JPH06225160A

JPH06225160A - 画像データ圧縮装置

Info

Publication number: JPH06225160A
Application number: JP5009248A
Authority: JP
Inventors: Yukari Shimomura; ゆかり下村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-01-22
Filing date: 1993-01-22
Publication date: 1994-08-12
Anticipated expiration: 2017-01-21
Also published as: JP3249616B2

Abstract

(57)【要約】【目的】入力画像の特徴に応じて所望の圧縮方法を選
択することにより、圧縮効率を向上させると共に高画質
で圧縮できる画像データ圧縮装置を提供する。【構成】１画素当たり２４ｂｉｔの入力画素データ
は、画素データ保持部１で水平垂直８×８画素分保持さ
れ、領域判定部３でコンピュータ作成画像の領域かグラ
デーションや自然画像の領域かが判定される。そして、
スイッチ２にてコンピュータ作成画像の場合、可逆圧縮
部４が選択され、グラデーションや自然画像の場合、Ａ
ＤＣＴ部５が選択され、圧縮データがメモリ６に記憶さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば複数の圧縮手段
を備え、入力画像データに応じて所望の圧縮手段を選択
して圧縮する画像データ圧縮装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＤＴＰ等によりコンピュータ上で
作成される画像は、より高画質が要求されており、カラ
ー化、多階調化が進むに連れて、画像の情報量も膨大な
ものとなっている。このため、コンピュータ作成画像を
ページ記述言語等のコード情報として扱い情報量を減少
させている。しかしながら、コード情報から画像データ
への展開に時間がかかるうえに、コード情報を展開して
も元の画像データを再現できないという問題があった。
そこで、コンピュータ作成画像の色の単一性さ、アウト
ラインの奇麗さを保つ可逆圧縮法を用いて圧縮すること
により画像データを縮小している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、スキャナで読まれ、コンピュータ作成画像中
に嵌め込まれた画像（以下、自然画像）やグラデーショ
ン画像を上述の可逆圧縮法で処理しても圧縮率は余り上
がらず、場合によってはやや増えてしまうこともあっ
た。自然画像やグラデーション画像は、アウトラインの
奇麗さ、色の単一性さの重要な高周波成分を持った通常
のコンピュータ作成画像と比較して低周波成分を持った
画像であり、圧縮伸長後のデータの可逆性は余り重要で
なく、不可逆圧縮伸長処理によりデータが変化しても余
り劣化を感じないという特徴がある。

【０００４】従って、可逆圧縮法で圧縮率が余り上がら
ず、且つ不可逆圧縮法で圧縮しても劣化が目立たない部
分とその他の部分で圧縮方法を変える必要があった。本
発明は、上記課題を解決するために成されたもので、入
力画像の特徴に応じて所望の圧縮方法を選択することに
より、圧縮効率を向上させると共に高画質で圧縮できる
画像データ圧縮装置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】及び

【作用】上記目的を達成するために、本発明は、複数の
圧縮手段を備え、入力画像データに応じて所望の圧縮手
段を選択して圧縮する画像データ圧縮装置であって、入
力画像データに基づいて所定領域内の色の変化を判定す
る判定手段と、前記判定手段での判定結果に応じて複数
の圧縮手段の１つを選択する選択手段とを有し、前記選
択手段で選択された圧縮手段により前記入力画像データ
を圧縮することを特徴とする。

【０００６】また好ましくは、前記判別手段は、所定領
域内の一列中に含まれる異なる色の画素数に応じて色の
変化を判定することを特徴とする。また好ましくは、前
記選択手段は、前記判定手段で色の変化少なしと判定さ
れた場合には、前記複数の圧縮手段から可逆圧縮手段を
選択し、色の変化多しと判定された場合には、前記複数
の圧縮手段から不可逆圧縮手段を選択することを特徴と
する。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る好適な一
実施例を詳細に説明する。図１は、実施例におけるデー
タ圧縮装置の大まかな機能構成を表すブロック図であ
る。図において、１は画素データ保持部であり、１画素
当たり２４ｂｉｔの画素データを水平垂直８×８画素分
保持する。２はスイッチであり、入力された８×８分の
画素データを後述する制御信号に従って分配する。３は
領域判定部であり、画素データ保持部１より入力された
データから領域を判定し、制御信号を出力する。４は可
逆圧縮部であり、入力されたデータを圧縮データに変換
処理し、出力する。５はＡＤＣＴ圧縮処理部であり、入
力されたデータをＡＤＣＴ圧縮処理し、出力する。６は
メモリ部であり、可逆圧縮部４及びＡＤＣＴ圧縮処理部
５により変換された圧縮データ及び上述の制御信号を後
述する制御部７から指定されたアドレスに記憶する。７
は制御部であり、上述の各構成の動作タイミングの制御
等を行なう。尚、実施例では、画素データ保持部１は水
平垂直８×８画素分保持するとしたが、本発明はこれに
限るものではない。

【０００８】図２は、図１に示す領域判定部３の詳細な
構成を示すブロック図である。図において、２０１はパ
ラレル／シリアル変換器であり、上述した画素データ保
持部１から出力されたパラレルの画素データを８画素単
位で入力し、シリアルに変換して出力する。２０２はデ
ータ処理回路であり、入力された画素データ８個のう
ち、４個以上異なる色データが存在したら“１”を出力
する。２０３は加算器であり、８個のデータ処理回路２
０２からの出力値を加算する。２０４は比較器であり、
加算器２０３からの出力値を所定値（実施例では
“４”）と比較し、所定値未満だったら“０”を、所定
値以上だったら“１”をそれぞれ出力する。

【０００９】図３は、図２に示すデータ処理回路２０２
の１つの詳細な構成を示すブロック図である。図におい
て、３０１はラッチであり、入力された画素データを順
次記憶する。３０２〜３０４はラッチであり、後述する
制御信号３ａに同期して画素データを順次記憶する。３
０５〜３０７はそれぞれ比較器であり、ラッチ３０１に
記憶された画素データと各ラッチ３０２〜３０４に記憶
された画素データとを比較し、同じ場合“０”を、異な
る場合に“１”をそれぞれ出力する。３０８，３０９は
セレクタであり、後述する制御信号３ｂ，３ｃに従って
比較器３０６，３０７からの出力又は“１”を選択出力
する。３１０はカウンタであり、比較器３０５からの出
力とセレクタ３０８，３０９からの出力がすべて“１”
の場合に出力される制御信号３ａを計数し、出力する。
３１１は比較器であり、カウンタ３１０からの出力と所
定値（実施例では“４”）とを比較し、所定値未満の場
合“０”を、所定値以上の場合に“１”をそれぞれ出力
する。３１２はデコーダであり、カウンタ３１０からの
出力をデコードしてセレクタ３０８，３０９の制御信号
３ｂ，３ｃを出力する。

【００１０】図４は、図１に示す可逆圧縮部４の詳細な
構成を示すブロック図である。図において、４０１は画
素データ並び換え部であり、図１の画素データ保持部１
から入力されたパラレルの画素データをシリアルに並び
換えて順次出力する。４０２はラッチであり、画素デー
タ並び換え部４０１からの出力を１画素遅延して記憶す
る。４０３はラッチであり、ラッチ４０２からの出力を
信号４ａに従って記憶する。４０４は比較器であり、画
素データ並び換え部４０１から出力された画素データと
ラッチ４０２からの画素データとを比較し、同じ場合
“０”を、異なる場合に“１”をそれぞれ出力する。４
０５は比較器であり、比較器４０４と同様に画素データ
並び換え部４０１からの画素データとラッチ部４０３に
記憶されている画素データとを比較し、同じ場合“０”
を、異なる場合に“１”をそれぞれ出力する。４０６は
セレクタであり、各比較器４０４，４０５からの信号４
ａ，４ｂと画素データ並び換え部４０１からの出力をそ
れぞれ入力し、制御部４０７の制御に従ってデータを選
択し、出力する。４０７は制御部であり、信号４ａ，４
ｂを入力し、セレクタ４０６を制御する。

【００１１】図５は、図１に示すＡＤＣＴ部５の詳細な
構成を示すブロック図である。図において、５０１は色
空間変換部であり、本実施例ではＮＴＳ−ＲＧＢ画素デ
ータからＹＣ_r Ｃ_b 画素データに変換する。５０２はＤ
ＣＴ処理部であり、色空間変換部５０１からの出力を８
×８画素単位でＤＣＴ変換処理する。５０３は量子化部
であり、ＤＣＴ変換部５０２からの８×８＝６４個のＤ
ＣＴ係数データを各々重みの違った係数で量子化してデ
ータ削減を行なう。５０４はハフマン符号化部であり、
量子化部５０３によって量子化されたデータを１つのＤ
Ｃ部と６３個のＡＣ部に分け、ＤＣ部はその前に処理し
た８×８画素のＤＣ部との差分をとり、ハフマン符号化
する。ＡＣ部はデータをジグザグスキャンに並び換え、
“０”のランレングスと出現したデータを２次元ハフマ
ン符号化する。

【００１２】以上の構成からなるデータ圧縮装置の動作
について、図６〜図１０を参照して説明する。尚、以下
の説明では、図４のラッチ４０２に保持される１画素前
の色データをｘ［ｉ−１］とし、図４のラッチ４０３に
保持される色データをＰＲＥとする。また、図４の画素
データ並び換え部４０１より出力される画素データをｘ
［ｉ］とする。ｘ［ｉ］，ｘ［ｉ−１］，ＰＲＥは、Ｎ
ＴＳＣ−ＲＧＢ形式のデータであり、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞ
れのデータを有する１×３の配列構造データである。

【００１３】図６〜図１０はデータ圧縮装置による処理
手順を示すフローチャートである。まず、ステップＳ６
０では、ラッチ４０２、ラッチ４０３の初期設定を行な
う。即ち、ｘ［ｉ−１］とＰＲＥに初期値をセットす
る。具体的には、通常の画像は白地に黒が多いと仮定
し、初期値をｘ［ｉ−１］＝｛２５５，２５５，２５
５｝（白）、ＰＲＥ＝｛０，０，０｝（黒）とする。次
に、ステップＳ６１では、全画像中の８×８画素単位
（以下ブロックと呼ぶ）を切り出し、その画素データを
保持する。そして、ステップＳ６２では、１ブロックの
データを入力し、詳細は後述する領域判定処理を行な
い、判定結果である“０”又は“１”を出力する。次
に、ステップＳ６３では、判定結果が“１”であればス
テップＳ６４へ処理を進め、詳細は後述する可逆圧縮処
理を行なう。また、判定結果が“０”であればステップ
Ｓ６５へ処理を進め、公知のＡＤＣＴ圧縮処理を行な
う。その後、上述の各圧縮処理が終了すると、ステップ
Ｓ６６へ処理を進め、その結果を制御部７によって指定
されたメモリ６のアドレスに格納する。そして、ステッ
プＳ６７において、全ブロックを処理したか否かを判断
し、未処理ブロックが残っていればステップＳ６１へ処
理を戻し、上述の処理を繰り返す。そして、全ブロック
終了するとこの処理を終了する。

【００１４】図７は、図６に示す領域判定処理（ステッ
プＳ６２）の詳細な処理手順を示すフローチャートであ
る。まずステップＳ６２１では、カウンタｎｕｍ１を
“０”にリセットする。次に、ステップＳ６２２では、
後述する図８に示す処理によりライン（８画素）中に異
なる色が４画素以上あるか否かをチェックし、その結果
をフラグにセット又はリセットする。そして、ステップ
Ｓ６２３では、その結果をフラグによって判定し、フラ
グがセットされていればステップＳ６２４へ処理を進
め、カウンタｎｕｍ１をインクリメントする。

【００１５】一方、フラグがセットされていなければ直
接ステップＳ６２５へ処理を進め、１ブロック中の全８
ラインが終了したか否かを判定する。ここで、ＮＯであ
ればステップＳ６２２へ処理を戻し、上述の処理を繰り
返す。しかし、ＹＥＳであればループを抜け出し、ステ
ップＳ６２６へ処理を進め、８ライン終了した結果、カ
ウンタｎｕｍ１がしきい値４以上であるか判定する。そ
の結果、ＹＥＳの場合ステップＳ６２７へ処理を進め、
“１”を出力し、またＮＯの場合にはステップＳ６２８
へ処理を進め、“０”を出力する。

【００１６】図８，図９は、図７に示す処理（ステップ
Ｓ６２２）の詳細な処理手順を示すフローチャートであ
る。まず、ステップＳ６２２０１では、１ライン（８画
素）中１番目の画素を色データを収めるバッファｂｕｆ
［０］に代入する。ステップＳ６２２０２では、カウン
タｎｕｍ２を“１”に初期化する。尚、“０”でなく
“１”としたのは、そのライン中に必ず１色以上は存在
するからである。次に、ステップＳ６２２０３におい
て、１ラインの残りの画素（７個）を順次色データバッ
ファｃｏｌｏｒに代入する。そして、ステップＳ６２２
０４では、カウンタｉをリセットし、続くステップＳ６
２２０５でフラグｆｌａｇをリセットする。そして、ス
テップＳ６２２０６では、ｃｏｌｏｒとｂｕｆ（ｉ）の
色データとを比較し、同じであればステップＳ６２２０
７へ処理を進め、ｃｏｌｏｒデータは既にｂｕｆ群に存
在するということでフラグをセットする。また、異なれ
ば直接ステップＳ６２２０８へ処理を進め、カウンタｉ
をインクリメントする。

【００１７】次に、ステップＳ６２２０９では、ｉがｎ
ｕｍ２未満か、即ちｂｕｆ群に代入されてる色データと
の照合がすべて終了したか判定する。ＹＥＳであれば上
述のステップＳ６２２０６へ戻り、またＮＯであればル
ープを抜け出し、ステップＳ６２２１０へ処理を進め
る。このステップＳ６２２０１０では、フラグｆｌａｇ
が“０”か（即ち、同じデータがｂｕｆ群内に存在しな
いか）判定し、存在する場合（ＮＯ）、直接ステップＳ
６２２１３へ処理を進める。しかし、存在しない場合
（ＹＥＳ）には、ステップＳ６２２１１へ処理を進め、
ｂｕｆ［ｎｕｍ２］にｃｏｌｏｒを代入する。続くステ
ップＳ６２２１２では、カウンタｎｕｍ２をインクリメ
ントする。そして、ステップＳ６２２１３では、ｎｕｍ
２がしきい値以上かどうか判定する。ここで、ＹＥＳの
場合、それ以上の画素を処理する必要がないので、ルー
プを抜け、ステップＳ６２２１６へ処理を進め、“１”
を出力する。一方、ＮＯの場合にはステップＳ６２２１
４へ処理を進め、１ライン中の８画素全て終了したか否
かを判定する。その結果、ＮＯであれば上述のステップ
Ｓ６２２０３へ処理を戻し、またＹＥＳであればループ
を抜け出し、ステップＳ６２２１５へ処理を進め、その
ラインにしきい値以上の異なる画素が存在しないとして
“０”を出力する。

【００１８】図１０は、図６に示す可逆圧縮処理（ステ
ップＳ６４）の詳細な処理手順を示すフローチャートで
ある。まずステップＳ９０１では、カウンタｉを初期化
し、ステップＳ９０２では、ブロック中の画素を並び換
えて順次処理していく。この並び換え方法は、例えば図
１１のような順番が考えられる。シュミレーションの結
果では、図１１に示す（ｃ）の並び換え方法が圧縮率が
一番良かった。なぜかというと同（ａ）や（ｂ）では、
８画素ごとに隣合わない画素を処理することになり、そ
れ故、色データの変化点が多くなり圧縮効率が下がる。
また、領域判定部のラインは可逆圧縮部の処理ラインと
合わせる方が能率的である。というのは、例えば図１２
のような画素値をもったブロックを処理する場合、領域
判定部で図１３に示す（ａ）の８ラインで処理した場
合、領域判定結果は“０”となる。そこで、可逆圧縮部
で図１１に示す（ｂ）の並び換え方法を採用したとする
と、毎回色データが変化するので、処理後のデータは増
えてしまう。

【００１９】しかしながら、図１１に示す（ａ）の並び
で処理すれば、色データの変化点は８カ所ですみ、高圧
縮率が得られる。従って、領域判定部で図１３に示す
（ｂ）を採用した場合は、可逆圧縮部で図１１に示す
（ｂ）又は（ｃ）を採用することが好ましい。同様に、
領域判定部で図１３に示す（ａ）を採用した場合は、可
逆圧縮部で図１１に示す（ａ）を採用することが好まし
い。実施例では、可逆圧縮部で、圧縮効率の一番良い図
１１に示す（ｃ）を採用するので、領域判定部では図１
３に示す（ｂ）を採用する。

【００２０】次に、ステップＳ９０３では、ｘ［ｉ］と
ｘ［ｉ−１］を比較し、等しければステップＳ９０４へ
処理を進め、“０”を出力する。しかし、異なればステ
ップＳ９０５へ処理を進め、“１”を出力し、続くステ
ップＳ９０６では、ｘ［ｉ］とＰＲＥを比較する。ここ
で、ｘ［ｉ］とＰＲＥが等しければステップＳ９０７へ
処理を進め、“０”を出力する。しかし、異なればステ
ップＳ９０８へ処理を進め、“１”を出力する。そし
て、ステップＳ９０９では、ｘ［ｉ］がｘ［ｉ−１］と
もＰＲＥとも異なるので、ｘ［ｉ］を出力する。次に、
ステップＳ９１０では、ＰＲＥにｘ［ｉ−１］を代入す
る。ステップＳ９１１では、カウンタｉをインクリメン
トし、次のステップＳ９１２では、全画素が終了したか
否かを判断する。そして、全画素について終了するとス
テップＳ９１３へ処理を進め、次のブロックの処理のた
めにｘ［０］（即ち、次のブロックの最初に処理する画
素のｘ［ｉ−１］に相当）にｘ［６４］を代入する。

【００２１】以上説明した実施例によれば、原画像から
の入力画素データを水平垂直ｍ×ｎ単位で保持する保持
手段と、前記ｍ×ｎの画素のデータを入力し、ｍ×ｎ内
にある異なる色の色数から得られるパラメータより、制
御コードを出力する領域判定手段と、少なくとも２つの
異なる圧縮手段と前記領域判定手段からの制御コードに
より異なる圧縮手段から１つを選択する選択手段とを備
えることで、各領域に対して適切な圧縮を行なうことが
できる。特に、高周波成分を含むコンピュータ作成画像
を可逆圧縮処理し、グラデーションや自然画像等の、可
逆圧縮処理では圧縮効率が上がらず、データの変化によ
る劣化が目立たない低周波画像は不可逆圧縮処理するこ
とにより、コンピュータ作成画像のアウトライン、色の
単一性さを保ち、グラデーション画像の圧縮効率も良
い、画質・圧縮効率共に兼ね備えた圧縮を行なうことが
できる。

【００２２】領域判定の方法には、ｍ×ｎ画素中の異な
る色数を計数し、それをしきい値で判定することによ
り、コンピュータ作成高周波部、グラデーション・自然
画像等の低周波部を分離することができる。更に、領域
判定手段としてｍ×ｎ画素内で、１列中に異なる画素が
いくつ存在するか計数する手段と、その結果がｋ（ｋ＜
ｍ）以上の時が何行存在するか計数する手段と、その結
果がｌ（ｌ＜ｎ）以上の時に信号１、ｌ未満の時に信号
２を出力することにより、領域判定回路のハード規模を
最小に抑え、且つｍ×ｎ内すべての色数を数える方法と
同じくらいの精度を持ち、領域を分離することができ
る。その時設けた列の方向と、可逆圧縮方の画素データ
をパラレルからシリアルへ並び換える時の方向を揃える
ことにより、圧縮効率を上げることができる。更に、並
び換えをジグザグにすることにより、色の変化点を少な
くすることができ、圧縮効率が向上する。

【００２３】＜変形例＞実施例では、領域判定部３にお
いて、１ブロックを８ラインに分け、各々画素数を判定
したが、６４画素中の異なる色データの数を計数し、し
きい値を定めて判定しても良い。その場合、グラデーシ
ョンの方向に依存しない判定結果を得ることができる。

【００２４】また、可逆圧縮部４は、図４に示すように
２つのラッチで構成されているが、図１４に示すように
２つ以上で構成しても良い。その場合、図４に示す信号
４ｂに相当する信号は２ｂｉｔになる。しかしながら、
図１４に示す色データ１３ｃ（２４ｂｉｔ）の出力が減
少するので、最終的な圧縮率は向上する。更に、可逆圧
縮部４において、色データはＲＧＢ２４ｂｉｔそのまま
出力したが、パレットメモリを別に持ち、出現データを
順次パレットやアドレス付けしていっても良い。例え
ば、パレットアドレスを８ｂｉｔとすると、色データを
表すのに、２４ｂｉｔ必要だったのが、８ｂｉｔですむ
ので、圧縮率は向上する。

【００２５】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或いは装置にプロ
グラムを供給することによって達成される場合にも適用
できることは言うまでもない。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力画像の特徴に応じて所望の圧縮方法を選択すること
により、圧縮効率を向上させると共に高画質で圧縮する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例におけるデータ圧縮装置の概略構成を示
すブロック図である。

【図２】図１に示す領域判断部３の詳細な構成を示すブ
ロック図である。

【図３】図２に示すデータ処理回路２０２の詳細な構成
を示すブロック図である。

【図４】図１に示す可逆圧縮部４の詳細な構成を示すブ
ロック図である。

【図５】図１に示すＡＤＣＴ処理部５の詳細な構成を示
すブロック図である。

【図６】実施例における全体動作を示すフローチャート
である。

【図７】図６に示す領域判断処理の詳細な処理手順を示
すフローチャートである。

【図８】図７に示すチェック処理の詳細な処理手順を示
すフローチャートである。

【図９】図７に示すチェック処理の詳細な処理手順を示
すフローチャートである。

【図１０】図６に示す可逆圧縮処理の詳細な処理手順を
示すフローチャートである。

【図１１】実施例における可逆圧縮部並び換え方法を示
す図である。

【図１２】実施例における画素データを示す図である。

【図１３】実施例における領域判定部の列への分割方法
を示す図である。

【図１４】変形例における可逆圧縮部の構成を示すブロ
ック図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の圧縮手段を備え、入力画像データ
に応じて所望の圧縮手段を選択して圧縮する画像データ
圧縮装置であって、入力画像データに基づいて所定領域内の色の変化を判定
する判定手段と、前記判定手段での判定結果に応じて複数の圧縮手段の１
つを選択する選択手段とを有し、前記選択手段で選択された圧縮手段により前記入力画像
データを圧縮することを特徴とする画像データ圧縮装
置。
【請求項２】前記判別手段は、所定領域内の一列中に
含まれる異なる色の画素数に応じて色の変化を判定する
ことを特徴とする請求項１記載の画像データ圧縮装置。
【請求項３】前記選択手段は、前記判定手段で色の変
化が少ないと判定された場合には、前記複数の圧縮手段
から可逆圧縮手段を選択し、色の変化が多いと判定され
た場合には、前記複数の圧縮手段から不可逆圧縮手段を
選択することを特徴とする請求項１記載の画像データ圧
縮装置。