JP3073323B2 - ２値画像符号化方法 - Google Patents
２値画像符号化方法Info
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- 238000012937 correction Methods 0.000 description 18
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 238000013144 data compression Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、文字図形などの２値
画像を算術符号によりデータ圧縮する２値画像符号化方
法に関するものである。
画像を算術符号によりデータ圧縮する２値画像符号化方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この分野の技術としては、例えば
下記の文献に開示されるものがあった。 文献：原島博 監修、「画像情報圧縮」、オーム社、ｐ
ｐ１５３〜１６１ この文献に開示された算術符号化方法は、２値シンボル
系列の出現確率に応じて確率数直線を区間分割し、分割
された区間内の位置を示す２進小数値をその系列に対す
る符号とするものである。即ち、算術符号化方法はシン
ボル出現確率を符号化パラメータとして符号を構成す
る。
下記の文献に開示されるものがあった。 文献：原島博 監修、「画像情報圧縮」、オーム社、ｐ
ｐ１５３〜１６１ この文献に開示された算術符号化方法は、２値シンボル
系列の出現確率に応じて確率数直線を区間分割し、分割
された区間内の位置を示す２進小数値をその系列に対す
る符号とするものである。即ち、算術符号化方法はシン
ボル出現確率を符号化パラメータとして符号を構成す
る。
【０００３】この算術符号により、２値画像データを圧
縮する場合の機能構成及びデータの流れを図５に示す。
図５において、２値化画像Ｄ11を入力し符号Ｄ12を出力
する算術符号構成部４０はシンボル出現確率推定部４１
と算術符号構成部４２から成る。シンボル出現確率推定
部４１は着目画素（符号化しょうとしている画素）より
以前に出現した２値シンボル（「白（Ｗ）」または「黒
（Ｂ）」）から、着目画素のシンボルが出現する確率を
推定する手段である。また、算術符号構成部４２は、こ
のシンボル出現確率を符号化パラメータとして算術符号
を構成する手段である。多値画像Ｄ11から符号Ｄ12が生
成されるまでのデータの流れは図５に示す通りである。
縮する場合の機能構成及びデータの流れを図５に示す。
図５において、２値化画像Ｄ11を入力し符号Ｄ12を出力
する算術符号構成部４０はシンボル出現確率推定部４１
と算術符号構成部４２から成る。シンボル出現確率推定
部４１は着目画素（符号化しょうとしている画素）より
以前に出現した２値シンボル（「白（Ｗ）」または「黒
（Ｂ）」）から、着目画素のシンボルが出現する確率を
推定する手段である。また、算術符号構成部４２は、こ
のシンボル出現確率を符号化パラメータとして算術符号
を構成する手段である。多値画像Ｄ11から符号Ｄ12が生
成されるまでのデータの流れは図５に示す通りである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の算術符号化方法
では、符号化する２値シンボル列をＳN＝ｓ1,ｓ2,・・・,
ｓN（Ｎ：シンボル数）、符号化するｉ＋１（０≦ｉ≦
Ｎ−１）番目のシンボルｓi +1の出現確率をｐi+1とした
とき、ｐi+1はＳi＝ｓ1,ｓ2,・・・,ｓiのみに依存し（ｐ
i+1＝ｐi+1（Ｓi））、ｓk（１≦ｋ≦ｉ）はｐk（１≦
ｋ≦ｉ）には依存しない。
では、符号化する２値シンボル列をＳN＝ｓ1,ｓ2,・・・,
ｓN（Ｎ：シンボル数）、符号化するｉ＋１（０≦ｉ≦
Ｎ−１）番目のシンボルｓi +1の出現確率をｐi+1とした
とき、ｐi+1はＳi＝ｓ1,ｓ2,・・・,ｓiのみに依存し（ｐ
i+1＝ｐi+1（Ｓi））、ｓk（１≦ｋ≦ｉ）はｐk（１≦
ｋ≦ｉ）には依存しない。
【０００５】しかしながら、ｓkがｐkに依存する（ｓk
＝ｓk（ｐk））算術符号の応用が存在し、この場合には
従来のシンボル出現確率推定方法では精度の低い推定値
しか得られず、効率の良い符号を構成することが困難で
あった。
＝ｓk（ｐk））算術符号の応用が存在し、この場合には
従来のシンボル出現確率推定方法では精度の低い推定値
しか得られず、効率の良い符号を構成することが困難で
あった。
【０００６】この発明は、２値シンボルｓkがｐkに依存
する（ｓk＝ｓk（ｐk））場合において、シンボル出現
確率を高精度で推定し、効率の良い算術符号を構成する
ことを目的とする。
する（ｓk＝ｓk（ｐk））場合において、シンボル出現
確率を高精度で推定し、効率の良い算術符号を構成する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は前記課題を解
決するために、２値画像に於ける着目画素より以前に出
現した２値シンボルから当該着目画素の２値シンボル出
現確率を推定する工程と、前記シンボル出現確率を符号
化パラメータとして２値画像を符号化する工程とを備え
た２値画像符号化方法において、２値シンボル出現確率
の大小に基づいて２値シンボル出現確率を修正する工程
と、着目画素の２値シンボル出現確率と当該着目画素以
前の近傍２値シンボルパターンとから当該着目画素の２
値シンボルの修正の可否を判定する工程と、２値シンボ
ルの修正可否判定結果に基づいて着目画素の２値シンボ
ルを修正する工程とを備えたことを特徴とする。
決するために、２値画像に於ける着目画素より以前に出
現した２値シンボルから当該着目画素の２値シンボル出
現確率を推定する工程と、前記シンボル出現確率を符号
化パラメータとして２値画像を符号化する工程とを備え
た２値画像符号化方法において、２値シンボル出現確率
の大小に基づいて２値シンボル出現確率を修正する工程
と、着目画素の２値シンボル出現確率と当該着目画素以
前の近傍２値シンボルパターンとから当該着目画素の２
値シンボルの修正の可否を判定する工程と、２値シンボ
ルの修正可否判定結果に基づいて着目画素の２値シンボ
ルを修正する工程とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明によれば、２値シンボル出現確率の大小
に基づいて２値シンボル出現確率を修正し、着目画素の
２値シンボル出現確率と当該着目画素以前の近傍２値シ
ンボルパターンとから当該着目画素の２値シンボルの修
正の可否が判定され、この判定結果に基づき、算術符号
を用いたデータ圧縮に適した２値化シンボルに修正され
ることで、２値画像を高い圧縮率で符号化できるように
なり、前記課題が解決される。
に基づいて２値シンボル出現確率を修正し、着目画素の
２値シンボル出現確率と当該着目画素以前の近傍２値シ
ンボルパターンとから当該着目画素の２値シンボルの修
正の可否が判定され、この判定結果に基づき、算術符号
を用いたデータ圧縮に適した２値化シンボルに修正され
ることで、２値画像を高い圧縮率で符号化できるように
なり、前記課題が解決される。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の実施例を示すもので、本発明
の２値画像符号化方法を実現する符号化装置の構成を示
す機能ブロック図である。この符号化装置は、２値シン
ボル修正判定部１０、２値シンボル修正部２０、及び算
術符号化部３０から構成される。また、算術符号化部３
０は、シンボル出現確率推定部３１とシンボル出現確率
修正部３２と算術符号構成部３３とから成る。
の２値画像符号化方法を実現する符号化装置の構成を示
す機能ブロック図である。この符号化装置は、２値シン
ボル修正判定部１０、２値シンボル修正部２０、及び算
術符号化部３０から構成される。また、算術符号化部３
０は、シンボル出現確率推定部３１とシンボル出現確率
修正部３２と算術符号構成部３３とから成る。
【００１０】２値シンボル修正判定部１０は、シンボル
出現確率推定部３１で推定されたシンボル出現確率と２
値画像Ｄ1における着目画素の近傍２値シンボルパター
ンから着目画素の２値シンボルの修正を行うか否かを判
定する手段である。符号化するシンボルの出現確率が符
号長評価パラメータε（<1/2）より小で、近傍２値シン
ボルパターンが後述の例外パターンでないならば、２値
シンボルの修正を行うものと判定する。
出現確率推定部３１で推定されたシンボル出現確率と２
値画像Ｄ1における着目画素の近傍２値シンボルパター
ンから着目画素の２値シンボルの修正を行うか否かを判
定する手段である。符号化するシンボルの出現確率が符
号長評価パラメータε（<1/2）より小で、近傍２値シン
ボルパターンが後述の例外パターンでないならば、２値
シンボルの修正を行うものと判定する。
【００１１】２値シンボル修正部２０は、２値シンボル
修正判定部１０の判定結果に基づき２値シンボルを修正
する。
修正判定部１０の判定結果に基づき２値シンボルを修正
する。
【００１２】算術符号化部３０は算術符号を構成する手
段である。シンボル出現確率推定部３１は、着目画素よ
り以前に出現したシンボルから着目画素ｓkのシンボル
出現確率を推定する。この推定方法は、既に得られてい
るシンボル出現確率ｐk-1を、新たに既知となったシン
ボルｓk-1を考慮したシンボル出現確率ｐkで更新するこ
とにより行う方法である。更新には重み付き平均等を用
いる。
段である。シンボル出現確率推定部３１は、着目画素よ
り以前に出現したシンボルから着目画素ｓkのシンボル
出現確率を推定する。この推定方法は、既に得られてい
るシンボル出現確率ｐk-1を、新たに既知となったシン
ボルｓk-1を考慮したシンボル出現確率ｐkで更新するこ
とにより行う方法である。更新には重み付き平均等を用
いる。
【００１３】シンボル出現確率修正部３２は、シンボル
出現確率ｐが前述の符号長評価パラメータεより小さく
なったとき、近傍２値シンボルパターンが例外パターン
となる確率をαとしてα・ｐによりそのシンボルの出現
確率を修正する。
出現確率ｐが前述の符号長評価パラメータεより小さく
なったとき、近傍２値シンボルパターンが例外パターン
となる確率をαとしてα・ｐによりそのシンボルの出現
確率を修正する。
【００１４】算術符号構成部３３はシンボル出現確率推
定部３１から出力されるシンボル出現確率を符号化パラ
メータとして算術符号Ｄ２を構成する。
定部３１から出力されるシンボル出現確率を符号化パラ
メータとして算術符号Ｄ２を構成する。
【００１５】次に、実施例の符号化装置の処理手順を図
３、４を用いて説明する。
３、４を用いて説明する。
【００１６】［ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３］：初期化ス
テップ ステップＳ１：算術符号化部３０を初期化する（符号初
期値を０、符号空間の大きさの初期値を１とする）。 ステップＳ２：２値画像Ｄ1の着目画素の位置（i,j）を
初期化する。 ステップＳ３：１つ前の画素のシンボル出現確率を保持
するレジスタｐB’（「黒」シンボル）及びｐW’
（「白」シンボル）を初期化する。
テップ ステップＳ１：算術符号化部３０を初期化する（符号初
期値を０、符号空間の大きさの初期値を１とする）。 ステップＳ２：２値画像Ｄ1の着目画素の位置（i,j）を
初期化する。 ステップＳ３：１つ前の画素のシンボル出現確率を保持
するレジスタｐB’（「黒」シンボル）及びｐW’
（「白」シンボル）を初期化する。
【００１７】［ステップＳ４］シンボル出現確率推定部
３１で、既に出現している２値シンボルから画素位置
（i,j）におけるシンボル出現確率ｐB（「黒」シンボ
ル）、ｐW（「白」シンボル）を推定する。
３１で、既に出現している２値シンボルから画素位置
（i,j）におけるシンボル出現確率ｐB（「黒」シンボ
ル）、ｐW（「白」シンボル）を推定する。
【００１８】次に、ステップ５〜ステップ１１により２
値シンボル出現確率の大小に基づいて２値シンボル出現
確率を修正する。 ［ステップＳ５］ シンボル出現確率修正部３２において、ｐBは劣性シン
ボル（シンボル出現確率が小さいシンボル）か否かを判
定する。
値シンボル出現確率の大小に基づいて２値シンボル出現
確率を修正する。 ［ステップＳ５］ シンボル出現確率修正部３２において、ｐBは劣性シン
ボル（シンボル出現確率が小さいシンボル）か否かを判
定する。
【００１９】［ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ８］ｐBが劣性
シンボルの場合、現画素についてｐB＜ε（εは前記符
号長評価パラメータ）が成立し、かつ直前の画素につい
てｐB’＞εが成立し、更に近傍パターンが例外パター
ンか否かの条件判定を行い（ステップＳ６）、条件が成
立する場合、シンボル出現確率修正部３２においてｐB
をα・ｐB（αは前述の２値シンボルパターンが例外パタ
ーンとなる確率）で修正し（ステップＳ７）、ｐBの修
正に対応してｐWを修正する（ステップＳ８）。
シンボルの場合、現画素についてｐB＜ε（εは前記符
号長評価パラメータ）が成立し、かつ直前の画素につい
てｐB’＞εが成立し、更に近傍パターンが例外パター
ンか否かの条件判定を行い（ステップＳ６）、条件が成
立する場合、シンボル出現確率修正部３２においてｐB
をα・ｐB（αは前述の２値シンボルパターンが例外パタ
ーンとなる確率）で修正し（ステップＳ７）、ｐBの修
正に対応してｐWを修正する（ステップＳ８）。
【００２０】［ステップＳ９、Ｓ１０、Ｓ１１］ｐWが
劣性シンボルの場合、現画素についてｐW＜εが成立
し、かつ直前の画素についてｐW’＞εが成立し、更に
近傍パターンが例外パターンか否かの条件判定を行い
（ステップＳ９）、条件が成立する場合、シンボル出現
確率修正部３２においてｐWをα・ｐWで修正し（ステッ
プＳ１０）、ｐWの修正に対応してｐBを修正する（ステ
ップＳ１１）。
劣性シンボルの場合、現画素についてｐW＜εが成立
し、かつ直前の画素についてｐW’＞εが成立し、更に
近傍パターンが例外パターンか否かの条件判定を行い
（ステップＳ９）、条件が成立する場合、シンボル出現
確率修正部３２においてｐWをα・ｐWで修正し（ステッ
プＳ１０）、ｐWの修正に対応してｐBを修正する（ステ
ップＳ１１）。
【００２１】［ステップＳ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１
５］２値シンボル修正判定部１０及び２値シンボル修正
部２０において以下の処理を行う。先ず、ステップＳ１
２において２値シンボル修正条件が成立するか否かを判
定する。２値シンボル修正条件が成立するのは符号化す
るシンボルＳ(i,j)の出現確率ｐsがεより小さく（即
ち、符号長が長くなると判定され）、かつ着目画素近傍
の２値パターンが例外パターン（図２(a),(b)で示され
るパターン）でない場合である。
５］２値シンボル修正判定部１０及び２値シンボル修正
部２０において以下の処理を行う。先ず、ステップＳ１
２において２値シンボル修正条件が成立するか否かを判
定する。２値シンボル修正条件が成立するのは符号化す
るシンボルＳ(i,j)の出現確率ｐsがεより小さく（即
ち、符号長が長くなると判定され）、かつ着目画素近傍
の２値パターンが例外パターン（図２(a),(b)で示され
るパターン）でない場合である。
【００２２】ステップＳ１２の条件が成立する場合、画
素位置(i,j)の２値シンボルＳ（ｉ，ｊ）を反転させる
（ステップＳ１３、Ｓ１４、Ｓ１５）。
素位置(i,j)の２値シンボルＳ（ｉ，ｊ）を反転させる
（ステップＳ１３、Ｓ１４、Ｓ１５）。
【００２３】［ステップＳ１６］算術符号構成部３３に
おいて、シンボルＳ（ｉ，ｊ）の出現確率ｐsを符号化
パラメータとして算術符号を構成する。
おいて、シンボルＳ（ｉ，ｊ）の出現確率ｐsを符号化
パラメータとして算術符号を構成する。
【００２４】［ステップＳ１７、Ｓ１８、Ｓ１９、Ｓ２
０、２１］着目画素の座標値を制御する。すなわち、座
標値（i,j）についてステップＳ１７またはＳ１９のい
ずれかの条件が満足される場合はステップＳ１８とステ
ップＳ２１を経て、あるいはステップＳ２０とステップ
Ｓ２１を経てステップＳ４に戻り前述の処理を繰り返
す。
０、２１］着目画素の座標値を制御する。すなわち、座
標値（i,j）についてステップＳ１７またはＳ１９のい
ずれかの条件が満足される場合はステップＳ１８とステ
ップＳ２１を経て、あるいはステップＳ２０とステップ
Ｓ２１を経てステップＳ４に戻り前述の処理を繰り返
す。
【００２５】以上、多値画像の量子化とその符号化の手
順を説明した。復号化においては、シンボル出現確率の
推定方法が符号化と同じであれば、符号化の逆演算で元
の２値画像を得ることができる。
順を説明した。復号化においては、シンボル出現確率の
推定方法が符号化と同じであれば、符号化の逆演算で元
の２値画像を得ることができる。
【００２６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の２
値画像符号化方法によれば、シンボルｓkがそのシンボ
ルの出現確率ｐkに依存する場合において、シンボル出
現確率が高い精度で推定され効率のよい算術符号が構成
できる。即ち、２値シンボル出現確率の大小に基づいて
２値シンボル出現確率を修正し、着目画素の２値シンボ
ル出現確率と当該着目画素以前の近傍２値シンボルパタ
ーンとから当該着目画素の２値シンボルの修正の可否が
判定され、この判定結果に基づき、算術符号を用いたデ
ータ圧縮に適した２値化シンボルに修正されることで、
２値画像を高い圧縮率で符号化できる。
値画像符号化方法によれば、シンボルｓkがそのシンボ
ルの出現確率ｐkに依存する場合において、シンボル出
現確率が高い精度で推定され効率のよい算術符号が構成
できる。即ち、２値シンボル出現確率の大小に基づいて
２値シンボル出現確率を修正し、着目画素の２値シンボ
ル出現確率と当該着目画素以前の近傍２値シンボルパタ
ーンとから当該着目画素の２値シンボルの修正の可否が
判定され、この判定結果に基づき、算術符号を用いたデ
ータ圧縮に適した２値化シンボルに修正されることで、
２値画像を高い圧縮率で符号化できる。
【００２７】以下、本発明の効果をシミュレーションに
より評価した結果を示す。 ［シミュレーション条件］ ２値画像：ＣＣＩＴＴ test chart no.1 ε＝0.1、α＝0.02 ［シミュレーション結果］本発明による符号化方法で
は、シンボルｓkのｐkへの依存性を考慮しない場合と比
較して符号量を２．０％削減することができた。
より評価した結果を示す。 ［シミュレーション条件］ ２値画像：ＣＣＩＴＴ test chart no.1 ε＝0.1、α＝0.02 ［シミュレーション結果］本発明による符号化方法で
は、シンボルｓkのｐkへの依存性を考慮しない場合と比
較して符号量を２．０％削減することができた。
【図１】本発明の実施例の符号化装置の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】例外パターンを示す図である。
【図３】実施例の装置の処理手順を示すフロー図であ
る。
る。
【図４】実施例の装置の処理手順を示すフロー図であ
る。
る。
【図５】従来の符号化装置の構成を示すブロック図であ
る。
る。
１０ ２値シンボル修正判定部 ２０ ２値シンボル修正部 ３０ 算術符号化部 ３１ シンボル出現確率推定部 ３２ シンボル出現確率修正部 ３３ 算術符号構成部 Ｄ１ ２値画像 Ｄ２ 符号
Claims (1)
- 【請求項１】 ２値画像に於ける着目画素より以前に出
現した２値シンボルから当該着目画素の２値シンボル出
現確率を推定する工程と、前記シンボル出現確率を符号
化パラメータとして２値画像を符号化する工程とを備え
た２値画像符号化方法において、 前記２値シンボル出現確率の大小に基づき、該２値シン
ボル出現確率を修正する工程と、 着目画素の２値シンボル出現確率と当該着目画素以前の
近傍２値シンボルパターンとから当該着目画素の２値シ
ンボルの修正の可否を判定する工程と、 前記２値シンボルの修正可否判定結果に基づいて着目画
素の２値シンボルを修正する工程とを備えたことを特徴
とする２値画像符号化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17987892A JP3073323B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | ２値画像符号化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17987892A JP3073323B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | ２値画像符号化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0630279A JPH0630279A (ja) | 1994-02-04 |
| JP3073323B2 true JP3073323B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=16073484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17987892A Expired - Fee Related JP3073323B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | ２値画像符号化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3073323B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3108526B2 (ja) | 1992-05-20 | 2000-11-13 | 沖電気工業株式会社 | 画像の量子化とその符号化方法 |
| JP3108532B2 (ja) | 1992-07-13 | 2000-11-13 | 沖電気工業株式会社 | ２値画像符号化方法 |
| JP3167196B2 (ja) | 1992-11-09 | 2001-05-21 | 沖電気工業株式会社 | ２値画像符号化方法 |
-
1992
- 1992-07-07 JP JP17987892A patent/JP3073323B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3108526B2 (ja) | 1992-05-20 | 2000-11-13 | 沖電気工業株式会社 | 画像の量子化とその符号化方法 |
| JP3108532B2 (ja) | 1992-07-13 | 2000-11-13 | 沖電気工業株式会社 | ２値画像符号化方法 |
| JP3167196B2 (ja) | 1992-11-09 | 2001-05-21 | 沖電気工業株式会社 | ２値画像符号化方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0630279A (ja) | 1994-02-04 |
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