JPH04270568A - 画像処理装置におけるデータ圧縮方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は予測符号化圧縮方式にお
いて、階調画像データとテキスト画像データに対してそ
れぞれ適用される予測器セットを用意し、各画像データ
に適合する予測器セットを選択してデータ圧縮するよう
にした画像処理装置におけるデータ圧縮方式に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリ装置により、画像情報を読
み込み、データ圧縮して画像伝送する場合において、通
常の原稿は、テキスト画像のように白／黒情報が連続す
るのでランレングス符号化方式が行われている。また、
ランレングス符号化のような１次元符号化をさらに効率
化する方法として水平方向だけでなく、垂直方向の相関
も活用した２次元逐次符号化も行われており、例えばテ
レビ信号等の中間調画像において、すでに符号化を行っ
た画素の値を基にして符号化すべき現画素の値を予測し
、これとの予測誤差を符号化する予測符号化方式も行わ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、予測符号化
方式においては、複数の予測器を用意しておき、入力画
像データのビットパターンに対応して誤差の少ない予測
器を選択してデータ圧縮を行うようにしているが、正確
な予測と高圧縮率の達成のためにはなるべく多くの予測
器を用意する必要がある。しかし、多くの予測器を用意
した場合には、予測器の選択に時間を要してしまい、一
方予測器の数を少なくして予測処理の時間を短縮しよう
とすると、予測誤差が生じるとともに、高圧縮率を達成
することが困難になってしまう。

【０００４】本発明は上記課題を解決するためのもので
、テキスト画像と写真／擬似中間調画像のような階調画
像とが混在する画像データの場合に、各画像に対して適
した予測器セットを用意し、各画像毎に対応する予測器
セットを選択してデータ圧縮することにより予測処理に
時間を要することなく、予測誤差を少なくし、高圧縮率
を達成することができる画像処理装置におけるデータ圧
縮方式を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の予測器
を有し、入力データのパターンに応じて選択した予測器
によりデータ圧縮し、圧縮データを伸長して画像出力す
るようにした画像処理装置において、入力画像データが
階調画像データかテキスト画像データかを判別する判別
手段と、テキスト画像データから階調画像データへ、或
いは階調画像データからテキスト画像データへ変化した
ことを前記判別手段により認識した時に境界コードを付
与する境界コード付与手段と、境界コード検出手段及び
階調画像データに適用される予測器セットとテキスト画
像データに適用される予測器セットからなる２組の予測
器セットを有する圧縮器とを備え、前記圧縮器は境界コ
ードを検出すると適用する予測器セットを切り替えて画
像データに対して最適な予測器セットを選択するように
したことを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明は連続して白または黒が続く時にはテキ
スト画像と判定し、それ以外のビットパターンを有する
データが連続する場合には写真／疑似中間調画像と判定
し、判定した結果、テキスト画像から写真／中間調画像
へ変化したとき、あるいは写真または中間調画像からテ
キスト画像へ変化したときに境界コードを付与し、デー
タ圧縮器においては、境界コードを検出する毎にテキス
ト画像用予測器セットあるいは写真／疑似中間調画像用
予測器セットをそれぞれ選択することより、予測処理に
時間を要さず、予測誤差を少なくして高圧縮率を達成す
ることができる。

【０００７】

【実施例】以下、実施例を図面を参照して説明する。図
１は本発明のデータ圧縮方式で適用される画像処理装置
の構成を示す図である。図中、１００は原稿、１０１は
画像データ読取り装置（ＩＩＴ）、１０２は画像データ
処理システム（ＩＰＳ）、１０３は画像データ圧縮・伸
長処理装置、１０４は入力インタフェース（Ｉ／Ｆ）、
１０５はデータ圧縮器、１０６は伝送ライン、１０７は
ページバッファ、１０８は画像データ蓄積装置、１０９
はデータ伸長器、１１０は出力インタフェース（Ｉ／Ｆ
）、１１１は画像出力装置（ＩＯＴ）、１１２はコピー
／プリント出力、１１３はネットワークインタフェース
（Ｉ／Ｆ）である。

【０００８】ＩＩＴ１０１で原稿１００の面を走査する
ことにより得られた画像データはＩＰＳ１０２で画像処
理されて入力Ｉ／Ｆ１０４を通して画像データ圧縮・伸
長処理装置１０３に取り込まれる。入力Ｉ／Ｆ１０４か
らの画像データは、データ圧縮器１０５において後述す
るようにデータ圧縮され、原稿毎にページバッファ１０
７に蓄積されるか、或いはそのままデータ伸長器１０９
に伝送されて復号化され、出力Ｉ／Ｆ１１０を通してＩ
ＯＴ１１１に出力される。また、出力Ｉ／Ｆ１１０より
ネットワークＩ／Ｆ１１３を通して画像ネットワークに
対して伝送される。逆に画像ネットワークからのデータ
をネットワークＩ／Ｆ１１３を通して取り込み、データ
圧縮、データ伸長をしてＩＯＴ１１１よりコピー出力、
或いはプリント出力することもできる。また、圧縮器１
０５で圧縮されたデータを画像データ蓄積装置１０８に
蓄積しておき、必要な時にまとめて画像出力させること
も可能である。

【０００９】データ圧縮器１０５、データ伸長器１０９
の構成は図２に示すようになっている。本実施例におい
ては、予測器１２０は複数種類、例えば１５個の予測器
からなっている。これらの予測器は、例えば図３（ａ）
に示すように、予測しようする画素Ｐの前ラインにおけ
る同一位置の画素Ｘの値を参照するビット・アバブ（ｂ
ｉｔ・ａｂｏｖｅ）予測器、図３（ｂ）に示すように、
予測しようとする画素Ｐの直前画素Ｘの値を参照するプ
レ・ビット（ｐｒｅ・ｂｉｔ）予測器、図３（ｃ）に示
すように、５つの参照画素Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ
５の状態により統計的な性質に基づいて予測画素Ｐの値
を決定するフォント（５エレメント）予測器、また図３
（ｄ）に示すように、同一ラインにおいて、予測画素Ｐ
の５〜１６ビット前の画素を参照画素とするハーフトー
ン予測器である。予測器１２０は、１６ビット前のデー
タや前ラインのデータを参照するので、そのためのメモ
リを有している。

【００１０】これらの予測器の選択は、各ラインの始め
において、予測器を初期設定する。その時の優先順位は
、次のようである。 ■５エレメント予測器 ■ビット・アバブ予測器 ■プレ・ビット予測器 ■最短パターン長のハーフトーン予測器初期設定した後
の予測器の選択は、初期設定した予測器によって誤差が
０であればそれを継続して使用し、誤差が生じた場合に
は上記■〜■の順番で順次予測器を選択し、最適な予測
器を使用する。現在使用している予測器で誤差があり、
順次、予測器を選択していっても誤差が等しい時は現在
使用している予測器を使用する。こうして予測器１２０
では入力される８ビットデータに対して４ビット単位で
誤差データを出力する。

【００１１】図４は予測器１２０で生成される誤差デー
タを示しており、順次８ビットデータが入力されると、
予測器１２０では前述の方法で予測器が選択され、誤差
データを４ビット（ニブル）単位で出力する。誤差が０
の場合はゼロニブル（００００）が出力され、誤差が生
じたビットは１となって、例えば（０１００）のように
出力される。

【００１２】符号化器１２１ではこの誤差データに基づ
いて符号化する。その場合、誤差の種類に応じてターミ
ネータコードが割り当てられ、図５に示すように、誤差
ビットが１つの場合、すなわち誤差データが０００１，
　００１０，　０１００，　１０００の場合にはターミ
ネータコードはＴＡ　とし、０ニブルを除き、ＴＡ　以
外のもの、すなわち誤差ビットが複数の場合にはターミ
ネータコードはＴＢ　とする。

【００１３】また、ターミネータコードＴＡ　の場合は
、図６（ａ）に示すように、誤差データはｔｔｔｔ→ａ
ａのように、すなわち０００１→００，　００１０→０
１，　０１００→１０，　１０００→１１のようにに符
号化される。またターミネータコードＴＢ　は、図６（
ｂ）に示すように、誤差データはｔｔｔｔ→ｂｂｂｂの
ように、すなわち００１１→０１００，　０１０１→０
１０１，　０１１０→０１１０，　０１１１→０１１１
，１００１→１００１，　１０１０→１０１０，　１０
１１→１０１１，１１００　→１１００，　１１０１→
１１０１，１１１０　→１１１０，１１１１→１１１１
のように符号化される。

【００１４】このターミネータコードを使用し、ランレ
ングス（ゼロニブルの長さ）が場合分けして符号化され
る。例えば、図７に示すように、誤差ビットが１つの場
合（ターミネータコードＴＡ　）、ランレングス０の場
合には１０ａａ、ランレングスが１〜２５の場合は０ｒ
ｒｒ　ｒｒａａ　、ランレングスが２６〜６３の場合に
は１１ｒｒ　ｒｒｒｒ　ｔｔｔｔ、ランレングスが６４
〜８９の場合には１１ｓｓ　ｓｓｓｓ　ｔｔｔｔで表さ
れる。ただし、ｒ，　ｒｒｒｒｒまたはｒｒｒｒｒｒは
ランレングスをバイナリで表した値であり、ｓｓｓｓｓ
ｓはランレングスから６４を減じた値のものをバイナリ
で表した値である。

【００１５】また、誤差ビットが複数あるターミネータ
コードＴＢ　の場合のランレングスは、図８に示すよう
にランレングス０または１の場合は０１１ｂ　ｂｂｂｒ
　で表され、またランレングスが２〜６３の場合には１
１ｒｒ　ｒｒｒｒ　ｔｔｔｔで表される。なお、ｔｔｔ
ｔは図６に示したａａまたはｂｂｂｂで符号化される。

【００１６】また、ランの大きいものは前述したような
コードで符号化するには長すぎるので６４個の０ニブル
の倍数として符号化され、図９に示すように１１ｒｒ　
ｒｒｒｒ　００００にコード化される。この場合ｒｒｒ
ｒｒｒはランレングスを６４で除したバイナリ値であり
、ランレングス６４以上４０３２以下のものが符号化さ
れることになる。

【００１７】このような符号化の例を図１０により説明
する。予測器によって作られた予測系列の誤りが、図１
０（ａ）に示されるものである場合、図１０（ｂ）に示
すように符号化する。図１０（ｂ）において、第１行目
の００００　０００１　は続く符号が予測されてから符
号化されるノーマルモードを示すものであり、予測も符
号化もしない場合などから区別するための符号である。 第２行目は、最初から４バイト目までの０の系列は、ゼ
ロニブルのラン長が８でターミネータは０００１である
ので、ターミネータコードはＴＡ　となり、かつラン長
が１〜２５までの場合に対応するので、図７の１〜２５
の場合を参照して符号化され、まず始めに０、続いてラ
ン長８を５ビットの２進数０１０００　で表し、かつタ
ーミネータは０００１に対応するａａの値１１（図６（
ａ）参照）であるので、００１０　００１１　という８
ビットの２進数に符号化される。

【００１８】第３行目においては、５バイト目の後半か
ら６バイト目にかけての２ニブルはラン長が１、ターミ
ネータが１１１１（ＴＢ　）である。今度はラン長が０
，１　の場合のところを見て（図８）、まず０１１　、
次にターミネータを表すｂｂｂｂであるが、この場合は
１１１１に対応して１１１１（図６（ｂ））、最後にラ
ン長を表す１を付加して０１１１　１１１１　と符号化
される。第４行目は再び現れる走査線に含まれるもので
、次の行の開始を表している。

【００１９】こうして符号化器１２１で符号化された誤
差データは伝送ラインを通して伝送され、復号化器１２
３で復号化される。誤差データが復号化されると、逆予
測器１２４では使用された予測器のルールに基づき誤差
データから画像データへの変換を行う。この場合、どの
予測器を使用したかというデータが別途伝送されてこな
くても送られてくるデータをみることによって使用予測
器は判別可能である。すなわち、初期設定される予測器
は決まっており、誤差が０であれば初期設定された予測
器が使用され、誤差が現れれば前述したルールに基づく
順番で予測器が使用されるからである。従って、データ
から使用された予測器を判別し、使用予測器の予測ルー
ルに基づいて逆予測が行われ、画像データとして出力さ
れる。

【００２０】次に、以上説明したようなデータ圧縮方式
を使用し、画像データ圧縮・伸長処理装置１０３への入
力データがラスターデータかつシリアル入力である場合
について本発明のデータ圧縮方式を説明する。本発明に
おいては、図１の入力Ｉ／Ｆ１０４は、ＩＰＳ１０２か
らラスターデータがシリアル入力され、その画像データ
を記憶するラインメモリを有し、シリアルデータがテキ
スト画像か写真／擬似中間調画像のような階調画像かを
判別する機能を有している。

【００２１】即ち、図１１（ａ）に示すように原稿面を
走査して画素データＰ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４……
が得られた時に、テキスト画像の場合には図１１（ｂ）
に示すように、００００……というように白データある
いは１１１……というように黒データが連続する性質が
ある。一方、階調画像の場合には図１１（ｃ）に示すよ
うに、白または黒が連続するパターン以外のビットパタ
ーンを有するデータが連続することになる。そこで、図
１１（ｂ）に示すように白または黒が続く時はテキスト
画像と判定し、それ以外の図１１（ｃ）に示すような０
１１００１０１……の如きビットパターンのデータが連
続する場合には階調画像と判定する。

【００２２】そのために、本発明においては図１２に示
すように、入力Ｉ／Ｆ１０４は画像データ判別手段１３
０を有している。いま、４ビット／ピクセルの画像デー
タを例にとって説明すると、画像データ判別手段１３０
の具体例は図１３に示すようなものである。４ビット入
力画素が全て「１」を含むか否かを決定するために、４
ビット入力画素が排他的ＮＯＲゲート１３０５〜１３２
５にそれぞれ加えられる。排他的ＮＯＲゲートは２つの
入力が等しいときに出力が「１」となる。ＡＮＤゲート
１３６０は排他的ＮＯＲゲート１３０５〜１３２５の出
力が全て「１」のときに出力が「１」となり、その結果
排他的ＮＯＲゲート１３８０はテキスト画素であること
を示す「０」を出力する。画素が全て「０」を含むか否
かを決定するために、同様の処理が排他的ＮＯＲゲート
１３３０〜１３４５、ＡＮＤゲート１３７０で行われ、
排他的ＮＯＲゲート１３８０が出力「０」のとき、テキ
ストデータの画素であることが示される。また、排他的
ＮＯＲゲート１３８０は、入力画素が階調イメージデー
タであるとき、出力「１」となる。

【００２３】こうして画像データが判別されると、テキ
スト画像データと階調画像データが混在する場合に、そ
の境界には境界コード付与手段１３２によって境界コー
ドまたはフラグが付与される。境界コード付与手段１３
２は、例えば図１４に示すような構成になっている。

【００２４】判別器１５０には図１３のＡＮＤ回路１４
４の出力が加えられ、ＡＮＤ回路１４４の出力が「０」
→「１」あるいは「１」→「０」と変化する点を検出し
、変化があった場合に境界と認識する。セレクタ１５２
には画像データと、境界コードとして、例えば「１０１
０」が入力されている。この境界コードは、使用しない
画像データのコードを割りつけるようにすればよい。 そして、判別器１５０においてＡＮＤ回路１４４の出力
の変化を検出しない場合には、セレクタ１５２は入力デ
ータを選択して出力し、判別器１５０においてＡＮＤ回
路１４４の出力の変化を検出した場合には、セレクタ１
５２は境界コード「１０１０」を選択して出力する。

【００２５】その結果、図１５（ａ）に示すように画像
データＰ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５……が入力
されたとすると、図１５（ｂ）に示すように境界コード
「１０１０」が付与されたデータが送りだされることに
なる。この境界コードが付与されたデータは圧縮器１０
５に送りこまれる。

【００２６】圧縮器１０５は階調画像データに適した予
測器セット１２０ａと、テキスト画像データに適した予
測器セット１２０Ｂからなる予測器１２０を有しており
、さらに境界コード検出器１３４を有している。そして
、境界コードを付与されたデータが入力され、境界コー
ド検出器１３４により境界コードが検出されると、セレ
クタ１３６で画像データに適した予測器セットが選択さ
れる。

【００２７】このように圧縮器にはそれぞれ複数の予測
器からなる２組の予測器セットが用意され、境界コード
を検出するごとに使用する予測器セットを切り変える。 なお、初期予測器セットはどちらかを指定できるように
しておけば良い。

【００２８】１組の予測器セットだけで正確な予測を行
おうとすると、予測器の数を多くする必要があり、その
結果処理に時間を要することなるが、本発明のように予
測器セットを２組用意することにより２倍の数の予測器
を用いても同じ処理時間で符号化することができ、かつ
正確な予測が可能となり、予測された結果の誤差データ
の符号化量が少なくなるので、高圧縮率を達成すること
ができる。

【００２９】伸張器側では入力される圧縮データの境界
コードを検出するごとに逆予測器セットを切り変えるよ
うにする。初期逆予測器セットは圧縮器で使用した初期
予測器セットに対応したセットが選択され、以後は予測
器の選択ルールに従って、選択されることになる。なお
、上記実施例では４ビット／ピクセルについて説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなくピクセル当
たりのビット数は任意であってもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、それぞれ
階調画像データ、テキスト画像データに適した２組の予
測器セットを用意することにより、従来に比して数多く
の無駄な予測器を一度に使用することがなくなり、１個
のデータに対する予測処理が簡略化されるので、高速の
予測処理が可能となる。その上、特に境界の直後の画像
データに対して予測誤差を小さくすることができるので
、適応予測符号化圧縮方式においては符号化された圧縮
データ量を小さくすることができ、高圧縮率を達成する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明のデータ圧縮方式で適用される画像
処理装置の構成を示す図である。

【図２】　　データ圧縮・伸長部分の構成を示す図であ
る。

【図３】　　予測符号化方式を説明するための図である
。

【図４】　　誤差データを説明するための図である。

【図５】　　ターミネータコードを示す図である。

【図６】　　ターミネータコードの符号化を説明するた
めの図である。

【図７】　　ラン長の符号化を説明するための図である
。

【図８】　　ラン長の符号化を説明するための図である
。

【図９】　　ラン長の符号化を説明するための図である
。

【図１０】　　符号化の例を説明するための図である。

【図１１】　　画像データを説明するための図である。

【図１２】　　データ圧縮方式を説明するための図であ
る。

【図１３】　　テキスト画像か階調画像かの判別回路を
説明するための図である。

【図１４】　　境界コードの付与を説明するための図で
ある。

【図１５】　　境界コードを付与したデータ構造を説明
する図である。

【符号の説明】

１００…原稿、１０１…画像データ読取り装置（ＩＩＴ
）、１０２…画像信号処理システム（ＩＰＳ）、１０３
…画像データ圧縮・伸長処理装置、１０４…入力インタ
フェース（Ｉ／Ｆ）、１０５…データ圧縮器、１０６…
伝送ライン、１０７…ページバッファ、１０８…画像デ
ータ蓄積装置、１０９…データ伸長器、１１０…出力イ
ンタフェース（Ｉ／Ｆ）、１１１…画像出力装置（ＩＯ
Ｔ）、１１２…コピー／プリント出力、１１３…ネット
ワークインタフェース（Ｉ／Ｆ）、１３０…画像データ
判別手段、１３２…境界コード付与手段、１３４…境界
コード検出器、１２０ａ、１２０ｂ…予測器セット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数の予測器を有し、入力データのパ
   ターンに応じて選択した予測器によりデータ圧縮し、圧
   縮データを伸長して画像出力するようにした画像処理装
   置において、入力画像データが階調画像データかテキス
   ト画像データかを判別する判別手段と、テキスト画像デ
   ータから階調画像データへ、或いは階調画像データから
   テキスト画像データへ変化したことを前記判別手段によ
   り認識した時に境界コードを付与する境界コード付与手
   段と、境界コード検出手段及び階調画像データに適用さ
   れる予測器セットとテキスト画像データに適用される予
   測器セットからなる２組の予測器セットを有する圧縮器
   とを備え、前記圧縮器は境界コードを検出すると適用す
   る予測器セットを切り替えて画像データに対して最適な
   予測器セットを選択するようにしたことを特徴とする画
   像処理装置におけるデータ圧縮方式。