JP3896776B2 - 画像データ符号化装置、画像データ符号化方法、画像形成装置及び記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー画像データをエントロピー符号化する画像データ符号化装置、画像データ符号化方法、画像形成装置及び記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、フルカラー画像を形成するフルカラー画像形成装置が広く実用化されているが、フルカラー画像形成装置において、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三つの基準色に対応する画像データを、例えば、それぞれが複数ビットで表される輝度データと色彩データにより色彩を表現する画像データに変換することが行われている。このような変換を一般的にＨＶＣ変換という。
【０００３】
ＨＶＣ変換により得られるカラー画像データの表色系として、例えば、ＣＩＥに規定されるＬ＊ａ＊ｂ＊（以下、単に「Ｌａｂ」という。）や、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊、ＹＣｒＣｂなどがある。これらのように輝度データと色彩データとを用いる表現形式に変換すると、輝度データのみを調整することで画像の濃度調整を行うことができるという利点があることから、画像形成装置の分野において広く利用されているものである。
【０００４】
一方、デジタル画像データを取り扱う画像形成装置では、デジタル画像データを一旦画像メモリなどの記憶手段に記憶し、記憶された画像データを読み出して画像形成に供することが一般的である。しかしながら画像メモリなどの記憶手段の記憶容量を余りに大きくすることは画像形成装置の製造コストの上昇を招来するため、デジタル画像データを記憶手段に格納するに際して画像データの符号化処理を行うことによって、データ量の圧縮を図り、前記記憶手段の容量増大を抑制することが広く行われている。
【０００５】
画像形成装置の分野において広く用いられている画像データ符号化方法として、例えばＪＢＩＧ（ジョイント・バイレベル・イメージ・グループ）に取り入れられている算術符号化方式やＭＨ、ＭＲ、ＭＭＲなどのランレングス符号化方式などのいわゆるエントロピー符号化の手法がある。
以下、輝度データと色彩データとによるカラー画像データの表現形式として前記Ｌａｂを用いた場合（以下、「Ｌａｂモード」という。）を例として、カラー画像データの符号化等について説明する。図１６は、画像データ符号化の手法、及びそれに関連してＬａｂモードにおける色彩データの表現形式について説明するための図である。
【０００６】
Ｌａｂモードでは、一つの軸に輝度データ（Ｌ）、他の二つの軸に色彩データ（ａ及びｂ）を取る三次元の座標系上の位置により各色が表現される。ここでは、輝度データ及び色彩データはそれぞれ８ビットで表現されるものとする。なお、図１６においては、紙面に垂直に輝度データの座標が存在するものとしており、同図の横軸方向に赤方向及び緑方向の色彩データ（ａ）、縦軸方向に黄方向及び青方向の色彩データ（ｂ）の値を表す座標が示されている。図中の円の中央位置Ｎが無彩色に対応する。
【０００７】
色彩データを表す値の一般的な表現形式として、同図に表されている二種類のタイプが考えられる。即ち、同図（Ｉ）に示されるように、無彩色の位置を００ｈ（８ビット全てが０）、赤方向及び黄方向の最大値を７Ｆｈ、緑方向及び青方向の最大値を８０ｈ等とする方法、及び同図（II）に示されるように、色彩データの緑方向及び青方向の最大値を００ｈ、赤方向及び黄方向の最大値をＦＦｈとする方法である。
【０００８】
従来の画像データ符号化の手法としては、各画素ごとに上記（Ｉ）若しくは（II）の形式で表現された色彩データに対して、前記算術符号化やランレングス符号化等のエントロピー符号化を施し、メモリ等に格納することが考えられた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、原稿画像をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三つの基準色に対応する複数のＣＣＤラインセンサ（以下、単に「ラインセンサ」という。）で読み取り、上記各基準色に対応する画像データを生成する画像読み取り装置を備える複写機等の画像形成装置において、得られたＲＧＢ各色の画像データ（以下、「ＲＧＢデータ」という。）をＨＶＣ変換し、Ｌａｂモードの画像データ（以下、「Ｌａｂデータ」という。）をエントロピー符号化しようとすると、上記（Ｉ）及び（II）のいずれの形式を用いても画像データ符号化の圧縮率に一定の限界があるという問題点があった。以下、係る問題点について説明する。
【００１０】
Ｒ、Ｇ、Ｂの三色に対応するラインセンサを用いてカラーの原稿画像を読み取る画像読み取り装置においては、各色用のラインセンサの微小な位置ずれ等に起因して、例えば白色から黒色、若しくは黒色から白色に変化する部分において、各ラインセンサにより検出されるＲＧＢ各色のバランスが崩れ、無彩色であるにもかかわらず、得られるＲＧＢデータは有彩色を表すものとなってしまう場合があることが知られている（例えば特開平１０−２１５３８１号公報参照）。
【００１１】
ＲＧＢデータが有彩色を表すものであるということは、当該ＲＧＢデータをＬａｂデータに変換した場合に有彩色を表す色彩データが発生してしまうこととなる。図１６を用いて説明すると、本来白色から黒色、若しくは黒色から白色への変化、即ち無彩色間の変化であるから、同図に示されるのＮの位置（無彩色を表す位置）において、紙面に垂直な軸上の移動（輝度データの変化）が起こるべきなのであるが、有彩色を表す色彩データが発生すると、横軸（ａ）方向や縦軸（ｂ）方向の値が前記Ｎの位置からずれることになる。
【００１２】
これは、形成された画像の画質に問題を生じさせるだけでなく、画像データ符号化の圧縮率の劣化を招来することとなる。即ち、エントロピー符号化においては、一般的には同じ値のデータが連続する割合が高いほど圧縮率が向上すると考えられるところ、上記した色彩データの値のずれは、同じ値のデータの連続性を害することを意味するからである。
【００１３】
例えば、図１６の（Ｉ）の形式では、色彩データの値の最小値である００ｈと最大値であるＦＦｈとが無彩色の位置で隣接している。従って、色彩データのずれが発生すると、各画素８ビットで表される色彩データのビット列において０が連続した部分と１が連続した部分とが混在するような状況となり、エントロピー符号化の圧縮率を劣化させる原因となる。なお、色彩データのずれは、片方向（赤方向又は緑方向のいずれか、若しくは黄方向又は青方向のいずれか）に発生する場合もあるが、両方向に発生する場合が多く、（Ｉ）の形式では、両方向にずれた場合、特に圧縮率の劣化を招くと考えられる。
【００１４】
図１６の（II）の形式でも同様である。もっとも、（II）の形式は、無彩色の場合、ＲＧＢのバランスが崩れていない状況においても一定以上の圧縮率は得られないと考えられることから、好ましいとはいえない形式である。
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、例えばＲＧＢデータのように複数種類の基準色の混ざり具合により色彩を表現するカラー画像データを、各基準色に対応した複数のセンサから取得し、Ｌａｂデータのように輝度データと色彩データとにより色彩を表現する形式に変換して符号化を行う画像データ符号化装置等において、前記各基準色のバランスが崩れた場合でもエントロピー符号化の圧縮率の劣化を抑制することができる画像データ符号化装置、ひいては他の場合でも圧縮率を向上させる可能性を開く画像データ符号化装置、画像データ符号化方法、画像形成装置及び記録媒体を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像データ符号化装置は、カラー画像データが入力されるカラー画像入力手段と、入力されたカラー画像データをＨＶＣ変換した後、第1の形式のカラー画像データを得るカラー画像データ変換手段と、前記第１の形式のカラー画像データをエントロピー符号化するエントロピー符号化手段とを備え、前記第1の形式の画像データは、それぞれが複数ビットで表される輝度データと色彩データにより表現されたカラー画像データであって、当該色彩データが、入力されたカラー画像データにおける色彩データを、（１）基準となる色彩データに対応する変換後の色彩データの値を極小にすると共に、当該変換後の色彩データの値が、変換前の色彩データと基準となる色彩データとの差分に応じて増加する、もしくは、（２）基準となる色彩データに対応する変換後の色彩データの値を極大にすると共に、当該変換後の色彩データの値が、変換前の色彩データと基準となる色彩データとの差分に応じて減少する、のいずれかの方法により変換して得られることを特徴としている。
【００１６】
本発明に係る画像データ符号化装置では、カラー画像入力手段に入力されるカラー画像データの形式について特に限定はなく、ＲＧＢデータのように複数種類の基準色の混ざり具合により色彩を表現する形式でもよいし、Ｌａｂデータのように輝度データと色彩データとにより色彩を表現する形式でもよい。
ここで、「基準となる色彩」は、無彩色としてもよいし、画像の性質等に応じて決定するようにしてもよい。無彩色とした場合には、例えば白色の記録シートに黒色の文字を印刷した原稿を読み取るような場合に有効であるし、画像の性質等に応じて決定するようにすれば、色付きの記録シート上に印刷したような場合でも対応することができるからである。
【００１７】
上記の構成では、エントロピー符号化手段においてエントロピー符号化される色彩データの値を、上記したような各基準色（例えばＲＧＢ）のバランスの崩れが発生した場合でもエントロピー符号化の圧縮率が大きく劣化しないような値としている。より具体的には、前記バランスが崩れることにより色彩データの値にずれが発生した場合でも、色彩データを表す複数ビットをエントロピー符号化する場合における同じ値の連続性などを害する度合いを従来よりも低くすることにより、圧縮率の劣化の抑制を図ったものである。
【００１８】
なお、「（１）基準となる色彩データに対応する変換後の色彩データの値を極小にすると共に、当該変換後の色彩データの値が、変換前の色彩データと基準となる色彩データとの差分に応じて増加する。」とは、例えば後述する実施の形態のように、基準となる色彩に対応する色彩データの値（以下、「基準値」という。）を０（例えば８ビット全てが０）として、正負両方向にそれぞれ奇数、偶数を、基準となる色彩との差（具体的に説明するならば、例えば図１６の（II）の形式を用いた場合における色彩データの値の差）に対応して単調に増加させるように割り振ってもよい（正負どちらに奇数を割り振るかは任意）。
【００１９】
また、「（２）基準となる色彩データに対応する変換後の色彩データの値を極大にすると共に、当該変換後の色彩データの値が、変換前の色彩データと基準となる色彩データとの差分に応じて減少する。」とは、上記（１）の場合とは反対に、基準値を最大値（全てのビットが１）にして、色彩データの値を正負両方向に単調に減少させるような場合を意味する。
【００２０】
結局、「極大若しくは極小」とは、図１６に示したように、基準値と、隣接する色彩データの値との間で全ビットの反転が起こる場合や（同図（Ｉ））、色彩データの全範囲において色彩データの値が単調に増加（同図（II））若しくは減少する場合を排除する意味であり、種々の方法によって、同図（Ｉ）の形式や同図（II）の形式よりも圧縮率の向上を図ることが可能であると思われる。もっとも、具体的には、「極大若しくは極小」が色彩データの値の極小値若しくは極大値（後述の実施の形態）であったり、ある値（０若しくは１）をとるビットの数の極大値若しくは極小値である場合、より確実に効果が得られるものと考える。
【００２１】
上記に説明したようなカラー画像データの変換を行うための構成の一例として、前記カラー画像入力手段には、複数種類の基準色の混ざり具合により色彩を表現する第２の形式のカラー画像データが入力され、前記カラー画像変換手段は、前記第２の形式のカラー画像データをＨＶＣ変換して第３の形式のカラー画像データを生成するＨＶＣ変換手段と、前記第３の形式のカラー画像データを、前記第１の形式のカラー画像データに変換する色彩データ変換手段とを有するものとすることができる。
【００２２】
この構成では、例えばＲＧＢデータを符号化しようとする場合に、画像形成装置に用いられる画像処理ボードに従来から設けられているＨＶＣ変換手段を有効に利用することができるが、本発明は、これを利用する方法に限定されず、ＲＧＢデータ等の第２の形式のカラー画像データから直接的に、あるいは一般的なＨＶＣ変換処理を経ることなく、上記に説明したような第１の形式の色彩データへの変換を行うようにしてもよい。
【００２３】
但し、上記ＨＶＣ変換手段を利用する場合には、ＨＶＣ変換の結果として得られる前記第３の形式の画像データを用いることにより容易に前記基準となる色彩を決定することができるから、基準となる色彩を可変とする場合には、特に好ましい方法であると言える。
ここで、前記したエントロピー符号化の単位として、前記エントロピー符号化手段は、前記第１の形式のカラー画像データに含まれる色彩データから、当該色彩データを表す複数ビットのそれぞれのビット位置の値により構成されるビットプレーンを生成し、ビットプレーンごとにエントロピー符号化を行うことができるし、また、前記エントロピー符号化手段は、前記第１の形式のカラー画像データに含まれる色彩データについて、当該色彩データを表す画素ごとの複数ビットを二次元平面上に展開した形式でエントロピー符号化することもできる。これらはいずれか一方のみを用いてもよいし、画像の性質等に応じて選択するようにしてもよい。
【００２４】
なお、本発明に係る画像データ符号化方法は、カラー画像データをＨＶＣ変換した後、第1の形式のカラー画像データを得る変換ステップと、前記第１の形式のカラー画像データをエントロピー符号化するエントロピー符号化ステップとを含み、前記第1の形式の画像データは、それぞれが複数ビットで表される輝度データと色彩データにより表現されたカラー画像データであって、当該色彩データが、入力されたカラー画像データにおける色彩データを、（１）基準となる色彩データに対応する変換後の色彩データの値を極小にすると共に、当該変換後の色彩データの値が、変換前の色彩データと基準となる色彩データとの差分に応じて増加する、もしくは、（２）基準となる色彩データに対応する変換後の色彩データの値を極大にすると共に、当該変換後の色彩データの値が、変換前の色彩データと基準となる色彩データとの差分に応じて減少する、のいずれかの方法により変換して得られることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る画像データ符号化装置と、前記画像データ符号化装置により符号化されたデータを記憶する記憶手段とを含むことを特徴としている。本発明の画像形成装置は、前記記憶手段の記憶容量を有効に利用することができる。
さらに本発明に係る記録媒体は、カラー画像データをエントロピー符号化する処理をコンピュータに実現させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記プログラムは、カラー画像データをＨＶＣ変換した後、第1の形式のカラー画像データを得る変換処理と、前記第１の形式のカラー画像データをエントロピー符号化するエントロピー符号化処理とを含む処理をコンピュータに実現させるプログラムを含み、前記第1の形式の画像データは、それぞれが複数ビットで表される輝度データと色彩データにより表現されたカラー画像データであって、当該色彩データが、入力されたカラー画像データにおける色彩データを、（１）基準となる色彩データに対応する変換後の色彩データの値を極小にすると共に、当該変換後の色彩データの値が、変換前の色彩データと基準となる色彩データとの差分に応じて増加する、もしくは、（２）基準となる色彩データに対応する変換後の色彩データの値を極大にすると共に、当該変換後の色彩データの値が、変換前の色彩データと基準となる色彩データとの差分に応じて減少する、のいずれかの方法により変換して得られることを特徴としている。本発明に係る記録媒体からコンピュータにプログラムをインストールすることにより、例えばパーソナルコンピュータなどの情報処理装置においても本願発明に係る画像データ符号化の手法を実現することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像データ符号化装置等の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
（１）フルカラー画像形成装置の全体構成
まず、本発明を適用したフルカラー画像形成装置の一例としてのカラー複写機（以下、単に「複写機」という。）１の全体構成について説明する。図１は、本実施の形態の複写機１の全体構成を示す概略断面図である。同図に示されるように、複写機１は、ＲＧＢの各色に対応したラインセンサを含み、原稿等を読み取ることによりＲＧＢのカラー画像データを生成する画像読取部１１と、画像読取部１１において生成されたカラー画像データに基づいて画像形成を行う画像形成部１２とを有している。
【００２７】
画像読取部１１は、プラテンガラス（不図示）上に載置された原稿等の画像を、スキャナ１１１を移動させて読み取る公知のものであって、スキャナ１１１に設置された露光ランプ１１２の照射により得られた画像情報は、折り返しミラー１１３〜１１６、集光レンズ（不図示）を介してラインセンサ１１７に結像される。ラインセンサ１１７は、画像情報をＲ、Ｇ、Ｂの各色に対応する電気信号に変換し、これによりＲＧＢデータが得られる。
【００２８】
画像読取部１１で得られたＲＧＢデータは、本発明に係る画像データ符号化装置を含む制御部１００において後述の符号化、復号化処理を含む各種のデータ処理を受け、最終的にシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各再現色の画像データに変換される（以下、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各再現色をそれぞれＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成部分の番号に、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋを添字として付加する）。
【００２９】
制御部１００は、これらの各再現色の画像データをプリントヘッド部２１に送出し、プリントヘッド部２１に内蔵されたレーザーダイオード（ＬＤ）を駆動して、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋのいずれかの再現色について、矢印ａ方向に回転する感光体ドラム２２の表面を露光する。
感光体ドラム２２は、上記の露光前にクリーナ２３で感光体表面の残留トナーを除去され、さらにイレーサランプ２４により除電された後、帯電チャージャ２５により一様に帯電されており、このように一様に帯電した状態で上記露光を受けると、感光体ドラム２２の表面に静電潜像が形成されるようになっている。
【００３０】
Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色のトナー現像器２６Ｃ〜２６Ｋは、感光体ドラム２２の回転に同期して、現像すべき色のトナー現像器２６Ｃ〜２６Ｋのみを駆動させて、感光体ドラム２２表面の静電潜像を現像する。
一方、転写ドラム２７には、各用紙カセット４１、４２、４３に設けられた、光電センサなどからなる用紙サイズ検出センサ４１１、４２１、４３１からの検出信号に基づき、制御部１００により用紙カセット４１、４２、４３のいずれかが選択されて記録シート（図示せず）が供給される。例えば、用紙カセット４１にはＡ４サイズ、用紙カセット４２にはＡ３サイズ、用紙カセット４３にはＢ４サイズというように、各サイズの記録シートを収納することが可能である。
【００３１】
この記録シートの先端がタイミングローラ２８を通過して吸着ローラ２９まで到達すると、転写ドラム２７上のチャッキング機構により把持されると共に、吸着用チャージャ３０によって静電的に吸着されて、位置ずれが生じない状態で巻き取られ、上記感光体ドラム２２表面に現像されたトナー像が、転写チャージャ３１により上記転写ドラム２７上に巻き取られた記録シートに転写される。
【００３２】
上述のようなプリント工程が、フルカラーコピー時には、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各再現色について繰り返し行われ、全ての色についてトナー像の転写が終了すると、分離爪３２、除電チャージャ３３を作動させて、記録シートを転写ドラム２７の表面から分離する。
記録シートに転写されたトナー像は、そのままでは、すぐに剥がれる不安定な状態であるので、定着装置３５において加熱しながら押圧することによりトナーを記録シート表面に定着させた後、排紙トレー３６上に排出する。なお、記録紙の裏面にもコピーする場合（いわゆる「両面コピー」の場合）は、切換爪５１を作動させて、定着装置３５から排出された記録紙を下方の用紙反転ユニット５０の搬送路５２に導き、反転ローラ５３により一旦反転トレイ５４方向に押し出してから、反転ローラ５３を逆転させることにより当該記録紙の表裏を逆転させて搬送路５５に送り出し、その裏面に画像を形成するようになっている。
【００３３】
（２）画像データ符号化装置の構成
次に、本発明に係る画像データ符号化装置の構成について説明する。前述の如く、画像データ符号化装置は制御部１００に含まれており、制御部１００によりその動作が制御される。図２は、本実施の形態に係る画像データ符号化装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示されるように、画像データ符号化装置は、画像データ入力部１０１、ＨＶＣ変換部１０２、メモリ制御部１０３、符号メモリ１０４、ＨＶＣ逆変換部１０５、画像データ出力部１０６を備えている。
【００３４】
画像データ入力部１０１には、画像読取部１１において生成されたＲＧＢデータが入力される。ＨＶＣ変換部１０２は、ＲＧＢデータに対して公知のＨＶＣ変換処理を行いＬａｂデータに変換する。なお、本実施の形態では、輝度データ（Ｌ）及び第１の色彩データ（ａ）、第２の色彩データ（ｂ）はいずれも８ビットにて表され、ＨＶＣ変換部１０２から出力される色彩データは、図１６（II）の形式で表されているものとする。
【００３５】
メモリ制御部１０３は、Ｌａｂデータの符号化と復号化、及び符号化されたデータの符号メモリ１０４への格納及び取り出しを制御する。メモリ制御部１０３の詳細な構成については後述する。符号メモリ１０４としては、例えばＤＲＡＭ等の各種メモリやハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの記憶装置を用いることができる。
【００３６】
ＨＶＣ逆変換部１０５は、符号メモリ１０４から取り出され、メモリ制御部１０３にて復号化されたＬａｂデータに公知のＨＶＣ逆変換処理を行い、ＲＧＢデータに変換するとともに、当該ＲＧＢデータを、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各再現色のデータ（以下、「ＣＭＹＫデータ」という。）に変換する。変換されたＣＭＹＫデータが画像データ出力部１０６から出力され、前記した如くプリントヘッド部２１に送出される。
【００３７】
次に、メモリ制御部１０３の詳細な構成について説明する。図３は、本実施の形態のメモリ制御部１０３の詳細構成を示す機能ブロック図である。メモリ制御部１０３は、コード変換部１０３１、１０３２、プレーン化処理部１０３３、ＤＭＡ制御部１０３４、１０３６、ＪＢＩＧ圧縮伸張処理部１０３５、プレーン多ビット化処理部１０３７、コード逆変換部１０３８、１０３９を備えている。
【００３８】
コード変換部１０３１、１０３２は、本実施の形態ではいずれも同一の構成を有し、ＨＶＣ変換部１０２によりＲＧＢデータがＨＶＣ変換されて生成されたＬａｂデータのうち、輝度データ（Ｌ）を除いた色彩データ（ａ及びｂ）について、その値が基準となる色彩と適切な関係にある値となるように、それぞれコード変換を行う。以下、このコード変換処理の持つ意味について詳細に説明する。図４は、本実施の形態におけるコード変換処理について説明するための図である。
【００３９】
本実施の形態では、コード変換部１０３１、１０３２により、色彩データ（ａ及びｂ）の値を、無彩色（図中Ｎで示される位置の色彩）を基準として、無彩色との差に対応する相違を有する関係にある値に変換する。まず、色彩データ（ａ）の値についてより具体的に説明すると、無彩色を００ｈ（８ビット全てが０）で表し、赤方向への差のある色彩データについては無彩色との差が大きくなるに従って数値が大きくなる偶数の値を割り当て、緑方向への差のある色彩データについては無彩色との差が大きくなるに従って数値が大きくなる奇数の値を割り当てる。コード変換部１０３１は、前記したように図１６（II）の形式で表されている色彩データ（ａ）を、図４のように割り振られた値に変換する。
【００４０】
色彩データ（ｂ）についても同様に考えることができる。即ち、無彩色を００ｈで表し、黄方向への差のある色彩データについては無彩色との差が大きくなるに従って数値が大きくなる偶数の値を割り当て、青方向への差のある色彩データについては無彩色との差が大きくなるに従って数値が大きくなる奇数の値を割り当てる。コード変換部１０３２は、前記したように図１６（II）の形式で表されている色彩データ（ｂ）を、図４のように割り振られた値に変換する。
【００４１】
このようなコード変換を行うことにより、例えば白色の記録シートに黒色の文字が印刷されているような原稿を画像読取部１１で読み取った場合、白色と黒色との境界部分で有彩色の色彩データが発生した場合でも、当該色彩データをエントロピー符号化する場合における、同じ値の連続性などを害する度合いを抑制することができるので、これによりエントロピー符号化の圧縮率の劣化を抑制することができる。
【００４２】
なお、前記の如く、本実施の形態ではＨＶＣ変換部１０２において図１６（II）の形式で表現された色彩データが生成されるようになっており、従って、コード変換部１０３１及び１０３２にて行われるコード変換の内容を表す変換テーブルは図５に示す通りとなる。ここで、本実施の形態におけるコード変換部１０３１及び１０３２の具体的な構成について説明する。図６は、コード変換部１０３１の構成の一例を示す図である（コード変換部１０３２も同一）。
【００４３】
同図に示されるように、本実施の形態のコード変換部１０３１は、インバータ回路２０１と８ビットセレクタ２０２とを含む簡単な構成の演算回路で実現することができる。なお、８ビットセレクタ２０２のセレクト信号端子（Ｓ）には、ＨＶＣ変換部１０２から転送された色彩データ（ａ）の８ビット（Ｄ＿ＩＮ［０］〜Ｄ＿ＩＮ［７］）の先頭ビット（Ｄ＿ＩＮ［７］）が入力され、セレクト信号端子（Ｓ）に入力される値が０の場合には、出力（Ｄ＿ＯＵＴ［０］〜Ｄ＿ＯＵＴ［７］）としてＡ０〜Ａ７が、セレクト信号端子（Ｓ）に入力される値が１の場合にはＢ０〜Ｂ７が出力されるようになっている。なお、端子Ａ０には、固定値０がインバータ回路２０１を通過した結果として常に１が入力され、端子Ｂ０には常に０が入力される。
【００４４】
Ｌ、ａ、ｂの各データはクロック信号に同期してＨＶＣ変換部１０２から画素単位で入力される。色彩データについては、コード変換部１０３１及び１０３２を構成する演算回路によりリアルタイムでコード変換され、プレーン化処理部１０３３へと入力される。なお、本実施の形態では、コード変換処理を演算回路を用いて実現したが、変換テーブルを用いてソフトウェア的に実現するようにしてもよい。
【００４５】
また、本実施の形態では、赤方向及び黄方向に偶数を割り当て、緑方向及び青方向に偶数を割り当てたが、奇数、偶数の割り当ては逆にしてもよいし、奇数、偶数に限定されず、例えば、赤方向（及び黄方向）に００ｈ、０３ｈ、０４ｈ…、緑方向（及び青方向）に０１ｈ、０２ｈ、０５ｈ…などと割り当てるようにしてもよい。さらに、複数ビットにより表されるデータの値ではなく、ビットの並びを考慮して、例えば、赤方向（及び黄方向）に００ｈ、０２ｈ、０８ｈ…、緑方向（及び青方向）に０１ｈ、０４ｈ、１０ｈ…などと割り当てるようにしてもよいなど、本発明の目的、即ち、色彩データにずれが生じた場合にエントロピー符号化の圧縮率が劣化することを抑制するための値の割り当て方法は種々考えられる。
【００４６】
さて、以上のようにコード変換処理がなされた色彩データ（ａ及びｂ）、及び輝度データ（Ｌ）は、プレーン化処理部１０３３に入力される。プレーン化処理部１０３３は、内部にバッファメモリを有しており、本実施の形態では当該バッファメモリは、少なくとも画像１枚分に相当するＬａｂデータを格納することが可能な容量を有している。バッファメモリには、１画素分に相当するＬ、ａ、ｂ各８ビットのデータが、プレーン化のため順次格納され、画像１枚分のＬａｂデータがバッファメモリに格納された時点で、プレーンごとにＪＢＩＧ圧縮伸張処理部１０３５へと送られる。本実施の形態のＪＢＩＧ圧縮伸張処理部１０３５は、いわゆるＱＭコーダを中心として構成され、テンプレートを用いた予測を伴なう算術符号化処理を行うが、この算術符号化処理については、公知の技術であるから、詳細な説明は省略する。
【００４７】
より具体的には、バッファメモリに格納されたＬａｂデータは、ＤＭＡ制御部１０３４によりプレーンごとにＪＢＩＧ圧縮伸張処理部１０３５にＤＭＡ転送され、ＪＢＩＧ圧縮処理がなされた後に符号メモリ１０４に格納される。なお、プレーン化処理の方法としては、例えば二種類の方法が考えられる。以下、プレーン化処理の方法について説明する。
【００４８】
図７は、プレーン化処理の第１の方法について説明するための図である。同図（ａ）は、Ｌ、ａ、ｂのいずれかのデータを表しており、１画素が８ビットで表される輝度データ若しくは色彩データが主走査方向及び副走査方向に並べられている様子を示すものである。以下、例えば同図（ａ）が輝度データ（Ｌ）であるものとして説明するが、色彩データについても同様に考えることができる。第１の方法によりプレーン化された結果を同図（ｂ）に示す。同図（ｂ）に示されるように、第１のプレーン化方法は、いわゆるビットプレーンを生成する方法であり、画像１枚分の輝度データについて、１画素８ビットの輝度データの第１ビット目からビットプレーン３０１が生成され、第２ビット目からビットプレーン３０２が生成される。以下についても同様である。この処理により、１画素が８ビットで表される輝度データの画像１枚分のデータから、８枚のビットプレーンが生成されることになる。色彩データについても同様であり、結局全部で２４枚のビットプレーンが生成される。生成されたビットプレーンごとにＪＢＩＧ圧縮伸張処理部１０３５に転送され、符号化されて符号メモリ１０４に格納される。
【００４９】
図８は、プレーン化処理の第２の方法について説明するための図である。同図（ａ）は、図７（ａ）と同一であり、以下、例えば図８（ａ）が輝度データ（Ｌ）であるものとして説明する。第２の方法によりプレーン化された結果を図８（ｂ）に示す。同図（ｂ）に示されるように、第２のプレーン化方法では、画像１枚分の輝度データについて、１画素８ビットの輝度データを同一の二次元平面上に順次展開することにより単一のプレーン３１０を生成する。この処理では、１画素が８ビットで表される輝度データの画像１枚分のデータから１枚のプレーンが生成されることになる。色彩データについても同様であるから、結局全部で３枚のプレーンが生成される。以下の処理については第１の方法と同様である。
【００５０】
なお、前記したように、本実施の形態においては色彩データのコード変換を行っているため、プレーン化の方法として上記いずれの方法を用いた場合でも、従来と比較すれば色彩データの圧縮率の劣化を抑制することができる。即ち、白色から黒色等の境界部分で有彩色の色彩データが生じたとしても、圧縮率の劣化を抑制することができ、もって符号メモリ１０４の記憶容量を有効に利用することができる。なお、本実施の形態では前記算術符号化により画像データの符号化を行ったが、他のエントロピー符号化、例えばＭＨ、ＭＲ、ＭＭＲ等の符号化方法を用いてもよい。
【００５１】
次に、符号メモリ１０４に格納された符号化データの復号化処理について説明する。符号メモリ１０４に格納されたデータは、まず、ＪＢＩＧ圧縮伸張処理部１０３５において伸張処理がなされ、プレーンが復元される。復元されたプレーンは、内部にバッファメモリを有するプレーン多ビット化処理部１０３７において、上記に説明したプレーン化処理と逆の処理が行われて、コード変換部１０３１及び１０３２によりコード変換された形式の色彩データを含むＬａｂデータが復元される。
【００５２】
そして、輝度データ（Ｌ）については、そのままＨＶＣ逆変換部１０５へと送られ、色彩データ（ａ及びｂ）については、コード逆変換部１０３８及び１０３９においてコード変換部１０３１及び１０３２とは逆の、コード逆変換処理がなされてＨＶＣ逆変換部１０５へと送られる。以下、コード逆変換部１０３８及び１０３９によるコード逆変換処理について説明する。
【００５３】
図９は、コード逆変換部１０３８及び１０３９にて行われるコード逆変換の内容を表す変換テーブルの例を示す図である。同図に示されるように、本実施の形態のコード逆変換部１０３８及び１０３９は、コード変換部１０３１及び１０３２により変換された値から、図１６の（II）の形式で表現された色彩データを再現する。
【００５４】
図１０は、本実施の形態におけるコード逆変換部１０３８及び１０３９の構成の一例を示す図である。コード逆変換部１０３８及び１０３９は、インバータ回路４０１、ＥＸＯＲ回路４０２〜４０８により構成され、コード変換された色彩データ（Ｄ＿ＩＮ［０］〜Ｄ＿ＩＮ［７］）から、図１６の（II）の形式で表現された色彩データ（Ｄ＿ＯＵＴ［０］〜Ｄ＿ＯＵＴ［７］）が再現される。
【００５５】
コード逆変換部１０３８及び１０３９の出力は、色彩データ（ａ及びｂ）としてＨＶＣ逆変換部１０５へと送られ、ＨＶＣ逆変換部１０５において、ＨＶＣ逆変換によるＲＧＢデータの復元及びＣＭＹＫデータへの変換、その他の公知の画像処理が施されて、画像形成に供される。
以上に説明したように、本実施の形態の画像データ符号化装置を用いることにより、ラインセンサの位置のずれ等に起因して無彩色部分に有彩色の色彩データが発生した場合でも、エントロピー符号化の圧縮率の劣化を抑制することができ、もって符号メモリ１０４の記憶容量を有効に利用することができる。
【００５６】
（実施の形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、無彩色を基準としたが、例えば、有彩色の用紙に黒色の文字を印刷したような場合など、常に無彩色を基準としたのでは圧縮率の劣化を招来してしまう場合もある。本実施の形態では、背景が有彩色であるような場合にも、圧縮率の劣化を抑制することができる方法について説明する。
【００５７】
図１１は、本実施の形態におけるメモリ制御部５０３の構成を示す機能ブロック図である。本実施の形態の画像データ符号化装置は、第１の実施の形態とはメモリ制御部の構成が異なっており、他の部分の構成は同一であるので、以下、異なる部分を中心として説明し、同一の部分については説明を省略する。
図１１に示されるように、メモリ制御部５０３は、ヒストグラム処理部５０３１、５０３２、バッファメモリ（図中、「ＢＭ」と表記している。）５０３３、コード変換部５０３４、プレーン化処理部５０３５、ＤＭＡ制御部５０３６ａ、５０３６ｂ、ＪＢＩＧ圧縮伸張処理部５０３７、プレーン多ビット化処理部５０３８、コード逆変換部５０３９を有している。
【００５８】
ヒストグラム処理部５０３１、５０３２は、ＨＶＣ変換部１０２で得られたＬａｂデータのうちの色彩データ（ａ及びｂ）について、それぞれヒストグラムを取得し、色彩データのコード変換を行う際の基準値を決定する。このヒストグラム処理によって基準値を決定するところが、第１の実施の形態と異なるところである。以下、ヒストグラム処理及び基準値の決定の詳細について説明する。
【００５９】
図１２に、色彩データのヒストグラムの例を示す。同図（ａ）は、色彩データ（ａ）のヒストグラムの一例、同図（ｂ）は、色彩データ（ｂ）のヒストグラムの一例である。同図の横軸の座標は、図１６（II）の形式で表現された色彩データの値であり、縦軸は、１枚の画像中に含まれる色彩データの値の度数である。本実施の形態では、図１２のヒストグラムから、色彩データ（ａ）については８４ｈ、色彩データ（ｂ）については７Ａｈが、もっとも度数の多い値であることがわかるので、これを背景色の色彩データとみなし、図１３に示すように、基準となる色彩を補正して決定する。
【００６０】
ヒストグラム処理終了後の色彩データ及び決定された基準値はバッファメモリ５０３３に一旦格納され、さらにコード変換部５０３４によるコード変換が行われる。なお、図１１では、コード変換部５０３４として一つのボックスで表しているが、実際には、第１の実施の形態と同様に、色彩データ（ａ）と色彩データ（ｂ）のために２セットの演算回路を含んでいる。図１４は、コード変換部５０３４に含まれる一の演算回路の構成の一例を示す図である。同図に示されるように、コード変換部５０３４は、第１の実施の形態のコード変換部１０３１に、決定された基準値に従って色彩データの値を補正するための８ビット加算器２０３を付加したものである。
【００６１】
なお、８ビット加算器２０３には、ＨＶＣ変換部１０２から出力された色彩データの値（Ｄ＿ＩＮ［０］〜Ｄ＿ＩＮ［７］）と、決定された基準値の補数（Ｈ＿ＩＮ［０］〜Ｈ＿ＩＮ［７］）とが入力されるように構成されており（補数に変換する回路は不図示）、実質的には色彩データの値から補正された基準値の値を減算している。このようにして、後述するように、コード逆変換の際に再度補正された基準値の値を加算することによって色彩データを復元することができる。
【００６２】
プレーン化処理部５０３５、ＤＭＡ制御部５０３６ａ、５０３６ｂ、プレーン多ビット化処理部５０３８の処理内容については、第１の実施の形態と同様に考えることができるので、ここでの説明は省略し、以下、コード逆変換部５０３９の構成について説明する。図１５は、コード逆変換部５０３９の構成の一例を示す図である。なお、図１１において、コード逆変換部５０３９は一つのボックスで表されているが、色彩データ（ａ）及び色彩データ（ｂ）のために２セットの回路を含んでいる点については、コード変換部５０３４と同様である。
【００６３】
先にも述べたように、コード逆変換部５０３９の構成は、第１の実施の形態のコード逆変換部１０３８に補正された基準値を加算するための８ビット加算器４０９を付加したものである。ここでの入力（Ｈ＿ＩＮ［０］〜Ｈ＿ＩＮ［７］）としては、補正された基準値の補数ではなく基準値そのままの値が入力され、これにより、図１６（II）の形式の色彩データ（ａ及びｂ）に逆変換される。なお、コード変換部５０３４及びコード変換部５０３９として演算回路ではなく、変換テーブルを用いてもよい点などについては、第１の実施の形態と同様である。
【００６４】
以上に説明したように、本実施の形態の画像データ符号化装置では、符号化の対象となる画像に応じて基準となる色彩を決定することができるので、例えば白色から黒色への境界部分等だけでなく、色付きの記録シートを用いた場合などでも対応することが可能となっている。
＜変形例＞
以上、本発明の種々の実施の形態について説明してきたが、本発明の内容が、上記実施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を考えることができる。
【００６５】
（１）即ち、上記実施の形態では、本発明をラインセンサを用いて原稿画像を読み取る画像読取部１１を有する複写機１に適用した場合を例として説明したが、上記実施の形態で詳細に説明したような形式の色彩データ、即ち、色彩データの値が、基準となる色彩に対応する色彩データの値を極大若しくは極小とし、少なくとも当該基準となる色彩の近辺において、当該基準となる色彩との差に対応する相違を有する関係にある値である色彩データをエントロピー符号化する手法は、上記画像読取部１１を有しない画像形成装置に適用することも可能である。例えば、ネットワークに接続されたスキャナで読み取られた画像の形成を行うような場合には、ＲＧＢのバランスの崩れによる圧縮率の劣化の抑制という効果が得られるし、他にもコンピュータから送信されてきた画像データやデジタルカメラで撮影した画像に基づいて画像形成を行うような場合に本発明の符号化手法を適用しても圧縮率の向上が期待できる。即ち、画像の性質等には依存するかも知れないが、どのような画像に適用した場合でも、上記実施の形態で説明したような形式の色彩データに変換してエントロピー符号化することで圧縮率の向上を図ることができるから、これにより符号化されたデータを記憶する符号メモリ等の記憶手段の容量を有効利用することができる。
【００６６】
（２）また、本発明に係る画像データ符号化の方法は、当該方法をコンピュータに実現させるプログラムを記録した記録媒体を用いて、当該プログラムをコンピュータにインストールすることにより、汎用的なコンピュータで実現させるようにすることもできる。記録媒体としては、フロッピーディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭなどのディスク媒体の他、メモリカードなどの各種媒体を利用することができるし、ＲＡＭなどの記録媒体を通じネットワークを介して他のコンピュータに伝送し、当該他のコンピュータに実現させることも可能である。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る画像データ符号化装置によれば、色彩データの値を、エントロピー符号化に好ましい形式に変換しているので、色彩データのエントロピー符号化を行い符号メモリ等の記憶手段に記憶するに際して、エントロピー符号化の圧縮率の向上を図り、もって記憶手段の容量を有効利用することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の複写機１の全体構成を示す概略断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る画像データ符号化装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】第１の実施の形態のメモリ制御部１０３の詳細構成を示す機能ブロック図である。
【図４】第１の実施の形態におけるコード変換処理について説明するための図である。
【図５】第１の実施の形態において、コード変換部１０３１及び１０３２にて行われるコード変換の内容を表す変換テーブルの一例を示す図である。
【図６】第１の実施の形態におけるコード変換部１０３１及び１０３２の構成の一例を示す図である。
【図７】プレーン化処理の第１の方法について説明するための図である。
【図８】プレーン化処理の第２の方法について説明するための図である。
【図９】コード逆変換部１０３８及び１０３９にて行われるコード逆変換の内容を表す変換テーブルの例を示す図である。
【図１０】第１の実施の形態におけるコード逆変換部１０３８及び１０３９の構成の一例を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態におけるメモリ制御部５０３の構成を示す機能ブロック図である。
【図１２】色彩データのヒストグラムの例を示す図である。
【図１３】基準となる色彩の補正について説明するための図である。
【図１４】第２の実施の形態におけるコード変換部５０３４に含まれる演算回路の構成の一例を示す図である。
【図１５】第２の実施の形態におけるコード逆変換部５０３９に含まれる演算回路の構成の一例を示す図である。
【図１６】一般的なＬａｂデータの符号化に際しての、色彩データの表現形式について説明するための図である。
【符号の説明】
１ 複写機
１１ 画像読取部
１２ 画像形成部
１００ 制御部
１０１ 画像データ入力部
１０２ ＨＶＣ変換部
１０３ メモリ制御部
１０４ 符号メモリ
１０５ ＨＶＣ逆変換部
１０６ 画像データ出力部
１１７ ラインセンサ
２０１ インバータ回路
２０２ ８ビットセレクタ
２０３ ８ビット加算器
４０１ インバータ回路
４０２〜４０８ ＥＸＯＲ回路
４０９ ８ビット加算器
１０３１、１０３２ コード変換部
１０３３ プレーン化処理部
１０３４、１０３６ ＤＭＡ制御部
１０３５ ＪＢＩＧ圧縮伸張処理部
１０３７ プレーン多ビット化処理部
１０３８、１０３９ コード逆変換部
５０３１、５０３２ ヒストグラム処理部
５０３３ バッファメモリ（ＢＭ）
５０３４ コード変換部
５０３５ プレーン化処理部
５０３６ａ、５０３６ｂ ＤＭＡ制御部
５０３７ ＪＢＩＧ圧縮伸張処理部
５０３８ プレーン多ビット化処理部
５０３９ コード逆変換部
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー画像データをエントロピー符号化する画像データ符号化装置、画像データ符号化方法、画像形成装置及び記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、フルカラー画像を形成するフルカラー画像形成装置が広く実用化されているが、フルカラー画像形成装置において、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三つの基準色に対応する画像データを、例えば、それぞれが複数ビットで表される輝度データと色彩データにより色彩を表現する画像データに変換することが行われている。このような変換を一般的にＨＶＣ変換という。
【０００３】
ＨＶＣ変換により得られるカラー画像データの表色系として、例えば、ＣＩＥに規定されるＬ＊ａ＊ｂ＊（以下、単に「Ｌａｂ」という。）や、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊、ＹＣｒＣｂなどがある。これらのように輝度データと色彩データとを用いる表現形式に変換すると、輝度データのみを調整することで画像の濃度調整を行うことができるという利点があることから、画像形成装置の分野において広く利用されているものである。
【０００４】
一方、デジタル画像データを取り扱う画像形成装置では、デジタル画像データを一旦画像メモリなどの記憶手段に記憶し、記憶された画像データを読み出して画像形成に供することが一般的である。しかしながら画像メモリなどの記憶手段の記憶容量を余りに大きくすることは画像形成装置の製造コストの上昇を招来するため、デジタル画像データを記憶手段に格納するに際して画像データの符号化処理を行うことによって、データ量の圧縮を図り、前記記憶手段の容量増大を抑制することが広く行われている。
【０００５】
画像形成装置の分野において広く用いられている画像データ符号化方法として、例えばＪＢＩＧ（ジョイント・バイレベル・イメージ・グループ）に取り入れられている算術符号化方式やＭＨ、ＭＲ、ＭＭＲなどのランレングス符号化方式などのいわゆるエントロピー符号化の手法がある。
以下、輝度データと色彩データとによるカラー画像データの表現形式として前記Ｌａｂを用いた場合（以下、「Ｌａｂモード」という。）を例として、カラー画像データの符号化等について説明する。図１６は、画像データ符号化の手法、及びそれに関連してＬａｂモードにおける色彩データの表現形式について説明するための図である。
【０００６】
Ｌａｂモードでは、一つの軸に輝度データ（Ｌ）、他の二つの軸に色彩データ（ａ及びｂ）を取る三次元の座標系上の位置により各色が表現される。ここでは、輝度データ及び色彩データはそれぞれ８ビットで表現されるものとする。なお、図１６においては、紙面に垂直に輝度データの座標が存在するものとしており、同図の横軸方向に赤方向及び緑方向の色彩データ（ａ）、縦軸方向に黄方向及び青方向の色彩データ（ｂ）の値を表す座標が示されている。図中の円の中央位置Ｎが無彩色に対応する。
【０００７】
色彩データを表す値の一般的な表現形式として、同図に表されている二種類のタイプが考えられる。即ち、同図（Ｉ）に示されるように、無彩色の位置を００ｈ（８ビット全てが０）、赤方向及び黄方向の最大値を７Ｆｈ、緑方向及び青方向の最大値を８０ｈ等とする方法、及び同図（II）に示されるように、色彩データの緑方向及び青方向の最大値を００ｈ、赤方向及び黄方向の最大値をＦＦｈとする方法である。
【０００８】
従来の画像データ符号化の手法としては、各画素ごとに上記（Ｉ）若しくは（II）の形式で表現された色彩データに対して、前記算術符号化やランレングス符号化等のエントロピー符号化を施し、メモリ等に格納することが考えられた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、原稿画像をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三つの基準色に対応する複数のＣＣＤラインセンサ（以下、単に「ラインセンサ」という。）で読み取り、上記各基準色に対応する画像データを生成する画像読み取り装置を備える複写機等の画像形成装置において、得られたＲＧＢ各色の画像データ（以下、「ＲＧＢデータ」という。）をＨＶＣ変換し、Ｌａｂモードの画像データ（以下、「Ｌａｂデータ」という。）をエントロピー符号化しようとすると、上記（Ｉ）及び（II）のいずれの形式を用いても画像データ符号化の圧縮率に一定の限界があるという問題点があった。以下、係る問題点について説明する。
【００１０】
Ｒ、Ｇ、Ｂの三色に対応するラインセンサを用いてカラーの原稿画像を読み取る画像読み取り装置においては、各色用のラインセンサの微小な位置ずれ等に起因して、例えば白色から黒色、若しくは黒色から白色に変化する部分において、各ラインセンサにより検出されるＲＧＢ各色のバランスが崩れ、無彩色であるにもかかわらず、得られるＲＧＢデータは有彩色を表すものとなってしまう場合があることが知られている（例えば特開平１０−２１５３８１号公報参照）。
【００１１】
ＲＧＢデータが有彩色を表すものであるということは、当該ＲＧＢデータをＬａｂデータに変換した場合に有彩色を表す色彩データが発生してしまうこととなる。図１６を用いて説明すると、本来白色から黒色、若しくは黒色から白色への変化、即ち無彩色間の変化であるから、同図に示されるのＮの位置（無彩色を表す位置）において、紙面に垂直な軸上の移動（輝度データの変化）が起こるべきなのであるが、有彩色を表す色彩データが発生すると、横軸（ａ）方向や縦軸（ｂ）方向の値が前記Ｎの位置からずれることになる。
【００１２】
これは、形成された画像の画質に問題を生じさせるだけでなく、画像データ符号化の圧縮率の劣化を招来することとなる。即ち、エントロピー符号化においては、一般的には同じ値のデータが連続する割合が高いほど圧縮率が向上すると考えられるところ、上記した色彩データの値のずれは、同じ値のデータの連続性を害することを意味するからである。
【００１３】
例えば、図１６の（Ｉ）の形式では、色彩データの値の最小値である００ｈと最大値であるＦＦｈとが無彩色の位置で隣接している。従って、色彩データのずれが発生すると、各画素８ビットで表される色彩データのビット列において０が連続した部分と１が連続した部分とが混在するような状況となり、エントロピー符号化の圧縮率を劣化させる原因となる。なお、色彩データのずれは、片方向（赤方向又は緑方向のいずれか、若しくは黄方向又は青方向のいずれか）に発生する場合もあるが、両方向に発生する場合が多く、（Ｉ）の形式では、両方向にずれた場合、特に圧縮率の劣化を招くと考えられる。
【００１４】
図１６の（II）の形式でも同様である。もっとも、（II）の形式は、無彩色の場合、ＲＧＢのバランスが崩れていない状況においても一定以上の圧縮率は得られないと考えられることから、好ましいとはいえない形式である。
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、例えばＲＧＢデータのように複数種類の基準色の混ざり具合により色彩を表現するカラー画像データを、各基準色に対応した複数のセンサから取得し、Ｌａｂデータのように輝度データと色彩データとにより色彩を表現する形式に変換して符号化を行う画像データ符号化装置等において、前記各基準色のバランスが崩れた場合でもエントロピー符号化の圧縮率の劣化を抑制することができる画像データ符号化装置、ひいては他の場合でも圧縮率を向上させる可能性を開く画像データ符号化装置、画像データ符号化方法、画像形成装置及び記録媒体を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像データ符号化装置は、カラー画像データが入力されるカラー画像入力手段と、入力されたカラー画像データをＨＶＣ変換した後、第1の形式のカラー画像データを得るカラー画像データ変換手段と、前記第１の形式のカラー画像データをエントロピー符号化するエントロピー符号化手段とを備え、前記第1の形式の画像データは、それぞれが複数ビットで表される輝度データと色彩データにより表現されたカラー画像データであって、当該色彩データが、入力されたカラー画像データにおける色彩データを、（１）基準となる色彩データに対応する変換後の色彩データの値を極小にすると共に、当該変換後の色彩データの値が、変換前の色彩データと基準となる色彩データとの差分に応じて増加する、もしくは、（２）基準となる色彩データに対応する変換後の色彩データの値を極大にすると共に、当該変換後の色彩データの値が、変換前の色彩データと基準となる色彩データとの差分に応じて減少する、のいずれかの方法により変換して得られることを特徴としている。
【００１６】
本発明に係る画像データ符号化装置では、カラー画像入力手段に入力されるカラー画像データの形式について特に限定はなく、ＲＧＢデータのように複数種類の基準色の混ざり具合により色彩を表現する形式でもよいし、Ｌａｂデータのように輝度データと色彩データとにより色彩を表現する形式でもよい。
ここで、「基準となる色彩」は、無彩色としてもよいし、画像の性質等に応じて決定するようにしてもよい。無彩色とした場合には、例えば白色の記録シートに黒色の文字を印刷した原稿を読み取るような場合に有効であるし、画像の性質等に応じて決定するようにすれば、色付きの記録シート上に印刷したような場合でも対応することができるからである。
【００１７】
上記の構成では、エントロピー符号化手段においてエントロピー符号化される色彩データの値を、上記したような各基準色（例えばＲＧＢ）のバランスの崩れが発生した場合でもエントロピー符号化の圧縮率が大きく劣化しないような値としている。より具体的には、前記バランスが崩れることにより色彩データの値にずれが発生した場合でも、色彩データを表す複数ビットをエントロピー符号化する場合における同じ値の連続性などを害する度合いを従来よりも低くすることにより、圧縮率の劣化の抑制を図ったものである。
【００１８】
なお、「（１）基準となる色彩データに対応する変換後の色彩データの値を極小にすると共に、当該変換後の色彩データの値が、変換前の色彩データと基準となる色彩データとの差分に応じて増加する。」とは、例えば後述する実施の形態のように、基準となる色彩に対応する色彩データの値（以下、「基準値」という。）を０（例えば８ビット全てが０）として、正負両方向にそれぞれ奇数、偶数を、基準となる色彩との差（具体的に説明するならば、例えば図１６の（II）の形式を用いた場合における色彩データの値の差）に対応して単調に増加させるように割り振ってもよい（正負どちらに奇数を割り振るかは任意）。
【００１９】
また、「（２）基準となる色彩データに対応する変換後の色彩データの値を極大にすると共に、当該変換後の色彩データの値が、変換前の色彩データと基準となる色彩データとの差分に応じて減少する。」とは、上記（１）の場合とは反対に、基準値を最大値（全てのビットが１）にして、色彩データの値を正負両方向に単調に減少させるような場合を意味する。
【００２０】
結局、「極大若しくは極小」とは、図１６に示したように、基準値と、隣接する色彩データの値との間で全ビットの反転が起こる場合や（同図（Ｉ））、色彩データの全範囲において色彩データの値が単調に増加（同図（II））若しくは減少する場合を排除する意味であり、種々の方法によって、同図（Ｉ）の形式や同図（II）の形式よりも圧縮率の向上を図ることが可能であると思われる。もっとも、具体的には、「極大若しくは極小」が色彩データの値の極小値若しくは極大値（後述の実施の形態）であったり、ある値（０若しくは１）をとるビットの数の極大値若しくは極小値である場合、より確実に効果が得られるものと考える。
【００２１】
上記に説明したようなカラー画像データの変換を行うための構成の一例として、前記カラー画像入力手段には、複数種類の基準色の混ざり具合により色彩を表現する第２の形式のカラー画像データが入力され、前記カラー画像変換手段は、前記第２の形式のカラー画像データをＨＶＣ変換して第３の形式のカラー画像データを生成するＨＶＣ変換手段と、前記第３の形式のカラー画像データを、前記第１の形式のカラー画像データに変換する色彩データ変換手段とを有するものとすることができる。
【００２２】
この構成では、例えばＲＧＢデータを符号化しようとする場合に、画像形成装置に用いられる画像処理ボードに従来から設けられているＨＶＣ変換手段を有効に利用することができるが、本発明は、これを利用する方法に限定されず、ＲＧＢデータ等の第２の形式のカラー画像データから直接的に、あるいは一般的なＨＶＣ変換処理を経ることなく、上記に説明したような第１の形式の色彩データへの変換を行うようにしてもよい。
【００２３】
但し、上記ＨＶＣ変換手段を利用する場合には、ＨＶＣ変換の結果として得られる前記第３の形式の画像データを用いることにより容易に前記基準となる色彩を決定することができるから、基準となる色彩を可変とする場合には、特に好ましい方法であると言える。
ここで、前記したエントロピー符号化の単位として、前記エントロピー符号化手段は、前記第１の形式のカラー画像データに含まれる色彩データから、当該色彩データを表す複数ビットのそれぞれのビット位置の値により構成されるビットプレーンを生成し、ビットプレーンごとにエントロピー符号化を行うことができるし、また、前記エントロピー符号化手段は、前記第１の形式のカラー画像データに含まれる色彩データについて、当該色彩データを表す画素ごとの複数ビットを二次元平面上に展開した形式でエントロピー符号化することもできる。これらはいずれか一方のみを用いてもよいし、画像の性質等に応じて選択するようにしてもよい。
【００２４】
なお、本発明に係る画像データ符号化方法は、カラー画像データをＨＶＣ変換した後、第1の形式のカラー画像データを得る変換ステップと、前記第１の形式のカラー画像データをエントロピー符号化するエントロピー符号化ステップとを含み、前記第1の形式の画像データは、それぞれが複数ビットで表される輝度データと色彩データにより表現されたカラー画像データであって、当該色彩データが、入力されたカラー画像データにおける色彩データを、（１）基準となる色彩データに対応する変換後の色彩データの値を極小にすると共に、当該変換後の色彩データの値が、変換前の色彩データと基準となる色彩データとの差分に応じて増加する、もしくは、（２）基準となる色彩データに対応する変換後の色彩データの値を極大にすると共に、当該変換後の色彩データの値が、変換前の色彩データと基準となる色彩データとの差分に応じて減少する、のいずれかの方法により変換して得られることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る画像データ符号化装置と、前記画像データ符号化装置により符号化されたデータを記憶する記憶手段とを含むことを特徴としている。本発明の画像形成装置は、前記記憶手段の記憶容量を有効に利用することができる。
さらに本発明に係る記録媒体は、カラー画像データをエントロピー符号化する処理をコンピュータに実現させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記プログラムは、カラー画像データをＨＶＣ変換した後、第1の形式のカラー画像データを得る変換処理と、前記第１の形式のカラー画像データをエントロピー符号化するエントロピー符号化処理とを含む処理をコンピュータに実現させるプログラムを含み、前記第1の形式の画像データは、それぞれが複数ビットで表される輝度データと色彩データにより表現されたカラー画像データであって、当該色彩データが、入力されたカラー画像データにおける色彩データを、（１）基準となる色彩データに対応する変換後の色彩データの値を極小にすると共に、当該変換後の色彩データの値が、変換前の色彩データと基準となる色彩データとの差分に応じて増加する、もしくは、（２）基準となる色彩データに対応する変換後の色彩データの値を極大にすると共に、当該変換後の色彩データの値が、変換前の色彩データと基準となる色彩データとの差分に応じて減少する、のいずれかの方法により変換して得られることを特徴としている。本発明に係る記録媒体からコンピュータにプログラムをインストールすることにより、例えばパーソナルコンピュータなどの情報処理装置においても本願発明に係る画像データ符号化の手法を実現することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像データ符号化装置等の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
（１）フルカラー画像形成装置の全体構成
まず、本発明を適用したフルカラー画像形成装置の一例としてのカラー複写機（以下、単に「複写機」という。）１の全体構成について説明する。図１は、本実施の形態の複写機１の全体構成を示す概略断面図である。同図に示されるように、複写機１は、ＲＧＢの各色に対応したラインセンサを含み、原稿等を読み取ることによりＲＧＢのカラー画像データを生成する画像読取部１１と、画像読取部１１において生成されたカラー画像データに基づいて画像形成を行う画像形成部１２とを有している。
【００２７】
画像読取部１１は、プラテンガラス（不図示）上に載置された原稿等の画像を、スキャナ１１１を移動させて読み取る公知のものであって、スキャナ１１１に設置された露光ランプ１１２の照射により得られた画像情報は、折り返しミラー１１３〜１１６、集光レンズ（不図示）を介してラインセンサ１１７に結像される。ラインセンサ１１７は、画像情報をＲ、Ｇ、Ｂの各色に対応する電気信号に変換し、これによりＲＧＢデータが得られる。
【００２８】
画像読取部１１で得られたＲＧＢデータは、本発明に係る画像データ符号化装置を含む制御部１００において後述の符号化、復号化処理を含む各種のデータ処理を受け、最終的にシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各再現色の画像データに変換される（以下、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各再現色をそれぞれＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成部分の番号に、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋを添字として付加する）。
【００２９】
制御部１００は、これらの各再現色の画像データをプリントヘッド部２１に送出し、プリントヘッド部２１に内蔵されたレーザーダイオード（ＬＤ）を駆動して、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋのいずれかの再現色について、矢印ａ方向に回転する感光体ドラム２２の表面を露光する。
感光体ドラム２２は、上記の露光前にクリーナ２３で感光体表面の残留トナーを除去され、さらにイレーサランプ２４により除電された後、帯電チャージャ２５により一様に帯電されており、このように一様に帯電した状態で上記露光を受けると、感光体ドラム２２の表面に静電潜像が形成されるようになっている。
【００３０】
Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色のトナー現像器２６Ｃ〜２６Ｋは、感光体ドラム２２の回転に同期して、現像すべき色のトナー現像器２６Ｃ〜２６Ｋのみを駆動させて、感光体ドラム２２表面の静電潜像を現像する。
一方、転写ドラム２７には、各用紙カセット４１、４２、４３に設けられた、光電センサなどからなる用紙サイズ検出センサ４１１、４２１、４３１からの検出信号に基づき、制御部１００により用紙カセット４１、４２、４３のいずれかが選択されて記録シート（図示せず）が供給される。例えば、用紙カセット４１にはＡ４サイズ、用紙カセット４２にはＡ３サイズ、用紙カセット４３にはＢ４サイズというように、各サイズの記録シートを収納することが可能である。
【００３１】
この記録シートの先端がタイミングローラ２８を通過して吸着ローラ２９まで到達すると、転写ドラム２７上のチャッキング機構により把持されると共に、吸着用チャージャ３０によって静電的に吸着されて、位置ずれが生じない状態で巻き取られ、上記感光体ドラム２２表面に現像されたトナー像が、転写チャージャ３１により上記転写ドラム２７上に巻き取られた記録シートに転写される。
【００３２】
上述のようなプリント工程が、フルカラーコピー時には、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各再現色について繰り返し行われ、全ての色についてトナー像の転写が終了すると、分離爪３２、除電チャージャ３３を作動させて、記録シートを転写ドラム２７の表面から分離する。
記録シートに転写されたトナー像は、そのままでは、すぐに剥がれる不安定な状態であるので、定着装置３５において加熱しながら押圧することによりトナーを記録シート表面に定着させた後、排紙トレー３６上に排出する。なお、記録紙の裏面にもコピーする場合（いわゆる「両面コピー」の場合）は、切換爪５１を作動させて、定着装置３５から排出された記録紙を下方の用紙反転ユニット５０の搬送路５２に導き、反転ローラ５３により一旦反転トレイ５４方向に押し出してから、反転ローラ５３を逆転させることにより当該記録紙の表裏を逆転させて搬送路５５に送り出し、その裏面に画像を形成するようになっている。
【００３３】
（２）画像データ符号化装置の構成
次に、本発明に係る画像データ符号化装置の構成について説明する。前述の如く、画像データ符号化装置は制御部１００に含まれており、制御部１００によりその動作が制御される。図２は、本実施の形態に係る画像データ符号化装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示されるように、画像データ符号化装置は、画像データ入力部１０１、ＨＶＣ変換部１０２、メモリ制御部１０３、符号メモリ１０４、ＨＶＣ逆変換部１０５、画像データ出力部１０６を備えている。
【００３４】
画像データ入力部１０１には、画像読取部１１において生成されたＲＧＢデータが入力される。ＨＶＣ変換部１０２は、ＲＧＢデータに対して公知のＨＶＣ変換処理を行いＬａｂデータに変換する。なお、本実施の形態では、輝度データ（Ｌ）及び第１の色彩データ（ａ）、第２の色彩データ（ｂ）はいずれも８ビットにて表され、ＨＶＣ変換部１０２から出力される色彩データは、図１６（II）の形式で表されているものとする。
【００３５】
メモリ制御部１０３は、Ｌａｂデータの符号化と復号化、及び符号化されたデータの符号メモリ１０４への格納及び取り出しを制御する。メモリ制御部１０３の詳細な構成については後述する。符号メモリ１０４としては、例えばＤＲＡＭ等の各種メモリやハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの記憶装置を用いることができる。
【００３６】
ＨＶＣ逆変換部１０５は、符号メモリ１０４から取り出され、メモリ制御部１０３にて復号化されたＬａｂデータに公知のＨＶＣ逆変換処理を行い、ＲＧＢデータに変換するとともに、当該ＲＧＢデータを、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各再現色のデータ（以下、「ＣＭＹＫデータ」という。）に変換する。変換されたＣＭＹＫデータが画像データ出力部１０６から出力され、前記した如くプリントヘッド部２１に送出される。
【００３７】
次に、メモリ制御部１０３の詳細な構成について説明する。図３は、本実施の形態のメモリ制御部１０３の詳細構成を示す機能ブロック図である。メモリ制御部１０３は、コード変換部１０３１、１０３２、プレーン化処理部１０３３、ＤＭＡ制御部１０３４、１０３６、ＪＢＩＧ圧縮伸張処理部１０３５、プレーン多ビット化処理部１０３７、コード逆変換部１０３８、１０３９を備えている。
【００３８】
コード変換部１０３１、１０３２は、本実施の形態ではいずれも同一の構成を有し、ＨＶＣ変換部１０２によりＲＧＢデータがＨＶＣ変換されて生成されたＬａｂデータのうち、輝度データ（Ｌ）を除いた色彩データ（ａ及びｂ）について、その値が基準となる色彩と適切な関係にある値となるように、それぞれコード変換を行う。以下、このコード変換処理の持つ意味について詳細に説明する。図４は、本実施の形態におけるコード変換処理について説明するための図である。
【００３９】
本実施の形態では、コード変換部１０３１、１０３２により、色彩データ（ａ及びｂ）の値を、無彩色（図中Ｎで示される位置の色彩）を基準として、無彩色との差に対応する相違を有する関係にある値に変換する。まず、色彩データ（ａ）の値についてより具体的に説明すると、無彩色を００ｈ（８ビット全てが０）で表し、赤方向への差のある色彩データについては無彩色との差が大きくなるに従って数値が大きくなる偶数の値を割り当て、緑方向への差のある色彩データについては無彩色との差が大きくなるに従って数値が大きくなる奇数の値を割り当てる。コード変換部１０３１は、前記したように図１６（II）の形式で表されている色彩データ（ａ）を、図４のように割り振られた値に変換する。
【００４０】
色彩データ（ｂ）についても同様に考えることができる。即ち、無彩色を００ｈで表し、黄方向への差のある色彩データについては無彩色との差が大きくなるに従って数値が大きくなる偶数の値を割り当て、青方向への差のある色彩データについては無彩色との差が大きくなるに従って数値が大きくなる奇数の値を割り当てる。コード変換部１０３２は、前記したように図１６（II）の形式で表されている色彩データ（ｂ）を、図４のように割り振られた値に変換する。
【００４１】
このようなコード変換を行うことにより、例えば白色の記録シートに黒色の文字が印刷されているような原稿を画像読取部１１で読み取った場合、白色と黒色との境界部分で有彩色の色彩データが発生した場合でも、当該色彩データをエントロピー符号化する場合における、同じ値の連続性などを害する度合いを抑制することができるので、これによりエントロピー符号化の圧縮率の劣化を抑制することができる。
【００４２】
なお、前記の如く、本実施の形態ではＨＶＣ変換部１０２において図１６（II）の形式で表現された色彩データが生成されるようになっており、従って、コード変換部１０３１及び１０３２にて行われるコード変換の内容を表す変換テーブルは図５に示す通りとなる。ここで、本実施の形態におけるコード変換部１０３１及び１０３２の具体的な構成について説明する。図６は、コード変換部１０３１の構成の一例を示す図である（コード変換部１０３２も同一）。
【００４３】
同図に示されるように、本実施の形態のコード変換部１０３１は、インバータ回路２０１と８ビットセレクタ２０２とを含む簡単な構成の演算回路で実現することができる。なお、８ビットセレクタ２０２のセレクト信号端子（Ｓ）には、ＨＶＣ変換部１０２から転送された色彩データ（ａ）の８ビット（Ｄ＿ＩＮ［０］〜Ｄ＿ＩＮ［７］）の先頭ビット（Ｄ＿ＩＮ［７］）が入力され、セレクト信号端子（Ｓ）に入力される値が０の場合には、出力（Ｄ＿ＯＵＴ［０］〜Ｄ＿ＯＵＴ［７］）としてＡ０〜Ａ７が、セレクト信号端子（Ｓ）に入力される値が１の場合にはＢ０〜Ｂ７が出力されるようになっている。なお、端子Ａ０には、固定値０がインバータ回路２０１を通過した結果として常に１が入力され、端子Ｂ０には常に０が入力される。
【００４４】
Ｌ、ａ、ｂの各データはクロック信号に同期してＨＶＣ変換部１０２から画素単位で入力される。色彩データについては、コード変換部１０３１及び１０３２を構成する演算回路によりリアルタイムでコード変換され、プレーン化処理部１０３３へと入力される。なお、本実施の形態では、コード変換処理を演算回路を用いて実現したが、変換テーブルを用いてソフトウェア的に実現するようにしてもよい。
【００４５】
また、本実施の形態では、赤方向及び黄方向に偶数を割り当て、緑方向及び青方向に偶数を割り当てたが、奇数、偶数の割り当ては逆にしてもよいし、奇数、偶数に限定されず、例えば、赤方向（及び黄方向）に００ｈ、０３ｈ、０４ｈ…、緑方向（及び青方向）に０１ｈ、０２ｈ、０５ｈ…などと割り当てるようにしてもよい。さらに、複数ビットにより表されるデータの値ではなく、ビットの並びを考慮して、例えば、赤方向（及び黄方向）に００ｈ、０２ｈ、０８ｈ…、緑方向（及び青方向）に０１ｈ、０４ｈ、１０ｈ…などと割り当てるようにしてもよいなど、本発明の目的、即ち、色彩データにずれが生じた場合にエントロピー符号化の圧縮率が劣化することを抑制するための値の割り当て方法は種々考えられる。
【００４６】
さて、以上のようにコード変換処理がなされた色彩データ（ａ及びｂ）、及び輝度データ（Ｌ）は、プレーン化処理部１０３３に入力される。プレーン化処理部１０３３は、内部にバッファメモリを有しており、本実施の形態では当該バッファメモリは、少なくとも画像１枚分に相当するＬａｂデータを格納することが可能な容量を有している。バッファメモリには、１画素分に相当するＬ、ａ、ｂ各８ビットのデータが、プレーン化のため順次格納され、画像１枚分のＬａｂデータがバッファメモリに格納された時点で、プレーンごとにＪＢＩＧ圧縮伸張処理部１０３５へと送られる。本実施の形態のＪＢＩＧ圧縮伸張処理部１０３５は、いわゆるＱＭコーダを中心として構成され、テンプレートを用いた予測を伴なう算術符号化処理を行うが、この算術符号化処理については、公知の技術であるから、詳細な説明は省略する。
【００４７】
より具体的には、バッファメモリに格納されたＬａｂデータは、ＤＭＡ制御部１０３４によりプレーンごとにＪＢＩＧ圧縮伸張処理部１０３５にＤＭＡ転送され、ＪＢＩＧ圧縮処理がなされた後に符号メモリ１０４に格納される。なお、プレーン化処理の方法としては、例えば二種類の方法が考えられる。以下、プレーン化処理の方法について説明する。
【００４８】
図７は、プレーン化処理の第１の方法について説明するための図である。同図（ａ）は、Ｌ、ａ、ｂのいずれかのデータを表しており、１画素が８ビットで表される輝度データ若しくは色彩データが主走査方向及び副走査方向に並べられている様子を示すものである。以下、例えば同図（ａ）が輝度データ（Ｌ）であるものとして説明するが、色彩データについても同様に考えることができる。第１の方法によりプレーン化された結果を同図（ｂ）に示す。同図（ｂ）に示されるように、第１のプレーン化方法は、いわゆるビットプレーンを生成する方法であり、画像１枚分の輝度データについて、１画素８ビットの輝度データの第１ビット目からビットプレーン３０１が生成され、第２ビット目からビットプレーン３０２が生成される。以下についても同様である。この処理により、１画素が８ビットで表される輝度データの画像１枚分のデータから、８枚のビットプレーンが生成されることになる。色彩データについても同様であり、結局全部で２４枚のビットプレーンが生成される。生成されたビットプレーンごとにＪＢＩＧ圧縮伸張処理部１０３５に転送され、符号化されて符号メモリ１０４に格納される。
【００４９】
図８は、プレーン化処理の第２の方法について説明するための図である。同図（ａ）は、図７（ａ）と同一であり、以下、例えば図８（ａ）が輝度データ（Ｌ）であるものとして説明する。第２の方法によりプレーン化された結果を図８（ｂ）に示す。同図（ｂ）に示されるように、第２のプレーン化方法では、画像１枚分の輝度データについて、１画素８ビットの輝度データを同一の二次元平面上に順次展開することにより単一のプレーン３１０を生成する。この処理では、１画素が８ビットで表される輝度データの画像１枚分のデータから１枚のプレーンが生成されることになる。色彩データについても同様であるから、結局全部で３枚のプレーンが生成される。以下の処理については第１の方法と同様である。
【００５０】
なお、前記したように、本実施の形態においては色彩データのコード変換を行っているため、プレーン化の方法として上記いずれの方法を用いた場合でも、従来と比較すれば色彩データの圧縮率の劣化を抑制することができる。即ち、白色から黒色等の境界部分で有彩色の色彩データが生じたとしても、圧縮率の劣化を抑制することができ、もって符号メモリ１０４の記憶容量を有効に利用することができる。なお、本実施の形態では前記算術符号化により画像データの符号化を行ったが、他のエントロピー符号化、例えばＭＨ、ＭＲ、ＭＭＲ等の符号化方法を用いてもよい。
【００５１】
次に、符号メモリ１０４に格納された符号化データの復号化処理について説明する。符号メモリ１０４に格納されたデータは、まず、ＪＢＩＧ圧縮伸張処理部１０３５において伸張処理がなされ、プレーンが復元される。復元されたプレーンは、内部にバッファメモリを有するプレーン多ビット化処理部１０３７において、上記に説明したプレーン化処理と逆の処理が行われて、コード変換部１０３１及び１０３２によりコード変換された形式の色彩データを含むＬａｂデータが復元される。
【００５２】
そして、輝度データ（Ｌ）については、そのままＨＶＣ逆変換部１０５へと送られ、色彩データ（ａ及びｂ）については、コード逆変換部１０３８及び１０３９においてコード変換部１０３１及び１０３２とは逆の、コード逆変換処理がなされてＨＶＣ逆変換部１０５へと送られる。以下、コード逆変換部１０３８及び１０３９によるコード逆変換処理について説明する。
【００５３】
図９は、コード逆変換部１０３８及び１０３９にて行われるコード逆変換の内容を表す変換テーブルの例を示す図である。同図に示されるように、本実施の形態のコード逆変換部１０３８及び１０３９は、コード変換部１０３１及び１０３２により変換された値から、図１６の（II）の形式で表現された色彩データを再現する。
【００５４】
図１０は、本実施の形態におけるコード逆変換部１０３８及び１０３９の構成の一例を示す図である。コード逆変換部１０３８及び１０３９は、インバータ回路４０１、ＥＸＯＲ回路４０２〜４０８により構成され、コード変換された色彩データ（Ｄ＿ＩＮ［０］〜Ｄ＿ＩＮ［７］）から、図１６の（II）の形式で表現された色彩データ（Ｄ＿ＯＵＴ［０］〜Ｄ＿ＯＵＴ［７］）が再現される。
【００５５】
コード逆変換部１０３８及び１０３９の出力は、色彩データ（ａ及びｂ）としてＨＶＣ逆変換部１０５へと送られ、ＨＶＣ逆変換部１０５において、ＨＶＣ逆変換によるＲＧＢデータの復元及びＣＭＹＫデータへの変換、その他の公知の画像処理が施されて、画像形成に供される。
以上に説明したように、本実施の形態の画像データ符号化装置を用いることにより、ラインセンサの位置のずれ等に起因して無彩色部分に有彩色の色彩データが発生した場合でも、エントロピー符号化の圧縮率の劣化を抑制することができ、もって符号メモリ１０４の記憶容量を有効に利用することができる。
【００５６】
（実施の形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、無彩色を基準としたが、例えば、有彩色の用紙に黒色の文字を印刷したような場合など、常に無彩色を基準としたのでは圧縮率の劣化を招来してしまう場合もある。本実施の形態では、背景が有彩色であるような場合にも、圧縮率の劣化を抑制することができる方法について説明する。
【００５７】
図１１は、本実施の形態におけるメモリ制御部５０３の構成を示す機能ブロック図である。本実施の形態の画像データ符号化装置は、第１の実施の形態とはメモリ制御部の構成が異なっており、他の部分の構成は同一であるので、以下、異なる部分を中心として説明し、同一の部分については説明を省略する。
図１１に示されるように、メモリ制御部５０３は、ヒストグラム処理部５０３１、５０３２、バッファメモリ（図中、「ＢＭ」と表記している。）５０３３、コード変換部５０３４、プレーン化処理部５０３５、ＤＭＡ制御部５０３６ａ、５０３６ｂ、ＪＢＩＧ圧縮伸張処理部５０３７、プレーン多ビット化処理部５０３８、コード逆変換部５０３９を有している。
【００５８】
ヒストグラム処理部５０３１、５０３２は、ＨＶＣ変換部１０２で得られたＬａｂデータのうちの色彩データ（ａ及びｂ）について、それぞれヒストグラムを取得し、色彩データのコード変換を行う際の基準値を決定する。このヒストグラム処理によって基準値を決定するところが、第１の実施の形態と異なるところである。以下、ヒストグラム処理及び基準値の決定の詳細について説明する。
【００５９】
図１２に、色彩データのヒストグラムの例を示す。同図（ａ）は、色彩データ（ａ）のヒストグラムの一例、同図（ｂ）は、色彩データ（ｂ）のヒストグラムの一例である。同図の横軸の座標は、図１６（II）の形式で表現された色彩データの値であり、縦軸は、１枚の画像中に含まれる色彩データの値の度数である。本実施の形態では、図１２のヒストグラムから、色彩データ（ａ）については８４ｈ、色彩データ（ｂ）については７Ａｈが、もっとも度数の多い値であることがわかるので、これを背景色の色彩データとみなし、図１３に示すように、基準となる色彩を補正して決定する。
【００６０】
ヒストグラム処理終了後の色彩データ及び決定された基準値はバッファメモリ５０３３に一旦格納され、さらにコード変換部５０３４によるコード変換が行われる。なお、図１１では、コード変換部５０３４として一つのボックスで表しているが、実際には、第１の実施の形態と同様に、色彩データ（ａ）と色彩データ（ｂ）のために２セットの演算回路を含んでいる。図１４は、コード変換部５０３４に含まれる一の演算回路の構成の一例を示す図である。同図に示されるように、コード変換部５０３４は、第１の実施の形態のコード変換部１０３１に、決定された基準値に従って色彩データの値を補正するための８ビット加算器２０３を付加したものである。
【００６１】
なお、８ビット加算器２０３には、ＨＶＣ変換部１０２から出力された色彩データの値（Ｄ＿ＩＮ［０］〜Ｄ＿ＩＮ［７］）と、決定された基準値の補数（Ｈ＿ＩＮ［０］〜Ｈ＿ＩＮ［７］）とが入力されるように構成されており（補数に変換する回路は不図示）、実質的には色彩データの値から補正された基準値の値を減算している。このようにして、後述するように、コード逆変換の際に再度補正された基準値の値を加算することによって色彩データを復元することができる。
【００６２】
プレーン化処理部５０３５、ＤＭＡ制御部５０３６ａ、５０３６ｂ、プレーン多ビット化処理部５０３８の処理内容については、第１の実施の形態と同様に考えることができるので、ここでの説明は省略し、以下、コード逆変換部５０３９の構成について説明する。図１５は、コード逆変換部５０３９の構成の一例を示す図である。なお、図１１において、コード逆変換部５０３９は一つのボックスで表されているが、色彩データ（ａ）及び色彩データ（ｂ）のために２セットの回路を含んでいる点については、コード変換部５０３４と同様である。
【００６３】
先にも述べたように、コード逆変換部５０３９の構成は、第１の実施の形態のコード逆変換部１０３８に補正された基準値を加算するための８ビット加算器４０９を付加したものである。ここでの入力（Ｈ＿ＩＮ［０］〜Ｈ＿ＩＮ［７］）としては、補正された基準値の補数ではなく基準値そのままの値が入力され、これにより、図１６（II）の形式の色彩データ（ａ及びｂ）に逆変換される。なお、コード変換部５０３４及びコード変換部５０３９として演算回路ではなく、変換テーブルを用いてもよい点などについては、第１の実施の形態と同様である。
【００６４】
以上に説明したように、本実施の形態の画像データ符号化装置では、符号化の対象となる画像に応じて基準となる色彩を決定することができるので、例えば白色から黒色への境界部分等だけでなく、色付きの記録シートを用いた場合などでも対応することが可能となっている。
＜変形例＞
以上、本発明の種々の実施の形態について説明してきたが、本発明の内容が、上記実施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を考えることができる。
【００６５】
（１）即ち、上記実施の形態では、本発明をラインセンサを用いて原稿画像を読み取る画像読取部１１を有する複写機１に適用した場合を例として説明したが、上記実施の形態で詳細に説明したような形式の色彩データ、即ち、色彩データの値が、基準となる色彩に対応する色彩データの値を極大若しくは極小とし、少なくとも当該基準となる色彩の近辺において、当該基準となる色彩との差に対応する相違を有する関係にある値である色彩データをエントロピー符号化する手法は、上記画像読取部１１を有しない画像形成装置に適用することも可能である。例えば、ネットワークに接続されたスキャナで読み取られた画像の形成を行うような場合には、ＲＧＢのバランスの崩れによる圧縮率の劣化の抑制という効果が得られるし、他にもコンピュータから送信されてきた画像データやデジタルカメラで撮影した画像に基づいて画像形成を行うような場合に本発明の符号化手法を適用しても圧縮率の向上が期待できる。即ち、画像の性質等には依存するかも知れないが、どのような画像に適用した場合でも、上記実施の形態で説明したような形式の色彩データに変換してエントロピー符号化することで圧縮率の向上を図ることができるから、これにより符号化されたデータを記憶する符号メモリ等の記憶手段の容量を有効利用することができる。
【００６６】
（２）また、本発明に係る画像データ符号化の方法は、当該方法をコンピュータに実現させるプログラムを記録した記録媒体を用いて、当該プログラムをコンピュータにインストールすることにより、汎用的なコンピュータで実現させるようにすることもできる。記録媒体としては、フロッピーディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭなどのディスク媒体の他、メモリカードなどの各種媒体を利用することができるし、ＲＡＭなどの記録媒体を通じネットワークを介して他のコンピュータに伝送し、当該他のコンピュータに実現させることも可能である。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る画像データ符号化装置によれば、色彩データの値を、エントロピー符号化に好ましい形式に変換しているので、色彩データのエントロピー符号化を行い符号メモリ等の記憶手段に記憶するに際して、エントロピー符号化の圧縮率の向上を図り、もって記憶手段の容量を有効利用することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の複写機１の全体構成を示す概略断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る画像データ符号化装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】第１の実施の形態のメモリ制御部１０３の詳細構成を示す機能ブロック図である。
【図４】第１の実施の形態におけるコード変換処理について説明するための図である。
【図５】第１の実施の形態において、コード変換部１０３１及び１０３２にて行われるコード変換の内容を表す変換テーブルの一例を示す図である。
【図６】第１の実施の形態におけるコード変換部１０３１及び１０３２の構成の一例を示す図である。
【図７】プレーン化処理の第１の方法について説明するための図である。
【図８】プレーン化処理の第２の方法について説明するための図である。
【図９】コード逆変換部１０３８及び１０３９にて行われるコード逆変換の内容を表す変換テーブルの例を示す図である。
【図１０】第１の実施の形態におけるコード逆変換部１０３８及び１０３９の構成の一例を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態におけるメモリ制御部５０３の構成を示す機能ブロック図である。
【図１２】色彩データのヒストグラムの例を示す図である。
【図１３】基準となる色彩の補正について説明するための図である。
【図１４】第２の実施の形態におけるコード変換部５０３４に含まれる演算回路の構成の一例を示す図である。
【図１５】第２の実施の形態におけるコード逆変換部５０３９に含まれる演算回路の構成の一例を示す図である。
【図１６】一般的なＬａｂデータの符号化に際しての、色彩データの表現形式について説明するための図である。
【符号の説明】
１ 複写機
１１ 画像読取部
１２ 画像形成部
１００ 制御部
１０１ 画像データ入力部
１０２ ＨＶＣ変換部
１０３ メモリ制御部
１０４ 符号メモリ
１０５ ＨＶＣ逆変換部
１０６ 画像データ出力部
１１７ ラインセンサ
２０１ インバータ回路
２０２ ８ビットセレクタ
２０３ ８ビット加算器
４０１ インバータ回路
４０２〜４０８ ＥＸＯＲ回路
４０９ ８ビット加算器
１０３１、１０３２ コード変換部
１０３３ プレーン化処理部
１０３４、１０３６ ＤＭＡ制御部
１０３５ ＪＢＩＧ圧縮伸張処理部
１０３７ プレーン多ビット化処理部
１０３８、１０３９ コード逆変換部
５０３１、５０３２ ヒストグラム処理部
５０３３ バッファメモリ（ＢＭ）
５０３４ コード変換部
５０３５ プレーン化処理部
５０３６ａ、５０３６ｂ ＤＭＡ制御部
５０３７ ＪＢＩＧ圧縮伸張処理部
５０３８ プレーン多ビット化処理部
５０３９ コード逆変換部
Claims (11)
- カラー画像データが入力されるカラー画像入力手段と、
入力されたカラー画像データをＨＶＣ変換した後、第1の形式のカラー画像データを得るカラー画像データ変換手段と、
前記第１の形式のカラー画像データをエントロピー符号化するエントロピー符号化手段と
を備え、
前記第1の形式の画像データは、それぞれが複数ビットで表される輝度データと色彩データにより表現されたカラー画像データであって、当該色彩データが、入力されたカラー画像データにおける色彩データを次の（１）または（２）の方法により変換して得られることを特徴とする画像データ符号化装置。
（１）基準となる色彩データに対応する変換後の色彩データの値を極小にすると共に、当該変換後の色彩データの値が、変換前の色彩データと基準となる色彩データとの差分に応じて増加する。
（２）基準となる色彩データに対応する変換後の色彩データの値を極大にすると共に、当該変換後の色彩データの値が、変換前の色彩データと基準となる色彩データとの差分に応じて減少する。 - 前記カラー画像入力手段には、
複数種類の基準色の混ざり具合により色彩を表現する第２の形式のカラー画像データが入力され、
前記カラー画像変換手段は、
前記第２の形式のカラー画像データをＨＶＣ変換して第３の形式のカラー画像データを生成するＨＶＣ変換手段と、
前記第３の形式のカラー画像データを、前記第１の形式のカラー画像データに変換する色彩データ変換手段とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像データ符号化装置。 - 前記カラー画像変換手段は、
前記第３の形式のカラー画像データから、前記基準となる色彩を決定する決定手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の画像データ符号化装置。 - 前記基準となる色彩は、無彩色であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像データ符号化装置。
- 前記基準となる色彩データは、前記カラー画像データで表されるカラー画像における背景色の色彩のデータであることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像データ符号化装置。
- 前記基準となる色彩データは、前記カラー画像データを表す色彩データをヒストグラム処理することにより得ること特徴とする請求項１又は２に記載の画像データ符号化装置。
- 前記エントロピー符号化手段は、
前記第１の形式のカラー画像データに含まれる色彩データから、当該色彩データを表す複数ビットのそれぞれのビット位置の値により構成されるビットプレーンを生成し、ビットプレーンごとにエントロピー符号化を行うことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の画像データ符号化装置。 - 前記エントロピー符号化手段は、前記第１の形式のカラー画像データに含まれる色彩データについて、当該色彩データを表す画素ごとの複数ビットを二次元平面上に展開した形式でエントロピー符号化することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の画像データ符号化装置。
- カラー画像データをＨＶＣ変換した後、第1の形式のカラー画像データを得る変換ステップと、
前記第１の形式のカラー画像データをエントロピー符号化するエントロピー符号化ステップと
を含み、
前記第1の形式の画像データは、それぞれが複数ビットで表される輝度データと色彩データにより表現されたカラー画像データであって、当該色彩データが、入力されたカラー画像データにおける色彩データを次の（１）または（２）の方法により変換して得られることを特徴とする画像データ符号化方法。
（１）基準となる色彩データに対応する変換後の色彩データの値を極小にすると共に、当該変換後の色彩データの値が、変換前の色彩データと基準となる色彩データとの差分に応じて増加する。
（２）基準となる色彩データに対応する変換後の色彩データの値を極大にすると共に、当該変換後の色彩データの値が、変換前の色彩データと基準となる色彩データとの差分に応じて減少する。 - 請求項１から８のいずれかに記載の画像データ符号化装置と、
前記画像データ符号化装置により符号化されたデータを記憶する記憶手段とを含む
ことを特徴とする画像形成装置。 - カラー画像データをエントロピー符号化する処理をコンピュータに実現させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記プログラムは、
カラー画像データをＨＶＣ変換した後、第1の形式のカラー画像データを得る変換処理と、
前記第１の形式のカラー画像データをエントロピー符号化するエントロピー符号化処理と、
を含む処理をコンピュータに実現させるプログラムを含み、
前記第1の形式の画像データは、それぞれが複数ビットで表される輝度データと色彩データにより表現されたカラー画像データであって、当該色彩データが、入力されたカラー画像データにおける色彩データを次の（１）または（２）の方法により変換して得られることを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（１）基準となる色彩データに対応する変換後の色彩データの値を極小にすると共に、当該変換後の色彩データの値が、変換前の色彩データと基準となる色彩データとの差分に応じて増加する。
（２）基準となる色彩データに対応する変換後の色彩データの値を極大にすると共に、当該変換後の色彩データの値が、変換前の色彩データと基準となる色彩データとの差分に応じて減少する。
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