JPH06237386A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JPH06237386A
JPH06237386A JP2279793A JP2279793A JPH06237386A JP H06237386 A JPH06237386 A JP H06237386A JP 2279793 A JP2279793 A JP 2279793A JP 2279793 A JP2279793 A JP 2279793A JP H06237386 A JPH06237386 A JP H06237386A
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cosine transform
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image data
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Makoto Matsushima
誠 松島
Makoto Fukui
良 福井
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置の増加を伴わず、符号データを複号化し
て得られる画像の拡大縮小処理を迅速に実行可能な画像
処理装置を提供する。 【構成】 符号データをｍ×ｎ画素からなる処理ブロッ
ク単位の離散コサイン変換係数データに変換する第１変
換手段と、逆離散コサイン変換に使用する処理ブロック
の画素サイズＭ×Ｎの値を設定する設定手段と、ｍ×ｎ
画素からなる処理ブロック単位の離散コサイン変換係数
データの高周波成分の領域に係数データを追加／削除す
ることで、設定されたＭ×Ｎ画素からなる処理ブロック
単位の離散コサイン変換係数データを作成する回路と、
該回路により作成された離散コサイン変換係数データを
逆離散コサイン変換して画像データを出力する第２変換
手段と、第２変換手段により出力された処理ブロック単
位の画像データを連続する画像データとして出力する出
力手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、離散コサイン変換を用
いて画像データの符号化及び複号化処理を実行する画像
処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、画像データを離散コサイン変換を
用いて符号データに変換する処理は、以下の手順で実行
される。まず、画像データをｍ×ｎ画素マトリクスから
なる処理ブロックに分割し、各処理ブロック内の画像デ
ータを離散コサイン変換により直交変換し、該画像デー
タを空間周波数の関数に変換する。次に、離散コサイン
変換の実行により求められる離散コサイン変換係数（以
下、ＤＣＴ係数とする。）を量子化する。次に、量子化
されたＤＣＴ係数の値をハフマン符号化方式により符号
化する。
【０００３】また、離散コサイン変換を用いて符号化さ
れた符号データを画像データに複号化する処理は、以下
の手順で実行される（図２参照）。まず、ハフマン複号
化により符号データを複号化して被量子化ＤＣＴ係数を
求める。次に、求められた被量子化ＤＣＴ係数をＤＣＴ
係数へ逆量子化する。次に、ＤＣＴ係数のデータをｍ×
ｎ画素マトリクスからなる各処理ブロックに分割し、分
割されたＤＣＴ係数のデータを逆離散コサイン変換し、
逆離散コサイン変換により得られる処理ブロック単位の
画像データを連続する画像データにして、例えば、表示
用ディスプレイに出力する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般に、符号データを
複号化して得られる画像を拡大縮小して表示用ディスプ
レイ等に出力する場合、符号データを画像データに複号
化した後に該画像データをフレームバッファ等に一旦格
納し、この格納された画像データに対して拡大縮小処理
が施されていた。このため、複号化装置とは別に独立し
た拡大縮小処理のための装置を備える必要があり、画像
処理装置自体の規模が大きくなる。更に、拡大縮小処理
が符号データの複号化処理の後に実行されるため、処理
時間が長くなる。
【０００５】本発明は、装置の増加を伴わず、符号デー
タを複号化して得られる画像の拡大縮小処理を迅速に実
行可能な画像処理装置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】本発明の画像処理装置
は、符号データを逆離散コサイン変換を用いて画像デー
タに複号化する画像処理装置において、符号データをｍ
×ｎ画素マトリクスからなる処理ブロック単位の離散コ
サイン変換係数データに変換する第１変換手段と、逆離
散コサイン変換に使用する処理ブロックの画素マトリク
スのサイズＭ×Ｎの値を設定する設定手段と、第１変換
手段により変換されたｍ×ｎ画素マトリクスからなる処
理ブロック単位の離散コサイン変換係数データの高周波
成分の領域に、値０の離散コサイン係数データを追加も
しくは削除し、設定手段により設定されたＭ×Ｎ画素マ
トリクスからなる処理ブロック単位の離散コサイン変換
係数のデータを作成するデータ作成回路と、データ作成
回路により作成されたＭ×Ｎ画素マトリクスサイズから
なる処理ブロック単位の離散コサイン変換係数データを
逆離散コサイン変換して画像データを出力する第２変換
手段と、第２変換手段から出力される処理ブロック単位
の画像データを連続する画像データとして出力する出力
手段とを備える。
【０００７】
【作用】本発明の画像処理装置は、ｍ×ｎ画素マトリク
スからなる処理ブロック単位の画像データを離散コサイ
ン変換を用いて符号化して得られた符号データを、画像
データに複号化する際、第１変換手段により符号データ
をｍ×ｎ画素マトリクスからなる処理ブロック単位の離
散コサイン変換係数データに変換する。データ作成回路
は、第１変換手段により変換されたｍ×ｎ画素マトリク
スからなる処理ブロック単位の離散コサイン変換係数の
データの高周波成分の領域に、値０の離散コサイン係数
データを追加もしくは削除し、設定手段により設定され
たＭ×Ｎ画素マトリクスからなる処理ブロック単位の離
散コサイン変換係数のデータを作成する。第２変換手段
は、データ作成回路により作成されたＭ×Ｎ画素マトリ
クスからなる処理ブロック単位の離散コサイン変換係数
データを逆離散コサイン変換して画像データを出力す
る。出力手段は、第２変換手段から出力される処理ブロ
ック単位の画像データを連続する画像データとして出力
する。
【０００８】
【実施例】本発明の画像処理装置は、符号データを画像
データに複号化する際、符号化処理で用いたｍ×ｎ画素
マトリクスからなる処理ブロック内の離散コサイン変換
係数（以下、ＤＣＴ係数とする。）のデータの高周波成
分の領域に、値０のＤＣＴ係数データを追加もしくは削
除することでＭ×Ｎ画素マトリクスからなる処理ブロッ
クのＤＣＴ係数データを作成し、作成されたＤＣＴ係数
データに逆離散コサイン変換を実行してＭ×Ｎ画素マト
リクスからなるブロック単位の画像データを得ることを
特徴とする。上記複号化処理を実行することで、逆離散
コサイン変換の実行により得られる画像データの画素マ
トリクスのサイズを変更し、表示用ディスプレイに再現
される画像サイズの拡大縮小を実現させる。以下、添付
の図面を用いて本発明の画像処理装置について、以下の
順で説明する。 （１）離散コサイン変換による画像データの符号化及び
複号化 （２）画像データの拡大縮小処理
【０００９】（１）離散コサイン変換による画像データ
の符号化及び複号化 図１は、離散コサイン変換による画像データの符号化を
実行する画像処理装置の符号化部の各機能ブロック図で
ある。符号化部は、入力される画像データをｍ×ｎ画素
マトリクスからなる処理ブロック単位の画像データを抽
出するｍ×ｎ画素データ抽出回路１と、ｍ×ｎ画素デー
タ抽出回路１で抽出されたｍ×ｎ画素からなる処理ブロ
ック内の画像データについて離散コサイン変換を実行す
るｍ×ｎ画素離散コサイン変換回路２と、ｍ×ｎ画素離
散コサイン変換回路２における離散コサイン変換の実行
から得られるＤＣＴ係数を量子化する量子化回路３と、
量子化回路３で量子化されたＤＣＴ係数を用いてハフマ
ン符号化処理を実行するハフマン符号化回路４とから構
成される。
【００１０】また、図４（ａ）は、符号化処理に用いる
８×８画素マトリクスからなる各処理ブロック1,2,…,
i,i+1,…,j,…を示す。図４（ｂ）は、各処理ブロック
１，２，…の画像データｘ0（ｍ），ｘ1（ｍ），…を上
段に示し、下段に画像データｘ0（ｍ）及びｘ1（ｍ）に
ついて離散コサイン変換を実行することで得られるＤＣ
Ｔ係数データＸ0（ｋ）及びＸ1（ｋ）を示す。
【００１１】ｍ×ｎ画素データ抽出回路１では、図４
（ａ）に示すように、１つの画像データを例えば８×８
画素マトリクスからなる各処理ブロック1,2,…,i,i+1,
…,j,…に分割し、分割された各処理ブロックの画像デ
ータを順に出力する。また、ｍ×ｎ画素離散コサイン変
換回路２では、ｍ×ｎ画素データ抽出回路１から出力さ
れた処理ブロック単位の画像データについて離散コサイ
ン変換を実行する。図４（ｂ）下段の図より、離散コサ
イン変換された各処理ブロックのＤＣＴ係数データ値
は、低周波成分の領域で高く、高周波成分の領域へ行く
に従って低くなることが理解される。
【００１２】また、符号化されたデータを画像データへ
複号化する処理は、図２に示すように、上記符号化処理
の逆が実行される。即ち、符号化されたデータをハフマ
ン複号化し、ハフマン複号化により得られる量子化され
たＤＣＴ係数を逆量子化し，逆量子化により求められる
ＤＣＴ係数のデータをｍ×ｎ画素マトリクスからなる処
理ブロック単位に分割し、分割された各ＤＣＴ係数のデ
ータを逆離散コサイン変換して画像データを求め、分割
されている画像データを１つの画像データにすることで
達成される。
【００１３】（２）画像データの拡大縮小処理 図３は、本発明の画像処理装置における符号データの複
号化処理を実行する複号化部の各機能ブロックを示す図
である。複号化部は、符号化された符号データをハフマ
ン複号化するハフマン複号化回路１０と、ハフマン複号
化により得られる被量子化ＤＣＴ係数を逆量子化する逆
量子化回路１１と、後に詳細に説明するＭ×Ｎ処理ブロ
ックデータ形成回路１２と、Ｍ×Ｎ処理ブロックデータ
形成回路１２により形成されたＭ×Ｎ画素マトリクスか
らなる処理ブロック内のＤＣＴ係数のデータに逆離散コ
サイン変換を実行するＭ×Ｎ画素逆離散コサイン変換回
路１３と、逆離散コサイン変換の実行により得られる処
理ブロック単位の画像データを連続する画像データとし
て表示用ディスプレイ等に出力する画像データ形成回路
１４とから構成される。
【００１４】Ｍ×Ｎブロックデータ形成回路１２は、逆
量子化回路１１から得られるＤＣＴ係数のデータを、ま
ず、従来通りｍ×ｎ画素マトリクスからなる処理ブロッ
クに分割し、処理ブロック単位のＤＣＴ係数データとす
る。次に処理ブロック単位のＤＣＴ係数データの高周波
成分の領域にゼロ信号を追加、もしくは削除することで
処理ブロックのサイズをＭ×Ｎに変更し、変更されたＤ
ＣＴ係数データを出力する。ここで、上記サイズＭ×Ｎ
は、使用者により操作パネルを介して設定されるもので
ある。例えば、表示ディスプレイに再現される画像サイ
ズを２倍に拡大する場合には、Ｍ，Ｎの各値は、ｍ，ｎ
の各値の２倍の値に設定される。また、例えば、表示デ
ィスプレイに再現される画像サイズを１／２倍に縮小す
る場合には、Ｍ，Ｎの各値は、ｍ，ｎの各値の１／２倍
の値に設定される。
【００１５】従来の画像処理装置では、画像データの拡
大縮小処理を実行する際、複号された画像データを一旦
フレームバッファメモリ等に格納し、格納された画像デ
ータに拡大縮小処理を実行していた。これに対し、本発
明では、画像データを符号化する際に用いたｍ×ｎ画素
マトリクスからなる処理ブロックのサイズをＭ×Ｎ画素
マトリクスからなる処理ブロックに変更し（図５参
照）、サイズ変更されたＤＣＴ係数のデータに逆離散コ
サイン変換を実行し、逆離散コサイン変換の実行により
得られる処理ブロック内の画像データ量を変更すること
で拡大縮小処理を実行する。なお、ｍ＝Ｍ、ｎ＝Ｎの関
係を満たす場合には、従来同様に等倍の画像データを得
ることが可能である。
【００１６】次の図５（ａ）は、ｍ×ｎ画素マトリクス
からなる処理ブロック内のＤＣＴ係数データのパワース
ペクトルを示し、図５（ｂ）及び（ｃ）は、ＤＣＴ係数
データの高周波成分の領域に値０の係数データを追加も
しくは削除することによるＭ×Ｎ画素マトリクスからな
るＤＣＴ係数データの形成を図示する。
【００１７】符号データをハフマン複号化し、複号化に
より得られる被量子化ＤＣＴ係数を逆量子化すると、図
４（ｂ）下段に示したような空間周波数を有するＤＣＴ
係数のデータが求められる。このＤＣＴ係数は、図５
（ａ）に示すようなパワースペクトルを有する。ここ
で、画像データを縮小する場合には、図５（ｂ）に示さ
れるように、サイズＭ×Ｎ（但し、Ｍ＜ｍかつＮ＜ｎの
関係を満たす。）以外の高周波成分の領域にあるＤＣＴ
係数データをカットし、処理ブロックのサイズを縮小す
る。また、画像データを拡大する場合には、図５（ｃ）
に示されるように、ｍ×ｎサイズの処理ブロックの高周
波成分の領域に値０のＤＣＴ係数データを追加し、処理
ブロックサイズをＭ×Ｎ（但し、Ｍ＞ｍかつＮ＞ｎの関
係を満たす。）に拡大する。以上の処理により逆離散コ
サイン変換の実行される処理ブロックのサイズを変更す
ることで、複号化処理により得られる画像のサイズを拡
大縮小する。
【００１８】図６は、図３に示したＭ×Ｎブロックデー
タ形成回路１２の回路図である。上記回路１２は、レジ
スタ１００，１０９と、カウンタ１０２，１０６と、比
較器１０１，１０７と、制御信号発生器１０３と、シフ
トレジスタ１０４と、セレクタ１０５と、クロック信号
発生器１０８とから構成される。
【００１９】上記回路１２には、サイズｍ×ｎの処理ブ
ロック単位のＤＣＴ係数のデータと、画像データを符号
化する際に用いた処理ブロックのサイズｍ×ｎの各デー
タ値と、複号化する際に用いる処理ブロックのサイズＭ
×Ｎの各データ値が入力される。ここで、上記処理ブロ
ックのサイズｍ×ｎの各値は、例えば、８×８に固定さ
れているものとする。また、上記処理ブロックのサイズ
Ｍ×Ｎの各値は、例えば、図示しない操作パネルを介し
て使用者により設定されるものとする。処理ブロックの
サイズＭの値は、レジスタ１００へ入力され、保持され
る。処理ブロックのサイズＮの値は、レジスタ１０９へ
入力され保持される。ＤＣＴ係数のデータは、セレクタ
１０５へ入力される。セレクタ１０５は、比較器１０１
もしくは比較器１０７から入力されるセレクト信号が、
ローレベルの場合には、入力されるＤＣＴ係数のデータ
を読み取り、読み取ったデータを出力すると共に、セレ
クト信号がハイレベルの場合には、ＤＣＴ係数データの
読取を停止し、代わりにゼロ信号を出力する。シフトレ
ジスタ１０４は、クロック信号発生回路１０８から出力
されるクロック信号に同期し、セレクタ１０５を介して
入力されるデータ信号のパラレルイン・シリアルアウト
を実行する。カウンタ１０２は、シフトレジスタ１０４
から出力されたＤＣＴ係数データのライン数をカウント
する。カウンタ１０６は、クロック信号発生回路１０８
から出力されるクロック信号に基づいてシフトレジスタ
１０４から出力されたＤＣＴ係数データのビット数をカ
ウントする。
【００２０】比較器１０１は、カウンタ１０２からのカ
ウンタ値と、処理ブロックサイズのＭ及びｍの値とを比
較する。カウンタ１０２からのカウンタ値が、ｍの値を
越えた場合、比較器１０１は、ハイレベルのセレクト信
号をセレクタ１０５へ出力する。一方、カウンタ１０２
からのカウンタ値が、Ｍの値を越えた場合、比較器１０
１は、読取停止信号をセレクタ１０５へ出力すると共
に、カウンタ１０２へリセット信号を送る。比較器１０
２からリセット信号を受け取ったカウンタ１０２は、カ
ウンタ値をリセットする。
【００２１】従って、画像データを符号化する際に用い
た処理ブロックのサイズｍの値よりも複号化処理に用い
る処理ブロックのサイズＭの値が小さい場合、比較器１
０１は、カウンタ１０１からのカウンタ値がＭになった
場合に、読取停止信号をセレクタ１０５へ出力する。ま
た、符号化処理に用いた処理ブロックのサイズｍの値よ
りも複号化処理に用いる処理ブロックのサイズＭの値が
大きな場合、比較器１０１は、カウンタ１０２のカウン
タ値がｍの値よりも大きくなった際に、ハイレベルのセ
レクト信号をセレクタ１０５へ出力し、セレクタ１０５
から出力されるデータ信号をゼロ信号に切り替え、次に
カウンタ１０２のカウンタ値がＭになった際に、読取停
止信号をセレクタ１０５へ出力する。
【００２２】一方、比較器１０７は、カウンタ１０６か
らのカウンタ値と、処理ブロックサイズのＮ及びｎの値
とを比較する。カウンタ１０６からのカウンタ値が、ｎ
の値を越えた場合、比較器１０７は、ハイレベルのセレ
クト信号をセレクタ１０５へ出力する。また、カウンタ
１０６からのカウンタ値が、Ｎの値を越えた場合、比較
器１０７は、読取停止信号をセレクタ１０５へ出力する
と共に、ロード発生回路１０３へ制御信号を送る。比較
器１０７から制御信号を受け取ったロード信号発生回路
１０３では、カウンタ１０２，１０６及びシフトレジス
タ１０４にロード信号を出力する。ロード信号を受け取
ったシフトレジスタ１０４は、セレクタ１０５から入力
されるデータを読み込む。ロード信号を受け取ったカウ
ンタ１０２では、カウンタ値を１つアップする。ロード
信号を受け取ったカウンタ１０６では、カウンタ値をリ
セットする。
【００２３】従って、画像データを符号化する際に用い
た処理ブロックのサイズｎの値よりも複号化処理に用い
る処理ブロックのサイズＮの値が小さい場合、比較器１
０７は、カウンタ１０６からのカウンタ値がＮの値を越
えた場合に読取停止信号をセレクタ１０５へ出力する。
また、符号化処理に用いた処理ブロックのサイズｎの値
よりも複号化処理に用いる処理ブロックのサイズＮの値
が大きな場合、比較器１０７は、カウンタ１０６のカウ
ンタ値がｎの値よりも大きくなった際に、ハイレベルの
セレクト信号をセレクタ１０５へ出力し、セレクタ１０
５から出力されるデータ信号をゼロ信号に切り替え、次
にカウンタ１０２のカウンタ値がＮになった際に、読取
停止信号をセレクタ１０５へ出力する。
【００２４】以上のように回路を構成することで、図５
（ｂ）及び（ｃ）に示すようなＭ×Ｎ画素マトリクスか
らなる処理ブロック単位のＤＣＴ係数データを得ること
ができる。
【００２５】図７（ａ）及び（ｂ）は、各々、右側に元
画像を示し、左側には、各元画像の画像データを符号化
して得られる符号データに対して、本発明の複号化処理
を施すことで得られる元画像を拡大及び縮小した再現画
像を示す。従来、表示用ディスプレイに再現される画像
を拡大縮小するには、符号データを元画像の画像データ
に複号化し、複号化された画像データを一旦フレームバ
ッファに格納し、フレームバッファに格納された画像を
用いて拡大縮小処理を実行していた。このため、従来の
画像処理装置には、複号化処理装置の他に拡大縮小用の
処理装置を備えることが必要であった。しかし、本発明
の画像処理装置では、符号データを複号化する際に逆離
散コサイン変換を実行する処理ブロックのサイズを変更
することで、表示用ディスプレイに再現される画像を拡
大縮小する。従って、本発明の画像処理装置では、拡大
縮小用の処理装置を必要とせず、また、処理時間の短縮
化を図ることが可能となる。
【００２６】図７（ａ）は、符号データを複号化する際
に、「Ａ」の表示されている画像領域内の処理ブロック
のサイズｍ×ｎの各値をデータ作成回路１２を用いてそ
れぞれ２倍にし、４倍のサイズにされた処理ブロック内
のＤＣＴ係数を逆離散コサイン変換することで、「Ａ」
を画像サイズまで拡大したものである。
【００２７】また、図７（ｂ）は、処理ブロックのサイ
ズをデータ作成回路１２を用いて縦横それぞれを約半分
にし、１／４倍のサイズにされた処理ブロック内のＤＣ
Ｔ係数データを逆離散コサイン変換することで、再現さ
れる画像のサイズを１／４に縮小したものである。
【００２８】また、図示していないが、符号化された符
号データを複号化する際に、複数のサイズの処理ブロッ
クを指定し、逆離散コサイン変換を実行することで、１
表示画面に複数のサイズの画像を表示することが可能と
なる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、本発明の画像処理装置
は、画像データを符号化した際に用いた処理ブロックと
は異なるサイズの処理ブロックのＤＣＴ係数データを得
ることが可能となり、これに逆離散コサイン変換を実行
することで、表示ディスプレイ等に表示される画像デー
タのサイズを拡大縮小することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 画像処理装置よる画像データの符号化処理を
実行する各機能ブロックを示す。
【図２】 符号データの複号化処理を実行する各機能ブ
ロックを示す。
【図３】 本発明の画像処理装置による符号データの複
号化を実行する複号化部に備えられる各機能ブロックを
示す図である。
【図４】 （ａ）は、画像データを８×８画素マトリク
スからなる処理ブロックへの分割を示し、（ｂ）の上段
には、各処理ブロック内の画像データを示し、下段に
は、上段に示した各処理ブロック内の画像データを離散
コサイン変換して得られるＤＣＴ係数のデータを示す。
【図５】 （ａ）は、ＤＣＴ係数の処理ブロック内での
分布を示し、（ｂ）は、処理ブロック内の高周波成分領
域のＤＣＴ係数のデータの削除を示し、（ｃ）は、ＤＣ
Ｔ係数の高周波成分領域に係数データを追加する場合を
示す図である。
【図６】 図３に示したＭ×Ｎブロックデータ作成回路
１２の回路図である。
【図７】 （ａ）は、本発明の複号化処理による元画像
の拡大処理結果を示し、（ｂ）は、本発明の複号化処理
による元画像の縮小処理結果を示す。
【符号の説明】
１００，１０９…レジスタ １０１，１０７…比較器 １０５…セレクタ １０２，１０６…カウンタ １０３…ロード信号発生器 １０４…シフトレジスタ １０８…クロック信号発生回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 符号データを逆離散コサイン変換を用い
    て画像データに複号化する画像処理装置において、 符号データをｍ×ｎ画素マトリクスからなる処理ブロッ
    ク単位の離散コサイン変換係数データに変換する第１変
    換手段と、 逆離散コサイン変換に使用する処理ブロックの画素マト
    リクスのサイズＭ×Ｎの値を設定する設定手段と、 第１変換手段により変換されたｍ×ｎ画素マトリクスか
    らなる処理ブロック単位の離散コサイン変換係数データ
    の高周波成分の領域に、値０の離散コサイン係数データ
    を追加もしくは削除し、設定手段により設定されたＭ×
    Ｎ画素マトリクスからなる処理ブロック単位の離散コサ
    イン変換係数データを作成するデータ作成回路と、 データ作成回路により作成されたＭ×Ｎ画素マトリクス
    からなる処理ブロック単位の離散コサイン変換係数デー
    タを逆離散コサイン変換して画像データを出力する第２
    変換手段と、 第２変換手段から出力される処理ブロック単位の画像デ
    ータを連続する画像データとして出力する出力手段とを
    備えることを特徴とする画像処理装置。
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