JP3230551B2 - 画像処理装置および方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像処理装置および方法
に関し、例えば、画像データを階層符号化する画像処理
装置およびその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】静止画像の伝送に用いられているファク
シミリ装置は、画像をラスタ方向に順次スキャンし符号
化して伝送する。このような装置は、画面全体を伝送す
るために画像の各画素を符号化して伝送するので、伝送
に長い時間を要し、従って、画像データベースやビデオ
テックスなどのサービスには向かない。

【０００３】画像全体を迅速に伝送するために、ISO/CC
ITTの機関であるJBIG(Joint Bi-level Image experts G
roup)によって、階層符号が提案されている。階層符号
化の例を図９に示す。同図において、画像メモリ７０１
〜７０６は、それぞれ400,200,100,50,25,12.5dpiの画
像を格納する。縮小部７１９〜７２３は、それぞれ200,
100,50,25,12.5dpiの画像を生成する。符号器７０７〜
７１２は、それぞれ400,200,100,50,25,12.5dpiの画像
を符号化する。

【０００４】符号化された400,200,100,50,25,12.5dpi
の画像は、ディスクメモリ７１３〜７１８にそれぞれ格
納される。縮小部７１９は画像メモリ７０１からの400d
piの画像を次のようにして縮小する。すなわち、400dpi
の画像を主走査および副走査方向に関して1/2にサブサ
ンプルして、200dpiの画像を生成する。そして、この20
0dpiの画像を画像メモリ７０２に格納する。さらに、20
0dpiの画像は、縮小部７２０により100dpiの画像に縮小
され、画像メモリ７０３に格納される。同様に、50,25,
12.5dpiの画像が生成されて、画像メモリ７０４,７０
５,７０６にそれぞれ格納される。

【０００５】ディスクメモリ７１３〜７１８に格納され
た画像は、低解像度のものから順に伝送されるので、画
像全体が粗い解像度でまず伝送される。すなわち、12.
5,50,100,200,400dpiの順で画像伝送がなされる。符号
器７１２は、画像メモリ７０６に格納された画像を順次
スキャンして、周囲画素を参照しながら、注目画素に算
術符号などのエントロピー符号化を施して、12.5dpiの
画像を符号化する。符号器７１１は、画像メモリ７０５
からの注目画素とその周囲画素、および画像メモリ７０
６からの12.5dpiの周囲画素を参照しつつ、25dpiの画像
を符号化する。これにより、符号化効率が向上する。

【０００６】同様に、画像メモリ７０４の50dpiの画像
は、画像メモリ７０５の25dpiの画像を参照しつつ符号
器７１０で符号化される。そして、画像メモリ７０３の
100dpiの画像は、画像メモリ７０４の50dpiの画像を参
照しつつ、また、画像メモリ７０２の200dpiの画像は、
画像メモリ７０３の100dpiの画像を参照しつつ、また、
画像メモリ７０１の400dpiの原画像は、画像メモリ７０
２の200dpiの画像を参照しつつ、それぞれ符号器７０
９,７０８,７０７によって符号化される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
おいては、次のような問題点があった。すなわち、図９
に示したような一般的な構成においては、各解像度に対
応する画像メモリ７０１,７０２,７０３,７０４,７０
５,７０６を準備せねばならず、コスト面で高価になる
欠点があった。また、画像縮小や符号化の参照画素とし
て、高解像度，低解像度ともに数ライン分のデータを使
用するため、画像メモリとのインタフェイスが複雑にな
るという欠点もあった。

【０００８】本発明は、上述の問題を解決するためのも
のであり、階層的符号化に用いる画像メモリの数を削減
し、簡易な構成で、かつ、迅速に画像データを階層符号
化することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の目的を
達成する一手段として、以下の構成を備える。

【００１０】本発明にかかる画像処理装置は、画像デー
タを記憶する第一および第二の記憶手段と、画像データ
の解像度を変換する変換手段と、画像データを符号化す
る符号化手段とを有し、前記第一の記憶手段から読み出
した第一の解像度の画像データを、前記変換手段により
前記第一の解像度よりも低解像度の第二の解像度の画像
データに変換し、この第二の解像度の画像データを前記
第二の記憶手段に記憶させ、前記第二の解像度の画像デ
ータを参照して前記第一の解像度の画像データを前記符
号化手段によって符号化し、その後、前記第二の記憶手
段から読み出した第二の解像度の画像データを、前記変
換手段により前記第二の解像度よりも低解像度の第三の
解像度の画像データに変換し、この第三の解像度の画像
データを、前記第一の解像度の画像データが記録されて
いた前記第一の記憶手段に記憶させ、前記第三の解像度
の画像データを参照して前記第二の解像度の画像データ
を前記符号化手段によって符号化することを特徴とす
る。

【００１１】本発明にかかる画像処理方法は、画像デー
タを記憶する第一および第二の記憶手段、画像データの
解像度を変換する変換手段、および、画像データを符号
化する符号化手段を有する画像処理装置の画像処理方法
であって、前記第一の記憶手段から読み出した第一の解
像度の画像データを、前記変換手段により、前記第一の
解像度よりも低解像度の第二の解像度の画像データに変
換し、前記第二の解像度の画像データを前記第二の記憶
手段に記憶させ、前記第二の解像度の画像データを参照
して前記第一の解像度の画像データを、前記符号化手段
により符号化し、前記第二の記憶手段から読み出した第
二の解像度の画像データを、前記変換手段により、前記
第二の解像度よりも低解像度の第三の解像度の画像デー
タに変換し、前記第三の解像度の画像データを、前記第
一の解像度の画像データが記録されていた前記第一の記
憶手段に記憶させ、前記第三の解像度の画像データを参
照して前記第二の解像度の画像データを、前記符号化手
段により符号化することを特徴とする。

【００１２】

【００１３】

【実施例】以下、本発明にかかる一実施例の画像処理装
置を図面を参照して詳細に説明する。

【００１４】

【第１実施例】第１実施例では、原画を400dpiと仮定
し、12.5dpiまで順次1/2ずつ縮小するものとする。原画
の解像度並びに階層数はこれに限るものではないことは
言うまでもない。図１は本発明にかかる第１実施例の画
像処理装置の構成例を示すブロック図である。

【００１５】同図において、１０１,１０７は画像メモ
リ、１０３,１０９はそれぞれパラレル／シリアル変換
またはシリアル／パラレル変換を行うためのシフトレジ
スタ、１０５,１１１はFIFOメモリで構成されるライン
メモリ、１１３は画像縮小および算術符号のための参照
画素生成を行う画像縮小部で、USP5,159,468に開示され
た画像の縮小処理を行う。

【００１６】また、１１４は算術符号器、１１５は符号
バッファメモリ、１１６はデータバスである。次に、上
記構成による動作を説明する。図２は400dpiの原画像デ
ータを200dpiの画像に変換して符号化する場合の信号の
流れを示すブロック図である。

【００１７】少なくとも画像一枚分の画像データ(400dp
i相当)を記憶する画像メモリ１０１には、データバス１
１６などのラインを介して400dpiの画像データが書込ま
れる。なお、画像メモリ１０７は、縮小された200dpi相
当の画像データを記憶するので、その容量は画像メモリ
１０１の1/4であればよいことになる。高解像度の画像
メモリ１０１からラスタスキャン順に読出された画像デ
ータ１０２が、所定ビット長のパラレルデータにパック
されている場合は、シフトレジスタ１０３によりシリア
ルデータ１０４に変換される。なお、パックされてない
場合、すなわち、シリアルデータの場合にはシフトレジ
スタ１０３は不要である。シリアルデータ１０４は、数
ライン分の遅延量をもつラインメモリ１０５を介して、
副走査方向に対して数ライン分の画素データ１０６とし
て、画像縮小部１１３に入力される。

【００１８】図３はラインメモリ１０５の接続方法の一
例を示す図で、２０１は少なくとも８ライン分の画像デ
ータを記憶可能なFIFOメモリ、２０２は入力するシリア
ル画像データ、２０３は８ライン分遅延された画像デー
タである。つまり、ラインメモリ１０５は、入力された
シリアル画像データ２０２に、FIFOメモリ２０１によっ
て少なくとも８ライン分の遅延を与え、パラレル画像デ
ータ２０３として出力する。

【００１９】図２の説明に戻り、画像縮小部１１３によ
り200dpiの画像に縮小された画素データ１１０は、シフ
トレジスタ１０９でシリアル／パラレル変換されて、パ
ラレル画像データ１０８として縮小画像用の画像メモリ
１０７に書込まれる。なお、画像メモリ１０７がシリア
ルデータを受入れ可能な場合は、シフトレジスタ１０９
は不要である。また、この200dpiの画素データ１１０
は、ラインメモリ１１１を介して、画像縮小部１１３に
も参照データ１１２として入力される。

【００２０】画像縮小部１１３は、ラインメモリ１０５
から入力された400dpiの画像データ、および400dpiの画
像データから得られた200dpiの画像データの中から、符
号化に必要な数画素分の画像データを算術符号器１１４
に供給する。算術符号器１１４は、予測参照用に高解像
度および低解像度画素それぞれ数画素を用いて予測を行
い、その予測結果に基づいて、画像縮小部１１３から送
られてくる注目画素の符号化を行う。算術符号器１１４
により得られる符号データは、符号バッファメモリ１１
５に所定量だけ蓄積され出力される。

【００２１】図４は画像メモリ１０７上に生成された20
0dpiの画像データからさらに100dpiの画像を生成して符
号化する場合の信号の流れを示したブロック図である。
画像メモリ１０７からラスタスキャン順に読出された20
0dpi画像データ１０８が、所定ビット長のパラレルデー
タにパックされている場合は、シフトレジスタ１０９に
よりシリアルデータ３１１に変換される。なお、パック
されていない場合、すなわち、シリアルデータの場合に
はシフトレジスタ１０９は不要である。シリアルデータ
３１１は、図３に示した数ライン分の遅延量をもつライ
ンメモリ１１１を介して、副走査方向に対して数ライン
分の画素データ１１２として、画像縮小部１１３に入力
される。

【００２２】画像縮小部１１３により、100dpiの画像に
縮小された画素データ３１０は、シフトレジスタ１０３
でシリアル／パラレル変換され、パラレル画像データ１
０２として画像メモリ１０１に書込まれる。なお、画像
メモリ１０１がシリアルデータを受入れ可能な場合は、
シフトレジスタ１０３は不要である。また、この100dpi
の画素データ３１０は、ラインメモリ１０５を介して、
画像縮小部１１３にも参照データ１０６として入力され
る。

【００２３】画像縮小部１１３は、ラインメモリ１１１
から入力された200dpiの画像データ、および200dpiの画
像データから得られた100dpiの画像データの中から、符
号化に必要な数画素分の画像データを算術符号器１１４
に供給する。画像メモリ１０１は、400dpi用の画像メモ
リであるが、その一部分を100dpi用の画像メモリとして
扱う。画像メモリ１０１は、図２とは読出／書込の方向
が逆転され、100dpiの縮小画像が記憶される。ここで、
400dpiの原画は失われてしまうが、既に、400dpiの画像
は200dpiの画像との階層間で符号化されていて、符号デ
ータとして符号バッファメモリ１５または外部メモリに
保存されているので、もし必要になれば復号することが
可能である。

【００２４】以下、順に、図２および図４のようにデー
タの流れを変更して、画像メモリ１０７に50dpi、画像
メモリ１０１に25dpi、画像メモリ１０７に12.5dpiの縮
小画像を生成（記憶）しながら符号化することにより、
六階層の符号化を行うことができる。なお、12.5dpiの
画像データは、最低解像度としてそれ自身で符号化を行
うものとする。

【００２５】以上説明したように、本実施例によれば、
二つの画像メモリを、高／低解像度用に切換えて使用す
ることにより、画像メモリを階層数分用意する必要がな
くなり、画像メモリのコストを削減することができる。
一方、復号時には、まず画像メモリ１０７に12.5dpiの
画像を復号し、以下順に、画像メモリ１０１に25dpi、
画像メモリ１０７に50dpi、画像メモリ１０１に100dpi
を復号する。このとき、画像表示などにある解像度の画
像が必要であれば、データバス１１６を通じて、画像メ
モリ１０１または１０７から画像データを転送すればよ
いことは言うまでもない。

【００２６】図５は復号時の画像処理装置の構成例を示
すブロック図である。同図において、４０１は400dpi原
画用の画像メモリ、４０３,４０９はシフトレジスタ、
４０５,４１１はラインメモリ、４０７は200dpi縮小画
像用の画像メモリ、４１３は参照画素生成部、４１４は
算術復号器、４１５は符号バッファメモリである。

【００２７】以下では、既に200dpiまでの画像が画像メ
モリ４０７に復号されているものとし、画像メモリ４０
１に原画サイズ(400dpi)の画像を復号して格納する動作
を説明する。符号バッファメモリ４１５内の400dpiの画
像を表す符号データを算術復号器４１４に入力するとと
もに、画像メモリ４０７から読出した低解像度(200dpi)
の参照画素データ４１２と、ラインメモリ４０５内の高
解像度側(400dpi)の参照画素データ４０６とを参照画素
生成部４１３に入力し、その出力を算術復号器４１４に
入力する。これにより、算術復号器４１４から復号画素
データ４０４が出力される。復号画素データ４０４は、
画像メモリ４０１に格納されるとともに、ラインメモリ
４０５に入力され、続く符号データの復号用参照画素と
して使用される。

【００２８】なお、復号時には画像縮小の処理は必要な
いので、参照画素生成部４１３は参照画素の生成機構の
みになる。このように、本方式によれば、符号化に限ら
ず、略同様の構成で復号も実施することが可能である。

【００２９】

【第２実施例】以下、本発明にかかる第２実施例の画像
処理装置を説明する。図６は本発明にかかる第２実施例
の画像処理装置の構成例を示すブロック図である。同図
において、５０４は200dpi縮小画像用の画像メモリ、５
０６はシフトレジスタ、５０２,５０７はラインメモ
リ、５１０は画像縮小部、５１１は算術符号器、５１２
は符号バッファメモリ、５１３はデータバスである。

【００３０】なお、同図は、不図示のイメージスキャナ
などによって、原稿画像を読取って得た400dpiの画像デ
ータを200dpiに変換し、さらに符号化する場合の信号の
流れを示している。ここで、400dpiの原画入力デバイス
として、CCDリニアセンサを用いて原稿画像をライン毎
に読取るイメージスキャナを適用する。また、復号画像
出力時には、レーザビームプリンタ(LBP)などの出力装
置を直接接続する場合を考慮する。

【００３１】次に、上記構成による動作を説明する。不
図示のイメージスキャナからのシリアルデータは、直接
ラインメモリ５０２へ入力されて数ラインの遅延が与え
られた後、副走査方向に対して数ライン分の画素データ
５０３として、画像縮小部５１０に入力される。なお、
最終的に、画像メモリ５０４に縮小済の200dpiの画像が
格納されたり、画像縮小部５１０から供給された400dpi
と200dpiの画像データに基づいて、算術符号器５１１に
よって階層符号化された符号データが生成され、符号バ
ッファメモリ５１２に格納されるのは、前述した第１実
施例と同様であり、その詳細説明は省略する。

【００３２】画像メモリ５０４に格納された200dpiの画
像から100dpiの画像を生成するには、図７に示すよう
に、100dpiのサイズをもった画像メモリ６０１と、シリ
アル／パラレル変換を行うシフトレジスタ６０３とを用
意すればよい。この場合、画像縮小部５１０により縮小
された100dpiの画像データ６１０は、シフトレジスタ６
０３を介して、パラレル画像データ６０２として画像メ
モリ６０１に記憶される。

【００３３】また、図８は、上記のように算術符号化さ
れた400dpiの画像を表す符号データを復号し、復号して
得た画像データをLBPへ供給して、400dpiの画像の記録
を行う場合の信号の流れ示すブロック図である。同図に
おいて、８０３,８０９はシフトレジスタ、８０５,８１
１はラインメモリ、８０７は200dpi縮小画像用の画像メ
モリ、８１３は参照画素生成部、８１４は算術復号器、
８１５は符号バッファメモリをである。

【００３４】以下では、既に200dpiの画像データが画像
メモリ８０７に復号されているものとし、符号バッファ
メモリ８１５からの符号データを復号して、LBPによっ
て原画サイズ(400dpi)の画像を記録する動作を説明す
る。LBPへ400dpiの画像を出力する際は、画像メモリ８
０７から読出した200dpiの参照画素データ８１２と、ラ
インメモリ８０５内の復号済の400dpiの参照画素データ
８０６とを参照画素生成部８１３に入力し、その出力を
算術復号器８１４に入力する。これにより、算術復号器
８１４から復号画素データ８０４が出力される。復号画
素データ８０４は、シフトレジスタ８０３でシリアル／
パラレル変換された後、直接LBPへ出力される。従っ
て、復号済の400dpiの画像データを格納する必要がない
ので、一番コストへの影響が大きい400dpiの画像メモリ
（A4サイズの場合約2MB）を用意しなくても原画レベル
の入出力が可能になる。

【００３５】以上説明したように、本実施例によれば、
画像の階層符号化および復号に必要な画像メモリのコス
トを削減することができる。以上、本発明を好ましい実
施例構成を用いて説明したが、本発明はこれら実施例構
成に限定されるものではなく、クレームの範囲内で種々
の変形が可能であることは言うまでもない。

【００３６】なお、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、一つの機器からなる装置に適
用してもよい。また、本発明は、システムあるいは装置
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。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
階層的符号化に用いる画像メモリの数を削減し、簡易な
構成で、かつ、迅速に画像データを階層符号化すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる第１実施例の画像処理装置の構
成例を示すブロック図である。

【図２】図１の構成において、400dpiの画像を200dpiの
画像に変換する場合の信号の流れを示す図である。

【図３】図１のラインメモリの接続方法の一例を示すブ
ロック図である。

【図４】図１の構成において、200dpiの画像を100dpiの
画像に変換する場合の信号の流れを示す図である。

【図５】本発明にかかる第１実施例による復号時の信号
の流れを示す図である。

【図６】本発明にかかる第２実施例による400dpiの画像
を200dpiの画像に変換する場合の信号の流れを示す図で
ある。

【図７】第２実施例による200dpiの画像を100dpiの画像
に変換する場合の信号の流れを示す図である。

【図８】第２実施例による符号データを復号した画像デ
ータをLBPで記録する場合の信号の流れを示す図であ
る。

【図９】従来の機器構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０１ 画像メモリ １０３,１０９ シフトレジスタ １０５,１１１ ラインメモリ １１３ 画像縮小部 １１４ 算術符号器 １１５ 符号バッファメモリ １１６ データバス

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データを記憶する第一および第二の
   記憶手段と、 画像データの解像度を変換する変換手段と、 画像データを符号化する符号化手段とを有し、 前記第一の記憶手段から読み出した第一の解像度の画像
   データを、前記変換手段により前記第一の解像度よりも
   低解像度の第二の解像度の画像データに変換し、この第
   二の解像度の画像データを前記第二の記憶手段に記憶さ
   せ、前記第二の解像度の画像データを参照して前記第一
   の解像度の画像データを前記符号化手段によって符号化
   し、 その後、前記第二の記憶手段から読み出した第二の解像
   度の画像データを、前記変換手段により前記第二の解像
   度よりも低解像度の第三の解像度の画像データに変換
   し、この第三の解像度の画像データを、前記第一の解像
   度の画像データが記録されていた前記第一の記憶手段に
   記憶させ、前記第三の解像度の画像データを参照して前
   記第二の解像度の画像データを前記符号化手段によって
   符号化することを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記変換手段は、画像データの解像度を
   1/2に低下させる変換を行うことを特徴とする請求項1に
   記載された画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記符号化手段は、前記変換手段により
   解像度変換された画像データを参照して、解像度変換前
   の画像データを算術符号を用いて符号化することを特徴
   とする請求項1に記載された画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記第一の記憶手段から読み出した前記
   第三の解像度の画像データを前記符号化手段によって符
   号化することを特徴とする請求項1に記載された画像処
   理装置。
5. 【請求項５】 前記第一の記憶手段から読み出した前記
   第三の解像度の画像データを前記変換手段によって前記
   第三の解像度よりも低解像度の第四の解像度の画像デー
   タに変換し、この第四の解像度の画像データを前記第二
   の解像度の画像データが記憶されていた前記第二の記憶
   手段に記憶させることを特徴とする請求項1に記載され
   た画像処理装置。
6. 【請求項６】 画像データを記憶する第一および第二の
   記憶手段、画像データの 解像度を変換する変換手段、お
   よび、画像データを符号化する符号化手段を有する画像
   処理装置の画像処理方法であって、 前記 第一の記憶手段から読み出した第一の解像度の画像
   データを、前記変換手段により、前記第一の解像度より
   も低解像度の第二の解像度の画像データに変換し、 前記第二の解像度の画像データを前記第二の記憶手段に
   記憶させ、 前記第二の解像度の画像データを参照して前記第一の解
   像度の画像データを、前記符号化手段により符号化し、 前記第二の記憶手段から読み出した第二の解像度の画像
   データを、前記変換手段により、前記第二の解像度より
   も低解像度の第三の解像度の画像データに変換し、 前記第三の解像度の画像データを、前記第一の解像度の
   画像データが記録されていた前記第一の記憶手段に記憶
   させ、 前記第三の解像度の画像データを参照して前記第二の解
   像度の画像データを、前記符号化手段により符号化 する
   ことを特徴とする画像処理方法。
7. 【請求項７】 前記変換手段は、画像データの解像度を
   1/2に低下させる変換を行うことを特徴とする請求項6に
   記載された画像処理方法。
8. 【請求項８】 前記符号化手段は、前記変換手段により
   解像度変換された画像データを参照して、解像度変換前
   の画像データを算術符号を用いて符号化することを特徴
   とする請求項6に記載された画像処理方法。
9. 【請求項９】 さらに、前記第一の記憶手段から読み出
   した前記第三の解像度の画像データを、前記符号化手段
   により符号化することを特徴とする請求項6に記載され
   た画像処理方法。
10. 【請求項１０】 さらに、前記第一の記憶手段から読み
    出した前記第三の解像度の画像データを、前記変換手段
    により、前記第三の解像度よりも低解像度の第四の解像
    度の画像データに変換し、この第四の解像度の画像デー
    タを前記第二の解像度の画像データが記憶されていた前
    記第二の記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項
    6に記載された画像処理方法。