JPH1098621A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブロックの走査方向と直交する方向に強い相
関関係をもつ画像等においても、ブロック間の相関を圧
縮符号化に反映することができるとともに、ブロック全
体に分散しているノイズの影響を受け難く、符号化効率
を向上しつつ精細性を維持することが可能な画像処理装
置を提供する。 【解決手段】 図７において上段の原画像は４×４のブ
ロックに分割されている。これらブロックを矢印の方向
に沿ってスキャンし、相互に隣接する複数のブロックの
濃度が同一であるとみなせる場合はこれらブロックを統
合する。そして、最終的に得られたブロックを各々一画
素と看做して符号化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原稿の画像をスキ
ャナーにより読み取ってデジタル画像データに変換した
後、画像データを一旦蓄積して画像の記録を行うデジタ
ル複写機や、画像データの伝送を行うファクシミリ、あ
るいは画像データの通信や処理を行うパーソナルコンピ
ュータ等に使用される画像処理装置に関し、特にカラー
静止画像のデジタル画像データの情報論的な冗長度を圧
縮して符号化するのに適した画像処理装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のデジタル画像データの情
報論的な冗長度を圧縮して符号化する画像処理装置に関
しては、種々の方式のものが提案されているが、その一
つに画像データを所定数の画素を含むブロックに分割し
てブロックごとに符号化を行う所謂ブロックトランケー
ション符号化（Ｂｌｏｃｋ Ｔｒｕｎｃａｔｉｏｎ Ｃ
ｏｄｉｎｇ：ＢＴＣ）方式がある。

【０００３】一般にブロックごとに符号化するＢＴＣ方
式は、一つのブロック内の情報で完結して符号化するも
のであるためブロック間の相関が弱くなり、符号化効率
を高めるためにブロックのサイズを大きく設定すると、
ブロック間の相関を符号に十分反映することができず、
精細性を維持することが困難であった。

【０００４】そこで、ブロック間の相関を利用して符号
化効率を高めつつ精細性を維持することが可能な符号化
方式として、例えば、特開昭57−127363号公報に開示さ
れているブロックトランケーション符号化（ＤＢＴＣ）
方式が既に提案されている。

【０００５】このＤＢＴＣ型符号化方式では、ブロック
内の画素値がほぼ均一の場合はブロックの平均画素値を
唯一の画素値情報とし、全画素に平均画素値を示す画素
に相当する画素情報を与えて画素情報をランレングス
（ＲＬ）符号化するとともに、注目ブロックの画素値と
直前のブロックの画素値が同一である場合には、同一で
あることを示すフラグで符号化することで、符号化効率
を高めつつ隣接するブロックの画素値を考慮して精細性
を維持している。

【０００６】また、特開昭59−44175 号公報に開示され
ているブロックランレングス（ＢＲＬ）符号化方式で
は、特定の画素情報を有するブロックをランレングス
（ＲＬ）符号化することで符号化効率を高めている。

【０００７】さらに、特開平4 −270473号公報に開示さ
れている符号化方法では、ブロックを一つの画素値で近
似するモード、一つの画素値で近似される複数のブロッ
クをブロックランレングス（ＢＲＬ）符号化するモー
ド、ブロックを二つの画素値で近似するモードおよびブ
ロックを四つ以上の画素値で近似するモードをそれぞれ
設けて、符号化効率と画質の向上を図っている。

【０００８】また、画像電子学会誌第23巻第１号(1994)
Ｐ3 〜10の「セグメンテーションに基づく画像符号化方
式と解像度変換への応用」に開示されている符号化方式
では、原画像と符号の誤差が所定値を越えた場合にブロ
ックを分割していくことで画質を維持するとともに、分
割後、相関の高い領域を統合してチェーン符号化するこ
とで符号化効率も確保している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭57−127363号公報及び特開昭59−44175 号公報、並
びに特開平4 −270473号公報に開示されたブロックラン
レングス（ＢＲＬ）による走査方向に留まったブロック
間の相関を利用する方式では、ブロックの走査方向と直
交する方向に強い相関関係をもつ画像等において、ブロ
ック間の相関を圧縮符号化に反映することができず、縦
方向の直線が不連続となったりして、精細性を維持する
ことができないという問題点を有している。

【００１０】また、ブロックサイズそのものを適応的に
変化させることがない方式では、比較的単純で、例えば
空白あるいは同一色部分が多くを占める画像データを圧
縮符号化する際にも、符号化効率を大幅に向上させるこ
とができないという問題点を有している。

【００１１】さらに、上記画像電子学会誌第23巻第１号
(1994)Ｐ3 〜10の「セグメンテーションに基づく画像符
号化方式と解像度変換への応用」に開示されているよう
に、ブロックを分割することで適応的にブロックサイズ
を変化させる方式の場合には、原画像と符号の誤差が所
定値を越えているか否かの判別を行う誤差値の評価が問
題となる。

【００１２】すなわち、ブロックサイズが大きい場合に
は、誤差値を評価する際に、その誤差値がブロック全体
に分散しているノイズによって生じた値なのか、限定さ
れた箇所に実際に存在する図形等の画像データによって
生じた値なのか、誤差値のみに基づいて区別することが
困難である。そのため、ブロック全体に分散しているノ
イズの影響を受けやすいばかりか、局所的に実際に存在
する図形等の画像の再現性が低下するという問題点を新
たに有している。

【００１３】また、相関の高いブロック領域を統合して
チェーン符号化する際に、ブロックサイズを大きく設定
するとその分だけ符号量も多くなるため、符号化効率の
大幅な向上は期待することができないという問題点をも
有している。

【００１４】そこで、本発明は、上記従来技術の問題点
を解決するためになされたものであり、その目的とする
ところは、ブロックの走査方向と直交する方向に強い相
関関係をもつ画像等においても、ブロック間の相関を圧
縮符号化に反映することができるとともに、ブロック全
体に分散しているノイズの影響を受け難く、符号化効率
を向上しつつ精細性を維持することが可能な画像処理装
置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１記載の構成にあっては、入力した画像データを
ブロックに分割し該ブロックごとに符号化を行う画像処
理装置であって、入力された画像データを所定数の画素
を含むブロックに分割する分割手段と、前記各ブロック
に含まれる画素データの統計情報を求める統計情報演算
手段と、前記統計情報演算手段によって求められた統計
情報に基づき、前記各ブロックは周辺の複数ブロックと
統合して符号化を行うべき第１のブロックであるか、統
合せずに符号化を行うべき第２のブロックであるかを判
定する判定手段と、前記第１のブロックと、その周辺の
複数ブロックとを統合し、統合ブロックを生成する統合
手段と、前記統合ブロックおよび前記第２のブロックに
ついて代表値を求める代表値演算手段と、これら代表値
に対して符号化を行う符号化手段とを有することを特徴
とする。

【００１６】さらに、請求項２記載の構成にあっては、
請求項１記載の画像処理装置において、前記符号化手段
は、前記統計情報または前記判定手段における判定結果
に基づいて、複数の符号化方式のうち何れかを適用する
ものであることを特徴とする。

【００１７】さらに、請求項３記載の構成にあっては、
請求項２記載の画像処理装置において、前記統合手段
は、複数ブロックを一種類もしくは複数種類の所定の形
状に統合し、もしくは所定の数のブロックを統合するこ
とを特徴とする。

【００１８】さらに、請求項４記載の構成にあっては、
請求項３記載の画像処理装置において、前記符号化手段
は、ブロックを一つの代表値で表す第１の符号化手段
と、前記ブロックを所定の参照ブロックから求められた
一つの代表値で表す第２の符号化手段とを有することを
特徴とする。

【００１９】（作用）本発明による画像処理装置によれ
ば、隣接する各ブロックの代表値に応じてブロックを統
合して符号化を行うことで、誤差値を比較的正確に評価
することができ、ブロック間の相関の方向によらずに効
率的な圧縮符号化を行うことができる。

【００２０】言い換えれば、本発明による画像処理装置
は局所領域の画素情報に応じてブロックサイズを変化さ
せ、符号化効率を高めるのに都合のよいブロックを単位
に符号化していることになる。

【００２１】また、統合ブロックの形状を所定のものと
することで、タグを付加するだけでブロックの形状およ
び大きさを明示できるため、チェーン符号等でブロック
の形状を記述する必要がなくなり、符号量を減らすこと
が可能になる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施の形態について説明する。図１は本発明による画像
処理装置の一実施の形態を示すブロック図であり、１は
図示しないスキャナー等によって読み取られ、入力され
た原稿の原画像データ、２は原画像データ１を縦方向に
ｍ画素、横方向にｎ画素（例えば、ｍ×ｎ＝８×８＝６
４画素）の所定の大きさに分割したブロック、３は所定
の大きさに分割されたブロック２を縦方向及び横方向に
ｘブロックずつ集合させたブロック集合である。

【００２３】また、４は符号化を行うブロックに分割さ
れた画像データ２を一時記憶するバッファ、５は一ブロ
ックを表す一つの代表値を演算する代表値演算器と、Ｂ
ＴＣやＤＣＴ符号化方式等の一つ又は複数の符号化方式
を採用した符号化器とを含む符号化手段である。

【００２４】６は前記原画像データ１と前記符号化手段
５によって得られた符号の復号画像とを比較し、所定の
統計量を演算する統計量演算手段、７は前記統計量演算
手段６によって得られた統計量に基いて、ブロックの統
合を行うか否かを選択する選択手段、８は前記符号化手
段５によって符号化された画像データを蓄積及び伝送す
る蓄積／伝送手段である。

【００２５】図２は上記の如く構成される本発明の一実
施の形態による画像処理装置の更に具体的なハードウエ
アブロック図を示すものである。

【００２６】図において、９は図示しないスキャナーに
よって読み取られた原稿の１ページ分の原画像データ１
を記憶するフレーム画像バッファ、１０は一つのブロッ
ク集合（例えば、ｍ×ｎ＝８×８＝６４画素）分の画像
データ２を一時記憶するブロック集合画像バッファであ
る。

【００２７】また、１１は一ブロック集合分の画像デー
タ２をＢＴＣやＤＣＴ符号化方式等の対応する一種類ま
たは複数種類の符号に変換したデータに、一ブロック単
位で適応的に符号化を行う適応的符号化器、１２は前記
適応的符号化器１１によって符号化された一ブロック集
合分の符号を一時記憶する中間符号バッファである。

【００２８】１３は統計量演算器であり、前記適応的符
号化器１１から得られた一種類または複数種類の符号化
された画像データと原画像データ２とを比較して所定の
統計量を演算する。１４は選択器であり、前記統計量演
算器１３から得られた統計量に基づいて前記適応的符号
化器１１から得られた一種類または複数種類の符号化さ
れた画像データをそのまま出力するか統合して出力する
かを選択する。

【００２９】１５は符号統合器であり、前記適応的符号
化器１１から得られた符号を統合する。１６は合成器で
あり、前記適応的符号化器１１からそのまま出力される
符号と、前記符号統合器１５によって統合された符号と
を合成する。１７は中間符号バッファであり、前記合成
器１６から得られた符号を一時的に記録する。

【００３０】１８は選択器であり、前記統計量演算器１
３から得られた統計量に基づいて、合成器１６から得ら
れた符号をそのまま出力するか符号を変換して出力する
かを選択する。１９は符号変換器であり、前記選択器１
８によって符号を変換して出力することが選択された場
合に符号を変換する。

【００３１】２０は合成器であり、前記合成器１６から
そのまま出力される符号と前記符号変換器１９によって
変換された符号とを合成する。２１はブロック集合符号
バッファであり、一ブロック集合分の符号を一時的に記
憶する。２２はフレーム符号バッファであり、１ページ
分の符号化された画像データを記憶する。

【００３２】なお、本実施の形態では、統合されるブロ
ックの形状は、最初に分割されたブロック２の形状の相
似形のみとするように設定されている。

【００３３】次に、図３の符号化フローチャートを参照
しながら、図２に示した本発明の一実施の形態における
画像処理装置の動作について説明する。

【００３４】まず、上記画像処理装置では、図示しない
スキャナーによって読み取られた原稿の１ページ分の原
画像データ１がフレーム画像バッファ９に取り込まれて
記憶される。次に、上記フレーム画像バッファ９に記憶
された原画像データ１をブロック毎に符号化していくた
め、原稿の１ページ分の原画像データ１を、図４に示す
ように、例えば８×８＝６４画素の一ブロック分の画素
データ２毎に分割し、当該分割された一ブロック分の画
素データ２又は当該分割された一ブロック分の画素デー
タ２を複数のブロック分集合させた画素データ２をブロ
ック集合画像バッファ１０に取り込んで記憶する（ステ
ップ１）。

【００３５】上記の如く原稿の１ページ分の原画像デー
タ１を一ブロック分の画素データ２毎に分割する際、原
稿の１ページ分の原画像データ１の縦方向及び横方向の
総画素数が一ブロックに相当する縦横の画素数で割り切
れない場合、つまり、縦方向及び横方向の最後の画素数
が所定のｍ又はｎ（例えば、ｍ＝ｎ＝８）に満たない場
合には、図５に示すように、予め決められた画素値の画
素を縦方向及び横方向の最後の画素に付加、もしくは原
画像データ１の縦方向あるいは横方向の最後の画素を所
定数だけ複写して、縦方向及び横方向の最後のブロック
の画素データ２を埋めることにより、１ページ分の原画
像データ１を余すところなく整数個のブロックに分割す
る。

【００３６】次に、所定の一ブロック分（例えば８×８
＝６４画素）の画素データ２をブロック集合画像バッフ
ァ１０から読み出し、一ブロックづつ適応的符号化器１
１によって符号化し（ステップ２）、一ブロック集合分
の画素データ３の総ての符号化を終えるまで繰り返す
（ステップ３）。いま、８×８＝６４画素の画素データ
２を一ブロック分とすると、図６に示すように、例えば
縦方向及び横方向に四つのブロックを集合させたものが
一ブロック集合３となる。ただし、この一ブロック集合
３は、縦方向及び横方向に四つのブロック２を集合させ
たものに限定されるものではなく、縦方向及び横方向に
二つ又は八つというように任意の数ｘだけ集合させたも
のを用いても良いことは勿論である。

【００３７】上記適応的符号化器１１の中には、一ブロ
ック分の画素データ２を一つの代表値、例えばブロック
内の画素値の平均値で表す符号化器が含まれ、統計量演
算器１３によって得られた統計量、例えばＳＮ比に基づ
いて、適応的にＳＮ比が最も良好な符号化器１１が選択
される。選択された符号化器１１は各ブロックの符号の
先頭部分のタグによって、ブロックサイズと共に記述さ
れる。

【００３８】さらに説明すると、前記一ブロック分の画
素データ２を表すための代表値として、例えば、一ブロ
ック分のｍ×ｎ個の全画素データの平均値を用いる場
合、この一ブロック分の全画素データ２の平均値ｐ₀
は、ブロック内の各画素の濃度をそれぞれａ_ijとする
と、ｐ₀ ＝Σａ_ij／（ｍ×ｎ）で与えられる。

【００３９】次に、一ブロック集合分の符号を隣接する
画素との相関をできるだけ保持するように、例えばヒル
ベルトスキャンなどを用いて、図６に示すように、一ブ
ロック集合分の１６個のブロックを一次元に並べかえ
（ステップ４）、符号の先頭から順番に、連続する四つ
の符号の総てが対応する一ブロックを一つの画素値で表
す符号となっているか、タグに記述された情報を基に、
選択器１４によって判定していく（ステップ５）。

【００４０】そして、連続する四つの符号が一ブロック
を一つの代表値で表す符号となっている場合には、図６
に示すように、連続する四つのブロックの代表値が同一
と見なせるか否かを、先頭ブロックの代表値と他の三つ
のブロックの代表値との差を統計量演算器１３により求
めて選択器１４によって判定し（ステップ６）、四つの
ブロックが同一と見なせる場合には（これらブロックの
代表値の最大値と最小値との差が所定値以下である場合
には）、図６に示すように、四つの符号を符号統合器１
５によって統合し、元のブロックの縦横二倍の相似形の
ブロックを表す符号を合成器１６によって生成する（ス
テップ７）。

【００４１】その後、上記のステップ５からステップ７
の処理を終えた各符号が一ブロックの画素データを一つ
の画素値で表す符号であり、かつ参照ブロック、例えば
直前のブロックから求められる画素値と同一と見なせる
かを、参照ブロックから求められる画素値との差を統計
量演算器１３により求めて選択器１８によって判定する
（ステップ８）。

【００４２】この際、参照ブロックは一ブロックの画素
データを一つの画素値で表す符号となっている必要はな
い。例えば、二つの画素値を持った符号であったとして
も、そのいずれか一方もしくは両方の平均値を以てブロ
ックの代表値とすることを定めておけばよい。

【００４３】一ブロックを一つの画素値で表す符号であ
り、かつ参照ブロックから求められる画素値と同一と見
なせることが選択器１８によって判定された場合には、
図７に示すように、符号を符号変換器１９によって変換
してブロックを所定の参照ブロックから求められた一つ
の画素値で表す符号化器を用いることとブロックサイズ
を示すタグのみとし、画素値情報を省略する（ステップ
９）。さらに、前記符号変換器１９によって変換された
符号と前記合成器１６から出力された符号は、合成器２
０によって合成されて、ブロック集合符号バッファ２１
に記憶される。

【００４４】そして、上記のステップ５からステップ９
の処理が、一ブロック集合分の全ブロックについて終え
るまで繰り返される（ステップ１０、１１）。

【００４５】（変形例）なお、上記実施形態では、画像
処理装置を符号化器や選択器等からなるハードウエアに
よって構成した場合について説明したが、これに限定さ
れるものではなく、ソフトウエアによって構成しても勿
論良い。

【００４６】また、上記実施形態において、隣接するブ
ロックの相関が高い場合には、ステップ５からステップ
９の処理を再帰的に行い、ブロックサイズが所定の大き
さになるまで処理を繰り返すように構成しても良い。

【００４７】また、前記実施の形態において、一連の処
理を終えて得られた符号に可逆圧縮符号化を掛けるよう
に構成しても良い。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明による画像処
理装置では、業務連絡用の文書など比較的単純で空白あ
るいは同一色部分が多くを占める画像データを、文字な
ど画像データの細部の情報を保存したまま、極めて高い
効率で圧縮符号化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による画像処理装置の一実施形態を示
すブロック図である。

【図２】 該実施形態による画像処理装置の更に具体的
な構成を示すハードウエアブロック図である。

【図３】 該実施形態による画像処理装置の動作を示す
フローチャートである。

【図４】 一つのブロックを示す説明図である。

【図５】 一ページ分の原画像データを分割した状態を
示す説明図である。

【図６】 ブロック集合の符号化状態を示す説明図であ
る。

【図７】 ブロック集合の符号化状態を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 原画像データ ２ 分割したブロック ３ ブロック集合 ４ バッファ ５ 符号化手段 ６ 統計量演算手段 ７ 選択手段 ８ 蓄積／伝送手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力した画像データをブロックに分割し
   該ブロックごとに符号化を行う画像処理装置であって、 入力された画像データを所定数の画素を含むブロックに
   分割する分割手段と、 前記各ブロックに含まれる画素データの統計情報を求め
   る統計情報演算手段と、 前記統計情報演算手段によって求められた統計情報に基
   づき、前記各ブロックは周辺の複数ブロックと統合して
   符号化を行うべき第１のブロックであるか、統合せずに
   符号化を行うべき第２のブロックであるかを判定する判
   定手段と、 前記第１のブロックと、その周辺の複数ブロックとを統
   合し、統合ブロックを生成する統合手段と、 前記統合ブロックおよび前記第２のブロックについて代
   表値を求める代表値演算手段と、 これら代表値に対して符号化を行う符号化手段とを有す
   ることを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記符号化手段は、前記統計情報または
   前記判定手段における判定結果に基づいて、複数の符号
   化方式のうち何れかを適用するものであることを特徴と
   する請求項１記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記統合手段は、複数ブロックを一種類
   もしくは複数種類の所定の形状に統合し、もしくは所定
   の数のブロックを統合することを特徴とする請求項２記
   載の画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記符号化手段は、 ブロックを一つの代表値で表す第１の符号化手段と、 前記ブロックを所定の参照ブロックから求められた一つ
   の代表値で表す第２の符号化手段とを有することを特徴
   とする請求項３記載の画像処理装置。