JPH04282780A - 疑似階調画像の階層的符号化方式 - Google Patents
疑似階調画像の階層的符号化方式Info
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- JPH04282780A JPH04282780A JP3070346A JP7034691A JPH04282780A JP H04282780 A JPH04282780 A JP H04282780A JP 3070346 A JP3070346 A JP 3070346A JP 7034691 A JP7034691 A JP 7034691A JP H04282780 A JPH04282780 A JP H04282780A
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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。
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】本発明は静止画像通信等における
画像の階層的符号化方式および装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、２値画像を圧縮符号化して伝送す
る際、ファクシミリのように画像を上端からライン毎に
符号化すると、受信側で画像の内容を判断するためには
符号化データの大部分を伝送する必要があるため、伝送
時間が長くかかり、画像データベースなどにおいては効
率の良い画像検索が困難であった。 【０００３】そこで、画像全体の概要を早くつかみ、必
要とあれば徐々に解像度を上げていく画像の圧縮符号化
の方法として、２値の原画像を順次縮小していくことに
より画像を階層化し、低い解像度の画像から順次階層的
に符号化を行なう階層的符号化方式が考えられている。 また写真などの階調画像を伝送する場合においては、デ
ィザ法などの疑似階調化法によって２値画像を得て、そ
れを順次縮小していくことにより階層化し、符号化を行
う。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の方式では、一旦２値化された疑似階調画像を縮小す
ることによって疑似階調画像の階層構造を作成するため
、低解像度階層の画像において十分な階調が得られず画
質が良くないという問題点を有していた。 【０００５】本発明はこの問題点を解決するためのもの
で、疑似階調画像を符号化する場合、圧縮効率が高く、
さらに低解像度の階層での画像が高品質な、階層的符号
化を実現できる疑似階調画像の階層的符号化方式を提供
することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点を解
決するために、疑似階調化によって得られる２値画像を
Ｎ階層（Ｎは正の整数）に分けて階層的に符号化する画
像符号化方式において、多値原画像を縮小して画像を多
値階層化する階層化手段と、この多値階層画像を疑似階
調化法により２値化する２値化手段と、当該２値の階層
画像を符号化する符号化手段とを有することに特徴があ
る。 【０００７】 【作用】以上のような構成を有する本発明によれば、階
調画像を多値画像のまま順次縮小して階層化し、各々の
階層の階調画像に疑似階調化法を適用することによって
画質の良い２値画像の階層構造を得る。これらの２値画
像を階層的に符号化することにより、解像度が低い段階
においても画質の劣化が少ない疑似階調画像の階層的符
号化を実現する。また上記のように多値画像のまま縮小
を行なう場合、それらの多値画像をすべて蓄積すると必
要なメモリ量が多くなる。疑似階調化法により２値化を
行なうために必要な画素と、縮小処理をするために必要
な画素がほぼ同位置にあることに着目して、それらの画
素を蓄積するためのラインメモリを設け、縮小処理と疑
似階調化処理を同時に実行していくことにより、最終的
には不要な多値画像の縮小画像を生成せず、メモリ量の
低減を図る。 【０００８】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例を適用した画像符号化装
置の構成を示すブロック図である。本実施例は３段階の
階層的符号化を行なう例である。同図において、１は画
像入力装置から取り込まれた多値画像１画面分を蓄積す
るフレームメモリであり、後述するラインメモリ２へ多
値の画素データが送られる。２，３，４は各々原画像、
１／２縮小画像、１／４縮小画像の数ライン分を蓄積す
るためのラインメモリ（以下、ＬＭと略す）である。６
は多値画像縮小装置で、スイッチ（以下、ＳＷと略す）
１４をＯＮにすることにより、ＬＭ２とＬＭ３に接続さ
れ、ＬＭ２の画像を縮小してＬＭ３に蓄積する。同様に
、ＳＷ１５をＯＮにすることにより、ＬＭ３とＬＭ４に
接続され、ＬＭ３の画像を縮小してＬＭ４に蓄積する。 【０００９】また、７，８，９はＬＭ２，ＬＭ３，ＬＭ
４上の多値画像を２値化した画像を数ライン蓄積するラ
インメモリ（以下、ＢＭと略す）である。１１，１２，
１３はＬＭ２，ＬＭ３，ＬＭ４上の多値画像を２値化し
た画像をそれぞれ１画面分蓄積するフレームメモリ（以
下、ＣＭと略す）である。５は疑似階調化装置であって
、ＳＷ１４，１７ をＯＮにすることにより、ＬＭ２と
ＢＭ７、ＣＭ１１を接続し、ＬＭ２上の多値の画像を疑
似階調化の手法によって２値化し、ＢＭ７およびＣＭ１
１上に蓄積する。同様にＳＷ１５，１８ をＯＮにする
ことにより、ＬＭ３とＢＭ８、ＣＭ１２を接続し、ＬＭ
３上の多値の画像を疑似階調化の手法によって２値化し
、ＢＭ８およびＣＭ１２上に蓄積する。さらに同様にＳ
Ｗ１６，１９ をＯＮにすることにより、ＬＭ４とＢＭ
９、ＣＭ１３を接続し、ＬＭ４上の多値の画像を疑似階
調化の手法によって２値化し、ＢＭ９およびＣＭ１３上
に蓄積する。 【００１０】さらに、１０は符号化装置であって、ＳＷ
２０をＯＮにすることにより、ＣＭ１１、ＣＭ１２と接
続され、ＣＭ１１、ＣＭ１２上の２値画像データを符号
化する。同様に、ＳＷ２１をＯＮにすることにより、フ
レームメモリＣＭ１２、ＣＭ１３を接続し、ＣＭ１２、
ＣＭ１３上の２値画像データを符号化する。第１階層の
符号化については、ＳＷ２２をＯＮにしてＣＭ１３上の
２値画像データを符号化する。 【００１１】図２は図１のＬＭ２、ＬＭ３、ＬＭ４の構
成を示す図であり、入力ポート５１より１画素ずつ多値
の画像データ（８ビット）が入力される。ラインメモリ
上にすでに蓄積されている多値の画像データは、画素入
力が行なわれる毎に多値画素シフトレジスタ上で８ビッ
ト左にシフトされる。１段分の多値画素シフトレジスタ
の長さは入力画像の１ライン分あり、多値画素処理ウイ
ンドウ５２は多値画素シフトレジスタ上の値（本実施例
ではＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌ
，Ｍ，Ｎ，Ｏ，Ｐ の４×４画素）を出力ポートに取り
だす働きをする。従って、多値画素処理ウインドウ５２
がちょうど画像上の複数ラインを走査線方向にスキャン
したのと同様になる。入力ポート５１の接続先は、ＬＭ
２については多値画像フレームメモリで、ＬＭ３、ＬＭ
４については多値画像縮小装置６の出力である。多値画
素処理ウインドウ５２のデータが出力ポート５３より多
値画像縮小装置６および疑似階調化装置５に供給される
。 【００１２】図３は図１のＢＭ７、ＢＭ８、ＢＭ９の構
成を示す図であり、入力ポート６１より１画素ずつ２値
の画像データ（１ビット）が入力される。ラインメモリ
上にすでに蓄積されている２値の画像データは、画素入
力が行なわれる毎に２値画素シフトレジスタ上で１ビッ
ト左にシフトされる。１段分の２値画素シフトレジスタ
の長さは入力画像の１ライン分あり、２値画素処理ウイ
ンドウ６２は２値画素シフトレジスタ上の値（本実施例
ではａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｌ
，ｍ，ｎ，ｏ，ｐ の４×４画素）を出力ポートに取り
だす働きをする。従って、２値画素処理ウインドウ６２
がちょうど画像上の複数ラインを走査線方向にスキャン
したのと同様になる。入力ポート６１の接続先は、ＢＭ
７、ＢＭ８、ＢＭ９共に疑似階調化装置５の出力である
。 ２値画素処理ウインドウ６２のデータが出力ポート６３
より疑似階調化装置５および符号化装置１０に供給され
る。 【００１３】多値画像縮小装置６は、ＬＭ２またはＬＭ
３の出力のうち、図４に示す点線で囲んだ部分の値に対
して、図５に示すような重みを付け、平均化操作を行な
い、結果を出力としてＬＭ３またはＬＭ４の入力ポート
に送る。ただし、この平均化操作は縮小のために行なう
ものであるから、対象画素の中心に位置するＦの画素が
、縮小される前の画像の中で奇数行、奇数列の位置にあ
った画素の場合のみ、実行する。この出力 ＭＥＡＮ
を式で表すと次に示す式（１） のようになる。 【００１４】 ＭＥＡＮ ＝ ｛ Ｆ×４ ＋ （Ｂ＋Ｅ＋Ｇ
＋Ｊ） ×２ ＋ Ａ＋Ｃ＋Ｉ＋Ｋ ｝ ÷ １６
・・・（１） 【００１５】疑似階調化
装置は、多値画素処理ウインドウと２値画素処理ウイン
ドウを入力として、多値画素処理ウインドウのＡの位置
に来た画素に対応する２値画像の画素値を決定するため
、図６に示すような重み係数を利用する。ここでＺで示
した場所は、多値画素処理ウインドウのＡの位置および
２値画素処理ウインドウのａの位置に対応する。決定さ
れる２値画像の画素の値ＢＩＮ は、次の式（２） に
よって示される処理によって与えられる。 【００１６】 ｇｒａｙｔｅｍｐ ＝ （Ｂ＋Ｅ）×７＋（Ｃ＋Ｆ
＋Ｉ） ×５＋（Ｄ＋Ｇ＋Ｊ＋Ｍ） ×３＋Ｈ＋Ｋ＋Ｎ
ｂｉｎｔｅｍｐ ＝ （ｂ＋ｅ）×７＋（ｃ＋
ｆ＋ｉ） ×５＋（ｄ＋ｇ＋ｊ＋ｍ） ×３＋ｈ＋ｋ＋
ｎ ｄｉｆｆｍｅａｎ ＝ （ｇｒａｙｔｅｍｐ
− ｂｉｎｔｅｍｐ×２５５）÷４４ もし Ａ＋
ｄｉｆｆｍｅａｎ ＜ １２８ ならば ＢＩ
Ｎ ＝ ０ もし Ａ＋ｄｉｆｆｍｅａｎ ＞＝１
２８ ならば ＢＩＮ ＝ １
・・・（２） ただしここでＡ 〜 Ｐは０〜
２５５の値をとり、色の濃さを表すものとする。またａ
〜 ｐは０または１の値をとり、０が白を、１が黒を
表すものとする。 【００１７】この処理によって得られた値ＢＩＮ は疑
似階調化装置の出力として、つまりラインメモリＢＭ７
、ＢＭ８、ＢＭ９の入力として、２値画素処理ウインド
ウのａの位置に蓄積される。 【００１８】符号化装置１０はＳＷ２０をＯＮにするこ
とによりＣＭ１１およびＣＭ１２の出力を用いて階層的
に符号化を行う。 先ず、図７に示すＣＭ１１上の点線で囲んだ領域の画素
値の平均ＭＨと、図８に示すＣＭ１２の縮小画像上の点
線で囲んだ領域の画素値の平均ＭＬとの差Ｓを、階層間
の情報として次の式（３） のように２ビットで表す。 【００１９】 Ｓ ＝ ＭＬ − ＭＨ
・・・（３） 【００２０】さらに
、図７に点線で囲んで示した、すでに符号化を終えた８
画素を参照画素として、合計１０ビットの参照情報を基
に、符号化画素Ｘを符号化する。符号化の方法は、公知
の算術符号化を用いる。ここでの算術符号化は、参照情
報により符号化画素Ｘを予測し、予測が一致したときの
符号化画素Ｘのシンボルを優勢シンボル、一致しないと
きのＸのシンボルを劣勢シンボルとして、参照情報と符
号化画素Ｘの値を入力することにより符号化を行なうも
のである。同様にＳＷ２１をＯＮにすることによりＣＭ
１２およびＣＭ１３の画素の階層的符号化を行なう。 第１段目の階層の符号化については、ＳＷ２２をＯＮに
することによりＣＭ１３の画素の符号化を行なう。この
場合の参照情報は、図７に示す８画素のみとなる。これ
らの符号化は、すべての階層の２値画像が生成されてか
ら行なわれ、第一階層の低解像度２値画像から順に符号
化が行なわれる。 【００２１】コントローラ２３はＳＷ１４、ＳＷ１５、
ＳＷ１５およびＳＷ２０、ＳＷ２１、ＳＷ２２を操作す
ることにより各ラインメモリおよびフレームメモリを切
り替えたり、各装置の制御を行なう。 【００２２】次に、コントローラによって制御される縮
小および疑似階調化の手順を図９のフローチャートによ
って詳細に説明する。 【００２３】多値画像フレームメモリに、画像の周りに
端処理で必要な数画素幅（本実施例では２画素幅）のマ
ージン画素を付加した形で原画像を入力する。マージン
画素の画素値は０とする。他のラインメモリ、フレーム
メモリはゼロクリアを行ない、初期化を行なう（ステッ
プ１０１ ）。 【００２４】先ずＳＷ１４，１７ をＯＮにしてＬＭ２
，ＢＭ７，ＣＭ１１を疑似階調化装置５、多値画像縮小
装置６に接続する（ステップ１０２ ）。 ＬＭ２，ＢＭ７のラインメモリをシフトして画素値入力
の準備をする（ステップ１０３ ）。 多値画像フレームメモリより１画素読み込みＬＭ２に入
力する（ステップ１０４ ）。 ＬＭ２，ＢＭ７の処理ウインドウの値を疑似階調化装置
５に入力する（ステップ１０５ ）。 【００２５】疑似階調化装置５より得られた２値化画素
の値をＢＭ７，ＣＭ１１に入力する（ステップ１０６
）。 多値画像フレームメモリより入力された画素が、原画像
中の奇数行、奇数列の画素の場合、次のステップ１０８
へ進む。そうでない場合は、上記ステップ１０３ 〜
１０６ の操作を繰り返す（ステップ１０７ ）。 ＬＭ３，ＢＭ８のラインメモリをシフトして画素値入力
の準備をする（ステップ１０８ ）。 【００２６】ＬＭ２の出力を多値画像縮小装置６に入力
する（ステップ１０９ ）。 多値画像縮小装置６より得られた、縮小画素の画素値を
ＬＭ３に入力する（ステップ１１０ ）。 ＳＷ１５，１８ をＯＮにしてＬＭ３，ＢＭ８，ＣＭ１
２を疑似階調化装置５、多値画像縮小装置６に接続する
（ステップ１１１ ）。 ＬＭ３，ＢＭ８の処理ウインドウの値を疑似階調化装置
５に入力する（ステップ１１２ ）。 【００２７】疑似階調化装置５より得られた２値化画素
の値をＢＭ８，ＣＭ１２に入力する（ステップ１１３
）。 ＬＭ３のラインメモリに入力された縮小画素が、１／２
縮小画像中の奇数行、奇数列の画素の場合、次のステ
ップ１１５ へ進む。そうでない場合は、上記ステップ
１０３ 〜１１３ の操作を繰り返す（ステップ１１４
）。 ＬＭ４，ＢＭ９のラインメモリをシフトして画素値入力
の準備をする（ステップ１１５ ）。 【００２８】ＬＭ３の出力を多値画像縮小装置６に入力
する（ステップ１１６ ）。 多値画像縮小装置６より得られた、縮小画素の画素値を
ＬＭ４に入力する（ステップ１１７ ）。 ＳＷ１６，１９ をＯＮにしてＬＭ４，ＢＭ９，ＣＭ１
３を疑似階調化装置５、多値画像縮小装置６に接続する
（ステップ１１８ ）。 ＬＭ４，ＢＭ９の処理ウインドウの値を疑似階調化装置
５に入力する（ステップ１１９ ）。 疑似階調化装置５より得られた２値化画素の値をＢＭ９
，ＣＭ１３に入力する（ステップ１２０ ）。 【００２９】以上の処理を全階層の２値画像が生成され
るまで繰り返す。なお、本実施例においては、縮小画像
を生成する方法として、原画像にローパスフィルタをか
ける方法を用いたが、他の縮小方式を用いた場合でも同
様の効果が得られる。また疑似階調化の手法は、誤差拡
散の方式を用いたが、組織的ディザ法のような他の疑似
階調化の手法を用いた場合でも同様の効果が得られる。 参照情報としては、上位層の参照画素と、上位層と下位
層のある領域の平均濃度差を用いたが、さらに下位層の
参照画素を用いることもできる。また、符号化方式にお
いては、算術符号による方式を用いたが、ハフマン符号
等の他のマルコフ符号を用いても同様の効果が得られる
。 【００３０】 【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いれば
、疑似階調画像を符号化する場合、圧縮効率が高く、さ
らに低解像度の階層での画像が高品質な、階層的符号化
を実現できる。また２値化と縮小を同時に実行すること
により、最終的には必要のない多値の縮小画像を生成し
ないので、縮小画像用多値フレームメモリを必要とせず
、ラインメモリだけで階層的２値画像が得られる。
画像の階層的符号化方式および装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、２値画像を圧縮符号化して伝送す
る際、ファクシミリのように画像を上端からライン毎に
符号化すると、受信側で画像の内容を判断するためには
符号化データの大部分を伝送する必要があるため、伝送
時間が長くかかり、画像データベースなどにおいては効
率の良い画像検索が困難であった。 【０００３】そこで、画像全体の概要を早くつかみ、必
要とあれば徐々に解像度を上げていく画像の圧縮符号化
の方法として、２値の原画像を順次縮小していくことに
より画像を階層化し、低い解像度の画像から順次階層的
に符号化を行なう階層的符号化方式が考えられている。 また写真などの階調画像を伝送する場合においては、デ
ィザ法などの疑似階調化法によって２値画像を得て、そ
れを順次縮小していくことにより階層化し、符号化を行
う。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の方式では、一旦２値化された疑似階調画像を縮小す
ることによって疑似階調画像の階層構造を作成するため
、低解像度階層の画像において十分な階調が得られず画
質が良くないという問題点を有していた。 【０００５】本発明はこの問題点を解決するためのもの
で、疑似階調画像を符号化する場合、圧縮効率が高く、
さらに低解像度の階層での画像が高品質な、階層的符号
化を実現できる疑似階調画像の階層的符号化方式を提供
することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点を解
決するために、疑似階調化によって得られる２値画像を
Ｎ階層（Ｎは正の整数）に分けて階層的に符号化する画
像符号化方式において、多値原画像を縮小して画像を多
値階層化する階層化手段と、この多値階層画像を疑似階
調化法により２値化する２値化手段と、当該２値の階層
画像を符号化する符号化手段とを有することに特徴があ
る。 【０００７】 【作用】以上のような構成を有する本発明によれば、階
調画像を多値画像のまま順次縮小して階層化し、各々の
階層の階調画像に疑似階調化法を適用することによって
画質の良い２値画像の階層構造を得る。これらの２値画
像を階層的に符号化することにより、解像度が低い段階
においても画質の劣化が少ない疑似階調画像の階層的符
号化を実現する。また上記のように多値画像のまま縮小
を行なう場合、それらの多値画像をすべて蓄積すると必
要なメモリ量が多くなる。疑似階調化法により２値化を
行なうために必要な画素と、縮小処理をするために必要
な画素がほぼ同位置にあることに着目して、それらの画
素を蓄積するためのラインメモリを設け、縮小処理と疑
似階調化処理を同時に実行していくことにより、最終的
には不要な多値画像の縮小画像を生成せず、メモリ量の
低減を図る。 【０００８】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例を適用した画像符号化装
置の構成を示すブロック図である。本実施例は３段階の
階層的符号化を行なう例である。同図において、１は画
像入力装置から取り込まれた多値画像１画面分を蓄積す
るフレームメモリであり、後述するラインメモリ２へ多
値の画素データが送られる。２，３，４は各々原画像、
１／２縮小画像、１／４縮小画像の数ライン分を蓄積す
るためのラインメモリ（以下、ＬＭと略す）である。６
は多値画像縮小装置で、スイッチ（以下、ＳＷと略す）
１４をＯＮにすることにより、ＬＭ２とＬＭ３に接続さ
れ、ＬＭ２の画像を縮小してＬＭ３に蓄積する。同様に
、ＳＷ１５をＯＮにすることにより、ＬＭ３とＬＭ４に
接続され、ＬＭ３の画像を縮小してＬＭ４に蓄積する。 【０００９】また、７，８，９はＬＭ２，ＬＭ３，ＬＭ
４上の多値画像を２値化した画像を数ライン蓄積するラ
インメモリ（以下、ＢＭと略す）である。１１，１２，
１３はＬＭ２，ＬＭ３，ＬＭ４上の多値画像を２値化し
た画像をそれぞれ１画面分蓄積するフレームメモリ（以
下、ＣＭと略す）である。５は疑似階調化装置であって
、ＳＷ１４，１７ をＯＮにすることにより、ＬＭ２と
ＢＭ７、ＣＭ１１を接続し、ＬＭ２上の多値の画像を疑
似階調化の手法によって２値化し、ＢＭ７およびＣＭ１
１上に蓄積する。同様にＳＷ１５，１８ をＯＮにする
ことにより、ＬＭ３とＢＭ８、ＣＭ１２を接続し、ＬＭ
３上の多値の画像を疑似階調化の手法によって２値化し
、ＢＭ８およびＣＭ１２上に蓄積する。さらに同様にＳ
Ｗ１６，１９ をＯＮにすることにより、ＬＭ４とＢＭ
９、ＣＭ１３を接続し、ＬＭ４上の多値の画像を疑似階
調化の手法によって２値化し、ＢＭ９およびＣＭ１３上
に蓄積する。 【００１０】さらに、１０は符号化装置であって、ＳＷ
２０をＯＮにすることにより、ＣＭ１１、ＣＭ１２と接
続され、ＣＭ１１、ＣＭ１２上の２値画像データを符号
化する。同様に、ＳＷ２１をＯＮにすることにより、フ
レームメモリＣＭ１２、ＣＭ１３を接続し、ＣＭ１２、
ＣＭ１３上の２値画像データを符号化する。第１階層の
符号化については、ＳＷ２２をＯＮにしてＣＭ１３上の
２値画像データを符号化する。 【００１１】図２は図１のＬＭ２、ＬＭ３、ＬＭ４の構
成を示す図であり、入力ポート５１より１画素ずつ多値
の画像データ（８ビット）が入力される。ラインメモリ
上にすでに蓄積されている多値の画像データは、画素入
力が行なわれる毎に多値画素シフトレジスタ上で８ビッ
ト左にシフトされる。１段分の多値画素シフトレジスタ
の長さは入力画像の１ライン分あり、多値画素処理ウイ
ンドウ５２は多値画素シフトレジスタ上の値（本実施例
ではＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌ
，Ｍ，Ｎ，Ｏ，Ｐ の４×４画素）を出力ポートに取り
だす働きをする。従って、多値画素処理ウインドウ５２
がちょうど画像上の複数ラインを走査線方向にスキャン
したのと同様になる。入力ポート５１の接続先は、ＬＭ
２については多値画像フレームメモリで、ＬＭ３、ＬＭ
４については多値画像縮小装置６の出力である。多値画
素処理ウインドウ５２のデータが出力ポート５３より多
値画像縮小装置６および疑似階調化装置５に供給される
。 【００１２】図３は図１のＢＭ７、ＢＭ８、ＢＭ９の構
成を示す図であり、入力ポート６１より１画素ずつ２値
の画像データ（１ビット）が入力される。ラインメモリ
上にすでに蓄積されている２値の画像データは、画素入
力が行なわれる毎に２値画素シフトレジスタ上で１ビッ
ト左にシフトされる。１段分の２値画素シフトレジスタ
の長さは入力画像の１ライン分あり、２値画素処理ウイ
ンドウ６２は２値画素シフトレジスタ上の値（本実施例
ではａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｌ
，ｍ，ｎ，ｏ，ｐ の４×４画素）を出力ポートに取り
だす働きをする。従って、２値画素処理ウインドウ６２
がちょうど画像上の複数ラインを走査線方向にスキャン
したのと同様になる。入力ポート６１の接続先は、ＢＭ
７、ＢＭ８、ＢＭ９共に疑似階調化装置５の出力である
。 ２値画素処理ウインドウ６２のデータが出力ポート６３
より疑似階調化装置５および符号化装置１０に供給され
る。 【００１３】多値画像縮小装置６は、ＬＭ２またはＬＭ
３の出力のうち、図４に示す点線で囲んだ部分の値に対
して、図５に示すような重みを付け、平均化操作を行な
い、結果を出力としてＬＭ３またはＬＭ４の入力ポート
に送る。ただし、この平均化操作は縮小のために行なう
ものであるから、対象画素の中心に位置するＦの画素が
、縮小される前の画像の中で奇数行、奇数列の位置にあ
った画素の場合のみ、実行する。この出力 ＭＥＡＮ
を式で表すと次に示す式（１） のようになる。 【００１４】 ＭＥＡＮ ＝ ｛ Ｆ×４ ＋ （Ｂ＋Ｅ＋Ｇ
＋Ｊ） ×２ ＋ Ａ＋Ｃ＋Ｉ＋Ｋ ｝ ÷ １６
・・・（１） 【００１５】疑似階調化
装置は、多値画素処理ウインドウと２値画素処理ウイン
ドウを入力として、多値画素処理ウインドウのＡの位置
に来た画素に対応する２値画像の画素値を決定するため
、図６に示すような重み係数を利用する。ここでＺで示
した場所は、多値画素処理ウインドウのＡの位置および
２値画素処理ウインドウのａの位置に対応する。決定さ
れる２値画像の画素の値ＢＩＮ は、次の式（２） に
よって示される処理によって与えられる。 【００１６】 ｇｒａｙｔｅｍｐ ＝ （Ｂ＋Ｅ）×７＋（Ｃ＋Ｆ
＋Ｉ） ×５＋（Ｄ＋Ｇ＋Ｊ＋Ｍ） ×３＋Ｈ＋Ｋ＋Ｎ
ｂｉｎｔｅｍｐ ＝ （ｂ＋ｅ）×７＋（ｃ＋
ｆ＋ｉ） ×５＋（ｄ＋ｇ＋ｊ＋ｍ） ×３＋ｈ＋ｋ＋
ｎ ｄｉｆｆｍｅａｎ ＝ （ｇｒａｙｔｅｍｐ
− ｂｉｎｔｅｍｐ×２５５）÷４４ もし Ａ＋
ｄｉｆｆｍｅａｎ ＜ １２８ ならば ＢＩ
Ｎ ＝ ０ もし Ａ＋ｄｉｆｆｍｅａｎ ＞＝１
２８ ならば ＢＩＮ ＝ １
・・・（２） ただしここでＡ 〜 Ｐは０〜
２５５の値をとり、色の濃さを表すものとする。またａ
〜 ｐは０または１の値をとり、０が白を、１が黒を
表すものとする。 【００１７】この処理によって得られた値ＢＩＮ は疑
似階調化装置の出力として、つまりラインメモリＢＭ７
、ＢＭ８、ＢＭ９の入力として、２値画素処理ウインド
ウのａの位置に蓄積される。 【００１８】符号化装置１０はＳＷ２０をＯＮにするこ
とによりＣＭ１１およびＣＭ１２の出力を用いて階層的
に符号化を行う。 先ず、図７に示すＣＭ１１上の点線で囲んだ領域の画素
値の平均ＭＨと、図８に示すＣＭ１２の縮小画像上の点
線で囲んだ領域の画素値の平均ＭＬとの差Ｓを、階層間
の情報として次の式（３） のように２ビットで表す。 【００１９】 Ｓ ＝ ＭＬ − ＭＨ
・・・（３） 【００２０】さらに
、図７に点線で囲んで示した、すでに符号化を終えた８
画素を参照画素として、合計１０ビットの参照情報を基
に、符号化画素Ｘを符号化する。符号化の方法は、公知
の算術符号化を用いる。ここでの算術符号化は、参照情
報により符号化画素Ｘを予測し、予測が一致したときの
符号化画素Ｘのシンボルを優勢シンボル、一致しないと
きのＸのシンボルを劣勢シンボルとして、参照情報と符
号化画素Ｘの値を入力することにより符号化を行なうも
のである。同様にＳＷ２１をＯＮにすることによりＣＭ
１２およびＣＭ１３の画素の階層的符号化を行なう。 第１段目の階層の符号化については、ＳＷ２２をＯＮに
することによりＣＭ１３の画素の符号化を行なう。この
場合の参照情報は、図７に示す８画素のみとなる。これ
らの符号化は、すべての階層の２値画像が生成されてか
ら行なわれ、第一階層の低解像度２値画像から順に符号
化が行なわれる。 【００２１】コントローラ２３はＳＷ１４、ＳＷ１５、
ＳＷ１５およびＳＷ２０、ＳＷ２１、ＳＷ２２を操作す
ることにより各ラインメモリおよびフレームメモリを切
り替えたり、各装置の制御を行なう。 【００２２】次に、コントローラによって制御される縮
小および疑似階調化の手順を図９のフローチャートによ
って詳細に説明する。 【００２３】多値画像フレームメモリに、画像の周りに
端処理で必要な数画素幅（本実施例では２画素幅）のマ
ージン画素を付加した形で原画像を入力する。マージン
画素の画素値は０とする。他のラインメモリ、フレーム
メモリはゼロクリアを行ない、初期化を行なう（ステッ
プ１０１ ）。 【００２４】先ずＳＷ１４，１７ をＯＮにしてＬＭ２
，ＢＭ７，ＣＭ１１を疑似階調化装置５、多値画像縮小
装置６に接続する（ステップ１０２ ）。 ＬＭ２，ＢＭ７のラインメモリをシフトして画素値入力
の準備をする（ステップ１０３ ）。 多値画像フレームメモリより１画素読み込みＬＭ２に入
力する（ステップ１０４ ）。 ＬＭ２，ＢＭ７の処理ウインドウの値を疑似階調化装置
５に入力する（ステップ１０５ ）。 【００２５】疑似階調化装置５より得られた２値化画素
の値をＢＭ７，ＣＭ１１に入力する（ステップ１０６
）。 多値画像フレームメモリより入力された画素が、原画像
中の奇数行、奇数列の画素の場合、次のステップ１０８
へ進む。そうでない場合は、上記ステップ１０３ 〜
１０６ の操作を繰り返す（ステップ１０７ ）。 ＬＭ３，ＢＭ８のラインメモリをシフトして画素値入力
の準備をする（ステップ１０８ ）。 【００２６】ＬＭ２の出力を多値画像縮小装置６に入力
する（ステップ１０９ ）。 多値画像縮小装置６より得られた、縮小画素の画素値を
ＬＭ３に入力する（ステップ１１０ ）。 ＳＷ１５，１８ をＯＮにしてＬＭ３，ＢＭ８，ＣＭ１
２を疑似階調化装置５、多値画像縮小装置６に接続する
（ステップ１１１ ）。 ＬＭ３，ＢＭ８の処理ウインドウの値を疑似階調化装置
５に入力する（ステップ１１２ ）。 【００２７】疑似階調化装置５より得られた２値化画素
の値をＢＭ８，ＣＭ１２に入力する（ステップ１１３
）。 ＬＭ３のラインメモリに入力された縮小画素が、１／２
縮小画像中の奇数行、奇数列の画素の場合、次のステ
ップ１１５ へ進む。そうでない場合は、上記ステップ
１０３ 〜１１３ の操作を繰り返す（ステップ１１４
）。 ＬＭ４，ＢＭ９のラインメモリをシフトして画素値入力
の準備をする（ステップ１１５ ）。 【００２８】ＬＭ３の出力を多値画像縮小装置６に入力
する（ステップ１１６ ）。 多値画像縮小装置６より得られた、縮小画素の画素値を
ＬＭ４に入力する（ステップ１１７ ）。 ＳＷ１６，１９ をＯＮにしてＬＭ４，ＢＭ９，ＣＭ１
３を疑似階調化装置５、多値画像縮小装置６に接続する
（ステップ１１８ ）。 ＬＭ４，ＢＭ９の処理ウインドウの値を疑似階調化装置
５に入力する（ステップ１１９ ）。 疑似階調化装置５より得られた２値化画素の値をＢＭ９
，ＣＭ１３に入力する（ステップ１２０ ）。 【００２９】以上の処理を全階層の２値画像が生成され
るまで繰り返す。なお、本実施例においては、縮小画像
を生成する方法として、原画像にローパスフィルタをか
ける方法を用いたが、他の縮小方式を用いた場合でも同
様の効果が得られる。また疑似階調化の手法は、誤差拡
散の方式を用いたが、組織的ディザ法のような他の疑似
階調化の手法を用いた場合でも同様の効果が得られる。 参照情報としては、上位層の参照画素と、上位層と下位
層のある領域の平均濃度差を用いたが、さらに下位層の
参照画素を用いることもできる。また、符号化方式にお
いては、算術符号による方式を用いたが、ハフマン符号
等の他のマルコフ符号を用いても同様の効果が得られる
。 【００３０】 【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いれば
、疑似階調画像を符号化する場合、圧縮効率が高く、さ
らに低解像度の階層での画像が高品質な、階層的符号化
を実現できる。また２値化と縮小を同時に実行すること
により、最終的には必要のない多値の縮小画像を生成し
ないので、縮小画像用多値フレームメモリを必要とせず
、ラインメモリだけで階層的２値画像が得られる。
【図１】本発明の実施例の構成を示す図である。
【図２】本実施例におけるＬＭ２，ＬＭ３，ＬＭ４の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図３】本実施例におけるＢＭ７，ＢＭ８，ＢＭ９の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図４】縮小処理に用いる、多値画素処理ウインドウの
出力を示す図である。
出力を示す図である。
【図５】縮小を行なう際の画素の重み付けを示す図であ
る。
る。
【図６】疑似階調化を行なう際のラインメモリ出力に対
する重み付けを示す図である。
する重み付けを示す図である。
【図７】符号化を行なう際の符号化画素と参照画素を示
す図である。
す図である。
【図８】符号化を行なう際の縮小画素の位置関係を示す
図である。
図である。
【図９】縮小および疑似階調化の手順を示すフローチャ
ートである。
ートである。
１ 多値画像フレームメモリ
２，３，４，７，８，９ ラインメモリ５ 疑似階
調化装置 ６ 多値画像縮小装置 １０ 符号化装置 １１，１２，１３ フレームメモリ １４〜２２ スイッチ ２３ コントローラ
調化装置 ６ 多値画像縮小装置 １０ 符号化装置 １１，１２，１３ フレームメモリ １４〜２２ スイッチ ２３ コントローラ
Claims (4)
- 【請求項１】 疑似階調化によって得られる２値画像
をＮ階層（Ｎは正の整数）に分けて階層的に符号化する
画像符号化方式において、多値原画像を縮小して画像を
多値階層化する階層化手段と、該多値階層画像を疑似階
調化法により２値化する２値化手段と、該２値の階層画
像を符号化する符号化手段とを有することを特徴とする
疑似階調画像の階層的符号化方式。 - 【請求項２】 原画像と同じ解像度の２値画像を第Ｎ
階層画像としたとき、ｎ番目（ｎ＝２， ３， …，
Ｎ）の階層画像中の画素Ｘを符号化する際、ｎ−１番目
の階層画像中における画素Ｘと同位置の近隣画素の値お
よびｎ番目の階層画像中のすでに符号化を終えた画素で
画素Ｘの近隣画素の値を参照して画素の符号化を行なう
請求項１記載の疑似階調画像の階層的符号化方式。 - 【請求項３】 原画像と同じ解像度の２値画像を第Ｎ
階層画像としたとき、ｎ番目の階層画像中の画素Ｘを符
号化する際、ｎ−１番目の階層画像中で画素Ｘが位置的
に属する領域の平均濃度と、ｎ番目の階層画像中ですで
に符号化を終えた画素Ｘの近隣領域の平均濃度の差を参
照して画素の符号化を行なう請求項１記載の疑似階調画
像の階層的符号化方式。 - 【請求項４】 前記階層化手段と、該手段よりの出力
である多値縮小画像の縮小画素値が決定するごとにその
部分に対応する階層的２値画像の画素値を疑似階調化法
によって決定する手段に、階層状のラインメモリを用い
る請求項１記載の疑似階調画像の階層的符号化方式。
Priority Applications (2)
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| JP3070346A JP2712863B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 疑似階調画像の階層的符号化方式 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP3070346A JP2712863B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 疑似階調画像の階層的符号化方式 |
Publications (2)
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| JP (1) | JP2712863B2 (ja) |
Cited By (1)
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- 1991-03-12 JP JP3070346A patent/JP2712863B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1992
- 1992-03-11 US US07/851,040 patent/US5251046A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| US5251046A (en) | 1993-10-05 |
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