JPH0723238A

JPH0723238A - 画像データ圧縮及び復元装置

Info

Publication number: JPH0723238A
Application number: JP5153094A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Okada; 佳之岡田; Yasuhiko Nakano; 泰彦中野; Shigeru Yoshida; 茂吉田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-06-24
Filing date: 1993-06-24
Publication date: 1995-01-24

Abstract

(57)【要約】【目的】文字、網点などの２次元の画像データを、パタ
ーン・ランレングス符号に変換した後にユニバーサル符
号化する画像データ圧縮及び復元装置に関し、行ピッチ
や網点画像の網点周期に依存した統計的性質の違いに対
応した専用の辞書を選択しユニバーサル符号化の圧縮率
を高める。【構成】ニバーサル符号化に用いる辞書として空白用辞
書１６−１と非空白用辞書１６−２を設け、文字画像の
行ピッチ情報により辞書選択手段１４で、中間データへ
の変換対象となった複数ラインが空白か否か判断して辞
書１６−１，１６−２から１つを選択し、中間符号化手
段１０によるパターン・ランレングス符号をユニバーサ
ル符号化手段１２で符号化する。復元装置でも同様にし
て辞書が選択される。また網点画像は、網点周期に応じ
て固有の辞書が選択される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、文字、網点などの１次
元ビットストリームの画像データをユニバーサル符号に
符号化して圧縮すると共に符号データを復号する画像デ
ータ圧縮及び復元装置に関し、特に、１次元ビットスト
リームをパターンとランレングスの中間データに変換し
た後にユニバーサル符号化する画像データ圧縮及び復元
装置に関する。

【０００２】近年、オフィスオートメーションが発展
し、文書が白黒２値の画像情報としてファクシミリや光
ディスクファイル・システムなどで扱われるようになっ
ている。文書情報をディジタルデータとして利用すると
き、画像情報のデータ量は、文字画像に比べ非常に大き
く１０数〜数１０倍になる。また、最近は、画像の品位
を向上させるため、ファクシミリにおいては、従来のＧ
３機の約２００ｄｐｉから、次のＧ４機では３００ｄｐ
ｉ，４００ｄｐｉへと解像度が上がり、データ量は増加
する方向にある。したがって、蓄積や伝送等で画像情報
を効率良く扱うには、効率的なデータ圧縮を加えること
でデータ量を減らすことが必須となる。

【０００３】

【従来の技術】従来、白黒２値画像の圧縮方式として、
画像の二次元的性質を捉えた中間データへの変換処理を
行った後にユニバーサル符号化する方式が既に提案され
ており、この方法によれば従来の代表的な２つの方式で
あるＭＭＲ方式と予測符号化方式に匹敵する圧縮率が得
られる。

【０００４】図２４は従来のデータ圧縮装置を示し、パ
ターン・ランレングス変換部１０と、ＬＺＷ符号化部１
２で構成される。また図２５は従来の画像データ復元装
置を示したもので、ＬＺＷ復号化部１８とパターン・ラ
ンレングス逆変換部２０で構成される。図２６は画像デ
ータとパターン・ランレングス符号の変換を、白黒画像
データを例にとって示す。画像データは通常、１次元の
ビットストリームとして入力される。この画像データは
実際の画像に対応した所定ビット長のラインデータに図
２６（ａ）に示すように分割する。この２次元の原画デ
ータについて、４ラインを対象に、図２６（ｂ）のよう
に白黒パターンの種類と同一パターンが連続する数、即
ちランレングス情報との組で表現される中間データに変
換する。このように変換されたパターン・ランレングス
符号を対象に、例えばＬＺＷ符号に変換するユニバーサ
ル符号化を適用する。

【０００５】符号データの復元は、ＬＺＡ符号からパタ
ーン・ランレングス符号を復号した後に、図２６に示す
逆変換を行って元の原画データを復元し、最終的に１次
元のビットストリームとして出力する。この方法は、２
値画像の２次元的情報を前処理によって取り入れ、その
結果をユニバーサル符号化するため、データの種類に依
存せず、かつ簡単な回路で効率よくデータを圧縮するこ
とができる。

【０００６】即ち、入力した画像を複数ラインのパター
ンとランレングスの中間データに変換し、中間データか
らパターンとランレングスの連続性等の統計的性質をユ
ニバーサル符号化の手法により学習しながら符号の最良
化を図り、種々の性質の画像において効率の良い圧縮を
行うようにするものである。また、元来ユニバーサル符
号は、情報保存型のデータ圧縮方法であり、データ圧縮
時に情報源の統計的な性質を予め仮定しないため、文字
コード、オブジェクトコードなどの種々のデータに適用
することができる。文書画像では、文字の輪郭等や文字
間隔には類似性がある。また、網点画像は網点周期性、
網点形状の同一性等が類似している。この類似性のもつ
冗長性をユニバーサル符号化により削減し、有効な圧縮
を行うことができる。

【０００７】ここでは、ユニバーサル符号化の一つであ
るＬＺＷ符号を取り上げる（T.A.Welch,"A Technique f
or High-Performance Data Compression",Computer,Jun
e1984 参照）。ＬＺＷ符号では、次のシンボルを次の部
分列に組み込むようにしてインデックスのみで符号化で
きるようにしている。図２７にＬＺＷ符号における辞書
の木構成を示し、図２８にＬＺＷ符号における文字列の
符号化を示す。また、ＬＺＷ符号の符号化と復号化の詳
細なアルゴリズムを図２９と図３０に示す。ＬＺＷ符号
化は、書き替え可能な辞書をもち、入力文字コード、デ
ータ中を相異なる文字列に分け、この文字列を出現した
順に番号（インデックスｉ）を付けて辞書に登録すると
ともに、現在入力している文字列を辞書に登録してある
最長一致文字列の番号で表して、符号化するものであ
る。

【０００８】図２９のＬＺＷ符号化処理では、まずステ
ップＳ１で予め全文字につき一文字からなる文字列を初
期値として登録してから符号化を始める。ステップＳ２
では入力した最初の文字Ｋを辞書検索する参照番号ωと
し、これを語頭文字列（prefix string ）とする。次に
ステップＳ３で入力データの次の文字Ｋを読み込み、ス
テップＳ４ではステップＳ２で求めた語頭文字列ωにス
テップＳ３で読み込んだ文字Ｋを加えた文字列（ωＫ）
が現在の辞書にあるか否か検索する。

【０００９】ステップＳ４で文字列（ωＫ）が辞書にあ
れば、ステップＳ５で文字列（ωＫ）を参照番号ωに置
き換え、ステップＳ５で入力データが終了かどうかを判
断した後、再びステップＳ３に戻って文字列（ωＫ）が
辞書から探せなくなるまで最大一致長の検索を続ける。
次にステップＳ４で文字列（ωＫ）が辞書になければ、
ステップＳ７に進んでステップＳ２で求めた文字Ｋの参
照番号ωを符号語ｃｏｄｅ（ω）として出力する。

【００１０】また文字列（ωＫ）に新たな参照番号を付
加して辞書に登録し、さらにステップＳ２の入力文字Ｋ
を参照番号ωに置き換えるとともに、辞書アドレスＮを
インクリメントして、ステップＳ５のチェックを受けた
後、ステップＳ２に戻って次の文字Ｋを読み込む。図３
１、図３２を参照して符号化を具体的に説明すると次の
ようになる。尚、説明を簡単にするためａｂｃの３文字
の組合せからなるデータを圧縮する場合を取上げてい
る。まず図３１の入力データは左から右へ読み込む。最
初の文字ａを入力したとき、辞書にはａの他に一致する
文字列がないので、出力符号（参照番号ω）を符号語と
して出力する。

【００１１】そして、拡張した文字列ａｂに参照番号４
を付けて辞書に登録する。実際の登録は文字列（１ｂ）
の形となる。続いて２番目のｂが文字列の先頭になる。
辞書にはｂの他に一致する文字列がないので、参照番号
２を符号語として出力し、拡張した文字列ｂａを実際に
は２ａの形で参照番号５をつけて辞書に登録する。３番
目のａが次の文字列の先頭になる。以下、同様にこの処
理を続ける。

【００１２】図３０の復号化処理は図２９の符号化の逆
の操作を行う。まずステップＳ１において符号化と同様
に予め辞書に全文字につき一文字からなる文字列を初期
値として登録してから復号を始める。まずステップＳ２
で最初の符号（参照番号）を読み込み、現在のＣＯＤＥ
をＯＬＤｃｏｄｅとし、最初の符号は既に辞書に登録さ
れた一文字の参照番号いずれかに該当することから、入
力符号ＣＯＤＥに一致する文字ｃｏｄｅ（Ｋ）を探し出
し、文字Ｋを出力する。なお、出力した文字（Ｋ）は後
の例外処理のためｃｈａｒにセットしておく。

【００１３】次にステップＳ３に進んで次の符号を読み
込んでＣＯＤＥにＮＥＷｃｏｄｅとしてセットする。次
にステップＳ４に進み、ステップＳ３で入力された符号
ＣＯＤＥが辞書に定義（登録）されているか否かチェッ
クする。通常、入力した符号語は前回までの処理で辞書
に登録されているため、ステップＳ５に進んで符号ＣＯ
ＤＥに対応する文字列ｃｏｄｅ（ωＫ）を辞書から読み
出し、ステップＳ６で文字列Ｋを一時的にスタックし、
参照番号ｃｏｄｅ（ω）を新たなＣＯＤＥとして再度ス
テップＳ５に戻し、このステップＳ５，ステップＳ６の
手順を再帰的に参照番号ωが一文字にいたるまで繰り返
す。

【００１４】最後にステップＳ７に進んでステップＳ６
でスタックした文字をＬＩＬＯ（Last In Fast Out）形
式でポップアップして出力する。同時にステップＳ７に
おいて、前回使った符号ωと今回復元した文字列の最初
の一文字Ｋを組（ω，Ｋ）と表した文字列に、新たな参
照番号を付加して辞書に登録する。なお、ステップＳ４
において登録されていない符号（符号化において直前の
参照番号を参照する場合に起きる）場合、ステップＳ９
にて、ＯＬＤｃｏｄｅをＣＯＤＥに、ｃｏｄｅ（ＯＬＤ
ｃｏｄｅ，ｃｈａｒ）をＮＥＷｃｏｄｅに戻した後にス
テップＳ５へ進むようにする。

【００１５】図３３を参照して復号化処理を具体的に説
明すると次のようになる。尚、説明を簡単にするためａ
ｂｃの３文字の組合せからなるデータを復元する場合を
取上げている。まず最初の入力文字は１であり、一文字
ａ，ｂ，ｃについては既に参照番号１，２，３として図
３２に示すように辞書に登録されているため、辞書の参
照により符号１に一致する参照番号の文字列ａに置き換
えて出力する。

【００１６】次の符号２についても同様にして文字ｂに
置き換えて出力する。このとき前回処理した符号と今回
復号した最初の一文字ｂとを組み合わせた（１ｂ）に新
たな参照番号４を付加した辞書に登録する。３番目の符
号４は辞書の探索により１ｂからａｂと置き換えて文字
列ａｂを出力する。同様に前回処理した符号２と今回復
号した文字列の１番目の文字ａとの組合せた文字列２ａ
（＝ｂａ）を新たな参照番号５を付加して辞書に登録す
る。以下同様に、この処理を繰り返す。

【００１７】ただし、図３３の復号化では次の例外処理
がある。この例外処理は、第６番目の入力符号８の復号
で生ずる。符号８は復号時に辞書に定義されておらず、
復号できない。この場合には、前回処理した符号５に前
回復号した文字列ｂａの最初の一文字ｂを加えた文字列
５ｂを求め、さらに２ａｂ，ｂａｂと置き換えられて出
力される。そして、文字列の出力語に前回の符号語５に
今回復号した文字列の文字ｂを加えた文字列５ｂに参照
番号８を付加して辞書に登録する。

【００１８】この例外処理は図３０の復号化処理フロー
のステップＳ４，ステップＳ９の処理を通じて行われ、
最終的にステップＳ７で文字列の出力と新たな文字列に
参照番号を付加した辞書への登録が行われる。尚、図２
９、図３０の符号化処理と復号化処理は、同じ辞書を作
り出しながら行う。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画像デ
ータをパターン・ランレングス符号に変換した後にユニ
バーサル符号に変換し、またユニバーサル符号から復号
したパターン・ランレングス符号を元の画像データに逆
変換する従来装置にあっては、次の問題があった。

【００２０】通常、ワープロ等で作成された文字画像の
場合、文字行間の行ピッチが一定であるために周期的に
空白部分が存在する。この場合、文字の部分と空白の部
分は分離可能であるが、画像の統計的性質が異なる。同
様に網点画像の場合も、網点周期毎に類似したパターン
が現れるが、網点周期の位相が異なるライン群では画像
の統計的性質が異なる。

【００２１】しかしながら、従来の方法はＬＺＷ符号に
変換するユニバーサル符号化の部分において単一の辞書
を用いていたため、性質の異なるデータに対して混在さ
せた辞書を作成するか、データの種類毎に辞書をクリア
して再学習をするか２つの方法しかなかったため、圧縮
率を十分に高められない問題があった。本発明は、この
ような従来の問題点に鑑みてなされたもので、文字画像
の行ピッチや網点画像の網点周期に依存した統計的性質
の違いでデータを分類して専用の辞書を対応づけ、ユニ
バーサル符号化の圧縮率を高めるようにした画像データ
圧縮及び復元装置を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】図１は本願第１発明の原
理説明図であり、文字画像を対象とする。まず本発明
は、図１（ａ）に示す中間符号化手段（パターン・ラン
レングス符号化手段）１０とユニバーサル符号化手段１
２を備えた画像データ圧縮装置を対象とする。ここで中
間符号化手段１０は、１次元のビットストリームで構成
される画像データを、所定長のラインデータに分割して
並べて２次元化し、この２次元データを所定ライン数毎
に分割方向でのパターンとライン方向での同一パターン
の連続数を示すランレングスの組でなる中間データに変
換する。またユニバーサル符号化手段１２は、中間符号
化手段１０で変換した中間データを辞書を用いてユニバ
ーサル符号に符号化する。

【００２３】このような画像データ圧縮装置につき第１
発明は、ユニバーサル符号化に用いる辞書として空白用
辞書１６−１と非空白用辞書１６−２を設ける。そし
て、予め与えられた文字画像の行ピッチ情報により辞書
選択手段１４で、中間データへの変換対象となった複数
ラインが空白か否か判断し、２つの辞書１６−１，１６
−２から１つを選択することを特徴とする。

【００２４】また本発明は、図１（ｂ）に示すユニバー
サル復号化手段１８と中間復号化手段（パターン・ラン
レングス逆変換手段）２０とを備えた画像データ復元装
置を対象とする。ここでユニバーサル復号化手段１８
は、辞書を用いて符号データから、所定ライン数毎に分
割方向でのパターンとライン方向での同一パターンの連
続数を示すランレングスとの組でなる２次元の中間デー
タを復号する。また中間復号化手段２０は、ユニバーサ
ル復号化手段１８で復号した２次元の中間データを、１
次元のビットストリームで構成する画像データに逆変換
する。

【００２５】このような画像データ復元装置につき第１
発明にあっては、ユニバーサル復号化に用いる辞書とし
て、空白用辞書１６−１と非空白用辞書１６−２を設け
る。そして、予め与えられた文字画像の行ピッチ情報に
より辞書選択手段１４で、中間データへの変換対象とな
る複数ラインが空白か否か判断し、２つの辞書１６−
１，１６−２から対応する１つを選択する。

【００２６】図２は本願の第２発明の原理説明図であ
り、同じく文字画像を対象としている。図２（ａ）の画
像データ圧縮装置では、ユニバーサル符号化に用いる辞
書として空白用辞書１６−１と非空白用辞書１６−２を
設け、辞書選択手段２２が中間データへの変換対象とな
った複数ライン毎にパターンの出現頻度を求めて空白か
否か判断し、２つの辞書の１つを選択とすると共に選択
した辞書番号を符号化させることを特徴とする。

【００２７】また図２（ｂ）の画像データ復元装置で
は、同様に、ユニバーサル復号化に用いる辞書として空
白用辞書１６−１と非空白用辞書１６−２を設け、辞書
選択手段２４が符号データから復元した辞書番号によ
り、２つの辞書の１つを選択することを特徴とする。す
なわち第２発明は、中間データのパターンの出現頻度を
学習して自動的に辞書を選択する。

【００２８】図３は本願の第３発明であり、網点画像を
対象とする。図３（ａ）の画像データ圧縮装置では、ユ
ニバーサル符号化に用いる辞書として、網点周期に対応
した複数の辞書３２−１〜３２−ｎを設ける。そして、
辞書選択手段２６が、予め与えられた網点周期情報によ
り中間データへの変換対象となった複数ラインに対応し
た１つの辞書を複数の辞書３２−１〜３２−ｎから選択
することを特徴とする。

【００２９】図３（ｂ）の画像データ復元装置では、同
様に、ユニバーサル復号化に用いる辞書として網点周期
に対応した複数の辞書３２−１〜３２−ｎを設け、辞書
選択手段２６が、予め与えられた網点周期情報により中
間データへの変換対象となる複数ラインに対応した１つ
の辞書を複数の辞書３２−１〜３２−ｎから選択するこ
とを特徴とする。

【００３０】図４は本願の第４発明の原理説明図であ
り、同じく網点画像を対象とする。図４（ａ）の画像デ
ータ圧縮装置では、ユニバーサル符号化に用いる辞書と
して、網点周期に対応した複数の辞書３２−１〜３２−
ｎを設け、そして、辞書選択手段３２が、中間データへ
の変換対象となった複数ライン毎にパターンの出現頻度
の分布を求め、過去に求めた出現頻度との差から複数の
辞書３２−１〜３２−ｎの１つを選択するか又は新たな
作成辞書を選択し、選択辞書の辞書番号と共に符号化さ
せることを特徴とする。

【００３１】図４（ｂ）の画像データ復元装置では、ユ
ニバーサル復号化に用いる辞書として、網点周期に対応
した複数の辞書３２−１〜３２−ｎを設け、辞書選択手
段３４が、符号データから復元した辞書番号により複数
の辞書３２−１〜３２−ｎの１つを選択するか、又は新
たな作成辞書を選択して復号化を行わせることを特徴と
する。

【００３２】ここで図３及び図４の網点画像を対象とし
た画像データ圧縮又復元装置ついて、辞書３２−１〜３
２−ｎの分割数ｎは、網点周期と変換対象とするライン
数の最小公倍数を求め、最小公倍数を変換対象とする複
数ラインで割った値を辞書の分割数とする。即ち分割数Ｎ＝最小公倍数（網点周期，ライン数）／ライン
数として求める。

【００３３】

【作用】このように本発明は、文字画像の場合は、文字
と空白に対応する２つの辞書２を用意し、前処理として
中間データ、例えばパターン・ランレングス符号に変換
し、続いて与えられた文字の行ピッチ等の情報により辞
書を選択してユニバーサル符号に符号化する。また中間
データとしてのパターン・ランレングス符号に変換する
複数ラインごとの２次元データにつき、パターンの出現
頻度分布を求め、全く空白であれば空白に対応する辞書
を選択し、そうでなければ文字に対応する辞書を選択し
て符号化する。

【００３４】一方、網点画像の場合は、網点周期の位相
の異なりに対応した辞書を複数用意し、前処理として中
間データ、例えばパターン・ランレングス符号に変換
し、続いて、与えられた網点周期の位相の違いにより辞
書を選択してユニバーサル符号に符号化する。また中間
データとしてのパターン・ランレングス符号に変換する
複数ラインごとの２次元データにつき、出現頻度の分布
を求め、この出現頻度分布を以前の出現頻度分布と比較
して、差異の最も小さい複数ラインに対応する辞書を選
択して符号化する。このとき以前の出現頻度の分布との
差異が所定の閾値以上で対応が得られなければ、新たな
辞書を作って符号化する。

【００３５】

【実施例】図５は文書画像を処理する第１発明の画像デ
ータ圧縮装置の実施例を示す。この実施例において、画
像データ圧縮装置は中間符号化手段としてのパターン・
ランレングス変換器１０とＬＺＷ符号化を行うユニバー
サル符号器１２を備える。ユニバーサル符号器１２での
ＬＺＷ符号化に使用する辞書として空白用辞書１６−１
と文字用辞書１６−２を設けている。

【００３６】辞書選択部１４は入力する文字画像につい
て予め定められている文書形式情報から文字の行ピッチ
を入力し、現在、ユニバーサル符号器１２で符号化する
パターン・ランレングス符号が文書画像の空白か文字か
を判断する。空白であれば空白用辞書１６−１を選択
し、文字であれば文字用辞書１６−２を選択する。ここ
で、パターン・ランレングス変換器１０は例えば図２６
に示したように、１次元のビットストリームとして入力
される文字データを所定長のラインデータに分割して２
次元的に配列し、例えば４ラインを対象にパターンの種
類と同一パターンの繰り返しでなるランレングスの組合
せでなるパターン・ランレングス符号に変換する。

【００３７】また、ユニバーサル符号器１２は例えば、
図２９に示したＬＺＷ符号化アルゴリズムに従ってパタ
ーン・ランレングス変換器１０より得られた中間データ
としてのパターン・ランレングス符号を、そのとき選択
されている空白用辞書１６−１または文字用辞書１６−
２を使用してＬＺＷ符号化を行う。図６は図５の符号化
処理を示したフローチャートである。まずステップＳ１
でユニバーサル符号化に使用する辞書を空白用辞書１６
−１と文字用辞書１６−２の２つに分割する。続いてス
テップＳ２でパターン・ランレングス変換器１０に文字
画像の現画像データを入力する。この現画像データは１
次元のビットストリームとして入力される。続いてステ
ップＳ３で、処理対象とする文字画像の文書形式に従っ
て１行分の文字数に対応したビット長毎のラインデータ
に分割し、これを行方向に並べて図２６（ａ）に示した
２次元データに変換する。そして、この２次元データに
ついて例えば４ラインを１ブロックとして、行方向での
パターンとライン方向での同一パターンの繰返しを示す
ランレングスとの組合せでなるパターン・ランレングス
符号への変換を行う。

【００３８】続いてステップＳ４に進み、このときの文
字の行ピッチ情報に基づき、ユニバーサル符号器１２に
よる符号化に使用する辞書を選択する。いま図７に示す
ような２次元データに変換された文字画像から得られた
パターン・ランレングスを対象に、辞書を用いてユニバ
ーサル符号化を行うものとする。２次元データに変換さ
れた文字画像は文字部分及び空白部分が共に４ラインで
あることが文字の行ピッチ情報から認識される。

【００３９】即ち、先頭の４ラインで構成された第１ブ
ロックは文字の行ピッチ情報から文字部分と認識され、
従って文字用辞書１６−２が選択される。次の４ライン
の第２ブロックについては、文字の行ピッチ情報から空
白部分であることが認識され、空白用辞書１６−１が選
択される。以下、奇数ブロックについては文字用辞書１
６−２が選択され、偶数ブロックについては空白用辞書
１６−１が選択される。

【００４０】再び図６を参照するに、ステップＳ４で文
字の行ピッチ情報から辞書選択を行うと、ステップＳ５
で選択された空白用辞書１６−１または文字用辞書１６
−２を参照しながら符号化及び新たな辞書登録を行う。
この対象辞書を用いた符号化は、例えば図２９に示した
ＡＺＷ符号化アルゴリズムに従った処理となる。ステッ
プＳ５で１ブロック分の符号化が済むと、ステップＳ６
で符号化データを出力し、再びステップＳ４に戻って次
のブロックについて同様な処理を繰り返し、全ブロック
を終了するまで同様な処理を繰り返すことになる。

【００４１】図８は第１発明の画像データ復元装置の実
施例を示し、図５の符号データ圧縮装置で得られた符号
データを元の文書画像の画像データに戻す。この画像デ
ータ復元装置はユニバーサル復号器１８，中間復号手段
としてのパターン・ランレングス逆変換器２０，空白用
辞書１６−１，文字用辞書１６−２及び辞書選択部１４
で構成される。

【００４２】ユニバーサル復号器１８は辞書を用いて、
例えば図３０に示した符号化アルゴリズムに従って符号
データからパターン・ランレングス符号を復元する。こ
のとき辞書選択部１４は予め与えられた復元しようとす
る文書画像の文字の行ピッチ情報に基づき、復元するパ
ターン・ランレングス符号のブロック単位に空白用辞書
１６−１または文字用辞書１６−２を選択する。パター
ン・ランレングス逆変換器２０はユニバーサル復号器１
８で復元されたパターン・ランレングス符号を４ライン
の画素の並びでなる２次元データに逆変換した後、１次
元のビットストリームとして出力する。

【００４３】図９は図８の復元処理を示したフローチャ
ートである。まずステップＳ１で、ユニバーサル復号化
に使用する辞書を空白用辞書１６−１と文字用辞書１６
−２の２つに分割する。次にステップＳ２で符号データ
を入力する。続いてステップＳ３で１ブロック分の符号
データを対象に予め与えられている文字の行ピッチ情報
に基づき、空白用辞書１６−１または文字用辞書１６−
２のいずれか１つを選択する。

【００４４】具体的には、図７に示したように先頭ブロ
ックの符号データについては文字部分となることから文
字用辞書１６−２を選択し、次の第２ブロックについて
は空白部分となることから空白用辞書１６−１を選択
し、以下同様に、奇数ブロックは文字用辞書１６−２、
偶数ブロックは空白用辞書１６−１を選択する。ステッ
プＳ３で辞書選択が済むとステップＳ４に進み、選択し
た対象辞書を参照して符号データからパターン・ランレ
ングス符号に変換する復号化を行い、新たな辞書登録を
繰り返す。１ブロック分のユニバーサル復号化が済むと
ステップＳ５に進み、パターン・ランレングス符号をパ
ターンの種類とランレングスに従って２次元データに逆
変換して、元の文書画像の画像データを復元する。

【００４５】このようなステップＳ３〜Ｓ５の処理を全
ブロックあるいは予め定めた数のブロック単位に繰り返
す。全ブロックあるいは所定のブロック単位の復元処理
が終了するとステップＳ６に進み、２次元画像に復元さ
れた復元データを１次元のビットストリームとして出力
する。図１０は第２発明による画像データ圧縮装置の実
施例を示し、この実施例にあってはパターン・ランレン
グス符号に変換する所定ライン数、例えば４ラインで構
成されたブロック毎にパターンの出現頻度を求めて空白
か否か検出するようにしたことを特徴とする。即ち、パ
ターン・ランレングス変換器１０，ユニバーサル符号器
１２，空白用辞書１６−１及び文字用辞書１６−２は図
５の第１発明の実施例と同じであるが、新たに空白の有
無を検出する辞書選択部２２を設けている。

【００４６】辞書選択部はパターン・ランレングス変換
器１０で変換された２次元データの１ブロックについて
空白パターンの出現頻度を検出する。即ち、空白を示す
ビット００００の空白パターンの出現頻度が他のパター
ンに対し極めて高い値として得られている場合には空白
と判断し、空白用辞書１６−１を選択してユニバーサル
符号器１２で符号化させる。これに対し文字部分につい
ては、オールビット０の空白パターン以外に他のビット
パターンの出現頻度もあることから、文字部分と判断し
て文字用辞書１６−２を選択してユニバーサル符号器１
２での符号化に使用させる。

【００４７】図１１は図１０の空白検出を行う辞書選択
部２２を用いた画像データ圧縮装置の処理動作を示した
フローチャートである。この場合にはステップＳ３でブ
ロック単位にパターンの出現頻度を求め、空白のみの場
合は空白用辞書１６−１を、そうでない場合は文字用辞
書１６−２を選択する。更に、復元側での辞書選択を可
能とするため、ユニバーサル符号器１２ではパターン・
ランレングス符号のユニバーサル符号化に先立って最初
に辞書番号を符号化する。それ以外の処理は図６の符号
化と同じになる。

【００４８】図１２は図１０の画像データ圧縮装置で得
られた符号データから元の文字画像の画像データを復元
する画像データ復元装置の実施例を示す。この実施例は
ユニバーサル復号器１８に対し空白用辞書１６−１と文
字用辞書１６−２の２つを設けており、辞書選択部２４
でいずれか１つを選択する。辞書選択部２４は符号デー
タのブロック部分の先頭に符号化されている辞書番号を
復号し、復号した辞書番号に基づき空白用辞書１６−１
または文字用辞書１６−２を選択する。ユニバーサル復
号器１８で空白用辞書１６−１または文字用辞書１６−
２を用いて復号されたパターン・ランレングス符号は、
パターン・ランレングス逆変換器２０で２次元の画像デ
ータに復元され、最終的に１次元のビットストリームと
して出力される。

【００４９】図１３は図１２の画像データ復元装置の復
元処理を示したフローチャートであり、ステップＳ２で
符号データのブロック部分の先頭の符号化された辞書番
号を復元し、復元した辞書番号に基づいて空白用辞書１
６−１または文字用辞書１６−２を選択する点が特徴と
なる。それ以外は図９の復元処理と同じになる。図１４
は網点画像を対象とした符号化を行う第３発明の画像デ
ータ圧縮装置の実施例を示す。この画像データ圧縮装置
はパターン・ランレングス変換器１０，ユニバーサル符
号器１２，辞書選択部２６，辞書部２８で構成される。
辞書部２８は予め与えられた網点周期と変換対象となっ
ている１ブロックを構成するライン数との関係で辞書を
辞書３０−１〜３０−ｎに分割する。

【００５０】図１５は網点画像を対象とした辞書分割を
具体的に示す。この網点画像は網点周期が１２で４ライ
ン毎にパターン・ランレングス符号に変換する場合、網
点周期の位相が異なる３つのブロックが存在する。従っ
て、３つのブロック毎に出易いパターンが異なり、従っ
て辞書を３つの辞書３０−１〜３０−３に分割して、対
応する４ラインのブロック毎にユニバーサル符号化を行
う必要がある。

【００５１】即ち、網点周期と変換対象とする１ブロッ
クのライン数の最小公倍数を１ブロックのライン数で割
った値が辞書の分割数ｎとなる。図１５の場合、網点周
期１２と１ブロックのライン数４の最小公倍数は１２で
あり、これを１ブロックのライン数４で割ると分割数ｎ
＝３となる。再び図１４を参照するに、辞書選択部２６
はパターン・ランレングス変換器１０で網点画像データ
をブロック単位にパターン・ランレングス符号に変換し
た後、予め与えられている網点周期と現在変換対象とな
っているブロックの複数ラインとの関係から、辞書部２
８の辞書３０−１〜３０−ｎの中から対象となる辞書を
選択して、ユニバーサル符号器１２による符号化を行わ
せる。

【００５２】図１６は図１４の網点画像を対象とした画
像データ圧縮装置の処理動作を示したフローチャートで
ある。まずステップＳ１で網点の周期情報と位相の違
い、即ち１ブロックを構成するライン数により決めた分
割数ｎにより１つの辞書を複数の辞書３０−１〜３０−
ｎに分割する。続いて、網点画像の現画像データをステ
ップＳ２で入力し、パターン・ランレングス変換器１０
で２次元のパターン・ランレングス符号に変換する。

【００５３】続いてステップＳ４に進み、ブロック単位
に与えられた網点周期と現在変換の対象となっているブ
ロックの複数ラインとの関係から、対応する辞書３０−
ｉを選択する。続いてステップＳ５で、選択した辞書を
使用してユニバーサル符号化と辞書登録を行い、１ブロ
ック分の符号化が済むと、ステップＳ６で符号データを
出力する。以上のステップＳ４〜Ｓ６を所定ブロックま
たは全ブロックを終了するまで繰り返す。

【００５４】図１７は図１４の画像データ圧縮装置で得
られた符号データから元の網点画像を復元する画像デー
タ復元装置の実施例を示す。この実施例においても、図
１４の場合と同様、網点周期と変換対象となっている１
ブロックのライン数との関係から定まる分割数ｎで辞書
部２８を辞書３０−１〜３０−ｎに分割する。また、辞
書選択部２６で、現在ユニバーサル復号器１８で復号し
ようとするブロックに対応する複数ラインと予め与えら
れた網点周期の関係から、対象となる辞書を選択する。

【００５５】図１８は図１７の復元処理を示したフロー
チャートである。この復元処理にあっては、ステップＳ
１で図１６の場合と同様、網点周期と位相の違いにより
決められた１ブロックのライン数で決まる分割数ｎで辞
書を分割する。またステップＳ３において、現在復元対
象となっているブロックに対応する複数ラインと予め与
えられた網点周期の関係から、対応する辞書を選択す
る。

【００５６】図１９は網点画像を対象とした第４発明の
画像データ復元装置の実施例を示す。この画像データ復
元装置にあっては、辞書選択部３２で変換対象となるブ
ロックを構成する複数ラインの網点画像データを対象に
パターンの出現頻度の分布を求め、この出現頻度の分布
を以前のブロックの出現頻度の分布と比較し、差異の最
も小さいブロックに対応する辞書を選択して符号化する
ようにしたことを特徴とする。また、以前のブロックの
出現頻度との差異が所定の閾値より大きい場合には、新
たな辞書を作って符号化する。

【００５７】図２２は辞書選択部３２における過去のブ
ロックの出現頻度の分布と、現在処理対象としているブ
ロックの出現頻度分布を示す。図２２（ａ）のＡ，Ｂ，
Ｃは以前のブロックの出現頻度の分布である。このよう
な状態で図２２（ｂ）に示す現在処理対象としているブ
ロックの出現頻度の分布Ｄが得られたとする。これを出
現頻度分布Ａ，Ｂ，Ｃに重ねると破線で示すようにな
る。この場合、出現頻度分布Ｂは以前のブロックの出現
頻度分布Ｂとの差異が最も小さいことから、出現頻度分
布Ｂをもつブロックの符号化で使用した辞書を選択す
る。また、辞書選択部３２は辞書部２８の中の辞書３０
−１〜３０−ｎのいずれかを選択したとき、あるいは新
たな辞書３０−（ｎ＋１）を選択した場合には、ユニバ
ーサル符号器１２におけるパターン・ランレングス符号
の符号化に先立ってブロックの先頭に選択した辞書番号
を符号化する。

【００５８】図２１は図１９のパターンの出現頻度の分
布から辞書を選択する画像選択処理を示したフローチャ
ートであり、ステップＳ３でブロック単位に２次元デー
タとした１ブロックの複数ラインのパターンの出現頻度
を求め、以前の出現頻度の分布との差から辞書を選択す
る。また、以前の出現頻度との差が所定の閾値を越えて
いる場合には新たな辞書を作成する。そして、選択した
辞書番号または新たに作成した辞書番号を最初に符号化
するようになる。これをブロック単位に繰り返す。

【００５９】図２２は図１９の画像データ圧縮装置で得
られた符号データから元の網点画像を復元する第４発明
の画像データ復元装置の実施例を示す。ユニバーサル復
号器１８，パターン・ランレングス逆変換器２０及び辞
書３０−１〜３０−ｎに分割された辞書部２８は、図１
７の第３発明と同じであるが、新たに辞書選択部３４が
設けられる。

【００６０】辞書選択部３４は符号データのブロック先
頭に符号化されている辞書番号を復号し、復号した辞書
番号に基づいて辞書部２８の中の辞書３０−１〜３０−
ｎのいずれかを選択するか新たな辞書を作成する。図２
３は図２２の復元処理を示したフローチャートであり、
ステップＳ２で送られてきた辞書番号を復元して複数の
辞書３０−１〜３０−ｎの中から対応する辞書を選択す
るか、あるいは新たな辞書を作成してユニバーサル復号
器１８による復号化を行う。

【００６１】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、複数の辞書を用いて、文字画像の場合は空白部分と
文字部分に分けてそれぞれ対応する専用の辞書を選択
し、また網点画像の場合は網点周期と処理単位となる複
数ラインから位相の異なった数分の辞書に分けてそれぞ
れ対応する専用の辞書を選択することで、統計的性質の
異なる部分を考慮せずに、混在した単一の辞書を用いて
符号化した場合に比べ、より高い圧縮率を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】文字画像を対象とした第１発明の原理説明図

【図２】文字画像を対象とした第２発明の原理説明図

【図３】網点画像を対象とした第３発明の原理説明図

【図４】網点画像を対象とした第４発明の原理説明図

【図５】第１発明の画像データ圧縮装置の実施例構成図

【図６】図５の実施例の符号化処理を示したフローチャ
ート

【図７】文字画像と辞書選択の説明図

【図８】第１発明の画像データ復元装置の実施例構成図

【図９】図８の実施例の復号化処理を示したフローチャ
ート

【図１０】第２発明の画像データ圧縮装置の実施例構成
図

【図１１】図１０の実施例の符号化処理を示したフロー
チャート

【図１２】第２発明の画像データ復元装置の実施例構成
図

【図１３】図１２の実施例の復号化処理を示したフロー
チャート

【図１４】第３発明の画像データ圧縮装置の実施例構成
図

【図１５】網点画像と辞書選択の説明図

【図１６】図１４の実施例の符号化処理を示したフロー
チャート

【図１７】第３発明の画像データ復元装置の実施例構成
図

【図１８】図１７の実施例の復号化処理を示したフロー
チャート

【図１９】第４発明の画像データ圧縮装置の実施例構成
図

【図２０】辞書選択に用いる複数ラインごとのパターン
出現頻度分布の相違を示した説明図

【図２１】図１９の実施例の符号化処理を示したフロー
チャート

【図２２】第４発明の画像データ復元装置の実施例構成
図

【図２３】図２２の実施例の復号化処理を示したフロー
チャート

【図２４】従来の画像データ圧縮装置の説明図

【図２５】従来の画像データ復元装置の説明図

【図２６】２次元画像データとパターン・ランレングス
符号との間の変換および逆変換を示した説明図

【図２７】ユニバーサル符号化で用いる辞書の木構造を
示した説明図

【図２８】ユニバーサル符号の説明図

【図２９】従来のＬＺＡ符号化アルゴリズムを示したフ
ローチャート

【図３０】従来のＬＺＷ復号化アルゴリズムを示したフ
ローチャート

【図３１】ａｂｃ３文字を例にとってＬＺＷ符号化を具
体的に示した説明図

【図３２】図３１の符号化で使用される辞書の説明図

【図３３】ａｂｃ３文字を例にとってＬＺＷ復号化を具
体的に示した説明図

【符号の説明】

１０：中間符号化手段（パターン・ランレングス符号
器）１２：ユニバーサル符号化手段（ユニバーサル符号器）１４，２２，２４，３２，３４：辞書選択手段（辞書選
択部）１６−１：空白用辞書１６−２：文字用辞書１８：ユニバーサル復号化手段（ユニバーサル復号器）２０：中間復号化手段（パターン・ランレングス復号
器）２８：辞書機構３０−１〜３０−２：辞書

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１次元のビットストリームで構成される画
像データを、所定長のラインデータに分割して２次元デ
ータに変換し、該２次元データを所定ライン数毎に分割
方向でのパターンとライン方向での同一パターンの連続
数を示すランレングスの組からなる中間データに変換す
る中間符号化手段（１０）と、該中間符号化手段（１
０）で変換した中間データを辞書を用いてユニバーサル
符号に符号化するユニバーサル符号化手段（１２）とを
備えた画像データ圧縮装置に於いて、前記ユニバーサル符号化に用いる辞書として空白用辞書
（１６−１）と非空白用辞書（１６−２）を設け、予め
与えられた文字のピッチ情報により前記中間データへの
変換対象となった複数ラインが空白か否か判断して前記
２つの辞書から１つを選択する辞書選択手段（１４）と
を設けたことを特徴とする画像データ圧縮装置。
【請求項２】辞書を用いてユニバーサル符号化した符号
データから、所定ライン数毎に分割方向でのパターンと
ライン方向での同一パターンの連続数を示すランレング
スとの組からなる２次元の中間データを復号するユニバ
ーサル復号化手段（１８）と、該ユニバーサル復号化手
段（１８）で復号した２次元の中間データを１次元のビ
ットストリームで構成する画像データに逆変換する中間
復号化手段（２０）とを備えた画像データ復元装置に於
いて、前記ユニバーサル復号化に用いる辞書として、空白用辞
書（１６−１）と非空白用辞書（１６−２）を設け、予
め与えられた文字のピッチ情報により前記中間データへ
の変換対象となる複数ラインが空白か否か判断して前記
２つの辞書から１つを選択する辞書選択手段（１４）を
設けたことを特徴とする画像データ圧縮装置。
【請求項３】１次元のビットストリームで構成される画
像データを、所定長のラインデータに分割して２次元デ
ータに変換し、該２次元データを所定ライン数毎に分割
方向でのパターンとライン方向での同一パターンの連続
数を示すランレングスの組からなる中間データに変換す
る中間符号化手段（１０）と、該中間符号化手段（１
０）で変換した中間データを辞書を用いてユニバーサル
符号に符号化するユニバーサル符号化手段（１２）とを
備えた画像データ圧縮装置に於いて、前記ユニバーサル符号化に用いる辞書として、空白用辞
書（１６−１）と非空白用辞書（１６−２）を設け、前
記中間データへの変換対象となった複数ライン毎に前記
パターンの出現頻度を求めて空白か否か判断し、前記２
つの辞書の１つを選択すると共に選択した辞書番号を符
号化させる辞書選択手段（２２）を設けたことを特徴と
する画像データ圧縮装置。
【請求項４】辞書を用いてユニバーサル符号化した符号
データから、所定ライン数毎に分割方向でのパターンと
ライン方向での同一パターンの連続数を示すランレング
スとの組からなる２次元の中間データを復号するユニバ
ーサル復号化手段（１８）と、該ユニバーサル復号化手
段（１８）で復号した２次元の中間データを１次元のビ
ットストリームで構成する画像データに逆変換する中間
復号化手段（２０）とを備えた画像データ復元装置に於
いて、前記ユニバーサル復号化に用いる辞書として、空白用辞
書（１６−１）と非空白用辞書（１６−２）を設け、前
記符号データから復元した辞書番号により、前記２つの
辞書の１つを選択する辞書選択手段（２４）を設けたこ
とを特徴とする画像データ圧縮装置。
【請求項５】１次元のビットストリームで構成される画
像データを、所定長のラインデータに分割して２次元デ
ータに変換し、該２次元データを所定ライン数毎に分割
方向でのパターンとライン方向での同一パターンの連続
数を示すランレングスの組からなる中間データに変換す
る中間符号化手段（１０）と、該中間符号化手段（１
０）で変換した中間データを辞書を用いてユニバーサル
符号に符号化するユニバーサル符号化手段（１２）とを
備えた画像データ圧縮装置に於いて、前記ユニバーサル符号化に用いる辞書として、網点周期
に対応した複数の辞書（３２−１〜３２−ｎ）を設け、
予め与えられた網点周期情報により前記中間データへの
変換対象となった複数ラインに対応した１つの辞書を前
記複数の辞書（３２−１〜３２−ｎ）から選択する辞書
選択手段（２６）とを設けたことを特徴とする画像デー
タ圧縮装置。
【請求項６】辞書を用いてユニバーサル符号化した符号
データから、所定ライン数毎に分割方向でのパターンと
ライン方向での同一パターンの連続数を示すランレング
スとの組からなる２次元の中間データを復号するユニバ
ーサル復号化手段（１８）と、該ユニバーサル復号化手
段（１８）で復号した２次元の中間データを１次元のビ
ットストリームで構成する画像データに逆変換する中間
復号化手段（２０）とを備えた画像データ復元装置に於
いて、前記ユニバーサル復号化に用いる辞書として、網点周期
に対応した複数の辞書（３２−１〜３２−ｎ）を設け、
予め与えられた網点周期情報により前記中間データへの
変換対象となる複数ラインに対応した１つの辞書を前記
複数の辞書（３２−１〜３２−ｎ）から選択する網点辞
書選択手段（２６）を設けたことを特徴とする画像デー
タ圧縮装置。
【請求項７】１次元のビットストリームで構成される画
像データを、所定長のラインデータに分割して２次元デ
ータに変換し、該２次元データを所定ライン数毎に分割
方向でのパターンとライン方向での同一パターンの連続
数を示すランレングスの組からなる中間データに変換す
る中間符号化手段（１０）と、該中間符号化手段（１
０）で変換した中間データを辞書を用いてユニバーサル
符号に符号化するユニバーサル符号化手段（１２）とを
備えた画像データ圧縮装置に於いて、前記ユニバーサル符号化に用いる辞書として、網点周期
に対応した複数の辞書（３２−１〜３２−ｎ）を設け、
前記中間データへの変換対象となった複数ライン毎に前
記パターンの出現頻度の分布を求め、過去に求めた出現
頻度との差から前記複数の辞書（３２−１〜３２−ｎ）
の１つを選択するか又は新たな作成辞書を選択し、該選
択辞書の辞書番号と共に符号化させる辞書選択手段（３
２）を設けたことを特徴とする画像データ圧縮装置。
【請求項８】辞書を用いてユニバーサル符号化した符号
データから、所定ライン数毎に分割方向でのパターンと
ライン方向での同一パターンの連続数を示すランレング
スとの組からなる２次元の中間データを復号するユニバ
ーサル復号化手段（１８）と、該ユニバーサル復号化手
段（１８）で復号した２次元の中間データを１次元のビ
ットストリームで構成する画像データに逆変換する中間
復号化手段（２０）とを備えた画像データ復元装置に於
いて、前記ユニバーサル復号化に用いる辞書として、網点周期
に対応した複数の辞書（３２−１〜３２−ｎ）を設け、
前記符号データから復元した辞書番号により前記複数の
辞書（３２−１〜３２−ｎ）の１つを選択するか又は新
たな作成辞書を選択して復号化を行わせる辞書選択手段
（３４）を設けたことを特徴とする画像データ圧縮装
置。
【請求項９】請求項７又は８記載の画像データ圧縮又は
復元装置に於いて、網点周期と変換対象とするライン数の最小公倍数を求
め、該最小公倍数を前記変換対象とする複数ラインで割
った値を辞書の分割数とすることを特徴とする画像デー
タ圧縮又は復元装置。