JP4753638B2 - 文書圧縮方法、文書を圧縮するためのシステム、及び画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明の主題は、イメージング技術に関する。本発明は、いわゆる多機能デバイスＭＦＤに関連して特定の用途を見出し、特にそれに関連して述べられることになる。しかしながら、当業者は、本発明が他の同様な用途、例えば、コピー機、プリンタ、ファックス装置、スキャナなどに対しても受け入れやすいことを理解するであろう。

一般に、ＭＦＤは、例えば、プリンタ、コピー機、ファックス装置及び／又はスキャナなどの複数の異なるイメージング装置として動作する。現在、ＭＦＤは、例えば、文書をファックス送信したり、又は走査し、電子画像ファイルにするようなスキャン−エクスポート機能に対して、ファイル・コンテナ（通常はポータブル・ドキュメント・フォーマット（ＰＤＦ））内のミクスト・ラスタ・コンテント（ＭＲＣ）モデルとして公知であるものをよく使用している。

文書のＭＲＣ表示は、概して用途が広い。ＭＲＣ表示は、文書のコンテントを表示するために多数の「面（プレーン）」又は「層（レイヤ）」の使用を可能にする。実際に、ＭＲＣ表示は、市場においてますます重要になりつつある。たとえば、これは、主要なカラー・ファクシミリ標準としてかなり確立されている。

ＭＲＣ表示では、画像が１つ以上の画像面又は層によって表示される。文書のＭＲＣ表示の１つの利点は、大きなディジタルカラー文書を保存し、送信し、さらに操作するために効率的な方法を提供することである。この方法は、人間の視覚システムの特性を利用し、そこでは、小さな色の変化を見分ける能力が、高コントラストのエッジがあると大きく低減される。このエッジ情報は、通常は滑らかに変化するカラー情報から分離され、面の１つにコード化される。慎重に分離した後で、種々の面は、良好な圧縮と高品質を同時に備えた標準圧縮方式を使用して独立して圧縮されることができる。

ＭＲＣ表示は、一般には、４つの独立した面、即ち、フォアグラウンド（前景）面、バックグラウンド（背景）面、セレクタ面、及び任意のレンダリング・ヒント面から一般に構成される。最も一般的な場合において、より高いレベルの多数のフォアグラウンド及びセレクタ対がオプションとして存在する。しかしながら、大部分のアプリケーションでは、表示が３つ又は４つの面に制限されている。バックグラウンド面は一般には、例えば写真及び／又は滑らかに変化している背景の色の連続階調情報を格納するために使用される。セレクタ面は、通常、テキストの画像（２値）及び他のエッジ情報（例えば、線画図）を保持する。フォアグラウンド面は、通常、対応するテキスト及び／又は線画の色を保持する。しかしながら、ＭＲＣ表示は、こうした面と、それらに関連した圧縮方法を特定するだけである。このＭＲＣ表示は、各面のコンテントを別な方法で制限したり、あるいは実行するものではない。こうした面それぞれのコンテントは、ＭＲＣ表示の導入によって適切に定義され得る。

ＭＲＣ構造は、第４の面、即ち、レンダリング・ヒント面も考慮に入れているが、これは文書のコンテントに関する追加情報を伝達するために使用される。たとえば、レンダリング・ヒント面は、ページ上の種々のオブジェクトに対する最善のカラーマッチング・ストラテジーを確認するＩＣＣ（International Color Consortium）カラーヒントを伝達することもできる。

フォアグラウンド面及びバックグラウンド面は、例えば、（Ｌ，ａ，ｂ）面やＹＣＣ面などの２つのフルカラー面であるように一般には定義されている。セレクタ面は、バイナリ（例えば、１ビットの深さの）面として定義される。レンダリング・ヒント面は、８ビット面に一般には制限されている。１つの例示的なＭＲＣ表示は、フォアグラウンド及びバックグラウンドがＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）圧縮されるべきことと、セレクタ面がＩＴＵ−Ｇ４（standard Group 4 facsimile compression）圧縮されるべきことと、を指定する。レンダリング・ヒント面はオプションとして考慮されるが、それが使用される場合、Lempel-Zev-Welch（ＬＺＷ）方式と同様の圧縮方式がその圧縮のために使用することもできる。一般に、フォアグラウンド、バックグラウンド、セレクタ、及びレンダリング・ヒントのそれぞれの面は異なる解像度である可能性がある。

その構成要素（即ち、面）から「セグメント化」ＭＲＣ画像を元にアセンブルするための方法は、フォアグラウンドの色をセレクタ面「マスク」を介してバックグラウンド面の上部に「移し入れる」ことによって、これらの位置にバックグラウンド面の以前のコンテントに上書きすることである。言い換えれば、このアセンブリは、セレクタ面の２値制御信号に基づいて、ピクセル単位でフォアグラウンド及びバックグラウンドの各情報間で多重化することによって達成される。たとえば、セレクタ値が１である場合、フォアグラウンドのコンテントが使用され、そうでない場合（即ち、セレクタ値が０に等しい場合）、バックグラウンドのコンテントが使用される。この多重化動作は、出力ピクセルのすべてが定義されるまで、ピクセル単位によってピクセル上で繰り返される。
米国特許第６，３２４，３０５Ｂ１号 米国特許第６，３７３，９８１号 米国特許第６，４００，８４４Ｂ１号

概してＭＲＣアプローチがラスタ・データの有効なコード化を一般に行なう一方で、ＭＲＣモデルは一部の点において依然として問題を提示している。たとえば、これは、ある特定の場合において更に好適な圧縮を提供するようにさらに向上されることもある。したがって、前述の欠点などを解決する、ＭＦＤにおけるＭＲＣ表示の圧縮のための新しい改良方法が開示される。

１つの例示的な実施の形態に従って、文書を圧縮する方法が提供される。この方法は、（ａ）ピクセルによって表示される、文書の画像を取得することと、（ｂ）ピクセルの第１の部分を受信するフォアグラウンド面、ピクセルの第２の部分を受信するバックグラウンド面、及び、ピクセルがフォアグラウンド面とバックグラウンド面のどちらに属しているかを識別するセレクタ面を含む、ミクスト・ラスタ・コンテント（ＭＲＣ）面に画像をセグメント化することと、（ｃ）ＭＲＣ面の少なくとも１つにおいて幾何学的形状を識別することと、（ｄ）上記識別された幾何学的形状が略均等色を有するどうか判断することと、（ｅ）略均等色を有することが判断されたとき、上記識別された形状を、幾何学的形状のベクトル・グラフィック表示と置き換えることと、を含む。

別の例示的な実施の形態に従って、文書を圧縮するためのシステムがさらに提供される。このシステムは、ピクセルによって表示される、文書の画像を取得するための手段と、ピクセルの第１の部分を受信するフォアグラウンド面、ピクセルの第２の部分を受信するバックグラウンド面、及び、ピクセルがフォアグラウンド面とバックグラウンド面のどちらに属しているかを識別するセレクタ面を含む、ミクスト・ラスタ・コンテント（ＭＲＣ）面に画像をセグメント化するための手段と、ＭＲＣ面の少なくとも１つにおいて幾何学的形状を識別するための手段と、上記識別された幾何学的形状が略均等色を有するどうか判断するための手段と、略均等色を有することが判断されたとき、上記識別された形状を、幾何学的形状のベクトル・グラフィックス表示と置き換えるための手段と、ＭＲＣ面の少なくとも１つを圧縮するための手段と、を含む。

さらに別の例示的な実施の形態によると、画像処理装置は、入力文書の入力ピクセルマップ表示を取得する文書入力モジュールであって、上記入力ピクセルマップが複数のピクセルを含む、上記文書入力モジュールと、画像処理プロセッサと、を含み、上記画像処理プロセッサは、（ｉ）ピクセルの第１の部分を受信する第１の面、ピクセルの第２の部分を受信する第２の面、及び、ピクセルが第１及び第２の面のどちらに属しているかを識別するセレクタ面を含むミクスト・ラスタ・コンテント（ＭＲＣ）データに、入力ピクセルマップをセグメント化し、（ｉｉ）上記複数の面の少なくとも１つにおいて幾何学的形状を識別し、（ｉｉｉ）上記識別された幾何学的形状が略均等色を有するどうか判断し、（ｉｖ）略均等色を有することが判断されたとき、上記識別された形状を、幾何学的形状のベクトル・グラフィックス表示と置き換え、（ｖ）上記複数の面の少なくとも１つを圧縮し、（ｖｉ）ファイル・コンテナ内にＭＲＣデータを配置する。

本発明の主題は、合成画像又は合成文書に含まれる種々のタイプのデータを別々に処理するための方法及び装置を目的とする。ＭＲＣ方法に関して述べられるが、他の方法及び装置での使用に適合されることもでき、それゆえ、ＭＲＣフォーマットに限定されない。さらに、ＭＦＤに関して述べられる一方で、この方法は、ファクシミリ装置、画像記憶装置などの、文書を保存し、及び／又は送信する種々の装置での使用に適しており、カラー画像及びグレースケール白黒画像のいずれの処理も想定される。

ピクセルマップは、ページ上の各離散的位置が、その色を示したり、若しくは、グレースケール文書である場合にその位置にある画像の明度や濃度の程度を示す値を有する光信号を発する画像素子又は「ピクセル」を含むものである。当業者が理解できるように、大部分のピクセルマップは、離散的な負でない整数の集合から取られる値を有する。

たとえば、カラー文書のためのピクセルマップでは、個々の分離点が、多くの場合０乃至２５５の範囲におけるディジタル値として表示されることが多く、その場合、０は、着色剤がないことを示したり（即ち、ＣＭＹＫ分離点が使用される場合）、輝度−クロミナンス分離点が使用されるときの範囲の最小値であり、２５５は、最大量の着色剤又は上記範囲の最大値を示している。グレースケール・ピクセルマップでは、黒色に対する０から、最も白い諧調を可能にするための２５５まで変動するピクセル値に一般には変換される。一実施の形態において関連のあるピクセルマップは、「走査された」画像の表示である。すなわち、ディジタルスキャナを使用して物理媒体から反射された光をディジタル化することによって生成される画像である。ビットマップという言葉は、ピクセルが２つの値、１及び０の１つを取ることができる２値ピクセルマップを意味するために使用される。

図１を参照すると、ＭＦＤ１００が示されている。図示のように、ＭＦＤ１００は、処理すべき文書の入力のための画像入力及び／又は取得モジュール１０２と、入力された文書を処理するための画像処理モジュール１０４と、入力文書を出力し、及び／又はレンダリングするための画像出力及び／又はレンダリングモジュール１０６と、を含んでいる。適切には、画像入力モジュール１０２は、入力文書を普通の方法で取得したり、又は捕捉するスキャナを含む。あるいはまた、入力文書はネットワーク化されたコンピュータ（図示せず）などの別のソースから取得されたり、又は、入ってくるファックスとして取得される。いずれにしても、入力文書は、ユーザによって指定された選択機能に従って処理モジュール１０４によって選択的に処理され、例えば、ユーザ・インタフェースやネットワーク化されたコンピュータを介して入力される。

適切には、出力モジュール１０６は、文書を印刷し、文書のコピーを再現し、及び／又は、供給された用紙や、例えば用紙トレイなどの用紙／媒体ソース１０８からの他の媒体上にファックスを印刷するために使用される、電子写真プリントエンジン、インクジェット式プリントエンジンなどの画像レンダリング装置を含んでいる。出力モジュール１０６は、入力文書のファックスを特定の関係者に送信するためのファクシミリ機能もまた、オプションとして含んでいる。任意選択的に、入力文書は、メモリや、ＭＦＤ１００の他のデータ記憶装置１１０、あるいは、ネットワーク化されたコンピュータ上に、例えば電子ファイルとして保存される。

ＭＲＣフォーマットをより詳細に説明するために図２に戻って参照すると、カラー又はグレースケール入力文書を表示している例示的なピクセルマップ１０は、図示のように３面ページフォーマットに分解されることが好ましい。文書フォーマットは、上面若しくはフォアグラウンド面１２、下面若しくはバックグラウンド面１４、及びセレクタ面１６から一般には構成される。面１２及び面１４は、オリジナルの画像データを記述するピクセルを含み、ここでは、ピクセルは、定義済み基準に基づいて分離されている。セレクタ面１６は、オリジナルのピクセルマップ１０におけるすべてのピクセルを追跡し、すべてのピクセルをフォアグラウンド面１２若しくはバックグラウンド面１４のいずれの面上の正確な地点にマッピングする。適切には、セレクタ面１６のマスクは、高頻度情報（例えば、この場合では上部及び底部のそれぞれにあるテキストのライン）を伝達するが、一方で、フォアグラウンド面１２は、色（例えば、この場合では、テキストの対応位置にあるテキストカラーの２つの箱である可能性が最も高い）を記述する情報を含む。

適切には、上面及び下面は、オリジナルのピクセルマップ１０と同じビット深さ及び同数の色で保存されるが、任意選択的に解像度を低下させて保存される。セレクタ面１６は、ビットマップとして作成され、保存される。「上」及び「下」という言葉が、データが存在する面を記述するために使用されているが、発明の主題を特定の配置又は構造に限定するように意図されていないことを認識することは重要である。

処理の後に、任意選択的に、３つの面のすべてが、その上に存在するデータのタイプに適した方法を使用して圧縮される。たとえば、上面１２及び下面１４が、ＪＰＥＧなどの「損失の多い」圧縮方法を用いて圧縮され、保存されることができる一方で、セレクタ面１６は、Ｇ４圧縮などの損失のない圧縮フォーマットを用いて圧縮され、保存される。出力文書の使用目的に適した他のフォーマットを使用してこうした面を圧縮し、保存することは、当業者には明らかである。

図３を参照すると、ＭＦＤ１００が１つ以上の選択された機能、例えば、スキャン−ファイル、スキャン−エクスポート（即ち、ファックスを送信すること）、又は、入力文書が保存若しくは送信されている場合の他の機能などを実行することが目的であるときの、画像処理モジュール１０４の例示的な動作が述べられている。ステップ２００において、ラスタ・データ又はピクセルマップ（例えば図１に示されたようなもの）は、例えば、そのスキャナを通常のように使用して、文書入力モジュール１０２によって取得される。ステップ２０２において、ラスタ・データ又はピクセルマップはセグメント化されたり、そうでなければ、分離され、さらに／あるいは、例えば図１に示されているように複数のＭＲＣ面に分割される。いかなる適切な分離／セグメント化方法及び／又はアルゴリズムも使用することができる。

ステップ２０４において、ＭＲＣ面の１つ以上は、識別可能な幾何学的形状を位置付けするために検出される。こうした識別可能な形状は、長方形及び他の多角形、円形、長円形、楕円などを含んでいる。たとえば、任意選択的に検出された識別可能な形状は、ＰＤＦなどのファイル・コンテナがベクトル・グラフィックスとして支援する形状の集合を含んでいる。

１つの適切な実施の形態において、形状認識は、仮説検証を用いてウィンドウの形状（即ち、ＭＲＣ面で認識される提案された形状）を識別可能な形状の集合と比較することによって実行される。まず、ウィンドウ形状の形状パラメータ、例えば、幅、高さ、半径、非対称形状に対する方向付けなどが推定される。次に、ウィンドウの形状は、推定されたパラメータを有するテンプレート形状と合わせられる。この形状は、一致が見出されたかどうか認識されたと考えられる。当然ながら、パラメトリック距離、ハフ変換、ゴムによるマスキングなどを含む他の公知の形状認識方法が任意選択的に用いられる。適切には、ラインも、識別可能な形状に含まれている。たとえば、こうしたラインは、一次元における非常に細い長方形のより特殊な例として考えることもできる。

ステップ２０６において、識別された形状は、色の均一性に対して検査される。適切には、色の均一性は、識別された形状内のピクセルを相互に比較することによって決定される。十分な数のピクセルが色に関して互いに充分な許容範囲内にある場合、その形状は色が均一であると判断される。当然ながら、色の均一性を決定するために代替となる他の公知の方法を用いることもできる。

ステップ２０８において、いったん形状が識別され、色が均一であると判断されると、その形状は、該形状ができているＭＲＣ面の対応するベクトル・グラフィック表示と置換され、例えば、適切なＰＤＦグラフィック表示を使用してグラフィック・オブジェクトとして表示される。たとえば、長方形は、その幅、高さ及び色と共に、その形状のオリジナルを指定することによって表示される。

ステップ２１０において、種々のＭＲＣ面が圧縮される。各面は、そのコンテントに最適な圧縮技術及び／又はアルゴリズムを使用して任意選択的に圧縮される。たとえば、フォアグラウンド面及びバックグラウンド面が任意選択的に、ＪＰＥＧで圧縮されるが、一方、セレクタ面はＧ４で圧縮される。

ステップ２１２で、ＭＲＣデータは、例えば、ＰＤＦファイルなどの、保存されたファイル内部で、記憶装置１１０に保存される。あるいはまた、ファイルは、例えばファックスや電子メールとしてエクスポートされたり、又は、送信されることもできる。

ＰＤＦイメージングモデルが使用される場合、印刷するとき、適切な印刷を保証するために、例えばＰＳ（PostScript）及びＰＤＦフォーマットの間における変換に対してコンテント対象ストリーム・オーダが保持されることが好ましい。原則として、この対象物ストリーム・オーダは同じにしておくべきである。

実施された実験において、３つの矩形ボックス、テキスト及び写真のコンテントを含む同一の文書は、２つの異なる方法で処理された。第１の例では、矩形ボックスは、従来のＭＲＣモデルに従ってビットマップでコード化された。第２の例では、矩形ボックスは、本明細書中に述べたようなベクトル・グラフィック表示と置き換えられた。第１の例において、ファイルサイズは約１１１キロバイト（ｋ）であって、第２の例におけるファイルサイズは約８９ｋであった。換言すれば、従来のＭＲＣ処理より優れた本明細書中に述べられた改良型ＭＲＣ処理方式を利用することによって、ファイルサイズの約２２ｋの削減が実現された。さらに、画質もまた、ある程度まで向上された。

本発明の主題の特徴を具体化する画像処理モジュールを含む例示的なＭＦＤを示している線図である。 図１のＭＦＤによってＭＲＣ面にセグメント化されている例示的なピクセルマップを示す線図である。 図１に示される画像処理モジュールによって実行される例示的な処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ ピクセルマップ
１２ フォアグラウンド面
１４ バックグラウンド面
１６ セレクタ面

Claims (3)

1. （ａ）ピクセルによって表示される、文書の画像を取得することと、
   （ｂ）ピクセルの第１の部分を受信するフォアグラウンド面、ピクセルの第２の部分を受信するバックグラウンド面、及び、ピクセルがフォアグラウンド面とバックグラウンド面のどちらに属しているかを識別するセレクタ面を含む、ミクスト・ラスタ・コンテント（ＭＲＣ）面に画像をセグメント化することと、
   （ｃ）ＭＲＣ面の少なくとも１つにおいて幾何学的形状を識別することと、
   （ｄ）前記識別された幾何学的形状が略均等色を有するかどうか判断することと、
   （ｅ）略均等色を有することが判断されたとき、前記識別された形状を、幾何学的形状のベクトル・グラフィック表示と置き換えることと、
   （ｆ）前記識別された形状をベクトル・グラフィック表示に置換えた前記ＭＲＣ面の少なくとも１つを圧縮することと、
   を含む、文書を圧縮する方法。
2. ピクセルによって表示される、文書の画像を取得するための手段と、
   ピクセルの第１の部分を受信するフォアグラウンド面、ピクセルの第２の部分を受信するバックグラウンド面、及び、ピクセルがフォアグラウンド面とバックグラウンド面のどちらに属しているかを識別するセレクタ面を含む、ミクスト・ラスタ・コンテント（ＭＲＣ）面に画像をセグメント化するための手段と、
   ＭＲＣ面の少なくとも１つにおいて幾何学的形状を識別するための手段と、
   前記識別された幾何学的形状が略均等色を有するかどうか判断するための手段と、
   略均等色を有することが判断されたとき、前記識別された形状を、幾何学的形状のベクトル・グラフィックス表示と置き換えるための手段と、
   前記識別された形状をベクトル・グラフィックス表示と置き換えた前記ＭＲＣ面の少なくとも１つを圧縮するための手段と、
   を含む、文書を圧縮するためのシステム。
3. 入力文書の入力ピクセルマップ表示を取得する文書入力モジュールであって、前記入力ピクセルマップが複数のピクセルを含む、前記文書入力モジュールと、
   画像処理プロセッサと、
   を含み、
   前記画像処理プロセッサは、
   （ｉ）ピクセルの第１の部分を受信する第１の面、ピクセルの第２の部分を受信する第２の面、及び、ピクセルが第１及び第２の面のどちらに属しているかを識別するセレクタ面を含むミクスト・ラスタ・コンテント（ＭＲＣ）データに、入力ピクセルマップをセグメント化し、
   （ｉｉ）前記複数の面の少なくとも１つにおいて幾何学的形状を識別し、
   （ｉｉｉ）前記識別された幾何学的形状が略均等色を有するかどうか判断し、
   （ｉｖ）略均等色を有することが判断されたとき、前記識別された形状を、幾何学的形状のベクトル・グラフィックス表示と置き換え、
   （ｖ）前記識別された形状をベクトル・グラフィックス表示と置き換えた前記複数の面の少なくとも１つを圧縮し、
   （ｖｉ）ファイル・コンテナ内にＭＲＣデータを配置する、
   画像処理装置。

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