JPH11150660A - 情報圧縮方法、圧縮装置、情報処理方法、情報処理装置、及び、記録媒体 - Google Patents
情報圧縮方法、圧縮装置、情報処理方法、情報処理装置、及び、記録媒体Info
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- JPH11150660A JPH11150660A JP10263040A JP26304098A JPH11150660A JP H11150660 A JPH11150660 A JP H11150660A JP 10263040 A JP10263040 A JP 10263040A JP 26304098 A JP26304098 A JP 26304098A JP H11150660 A JPH11150660 A JP H11150660A
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Abstract
縮を可能にし、かつ、ダウンサンプルド・データをアッ
プサンプリングすることによって得られるデータの品質
を向上させる。 【解決手段】 ダウンサンプリング装置101で、入力
画像を誤差拡散手法によってダウンサンプリングし、ア
ップサンプリング装置103は、ダウンサンプルド画素
値をそれぞれアップサンプリングし、所定数のダウンサ
ンプルド画素値のテンプレート・パターン値に基づいた
統計量を利用し、又はレプリケーションを利用して、ア
ップサンプルド画素値のブロックを生成する。
Description
長の分野に係り、特に、サンプリングによる2値画像の
圧縮/伸長に関する。
ルド画素値」などは、ダウンサンプルリングの結果とし
て生成された画素値などを意味し、同様に「アップサン
プルド画素値」などは、アップサンプリングの結果とし
て生成された画素値などを意味する。
ンプリングは、当該技術分野において周知である。2値
画像の場合、ダウンサンプリングとは、画像データを水
平、垂直両方向とも2分の1にサンプリングすることを
指すことが多い。アップサンプリングとは、サブサンプ
ルド画像を水平方向に2倍に拡大し、また、垂直方向に
2倍に拡大することにより、画像を再構成することを指
す。
る。例えば、ある方法では、画像中の画素ブロックのダ
ウンサンプルド画素値は、そのブロック内の全画素の中
央値である。別の方法では、ブロックのサイズが典型的
な4画素の場合、ブロック内の画素の値が合算されてか
ら4で割り算される。もう一つの方法では、ブロック内
の画素値の1つ、例えば左上コーナーの画素値がブロッ
ク内の全画素値の代表値として選ばれる。
プサンプリングの一方又は両方を実行する。例えば、In
tegrated Device Technology 社(カリフォルニア州、
サンタ・クララ)から、ランレングス符号化及びLempel
-Ziv符号化によってロッシー圧縮を実行する集積回路チ
ップが発売されている。このロッシー圧縮では、圧縮の
ために単純なダウンサンプリング法を利用し、また、ア
ップサンプリングのために平滑化付きのレプリケーショ
ン(replication)を利用する。
ルド値を水平方向及び垂直方向に繰り返し用いることに
よって原画像を再構成することを指す。平滑化付きのレ
プリケーションは、画素値を選ぶための根拠として、ア
ップサンプリングしようとするダウンサンプルド値だけ
でなく、隣接画素値も考慮にいれる。
平線、垂直線、斜め線及びエッジを保存し、かつ、いく
つかのパターンを保存するように2値画像を縮小する方
法を明記している。例えば、ISO IS 11544(ITU-¶.82)
を参照されたい。しかし、JBIG標準は、低解像度画
像の利用と、圧縮データを利用してロスレスの高解像度
データを再生することについて論じているのみである。
に2分の1にダウンサンプリングすることによって明確
に保証されるのは、画像の4分の1だけである。この保
証は大変有益ではあるが、後に復元のためアップサンプ
リングを行って得られる画像品質が良好でないことがあ
る。したがって、ダウンサンプルド画像又は他のデータ
セットのアップサンプリング結果の画像品質を向上さ
せ、なおかつ、確実にビットレートを一定に維持できれ
ば望ましいであろう。
る要請に応えるため、改良されたダウンサンプリング及
びアップサンプリングの手法と、それを利用した2値画
像などの情報の圧縮/伸長のための方法及び装置を提供
しようとするものである。
め、請求項1の情報圧縮方法は、2値画素値を受け取る
ステップ、及び、2値画素値をダウンサンプリングして
各2値画素値ブロックに対するダウンサンプルド画素値
を生成するステップを含み、複数の2値画素値ブロック
中の各2値画素値ブロックに対するダウンサンプルド画
素値が、該各2値画素値ブロック中の画素値の合計、及
び、該各2値画素値ブロックと所定の因果関係にある別
の2値画素値ブロックを前にダウンサンプリングした結
果として生成された少なくとも1つの値に基づいて生成
されることを特徴とするものである。
報圧縮方法において、該少なくとも1つの値が、該別の
2値画素値ブロックに対する前に生成されたダウンサン
プルド画素値と、該別の2値画素値ブロックのより正確
な値表現との間の誤差からなることを特徴とするもので
ある。
報圧縮方法において、該少なくとも1つの値が、該各2
値画素値ブロックの上の第1の2値画素値ブロックの、
前に生成された第1のダウンサンプルド値と、より正確
な値表現との間の第1の誤差、及び、該各2値画素値ブ
ロックの左の第2の2値画素値ブロックの、前に生成さ
れた第2のダウンサンプルド値と、より正確な値表現と
の間の第2の誤差からなることを特徴とするものであ
る。
報圧縮方法において、ラスター走査線の先頭にある各2
値画素値ブロックに対するダウンサンプルド画素値の生
成に利用するための第2の誤差が、該各2値画素値ブロ
ックのラスター走査線の直前のラスター走査線の末尾に
ある2値画素値ブロックのダウンサンプリング時に生成
された第2の誤差からなることを特徴とするものであ
る。
報圧縮方法において、ダウンサンプルド画素値における
黒画素値の割合が、2値画素値における黒画素値の割合
とほぼ同じであることを特徴とするものである。
受け取るステップ、及び、2値画素値ブロックをダウン
サンプリングして、該2値画素値ブロックに対するダウ
ンサンプルド画素値を生成し、また、2値画素値ブロッ
クのそれぞれ毎に、該各2値画素値ブロックの、ダウン
サンプルド画素値及び実際の画素値のより正確な表現に
関連した誤差量を示す少なくとも1つの値を生成するス
テップからなることを特徴とするものである。
報圧縮方法において、該少なくとも1つの値が2つの値
からなることを特徴とするものである。
報圧縮方法において、該少なくとも1つの値が因果的に
後に続く少なくとも1つの2値画素値ブロックのダウン
サンプリングの判定に利用されることを特徴とするもの
である。
報圧縮方法において、該少なくとも1つの値がラスター
走査順に因果的に伝搬させられることを特徴とするもの
である。
情報圧縮方法において、該少なくとも1つの値が、該別
の2値画素値ブロックに対し前に生成されたダウンサン
プルド画素値と、該別の2値画素値ブロックのより正確
な値表現との間の誤差からなることを特徴とするもので
ある。
情報圧縮方法において、該少なくとも1つの値が、該各
2値画素値ブロックの上にある第1の2値画素値ブロッ
クの、前に生成された第1のダウンサンプルド画素値
と、より正確な値表現との間の第1の誤差、及び、該各
2値画素値ブロックの左にある第2の2値画素値ブロッ
クの、前に生成された第2のダウンサンプルド画素値
と、より正確な値表現との間の第2の誤差からなること
を特徴とするものである。
の情報圧縮方法において、ラスター走査線の先頭にある
各2値画素値ブロックに対するダウンサンプルド画素値
の生成に利用するための第2の誤差が、該各2値画素値
ブロックのラスター走査線の直前のラスター走査線の末
尾にある2値画素値ブロックのダウンサンプリング時に
生成された第2の誤差からなることを特徴とするもので
ある。
情報圧縮方法において、ダウンサンプルド画素値におけ
る黒画素値の割合が、2値画素値における黒画素値の割
合とほぼ同じであることを特徴とするものである。
タを受け入れるための記憶域、及び、個別の2値画素値
ブロックに対し、そのダウンサンプルド値を表す出力値
を、該個別の2値画素値ブロックにおける画素値の合計
と、前の2値画素値ブロックにおけるダウンサンプリン
グの少なくとも1つの結果に関連した誤差量を示す少な
くとも1つの値とに応じて生成するためのダウンサンプ
リング装置を具備し、その出力値が2値画素値データの
ダウンサンプルド・データを表すことを特徴とするもの
である。
縮装置において、該少なくとも1つの値が、因果的に次
に来る少なくとも1つの2値画素値ブロックのダウンサ
ンプリングの判定に利用されることを特徴とするもので
ある。
縮装置において、該少なくとも1つの値がラスター走査
順に因果的に伝搬させられることを特徴とするものであ
る。請求項17の圧縮装置は、請求項14の圧縮装置に
おいて、該少なくとも1つの値が、該別の2値画素値ブ
ロックに対し前に生成されたダウンサンプルド画素値
と、該別の画素値ブロックのより正確な値表現との間の
誤差からなることを特徴とするものである。
縮装置において、該少なくとも1つの値が、該各2値画
素値ブロックの上にある第1の2値画素値ブロックの、
前に生成された第1のダウンサンプルド画素値と、より
正確な値表現との間の第1の誤差、及び、該各2値画素
値ブロックの左側にある第2の2値画素値ブロックの、
前に生成された第2のダウンサンプルド画素値と、より
正確な値表現との間の第2の誤差からなることを特徴と
するものである。
縮装置において、ラスター走査線の先頭にある各2値画
素値ブロックに対するダウンサンプルド画素値の生成に
利用するための第2の誤差が、該各2値画素値ブロック
のラスター走査線の直前のラスター走査線の末尾にある
2値画素値ブロックのダウンサンプリング時に生成され
た第2の誤差からなることを特徴とするものである。
縮装置において、ダウンサンプルド画素値における黒画
素の割合が、2値画素値における黒画素の割合とほぼ同
じであることを特徴とするものである。
縮装置において、ダウンサンプリング装置がテーブルを
含むことを特徴とするものである。
をダウンサンプリングし、各2値画素値ブロックに対す
るダウンサンプルド画素値を、該各2値画素値ブロック
における画素値の合計と、該各2値画素値ブロックと所
定の因果関係がある別の2値画素値ブロックを前にダウ
ンサンプリングした結果として生成された少なくとも1
つの値とに基づいて生成するステップ、及び、ダウンサ
ンプルド・データに対しレプリケーションを行って原デ
ータを復元するステップを含むことを特徴とするもので
ある。
プルド画素値を受け取るステップ、及び、ダウンサンプ
ルド画素値のそれぞれをアップサンプリングし、アップ
サンプルド画素値ブロックを、所定数のダウンサンプル
ド画素値のテンプレート・パターン値に基づいた統計量
を利用して作成するステップを含むことを特徴とするも
のである。
の情報処理方法において、ダウンサンプルド画素値がダ
ウンサンプルド画像を構成し、アップサンプルド画素値
がアップサンプルド画像を構成することを特徴とするも
のである。
の情報処理方法において、原画像データをダウンサンプ
リングするステップ、及び、ダウンサンプルド画素値の
各テンプレート・パターン値及び原画像データにおける
対応画素ブロックについての統計量を生成するステップ
をさらに含むことを特徴とするものである。
の情報処理方法において、原画像データにおける各画素
ブロックが4画素からなることを特徴とするものであ
る。
の情報処理方法において、統計量をダウンサンプルド画
素値と一緒に通知するステップをさらに含むことを特徴
とするものである。
の情報処理方法において、複数の統計量セットの1つを
選択可能にするための指示情報をダウンサンプルド画素
値と一緒に通知するステップをさらに含むことを特徴と
するものである。
の情報処理方法において、統計量の生成が原画像データ
のダウンサンプリング中に行われることを特徴とするも
のである。
の情報処理方法において、統計量がテーブルを構成する
ことを特徴とするものである。
の情報処理方法において、ダウンサンプルド画素値のテ
ンプレート・パターン値と、少なくとも1つのアップサ
ンプルド画素値を利用して、ダウンサンプルド画素値を
アップサンプリングすることを特徴とするものである。
の情報処理方法において、テンプレート・パターン値を
利用してテーブルをアドレッシングし、ダウンサンプル
ド画素値と置き換えるためのアップサンプルド画素値の
パターンを特定するステップをさらに含むことを特徴と
するものである。
の情報処理方法において、アップサンプリングに利用さ
れる少なくとも1つのアップサンプルド画素値が、アッ
プサンプリングしようとするダウンサンプルド値に関連
した同じラスター走査線からのアップサンプルド画素値
からなることを特徴とするものである。
の情報処理方法において、アップサンプリングに利用さ
れる少なくとも1つのアップサンプルド画素値が、アッ
プサンプリングしようとするダウンサンプルド値に関連
した同じ走査線及び前の走査線からのアップサンプルド
画素値からなることを特徴とするものである。
プルド画素値を受け取るための手段、及び、ダウンサン
プルド画素値のそれぞれをアップサンプリングし、アッ
プサンプルド画素値ブロックを、所定数のダウンサンプ
ルド画素値のテンプレート・パターン値に基づいた統計
量を利用して作成する手段を具備することを特徴とする
ものである。
記録媒体は、2値画素値をダウンサンプリングし、各2
値画素値ブロックに対するダウンサンプルド画素値を、
該各2値画素値ブロックにおける画素値の合計と、該各
2値画素値ブロックと所定の因果関係がある別の2値画
素値ブロックを前にダウンサンプリングした結果として
生成された少なくとも1つの値とに基づいて生成する処
理をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録
されたことを特徴とするものである。
記録媒体は、ダウンサンプルド画素値のそれぞれをアッ
プサンプリングし、アップサンプルド画素値ブロック
を、所定数のダウンサンプルド画素値のテンプレート・
パターン値に基づいた統計量を利用して作成する処理を
コンピュータに実行させるためのプログラムが記録され
たことを特徴とするものである。
け取り、その2値画素値をダウンサンプリングすること
により各2値画素値ブロックに対するダウンサンプルド
画素値を生成する方法及び装置が提供される。各画素値
ブロックに対するダウンサンプルド画素値は、各ブロッ
ク内の画素値の合計と、当該画素値ブロックと所定の因
果関係にある別の画素値ブロックを前にダウンサンプリ
ングした結果として生成された少なくとも1つの値とに
基づいて、生成される。
受け取り、そのダウンサンプルド画素値のそれぞれをア
ップサンプリングし、所定数のダウンサンプルド画素値
のテンプレート・パターン値に基づいた統計量を用いて
アップサンプルド画素値ブロックを作成する方法及び装
置を利用して情報を処理する方法及び装置が提供され
る。
に応じ添付図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説
明において、テンプレートのサイズ、アドレスのサイ
ズ、ビット数、コンテクストのために用いられる特定の
ビット等々、様々な具体例が示される。しかし、当業者
には、そのような具体例によらずに本発明を実施し得る
ことが明らかになろう。他方、本発明をいたずらに難解
にしないため、周知の構造及びデバイスはブロック図の
形式で表し、詳しくは示さない。
リ内のデータビットに対する演算のアルゴリズム及び記
号表現によって与えられる部分がある。このようなアル
ゴリズム記述及び表現は、データ処理技術分野の当業者
によって、その研究の内容を他の当業者に対し最も効率
的に伝えるために用いられる手段である。あるアルゴリ
ズムがあり、それが概して、期待した結果に至る自己矛
盾のないステップ系列だと考えられるとしよう。これら
のステップは、物理量を物理的に処理する必要のあるも
のである。必ずという訳ではないが、これらの物理量は
記憶、転送、結合、比較、その他処理が可能な電気的ま
たは磁気的信号の形をとるのが普通である。これらの信
号をビット、値、要素、記号、文字、用語、数値等で表
わすのが、主に慣用上の理由からであるが、便利な場合
があることが分かっている。
語は、適切な物理量と関係付けられるべきであり、ま
た、これら物理量につけた便宜上のラベルに過ぎないと
いうことに留意すべきである。以下の説明から明らかな
ように、特に断わらない限り、「処理」「演算」「計
算」「判定」「表示」等々の用語を用いて論じること
は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリの内部
の物理的(電子的)な量として表現されたデータを処理
して、コンピュータシステムのメモリまたはレジスタや
同様の情報記憶装置、情報伝送装置あるいは表示装置の
内部の同様に物理量として表現された他のデータへ変換
する、コンピュータシステムあるいは同様の電子演算装
置の作用及びプロセスを指すものである。
書で説明される操作を実行するための装置にも関係す
る。この装置は、所望の目的のために専用に作ってもよ
いし、あるいは、汎用コンピュータを内蔵プログラムに
より選択的に駆動もしくは再構成したものでもよい。そ
のようなコンピュータ・プログラムは、コンピュータが
読み取り可能などのような種類の記憶媒体に格納しても
よい。例えば、それに限定されるものではないが、フロ
ッピーディスク、光ディスク、CD−ROM、光磁気デ
ィスクなどの任意の種類のディスク、リードオンリーメ
モリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、
EPROM、EEPROM、磁気カード又は光カードな
ど、電子的命令の格納に適した、コンピュータのシステ
ムバスに接続された任意種類の媒体でよい。本明細書に
提示したアルゴリズムは、本質的に、どのような特定の
コンピュータ、その他の装置とも関わりがない。様々な
汎用マシンを、本明細書に述べたところに従ったプログ
ラムに利用してもよいが、必要な方法ステップの実行用
に、より特化した装置を作るほうが好都合であるかもし
れない。これら多様なマシンに要求される構造は以下の
説明より明らかになろう。さらに、いかなる特定のプロ
グラミング言語とも関連付けることなく本発明を説明す
る。本明細書において述べるように、本発明の内容の実
現に様々なプログラミング言語を使用し得ることが理解
されよう。
ンプリングが可能である。2値画像とは各画素が1ビッ
トで表現された画像であり、各ビットの値で画素が黒か
白かを示す。ただし、本発明は、2値成分を持つ他の画
像(例えば、カラー画像)にも適用可能であることに注
意されたい。
像をダウンサンプリングしてアップサンプリングする間
に2値画像の圧縮を行ってもよい。換言すれば、ダウン
サンプリングを行うことにより(その後にアップサンプ
リングが行われる)、そのデータの記憶に使用されるメ
モリが縮小されるであろう。というのは、そのメモリ
を、データが圧縮画像用に割り当てられたメモリ量をオ
ーバーフローする時に対処できるほど大きくする必要が
ないためである。本発明は、ダウンサンプリングを利用
した固定レート圧縮が可能であり、かつ、ダウンサンプ
ルド・データをアップサンプリングすることによって得
られるデータの品質を、以下に述べる方法より向上させ
る。
図1において、入力データ100は例えば2値画像であ
り、ダウンサンプリング装置101によってダウンサン
プリングされる。一実施例では、ダウンサンプリング装
置101によるダウンサンプリングには、後述の本発明
の誤差拡散手法が用いられる。別の実施例では、ダウン
サンプリング装置101によって行われるダウンサンプ
リングは、JBIGダウンサンプリング手法である。ダ
ウンサンプリングの結果として得られるダウンサンプル
ド画像は、通信路/記憶装置102へ送られる。このダ
ウンサンプルド・データを、1つ又はそれ以上の圧縮手
法を用いて、さらに圧縮してから通信路へ送り、あるい
は記憶してもよい。
/記憶装置102より受け取ったデータに対するアップ
サンプリングを行う。ダウンサンプルド・データが、さ
らに圧縮されてから通信路へ送られ又は記憶された場合
には、データは伸長された後にアップサンプリング装置
103に受け取られる。一実施例では、アップサンプリ
ング装置103によって行われるアップサンプリング
は、レプリケーションである。別の実施例では、ダウン
サンプルド画素だけに基づいた、あるいは、ダウンサン
プルド画素とアップサンプルド画素の両方に基づいたテ
ンプレート・アップサンプリングによって、アップサン
プリングが行われる。アップサンプリングの結果、復元
データ104(例えば復元画像)が生成される。
水平方向、垂直方向、斜め方向など)のサブサンプリン
グにも、複数次元(例えば、水平及び垂直の2方向)の
サブサンプリングにも適用できることに注意されたい。
に対して適用できる。すなわち、本発明は正方形画素に
しか適用できないわけではない。しかし、画素の形状は
サンプリングの方向に影響を及ぼすことがある。
ダウンサンプリング手法を提供する。なお、本明細書に
おいて明確に述べるダウンサンプリング手法はどれも、
以下に述べるアップサンプリング手法や、ここでは述べ
ない他のアップサンプリング手法のいずれと組み合わせ
て利用してもよいことに注意されたい。また、ここに述
べない他のダウンサンプリング手法を、以下に述べるア
ップサンプリング手法と一緒に利用してもよいことに注
意されたい。
よれば、4つの画素(水平方向2×垂直方向2)が1つ
の画素で表されるダウンサンプリングが可能である。こ
の場合、誤差が生じることがある。4画素が全て白又は
黒のときには、ダウンサンプルド画素で誤差なしに4画
素を表すことができる。しかし、1つ又は2つの画素が
異なるときには、1つ又は2つの画素の間違いが起こ
る。
又は下隣りのダウンサンプルド画素へ送る。この誤差値
は、それら画素に対するダウンサンプルド値の決定に利
用される。一実施例では、誤差は右と下の両方のダウン
サンプルド画素に送られる。前述のように、一実施例で
は、本発明の誤差拡散は、2次元のダウンサンプリング
ではなく、1次元だけのダウンサンプリングに適用され
る。
一実施例を示す。このダウンサンプリング法は処理ロジ
ックによって実行される。この処理ロジックは、ハード
ウェア(例えばハードワイヤド・ロジック)、ソフトウ
ェア(例えばコンピュータシステム上で実行されるよう
なもの)、あるいは、その両方の組合せで実現してよ
い。
の入力2値画素データ値を受け取る(処理ブロック20
1)。次に、処理ロジックは、1つの画素ブロックに対
し、それらの画素値と少なくとも1つの誤差値に基づ
き、誤差拡散則を適用する(処理ブロック202)。一
実施例では、各画素ブロックは4画素(水平方向2×垂
直方向2)から構成される。
くとも1つの画素のダウンサンプリングを調整するため
誤差値を伝搬させる(処理ブロック203)。一実施例
では、この調整とは、画像中の当該画素値ブロックに対
するダウンサンプルド画素値を選ぶ際に、誤差を利用す
ることを意味する。
ブロックがあるか調べる(処理ブロック204)。ほか
のデータブロックが残っているときには、処理ロジック
は処理ブロック202に戻るが、そうでなければ処理を
終了する。
が生成される。これらの誤差値は同じであることも異な
ることもある。これら誤差値はそれぞれ、ダウンサンプ
リングしようとしている現在ブロックの右隣り又は下隣
りのダウンサンプルド画素に送られる。別の実施例で
は、誤差値は、現在ブロックの右隣りのダウンサンプル
ド画素及び下隣りのダウンサンプルド画素に送られる。
す。なお、図13に示した値は2進表現ではない。
ルの使用法を示している。図3に、いくつかの画素値ブ
ロック301〜306が示されているが、各ブロックは
4画素からなる。ブロック301〜306のそれぞれ
に、その4画素の合計値が示されている。例えばブロッ
ク301では、その画素の合計値は1である。その前の
誤差(左隣りのダウンサンプルド・ブロックから受け取
った誤差)と上隣りの誤差(図示せず)の和が0である
と仮定すると、ブロック301の出力値(ダウンサンプ
ルド値)は0であり、右(次)への誤差値と下への誤差
値はそれぞれ1と0である。ブロック302の場合、そ
の画素の合計は2であり、前と上の誤差の和は1であ
る。したがって、ブロック302の出力は1であり、右
と下へ伝搬される誤差値はそれぞれ−1と0である。
クの場合に起こることを例示するものである。このよう
な場合、次への誤差値は、次の2画素行の最初の画素ブ
ロック(すなわち図3中のブロック304)に対するダ
ウンサンプルド値の決定に利用すべく送られる。
ックのように、データの先頭にある画素ブロックは、前
の誤差値も上の誤差値も持たないことに注意されたい。
すなわち、前の誤差、つまり右への誤差がない。このよ
うな場合、一実施例では、その誤差は0である。別の実
施例では、その誤差値は他のある所定値とされる。これ
らの誤差値は同じで値である必要はない。同様に、一番
上の行の他の画素ブロックについては、上からの誤差値
は0(又は、他のある所定値)と仮定される。同様に、
一番下の行の画素ブロックによって生成される誤差値
は、他の画素ブロックのダウンサンプルド画素値の決定
には利用されない。
す。図4において、画素値410〜413がダウンサン
プリング装置400の加算器401に入力される。加算
器401は、それら画素値を合算し合計を出力する。こ
の合計はテーブル402に入力される。テーブル402
には、前の画素ブロック(左隣りの画素ブロック)のダ
ウンサンプリング時と上の画素ブロックのダウンサンプ
リング時に生成された誤差も入力される。テーブル40
2は、これら入力を利用し、画素ブロックに対するダウ
ンサンプルド画素を表す値416、並びに、図13中の
次への誤差と下への誤差をそれぞれ表す誤差値417と
誤差値418を出力する。
用するダウンサンプリング処理の一例を示す。図5にお
いて、処理ロジックは、まず画素データ値を合計し(処
理ブロック501)、この画素データ値の合計と少なく
とも1つの誤差値を利用してテーブルをアクセスし(処
理ブロック502)、当該ブロックに対するダウンサン
プルド値と、他のブロックのダウンサンプルド値の選択
の調整のために伝搬される誤差値とを出力する(処理ブ
ロック503)。
像における黒画素と白画素の個数の割合が、ダウンサン
プルド画像においてもそのまま維持されるという利点が
得られる。すなわち、原画像に70%の黒画素があると
きには、ダウンサンプルド画像に70%の黒画素があ
る。
集合の形にしてもよく、それをソフトウエアでコード化
してもよいし、ハードウェアで実現してもよい。このこ
とは、本明細書において述べる他のテーブルについても
同様である。
標準にはテンプレート・ベースのダウンサンプリング手
法が記載されているが、これは各1ビットの4,096
個のアドレスロケーションを持つルックアップテーブル
のアクセスに12ビット用いる。テンプレートのパター
ンとLUTは、JBIGに明記されている。JBIG標
準に述べられているダウンサンプリングは、エッジのシ
ャープさを保存し、個々の画素行を維持し、中間調濃度
を再現する。
合の問題点の1つは、それがロッシーである(損失があ
る)ことである。ロスレス(非損失)を望む場合には、
テーブルはそのまま利用してよいが、再構成のためにメ
ークアップビットが必要とされ、さらに、それらも圧縮
しなければならない(ダウンサンプリングの後で圧縮す
る場合)。メークアップビットを含めて圧縮した場合、
得られる圧縮率はかなり悪化する。
かのアップサンプリング手法を提示する。これらのアッ
プサンプリング手法には、レプリケーション、テンプレ
ート・アップサンプリング(ダウンサンプルド画素のみ
利用)、テンプレート・アップサンプリング(ダウンサ
ンプルド画素及びアップサンプルド画素を利用)が含ま
れる。これら手法はそれぞれ、単独で利用することも、
本明細書で述べたダウンサンプリング手法又は従来技術
のダウンサンプリング手法と組合せて利用することもで
きる。
グ]レプリケーションは従来技術の手法であり、各ダウ
ンサンプルド画素が水平方向2×垂直方向2の4個のア
ップサンプルド画素にコード化される。この手法は「零
次ホールド法」とも呼ばれる。一実施例では、誤差拡散
によりダウンサンプリングされたデータのアップサンプ
リングに、レプリケーションが用いられる。なお、レプ
リケーションは、単一次元で行うことも、必要ならば水
平、垂直以外の方向に行うこともできることに注意され
たい。
ウンサンプルド画素のみ利用)]本発明のダウンサンプ
ルド画素だけを利用するテンプレート・アップサンプリ
ングは、所定個数のダウンサンプルド画素値のテンプレ
ート・パターン値に基づいた統計量を利用して、ダウン
サンプルド入力値のそれぞれをアップサンプリングし、
1つの画素ブロックのアップサンプルド・データ値を作
成することができる。すなわち、本発明では、原画像及
びダウンサンプルド画像によるテンプレートからテーブ
ルが作られる。そして、このテーブルがアップサンプリ
ングに利用される。図6は、この処理の一例を示す。
タをダウンサンプリングし(処理ブロック601)、ダ
ウンサンプルド・データの各テンプレート・パターン値
及び入力データ中のブロックの対応画素値についての統
計量を生成し(処理ブロック602)、次に、この統計
量を利用してアップサンプルド・データを作成する(処
理ブロック603)。
なり、その各エントリーは特定のテンプレート・パター
ンに基づいてアドレスされる。テンプレート・パターン
は、テーブルの各エントリーをアクセスするためのアド
レスに変換できる。各エントリーをアクセスすると、ア
ップサンプリングしようとしているダウンサンプルド画
素値に関連した1つのブロックの画素のための2値画素
値が出力される。
・パターンについて統計量が累積される。すなわち、ダ
ウンサンプリング中に、ある特定のテンプレート値が出
現すると、そのテンプレートの出現時に最高頻度で出現
する(ダウンサンプリング前の)画素値の特定の4ビッ
ト・パターンが、アップサンプリングにおいて当該テン
プレート・パターンの出現時に用いられることになる2
値画素値となる。例えば、ダウンサンプルド画素パター
ンが、ブロック中の原画素が該テンプレート・パターン
出現時の60%で特定の4ビット・パターンを持ってい
たことを示す場合には、アップサンプリング中に該テン
プレートが出現した時に当該パターンを用いて全てのダ
ウンサンプルド画素がアップサンプリングされる。
ダウンサンプルド画素値で、疑問符(?)によって示さ
れた4ビットのアップサンプリングのためのテンプレー
トを記述することに注意されたい。アップサンプリング
によって得られる画素値の相対的位置を明らかにするた
め、テンプレートの上部に2ビット(ビット10及びビ
ット11)を追加してもよい。例えば、ビット10が0
ならば、アップサンプリングにより得られる画素値は正
方形の上部にあり、そうでなければ、その画素値は正方
形の下部にある。同様に、ビット11が0ならば画素値
は正方形の左側にあり、そうでなければ画素値は正方形
の右側にある。この2ビットをテンプレート・パターン
に追加し、統計量を格納する「コンテクスト」を生成し
てもよい。
ド画素0〜8により表されるテンプレートに関する統計
量が保存される。例えば、ダウンサンプルド値0〜8の
テンプレートが特定のパターンで出現する度に、ある指
示情報が、その4ビット(?)が何であったかを指示し
ている。ダウンサンプリングが完了後、ダウンサンプル
ド値0〜8の各パターン毎に最高頻度で出現した4ビッ
ト(?)が記憶され、これがアップサンプリング時に使
用されることになる。
る各テンプレート・パターン値及び原画像の対応した4
画素値に関し、統計量が生成される。ダウンサンプルド
画像において、ある特定のテンプレート・パターン値に
ついて最も出現頻度の高い4画素値が、画像のアップサ
ンプリングにおいて、その特定のテンプレート・パター
ン値が出現した時に用いられる4つの値である。このこ
とは、当然のことながら、統計量(例えば、テーブル)
が、ダウンサンプルド画像と一緒に、あるいは別々に、
アップサンプリング装置へ通知されることを意味する。
ト・パターン値について、4画素値が4ビット画素値の
別のパターンと同じ回数出現するタイブレークの場合に
は、どちらのパターンを使用すべきか決定するためタイ
ブレーク方式を使用してもよい。
イズにおける最も多い画素値を使って決定する方式であ
ろう。白が最も多い画素値であるときには、アップサン
プリング時に白が用いられる。一方、黒のほうが原画像
中に多いときには、アップサンプリング時に特定のテン
プレート・パターン値として黒が用いられる。どちらの
画素値のほうが多いかの判定は、局所的に行ってもよい
し(当該領域について、どちらの画素値のほうが多いか
判定する)、画像全体で行ってもよい(画像中で、どち
らの画素値のほうが多いか判定する)。別のタイブレー
ク方式を利用してもよく、また、そのような方式は当業
者には明かであろう。
数の統計テーブルが生成される。このテーブルは、所定
数の画像を基にして設定される。例えば、百枚又は千枚
の画像に基づいてテーブルが設定される。この場合、ど
のテーブルを使用すべきか指示するため、指示情報もし
くは信号が用いられる。かかる指示情報もしくは信号
は、データと一緒に、又はデータとは別に送られる。
た、その後のテーブル記憶域として、余分なメモリが必
要になる。例えば、10ビットの「コンテクスト」(各
テンプレート・パターン値は10ビット)が用いられる
時には4Kのメモリが必要となろう。このメモリは、各
パターンが出現した時にダウンサンプルド画素値と置き
換わる4画素値を記憶することになろう。
メモリ部を用いて作られ、各画素値は分離される。例え
ば、512コンテクストの場合(9ビット・アドレスの
場合)、左上の画素値がメモリロケーション0〜511
に格納され、右上の画素値はメモリロケーション512
〜1,023に格納され、以下同様に格納される。
ップサンプルド画素及びダウンサンプルド画素を利
用)]他の実施例では、アップサンプルド画素がテンプ
レート中に因果的方法で取り込まれるであろう。統計量
は、ダウンサンプルド画素のみに用いられるテンプレー
ト・アップサンプリングにおける前述の方法と同じ方法
によって生成される。しかし、この場合には、テンプレ
ート・パターン値にダウンサンプルド画素値と原画素値
が含まれるであろう。
す。図8に示す例では、6個のダウンサンプルド画素
(4〜9)が、4個のアップサンプルド画素値(0〜
3)と共に、テンプレートに用いられる。なお、生成す
べきアップサンプルド画素値は、利用される他のアップ
サンプルド画素値の全てのダウンサンプルド画素と関連
するわけではないことに注意されたい。アップサンプル
ド画素値1〜3は、別々の画素ブロック行にある。図9
は、利用されるアップサンプルド画素が全て、決定すべ
きアップサンプルド画素と関連したブロックのラスター
走査行と同じラスター走査行にある場合を示す。図10
及び図11はそれぞれ図8及び図9に示したテンプレー
トの変形例を示す。
用し得る圧縮フレーム記憶システムを示す。図12に見
られるように、このシステムはCPU901、バンド・
メモリ902A、及び、圧縮画像メモリ902Bを含
む。一実施例では、これらメモリは実際には連続したア
ドレス空間にあるが、図12では2つの部分に分けて示
されている。
ムである。CPU901は、ポストスクリプト・データ
900を画像のディスプレイ・リスト記述に変換してメ
モリ904に格納する。この画像は、バンド単位で、デ
ィスプレイ・リストからバンド・メモリ902Aへ展開
される。本発明において、バンドとは画像の小さな水平
ストライプである。1つのバンドが完全にバンド・メモ
リ902Aに展開されると、このバンドが、コーダー9
03を利用し、何らかの方法によって圧縮される。コー
ダー903は、2進エントロピー・コーダーで構わな
い。どのような圧縮ないしコーディングの方法を用いて
もよい。
が割り当てられるが、これがメモリ902Bである。一
実施例では、このメモリ量は、画像サイズの4分の1の
大きさである。1つのバンドの表現に要するデータ量が
圧縮画像メモリ902Bのその部分より少ない場合に
は、何も問題がない。データがオーバーフローする場合
には、その割り当てサイズを減らす必要があろう。本発
明のダウンサンプリングをコーダー903の圧縮の一部
として利用すれば、そのようなサイズ縮小が可能にな
り、かつ、従来の方法よりも高い画質を維持できる。
多くの変形及び修正が明らかになるであろう。したがっ
て、図示及び記述した個々の実施例はいずれも説明のた
めのものであって、決して限定的に受け取るべきでな
い。
ダウンサンプリングを利用した固定レート圧縮が可能で
あり、かつ、ダウンサンプルド・データをアップサンプ
リングすることによって得られるデータの品質を向上さ
せることができる。また、誤差拡散手法を利用すること
により、原画像における黒画素と白画素の個数の割合を
ダウンサンプルド画像においてもそのまま維持させるこ
とができる、等々の効果を得られる。
ンプリングにより復元する、本発明のシステムの概略構
成図である。
すフローチャートである。
である。
である。
サンプリング処理の一例を示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
る。
ムの一例を示すブロック図である。
Claims (37)
- 【請求項1】 2値画素値を受け取るステップ、及び、
2値画素値をダウンサンプリングして各2値画素値ブロ
ックに対するダウンサンプルド画素値を生成するステッ
プを含み、 複数の2値画素値ブロック中の各2値画素値ブロックに
対するダウンサンプルド画素値が、該各2値画素値ブロ
ック中の画素値の合計、及び、該各2値画素値ブロック
と所定の因果関係にある別の2値画素値ブロックを前に
ダウンサンプリングした結果として生成された少なくと
も1つの値に基づいて生成されることを特徴とする情報
圧縮方法。 - 【請求項2】 該少なくとも1つの値が、該別の2値画
素値ブロックに対する前に生成されたダウンサンプルド
画素値と、該別の2値画素値ブロックのより正確な値表
現との間の誤差からなることを特徴とする請求項1記載
の情報圧縮方法。 - 【請求項3】 該少なくとも1つの値が、該各2値画素
値ブロックの上の第1の2値画素値ブロックの、前に生
成された第1のダウンサンプルド値と、より正確な値表
現との間の第1の誤差、及び、該各2値画素値ブロック
の左の第2の2値画素値ブロックの、前に生成された第
2のダウンサンプルド値と、より正確な値表現との間の
第2の誤差からなることを特徴とする請求項1記載の情
報圧縮方法。 - 【請求項4】 ラスター走査線の先頭にある各2値画素
値ブロックに対するダウンサンプルド画素値の生成に利
用するための第2の誤差が、該各2値画素値ブロックの
ラスター走査線の直前のラスター走査線の末尾にある2
値画素値ブロックのダウンサンプリング時に生成された
第2の誤差からなることを特徴とする請求項3記載の情
報圧縮方法。 - 【請求項5】 ダウンサンプルド画素値における黒画素
値の割合が、2値画素値における黒画素値の割合とほぼ
同じであることを特徴とする請求項1記載の情報圧縮方
法。 - 【請求項6】 2値画素値を受け取るステップ、及び、
2値画素値ブロックをダウンサンプリングして、該2値
画素値ブロックに対するダウンサンプルド画素値を生成
し、また、2値画素値ブロックのそれぞれ毎に、該各2
値画素値ブロックの、ダウンサンプルド画素値及び実際
の画素値のより正確な表現に関連した誤差量を示す少な
くとも1つの値を生成するステップからなる情報圧縮方
法。 - 【請求項7】 該少なくとも1つの値が2つの値からな
ることを特徴とする請求項6記載の情報圧縮方法。 - 【請求項8】 該少なくとも1つの値が因果的に後に続
く少なくとも1つの2値画素値ブロックのダウンサンプ
リングの判定に利用されることを特徴とする請求項6記
載の情報圧縮方法。 - 【請求項9】 該少なくとも1つの値がラスター走査順
に因果的に伝搬させられることを特徴とする請求項8記
載の情報圧縮方法。 - 【請求項10】 該少なくとも1つの値が、該別の2値
画素値ブロックに対し前に生成されたダウンサンプルド
画素値と、該別の2値画素値ブロックのより正確な値表
現との間の誤差からなることを特徴とする請求項6記載
の情報圧縮方法。 - 【請求項11】 該少なくとも1つの値が、該各2値画
素値ブロックの上にある第1の2値画素値ブロックの、
前に生成された第1のダウンサンプルド画素値と、より
正確な値表現との間の第1の誤差、及び、該各2値画素
値ブロックの左にある第2の2値画素値ブロックの、前
に生成された第2のダウンサンプルド画素値と、より正
確な値表現との間の第2の誤差からなることを特徴とす
る請求項6記載の情報圧縮方法。 - 【請求項12】 ラスター走査線の先頭にある各2値画
素値ブロックに対するダウンサンプルド画素値の生成に
利用するための第2の誤差が、該各2値画素値ブロック
のラスター走査線の直前のラスター走査線の末尾にある
2値画素値ブロックのダウンサンプリング時に生成され
た第2の誤差からなることを特徴とする請求項11記載
の情報圧縮方法。 - 【請求項13】 ダウンサンプルド画素値における黒画
素値の割合が、2値画素値における黒画素値の割合とほ
ぼ同じであることを特徴とする請求項6記載の情報圧縮
方法。 - 【請求項14】 2値画素値データを受け入れるための
記憶域、及び、個別の2値画素値ブロックに対し、その
ダウンサンプルド値を表す出力値を、該個別の2値画素
値ブロックにおける画素値の合計と、前の2値画素値ブ
ロックにおけるダウンサンプリングの少なくとも1つの
結果に関連した誤差量を示す少なくとも1つの値とに応
じて生成するためのダウンサンプリング装置を具備し、
その出力値が2値画素値データのダウンサンプルド・デ
ータを表すことを特徴とする圧縮装置。 - 【請求項15】 該少なくとも1つの値が、因果的に次
に来る少なくとも1つの2値画素値ブロックのダウンサ
ンプリングの判定に利用されることを特徴とする請求項
14記載の圧縮装置。 - 【請求項16】 該少なくとも1つの値がラスター走査
順に因果的に伝搬させられることを特徴とする請求項1
5記載の圧縮装置。 - 【請求項17】 該少なくとも1つの値が、該別の2値
画素値ブロックに対し前に生成されたダウンサンプルド
画素値と、該別の2値画素値ブロックのより正確な値表
現との間の誤差からなることを特徴とする請求項14記
載の圧縮装置。 - 【請求項18】 該少なくとも1つの値が、該各2値画
素値ブロックの上にある第1の2値画素値ブロックの、
前に生成された第1のダウンサンプルド画素値と、より
正確な値表現との間の第1の誤差、及び、該各2値画素
値ブロックの左側にある第2の2値画素値ブロックの、
前に生成された第2のダウンサンプルド画素値と、より
正確な値表現との間の第2の誤差からなることを特徴と
する請求項14記載の圧縮装置。 - 【請求項19】 ラスター走査線の先頭にある各2値画
素値ブロックに対するダウンサンプルド画素値の生成に
利用するための第2の誤差が、該各2値画素値ブロック
のラスター走査線の直前のラスター走査線の末尾にある
2値画素値ブロックのダウンサンプリング時に生成され
た第2の誤差からなることを特徴とする請求項18記載
の圧縮装置。 - 【請求項20】 ダウンサンプルド画素値における黒画
素の割合が、2値画素値における黒画素の割合とほぼ同
じであることを特徴とする請求項14記載の圧縮装置。 - 【請求項21】 ダウンサンプリング装置がテーブルを
含むことを特徴とする請求項14記載の圧縮装置。 - 【請求項22】 2値画素値をダウンサンプリングし、
各2値画素値ブロックに対するダウンサンプルド画素値
を、該各2値画素値ブロックにおける画素値の合計と、
該各ブロックと所定の因果関係がある別の2値画素値ブ
ロックを前にダウンサンプリングした結果として生成さ
れた少なくとも1つの値とに基づいて生成するステッ
プ、及び、ダウンサンプルド・データに対しレプリケー
ションを行って原データを復元するステップを含む情報
処理方法。 - 【請求項23】 ダウンサンプルド画素値を受け取るス
テップ、及び、ダウンサンプルド画素値のそれぞれをア
ップサンプリングし、アップサンプルド画素値ブロック
を、所定数のダウンサンプルド画素値のテンプレート・
パターン値に基づいた統計量を利用して作成するステッ
プを含む情報処理方法。 - 【請求項24】 ダウンサンプルド画素値がダウンサン
プルド画像を構成し、アップサンプルド画素値がアップ
サンプルド画像を構成することを特徴とする請求項23
記載の情報処理方法。 - 【請求項25】 原画像データをダウンサンプリングす
るステップ、及び、ダウンサンプルド画素値の各テンプ
レート・パターン値及び原画像データにおける対応画素
ブロックについての統計量を生成するステップをさらに
含むことを特徴とする請求項23記載の情報処理方法。 - 【請求項26】 原画像データにおける各画素ブロック
が4画素からなることを特徴とする請求項25記載の情
報処理方法。 - 【請求項27】 統計量をダウンサンプルド画素値と一
緒に通知するステップをさらに含むことを特徴とする請
求項25記載の情報処理方法。 - 【請求項28】 複数の統計量セットの1つを選択可能
にするための指示情報をダウンサンプルド画素値と一緒
に通知するステップをさらに含むことを特徴とする請求
項25記載の情報処理方法。 - 【請求項29】 統計量の生成が原画像データのダウン
サンプリング中に行われることを特徴とする請求項25
記載の情報処理方法。 - 【請求項30】 統計量がテーブルを構成することを特
徴とする請求項23記載の情報処理方法。 - 【請求項31】 ダウンサンプルド画素値のテンプレー
ト・パターン値と、少なくとも1つのアップサンプルド
画素値を利用して、ダウンサンプルド画素値をアップサ
ンプリングすることを特徴とする請求項23記載の情報
処理方法。 - 【請求項32】 テンプレート・パターン値を利用して
テーブルをアドレッシングし、ダウンサンプルド画素値
と置き換えるためのアップサンプルド画素値のパターン
を特定するステップをさらに含むことを特徴とする請求
項23記載の情報処理方法。 - 【請求項33】 アップサンプリングに利用される少な
くとも1つのアップサンプルド画素値が、アップサンプ
リングしようとするダウンサンプルド値に関連した同じ
ラスター走査線からのアップサンプルド画素値からなる
ことを特徴とする請求項31記載の情報処理方法。 - 【請求項34】 アップサンプリングに利用される少な
くとも1つのアップサンプルド画素値が、アップサンプ
リングしようとするダウンサンプルド値に関連した同じ
走査線及び前の走査線からのアップサンプルド画素値か
らなることを特徴とする請求項31記載の情報処理方
法。 - 【請求項35】 ダウンサンプルド画素値を受け取るた
めの手段、及び、ダウンサンプルド画素値のそれぞれを
アップサンプリングし、アップサンプルド画素値ブロッ
クを、所定数のダウンサンプルド画素値のテンプレート
・パターン値に基づいた統計量を利用して作成する手段
を具備する情報処理装置。 - 【請求項36】 2値画素値をダウンサンプリングし、
各2値画素値ブロックに対するダウンサンプルド画素値
を、該各2値画素値ブロックにおける画素値の合計と、
該各ブロックと所定の因果関係がある別の2値画素値ブ
ロックを前にダウンサンプリングした結果として生成さ
れた少なくとも1つの値とに基づいて生成する処理をコ
ンピュータに実行させるためのプログラムが記録され
た、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 【請求項37】 ダウンサンプルド画素値のそれぞれを
アップサンプリングし、アップサンプルド画素値ブロッ
クを、所定数のダウンサンプルド画素値のテンプレート
・パターン値に基づいた統計量を利用して作成する処理
をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録さ
れた、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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