注目画像ブロックの画像データを、予め設定された前記可逆符号化手段、前記非可逆符号化の一方を用いて得られた符号化データを出力する第1の出力手段と、
前記判定手段で注目画像ブロックの画像が前記特定画像に属しないと判定された場合、前記可逆符号化手段を用いて得られた前記注目画像ブロックの可逆符号化データの符号量と、前記解像度変換手段で前記注目画像ブロックの画像データの解像度変換し、当該解像度変換後の注目画素ブロックの画像データに対して前記非可逆符号化手段を用いて得られた非可逆符号化データの符号量とを比較し、符号量の少ない符号化データを選択し、出力する第2の出力手段
として機能することを特徴とするコンピュータプログラム。 - 請求項6に記載のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
- 符号化画像データを復号する画像処理装置であって、
画像ブロック単位に符号化データを入力する入力手段と、
入力した符号化データが可逆/非可逆符号化データのいずれであるか、及び、非可逆符号化データである場合には解像度変換後の非可逆符号化データであるか否かを識別する識別手段と、
該識別手段で注目符号化データが可逆符号化データと識別した場合には、当該可逆符号化データを復号する第1の復号手段と、
前記識別手段で注目符号化データが非可逆符号化データと識別した場合には、当該非可逆符号化データを復号する第2の復号手段と、
前記識別手段で、注目符号化データが解像度変換後の非可逆符号化データと識別した場合、前記第2の復号手段の復号結果の画像データの解像度をより高い解像度に変換する解像度変換手段と、
前記識別手段の識別結果に基づいて、前記第1復号手段、前記第2の復号手段、前記解像度変換手段のいずれか1つより得られた画像データを、注目画像ブロックの復号結果として出力する出力手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 符号化画像データを復号する画像処理装置の制御方法であって、
画像ブロック単位に符号化データを入力する入力工程と、
入力した符号化データが可逆/非可逆符号化データのいずれであるか、及び、非可逆符号化データである場合には解像度変換後の非可逆符号化データであるか否かを識別する識別工程と、
該識別工程で注目符号化データが可逆符号化データと識別した場合には、当該可逆符号化データを復号する第1の復号工程と、
前記識別工程で注目符号化データが非可逆符号化データと識別した場合には、当該非可逆符号化データを復号する第2の復号工程と、
前記識別工程で、注目符号化データが解像度変換後の非可逆符号化データと識別した場合、前記第2の復号工程の復号結果の画像データの解像度をより高い解像度に変換する解像度変換工程と、
前記識別工程の識別結果に基づいて、前記第1復号工程、前記第2の復号工程、前記解像度変換工程のいずれか1つより得られた画像データを、注目画像ブロックの復号結果として出力する出力工程と
を備えることを特徴とする画像処理装置の制御方法。 - コンピュータが読み込み実行することで、符号化画像データを復号する画像処理装置として機能するコンピュータプログラムを格納したコンピュータ可読記憶媒体であって、
画像ブロック単位に符号化データを入力する入力手段と、
入力した符号化データが可逆/非可逆符号化データのいずれであるか、及び、非可逆符号化データである場合には解像度変換後の非可逆符号化データであるか否かを識別する識別手段と、
該識別手段で注目符号化データが可逆符号化データと識別した場合には、当該可逆符号化データを復号する第1の復号手段と、
前記識別手段で注目符号化データが非可逆符号化データと識別した場合には、当該非可逆符号化データを復号する第2の復号手段と、
前記識別手段で、注目符号化データが解像度変換後の非可逆符号化データと識別した場合、前記第2の復号手段の復号結果の画像データの解像度をより高い解像度に変換する解像度変換手段と、
前記識別手段の識別結果に基づいて、前記第1復号手段、前記第2の復号手段、前記解像度変換手段のいずれか1つより得られた画像データを、注目画像ブロックの復号結果として出力する出力手段
として機能することを特徴とするコンピュータプログラム。 - 請求項10に記載のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
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