JP3368125B2 - 画像データ符号化装置および符号化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像データをブロ
ック符号化によって圧縮して格納する画像データ符号化
装置および符号化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像処理装置の一つに画像データをデジ
タル信号として取り扱うデジタル複写機が知られてい
る。この手段のデジタル複写機の構成を簡単に示すと図
３のようになる。すなわち、スキャナ３１で画像データ
を読み取り、Ａ／Ｄ変換部３２でデジタル信号に変換
し、画像処理部３３でガンマ変換、画質補正などの画像
処理を行い、画像出力部３４で画像データを紙上に画素
毎に印字して画像を出力する。

【０００３】デジタル信号として画像を取り扱う複写機
では、メモリに画像を蓄えておくことが可能である。画
像データをメモリに蓄えることができれば、一度取り込
んだ画像を何度も利用したり、また、入出力のアドレス
を変えて画像の回転などの加工や編集を行うことができ
る。ただし、画像の情報量は多く、そのままメモリに蓄
えると多くのメモリ容量が必要になり（例えば Ａ４サ
イズの原稿を１画素２５６階調として読み取り解像度４
００ｄｐｉで読み取ると、約１６メガバイトにな
る。）、メモリの単価は高いことから、全体のコストが
割高になってしまう。そこで、画像データをそのまま蓄
積するのではなく、一度符号化してデータ量を圧縮して
メモリに蓄える方法が一般的に採られている。すなわ
ち、データを圧縮してメモリに蓄えることができるよう
にし、必要なメモリ量を減らしてコストを抑えるように
している。

【０００４】画像データの圧縮方式であるブロック符号
化方式は図４に示すように画像をブロックごとに分解し
てブロック内の１バイトの濃度値Ｌijを図５に示すアル
ゴリズムで平均値Ｌa （１バイト）、階調幅指標Ｌd
（１バイト）、画素ごとの符号φij（２ビット×１６画
素）にデータの圧縮を行うものである。この符号化方式
により、図６に示すように画素の１バイトの４×４画素
ブロックのデータ量１６バイトが６バイトになり、３／
８のデータ量に圧縮が行える。図５のＱj は復号時の量
子化代表値で図７に示すように各符号が復号時に割り当
てられる階調値である。

【０００５】ところで、最近のデジタル複写機には、画
像データに赤などの特定色が含まれている場合、当該特
定色の画素を判別して当該特定色を出力するものがあ
る。例えば図８に示すように領域４１が赤で、それ以外
の領域４２が白黒である原稿のコピーをとった場合に、
赤が原稿のままコピーとして出力される。このようなコ
ピーにおいて、赤画像のデータも白黒画像と同じように
多値のデータとして扱うと情報量が多くなるので、特定
色（赤色や青色であるものが多い。）を扱って出力でき
るように構成された複写機をここではフルカラー複写機
と区別するために、便宜上、スポットカラー複写機と呼
ぶ。このようすスポットカラー複写機の構成を図９に示
す。この構成では、まず、スキャナ５１ではＲ，Ｇ，Ｂ
のラインセンサで画像データを画素ごとのＲ，Ｇ，Ｂ信
号を読み込み、Ａ／Ｄ変換部５２で８ビットのデジタル
信号に変換し、特定色信号判定部５３で画素毎のＲ，
Ｇ，Ｂ信号同士の差などからその画素の色を判定し、特
定色であると判定すると、特定色フラグ信号５４をオン
にし、そうでないと判定すると、特定色フラグ信号５４
をオフにする。この特定色フラグ信号５４を受けて画像
データ切替部５５では、特定色フラグ信号５４がオンで
あればＲ，Ｇ，Ｂ信号から変換された特定色階調データ
を、オフであればＲ，Ｇ，Ｂ信号から変換された白黒階
調データをそれぞれ画素単位に切り替え、特定色フラグ
信号データとともに画像処理部５６に送り、画像処理部
５６でγ変換などの画像処理を行った後、画像出力部５
７でこれらのデータから特定色と白黒画像からなる画像
を出力する。

【０００６】次いで、画像データ格納部５８に画像デー
タを符号化して蓄積し、符号データを復号して画像デー
タを出力する場合について説明する。

【０００７】スキャナ５１、Ａ／Ｄ変換部５２、特定色
信号判定部５３、画像データ切替部５５までの動作は前
述の場合と同様である。画像データ切替部５５から送ら
れてきた多階調白黒・特定色混在画像は、前述のブロッ
ク符号化方式によって符号化され、画像データ格納部５
８に蓄積されるとともに、画素毎の特定色フラグ信号は
そのまま２値のデータとして画像データ格納部５８に蓄
積される。これにより蓄積すべき１ブロック分のデータ
は図１０に示すようにブロック符号６バイトに特定色フ
ラグ信号２バイト（１ビット×１６画素）を加えたもの
になる。画像データ格納部５８から読み出すときは、蓄
積された符号が復号されて多階調白黒・特定色混在デー
タに戻され、これに画素毎の特定色フラグ信号が付加さ
れた形で画像処理部５６に送られ、画像出力部５７でこ
れらのデータから特定色と白黒画像からなる画像を出力
する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
式を採用すると、画像データ格納部５８には本来の画像
データのみならず、画素毎の特定色フラグ信号も２値デ
ータとして蓄積する必要があるので、所要メモリ量が増
して画像メモリ部を実現するためのコストがかる。な
お、メモリの増大量はＡ４サイズ、解像度４００ｄｐｉ
の画像の場合で２メガバイトとなる。前述のように赤画
像信号用にメモリ量を増やす必要があり、メモリ量を増
やすと、当然コストは上昇する。

【０００９】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、単色複写機と同じメモリ量で特定色の
複写が行えるスポットカラー複写機を実現することがで
きる画像データ符号化装置および方法を提供することに
ある。

【００１０】

【００１１】

【課題を解決するための手段】 第１の手段は、多階調白
黒、特定色混在画像データを符号化する画像データ符号
化装置において、多階調白黒、特定色混在画像データを
あらかじめ設定した画素数からなるブロックに分割する
手段と、ブロック分割された多階調白黒・特定色混在画
像データのうち、多階調特定色画素であることを示すフ
ラグ信号が立っている画素値をあらかじめ設定した閾値
と比較し、当該閾値よりも高い画素値の場合は白画像の
画素値に変更し、閾値よりも低い画素値の場合はその画
素の前記フラグ信号を下ろす特定色画素を変更する手段
と、当該変更する手段によって処理された多階調白黒・
特定色混在画像データの１ブロック内の平均階調値を求
める手段と、前記変更する手段によって処理された前記
フラグ信号を調べ、多階調白黒・特定色混在画像データ
の１ブロック内で画素ごとの階調値がどれだけばらつい
ているかを示す階調分散指標値を求める手段と、前記変
更する手段によって処理された前記フラグ信号を調べ、
多階調白黒・特定色混在画像データの１ブロック内に特
定色が存在するか否かを判定する手段と、特定色がブロ
ック内に存在する場合は前記平均階調値と前記階調分散
指標値とを用いてブロック内多階調白黒・特定色混在画
像データを２レベルに量子化し、特定色がブロック内に
存在しない場合は４レベルに量子化する手段と、前記判
定する手段によって判定された結果を前記階調分散指標
値のあらかじめ設定された位置に埋め込む手段とを備
え、前記多階調白黒・特定色混在画像データを前記平均
階調値と前記判定する手段によって判定された結果を有
する前記階調分散指標値とにブロック単位で符号化し、
特定色が存在するブロックでは前記量子化する手段によ
って得られた２レベル量子化値および前記フラグ信号
と、特定色が存在しないブロックでは前記量子化する手
段によって得られた４レベル量子化値とにブロック単位
で符号化することを特徴とする。

【００１２】

【００１３】第２の手段は、多階調白黒、特定色混在画
像データを符号化する画像データ符号化方法において、
多階調白黒、特定色混在画像データをあらかじめ設定し
た画素数からなるブロックに分割し、ブロック分割され
た多階調白黒・特定色混在画像データのうち、多階調特
定色画素であることを示すフラグ信号が立っている画素
値をあらかじめ設定した閾値と比較し、当該閾値よりも
高い画素値の場合は白画像の画素値に変更し、閾値より
も低い画素値の場合はその画素の前記フラグ信号を下ろ
し、このようにして処理された多階調白黒・特定色混在
画像データの１ブロック内の平均階調値を求め、前記変
更する手段によって処理された前記フラグ信号を調べ、
多階調白黒・特定色混在画像データの１ブロック内で画
素ごとの階調値がどれだけばらついているかを示す階調
分散指標値を求め、前記フラグ信号を調べ、多階調白黒
・特定色混在画像データの１ブロック内に特定色が存在
するか否かを判定し、特定色がブロック内に存在する場
合は前記平均階調値と前記階調分散指標値とを用いてブ
ロック内多階調白黒・特定色混在画像データを２レベル
に量子化し、特定色がブロック内に存在しない場合は４
レベルに量子化し、前記判定結果を前記階調分散指標値
のあらかじめ設定された位置に埋め込み、前記多階調白
黒・特定色混在画像データを、ブロック内平均階調値
と、前記判定結果を有する前記ブロック内階調分散指標
値とにブロック単位で符号化し、特定色が存在するブロ
ックでは前記２レベル量子化値および前記フラグ信号
と、特定色が存在しないブロックでは前記４レベル量子
化値にブロック単位で符号化することを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施の形態について説明する。

【００１５】〔第１の実施形態〕なお、本実施形態にお
ける構成は図９に示した構成と同等なので、以下の説明
においても前述の従来例と同等な各部には同一の参照符
号を付し、重複する説明は適宜省略する。

【００１６】本発明の特徴は、図９における画像データ
格納部５８の内部構成にあり、その詳細を図１に示す。
図１において、多階調白黒・特定色混在画像データおよ
び画素毎の特定色フラグ信号のうち、多階調白黒・特定
色混在画像データは４ラインＦＩＦＯ１で４ライン分の
データが一度格納されてから４×４画素ブロックの形で
データ分離部２に送られる。このとき同時に特定色フラ
グ信号５４が４ラインＦＩＦＯメモリ３を通してデータ
分離部２および色混在判定部４に送られる。データ分離
部２では、特定色フラグ信号５４を用いて多階調白黒・
特定色混在画像データを白黒データと特定色データとに
分け、それぞれぞ白黒データ符号化部５および特定色デ
ータ符号化部６に送る。これらは別々に前述のブロック
符号化方式で符号化され、Ｌa 、Ｌd 、φijの符号デー
タが符号データ変換部７に送られる。同時に色混在判定
部４では、１ブロック内の特定色フラグ信号５４が全て
オンになっているか、全てオフになっているか、オンオ
フが混在しているかを調べる。これはブロック内の各画
素の特定色フラグ信号５４全ての論理積と論理和を取る
ことで実現することができる。１ブロック内の特定色フ
ラグ信号５４がすべてオンになっている場合は、その論
理積も論理和もオンとなる。１ブロック内の特定色フラ
グ信号５４がすべてオフになっている場合は、その論理
積も論理和もオフとなる。１ブロック内の特定色フラグ
信号５４がオンオフ混在している場合には、その論理積
はオフであるが論理和はオンとなる。このように論理積
と論理和の２ビットの判定結果が符号データ変換部７に
送られる。符号データ変換部７では、色混在判定部４の
判定結果に基づき、１ブロック内の特定色フラグ信号５
４がすべてオンになっているか、すべてオフになってい
る場合には、その値によって白黒データ符号化部５もし
くは特定色データ符号化部６から送られてきた符号化デ
ータを選択し、Ｌd の最下位ビットを色混在判定部４の
論理和結果で置き換える。１ブロック内の特定色フラグ
信号５４がオンオフ混在している場合、すなわち、色混
在判定部４の判定結果の論理積と論理和の値が異なる場
合は、白黒データ符号化部５から送られてきた符号デー
タＬa の上位４ビットと特定色データ符号化部６から送
られてきた符号データＬa の上位４ビットとを連結し、
それを新しいＬa として符号メモリ７に蓄積する。同様
に白黒データ符号化部５から送られてきた符号データＬ
d の上位４ビットと特定色データ符号化部６から送られ
てきた符号データＬd の上位４ビットとを連結し、それ
を新しいＬd とし、さらにＬd の最下位ビットを色混在
判定部４の論理和結果で置き換えて符号メモリ７に蓄積
する。

【００１７】さらにφデータについては、白黒データ符
号化部５から送られてきた符号データφijの上位１ビッ
トと特定色データ符号化部６から送られてきた符号デー
タφijの上位１ビットとを組み合わせることによって新
しいφijデータとして符号メモリ７に蓄積する。

【００１８】このような処理で格納された符号データ
は、１ブロック内の特定色フラグ信号５４が全てオンに
なっているか全てオフになっている場合は、単にＬd の
最下位ビットを色混在判定部４の論理和結果の１ビット
で置き換えたのみなので、通常のブロック符号化を行っ
た場合と同一の符号量となる。また、１ブロック内の特
定色フラグ信号がオンオフ混在している場合も、前述の
ようにＬa 、Ｌd を４ビット（Ｌd の一部は最下位ビッ
トを色混在判定部９０４の論理和結果の１ビットで置き
換えるので、３ビットに削減される。）に削減したもの
を連結して蓄積し、かつ、φijも１ビットずつに削減し
て連結するので、同様に通常のブロック符号化を行った
場合と同一の符号量となる。

【００１９】〔第２の実施形態〕なお、本実施形態にお
ける構成は図９に示した構成と同等なので、以下の説明
においても前述の従来例と同等な各部には同一の参照符
号を付し、重複する説明は適宜省略する。

【００２０】本発明の特徴は、図９における画像データ
格納部７０５の内部構成にあり、その詳細を図２に示
す。図２において、多階調白黒・特定色混在画像データ
および画素毎の特定色フラグ信号のうち、多階調白黒・
特定色混在画像データは４ラインＦＩＦＯ２１で４ライ
ン分のデータが一度格納されてから４×４画素フロック
の形で特定色画素変更部２２に送られる。このとき同時
に特定色フラグ信号５４が４ラインＦＩＦＯメモリ２３
を通して特定色画素変更部２２に送られる。

【００２１】特定色画素変更部２２では、特定色フラグ
信号５４を用いて多階調白黒・特定色混在画像データか
ら特定色データのみに対してあらかじめ設定された閾値
レジスタ２４の値との比較を行い、閾値より高い画素値
の場合は、その特定色データを白画像の画素値に変更
し、閾値より低い画素値の場合は、その画素の特定色フ
ラグ信号５４をオフにする。

【００２２】次に、特定色画素変更部２２を通った画像
データは符号化部２５に送られ、前述のブロック符号化
方式によって符号化され、Ｌa 、Ｌd 、φijの符号デー
タが符号データ変換部２６に送られる。同時に特定色フ
ラグ信号が色混在判定部２７に送られ、１ブロック内の
特定色フラグ信号５４が全てオフになっているか、オフ
になっていないかを判定する。これはブロック内の各画
素の特定色フラグ信号５４全ての論理和を取ることで実
現することができる。１ブロック内の特定色フラグ信号
５４がすべてオフになっている場合は、その論理和もオ
フとなる。１ブロック内の特定色フラグ信号５４が全て
オンになっている場合、およびオンオフ混在している場
合には、その論理和はオンとなる。このように論理和の
１ビットの判定結果が符号データ変換部２６に送られ
る。

【００２３】符号データ変換部２６では、色混在判定部
２７の判定結果に基づき、１ブロック内の特定色フラグ
信号５４がすべてオフになっている場合には、符号化部
２５から送られてきたＬd の最下位ビットを色混在判定
部２７の論理和結果で置き換える。１ブロック内の特定
色フラグが全てオンになっているか、オンオフ混在して
いる場合には、Ｌd の最下位ビットを色混在判定部２７
の論理和結果で置き換えると同時にφijの符号データの
うち画素毎の下位１ビットを特定色フラグ信号５４で置
き換える処理を行う。このようにして変換された符号デ
ータが符号メモリ２８に格納される。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、次のよ
うな効果を奏する。

【００２５】

【００２６】請求項１および２記載の発明によれば、符
号化する画像データの個々のブロック内に特定色が存在
する場合には、ブロック符号化の処理内容を通常の符号
化方法と切り替えて符号化し、符号化されたブロック符
号に特定色フラグ信号も含めることによってブロック符
号データと別に蓄積する必要がなくなり、これによって
特定色フラグ信号用のメモリを削減することができるの
で、スポットカラー複写機が単色複写機と同一のメモリ
量で実現することができる。その際、特定色の階調性が
重要でなければ、特定色を２値化してメモリに蓄積する
ことができ、白黒画像の符号化への影響を小さくするこ
とができる。また、これによって階調性の重要性に応じ
て、適宜処理内容を切り換えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像データ格納
部の内部構成と処理の手順を示す図である。

【図２】本発明の第２の実施形態に係る画像データ格納
部の内部構成と処理の手順を示す図である。

【図３】実施形態および従来例に係るデジタル複写機の
概略構成を示すブロック図である。

【図４】ブロック符号化方式の画像データ圧縮方式を示
す説明図である。

【図５】ブロック符号化方式の画像データ圧縮方式のア
ルゴリズムを示す説明図である。

【図６】ブロック符号化方式で画像データを圧縮したと
きの状態を示す説明図である。

【図７】復号時の濃度値を示す説明図である。

【図８】赤および黒の画像を有する原稿を示す図であ
る。

【図９】メモリに画像を圧縮して格納する機能を有する
２色出力が可能な複写機の概略構成を示すブロック図で
ある。

【図１０】１ブロック分の画像データを格納状態を示す
説明図である。

【符号の説明】

１，３，２１，２３ ４ラインＦＩＦＯ ２ データ分離部 ４ 色混在判定部 ５ 白黒データ符号化部 ６ 特定色データ符号化部 ７，２６ 符号データ変換部 ８，２８ 符号メモリ ２２ 特定色画素変更部 ２４ 閾値レジスタ ２５ 符号化部 ２７ 色混在判定部 ５１ スキャナ ５２ Ａ／Ｄ変換部 ５３ 特定色判定部 ５４ 特定色フラグ信号 ５５ 画像データ切替部 ５６ 画像処理部 ５７ 画像出力部 ５８ 画像データ格納部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−163150（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−163149（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−307691（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−51547（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−334870（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−110869（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−308529（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/41 - 1/419

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多階調白黒、特定色混在画像データを符
   号化する画像データ符号化装置において、 多階調白黒、特定色混在画像データをあらかじめ設定し
   た画素数からなるブロックに分割する手段と、ブロック分割された多階調白黒・特定色混在画像データ
   のうち、多階調特定色画素であることを示すフラグ信号
   が立っている画素値をあらかじめ設定した閾値と比較
   し、当該閾値よりも高い画素値の場合は白画像の画素値
   に変更し、閾値よりも低い画素値の場合はその画素の前
   記フラグ信号を下ろす特定色画素を変更する手段と、 当該変更する手段によって処理された多階調白黒・特定
   色混在画像データの１ブロック内の平均階調値を求める
   手段と、 前記変更する手段によって処理された前記フラグ信号を
   調べ、多階調白黒・特定色混在画像データの１ブロック
   内で画素ごとの階調値がどれだけばらついているかを示
   す階調分散指標値を求める手段と、 前記変更する手段によって処理された前記フラグ信号を
   調べ、多階調白黒・特定色混在画像データの１ブロック
   内に特定色が存在するか否かを判定する手段と、 特定色がブロック内に存在する場合は前記平均階調値と
   前記階調分散指標値とを用いてブロック内多階調白黒・
   特定色混在画像データを２レベルに量子化し、特定色が
   ブロック内に存在しない場合は４レベルに量子化する手
   段と、 前記判定する手段によって判定された結果を前記階調分
   散指標値のあらかじめ設定された位置に埋め込む手段
   と、 を備え、前記多階調白黒・特定色混在画像データを前記
   平均階調値と前記判定する手段によって判定された結果
   を有する前記階調分散指標値とにブロック単位で符号化
   し、特定色が存在するブロックでは前記量子化する手段
   によって得られた２レベル量子化値および前記フラグ信
   号と、特定色が存在しないブロックでは前記量子化する
   手段によって得られた４レベル量子化値とにブロック単
   位で符号化することを特徴とする画像データ符号化装
   置。
2. 【請求項２】 多階調白黒、特定色混在画像データを符
   号化する画像データ符号化方法において、 多階調白黒、特定色混在画像データをあらかじめ設定し
   た画素数からなるブロックに分割し、 ブロック分割された多階調白黒・特定色混在画像データ
   のうち、多階調特定色画素であることを示すフラグ信号
   が立っている画素値をあらかじめ設定した閾値と比較
   し、当該閾値よりも高い画素値の場合は白画像の画素値
   に変更し、閾値よりも低い画素値の場合はその画素の前
   記フラグ信号を下ろし、このようにして 処理された多階調白黒・特定色混在画像
   データの１ブロック内の平均階調値を求め、 前記変更する手段によって処理された前記フラグ信号を
   調べ、多階調白黒・特定色混在画像データの１ブロック
   内で画素ごとの階調値がどれだけばらついているかを示
   す階調分散指標値を求め、前 記フラグ信号を調べ、多階調白黒・特定色混在画像デ
   ータの１ブロック内に特定色が存在するか否かを判定
   し、 特定色がブロック内に存在する場合は前記平均階調値と
   前記階調分散指標値とを用いてブロック内多階調白黒・
   特定色混在画像データを２レベルに量子化し、特定色が
   ブロック内に存在しない場合は４レベルに量子化し、 前記判定結果を前記階調分散指標値のあらかじめ設定さ
   れた位置に埋め込み、前 記多階調白黒・特定色混在画像データを、ブロック内
   平均階調値と、前記判定結果を有する前記ブロック内階
   調分散指標値とにブロック単位で符号化し、 特定色が存在するブロックでは前記２レベル量子化値お
   よび前記フラグ信号と、特定色が存在しないブロックで
   は前記４レベル量子化値にブロック単位で符号化するこ
   とを特徴とする画像データ符号化方法。