JPH08129645A - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】異なる種類の画像情報が混在する画像データを
高画質かつ高圧縮率で符号化して格納する。 【構成】写真画像とその説明の文章とが混在する１つの
画像データが入力されると、その画像データは、文字／
写真セパレータ１２によって写真画像領域と文字画像領
域に分類される。写真画像領域の画像情報は第１の符号
化装置１６によって例えばＪＰＥＧなどの第１の圧縮符
号化方法によって符号化され、また文字画像領域の画像
情報は第２の符号化装置１７によって例えばＭＭＲなど
の第２の圧縮符号化方法によって符号化される。これに
よって、写真部分はＪＰＥＧで高圧縮率で圧縮でき、且
つ、文字部分はＭＭＲで高画質で圧縮することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、画像信号を高画質か
つ高圧縮率で符号化し復号化するための画像処理装置お
よび画像処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像を符号化する方法は従来から多数考
案され実用化されているが、それぞれ長所と短所があ
る。例えばファクシミリなどで用いられているＭＭＲ方
式は、画像信号の画質を劣化させることなく符号化・復
号化できるという長所があるが、基本的にモノクロ二値
画像用の符号化方式であるため、多値画像には使えない
という短所があり、主に文字画像の符号化に向いてい
る。

【０００３】また、多値画像の符号化方式としては、Ｊ
ＰＥＧが知られている。こちらはカラーまたはモノクロ
の多値画像の符号化ができるが、復号化された画像信号
の画質はもとの画像信号よりも劣化してしまい、それを
防ぐには圧縮率を下げなければならないという短所があ
る。そのため、劣化が目につきにくい写真画像の符号化
に適している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、符号化するもと
の画像について考えると、例えば写真とその説明の文章
が一枚の画像の中に混在するといったように、性質の異
なる領域が一枚の画像の中に混在する場合がある。

【０００５】この場合、二値画像としてＭＭＲなどで圧
縮すると写真部分の階調性が失われることが多く、ＪＰ
ＥＧで圧縮すると文字画像部分での画質の劣化が目立っ
てしまうという問題点がある。

【０００６】この発明はこのような点に鑑みてなされた
もので、一枚の画像データを２種類の領域に分離してそ
れぞれ適した方法で符号化／復号化できるようにし、性
質の異なる画像情報が混在する画像データを適切に符号
化／復号化することができる画像処理装置および画像処
理方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】この発明は、
画像データを符号化／復号化する画像処理装置におい
て、第１及び第２の画像情報を含む入力画像データを、
前記第１及び第２の画像情報にそれぞれ対応した第１お
よび第２の領域に分類し、その分類結果を示す分類情報
を出力する画像データ分類手段と、前記第１領域の入力
画像データを第１の圧縮符号化方法で符号化して第１の
符号化情報を生成する第１の符号化手段と、前記第２領
域の入力画像データを第２の圧縮符号化方法で符号化し
て第２の符号化情報を生成する第２の符号化手段と、前
記分類情報と前記第１及び第２の符号化情報とを対応さ
せて記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶されてい
る第１の符号化情報を、前記第１の圧縮符号化方法に対
応する第１の復号化方法で復号化する第１の復号化手段
と、前記記憶手段に記憶されている第２の符号化情報
を、前記第２の圧縮符号化方法に対応する第２の復号化
方法で復号化する第２の復号化手段と、前記記憶手段に
記憶された分類情報に従って、前記第１および第２の復
号化手段によって復号化された画像データを合成する手
段とを具備することを特徴とする。

【０００８】この画像処理装置においては、例えば写真
画像とその説明の文章とを混在する１つの画像データが
入力されると、その画像データは、写真画像領域と文字
画像領域に分類される。写真画像領域の画像情報は例え
ばＪＰＥＧなどの第１の圧縮符号化方法によって符号化
され、また文字画像領域の画像情報は例えばＭＭＲなど
の第２の圧縮符号化方法によって符号化される。これに
よって、写真部分はＪＰＥＧで高圧縮率で圧縮でき、且
つ、文字部分はＭＭＲで高画質で圧縮するといったよう
に、それぞれの領域に適した符号化が可能になる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。図１および図２には、この発明の一実施例に係
る画像処理装置に含まれる符号化装置および復号化装置
がそれぞれ示されている。ここでは、この画像処理装置
を画像データベース装置に適用して場合を例示する。画
像データベース装置は、イメージ情報が混在した文書な
どをイメージスキャナで読み取り、その画像データを記
憶装置に記憶しておき、それを必要に応じて取り出して
表示するものであり、例えば、パーソナルコンピュータ
やワークステーション、またはＤＴＰなどに適用され
る。

【００１０】図１の符号化装置は、イメージスキャナ１
１、文字／写真セパレータ１２、第１の変換装置１３、
二値化装置１４、第２の変換装置１５、第１の符号化装
置１６、第２の符号化装置１７、結合装置１８、および
記憶装置１９から構成されている。

【００１１】イメージスキャナ１１は、文書を読み取っ
て画像信号を生成する。ここでは、画像信号は２５６階
調とし、０が最も暗いことを示し、２５５が最も明るい
ことを示すものとする。文字／写真セパレータ１２は、
画像信号を二種類の領域に分割し、その結果を領域分割
信号として出力する。ここでは、画像信号を文字領域と
写真領域に分割する。もし写真領域の画像信号がカラー
で、文字領域の画像信号がモノクロ階調信号の場合に
は、文字／写真セパレータ１２は、カラー画像信号をモ
ノクロ領域とカラー領域に分離することになる。

【００１２】ここでは、領域分割信号は、縦横それぞれ
画像信号の１／４の大きさを持つ二次元データとする。
これは、記憶する際のデータ量を少なくするためであ
る。もちろん、画像信号と同じ大きさであっても良い。

【００１３】領域分割信号の個々の値は、画像信号の４
×４画素のブロックが文字領域か写真領域かを示す。例
えば、値“１”は写真領域を示し、値“０”は文字領域
を示す。

【００１４】第１の変換装置１３は、写真用の符号化を
行う第１の符号化装置１６の前置装置であり、画像信号
のうちの文字領域に属する部分を一定階調値に変換し
て、写真領域の画像信号と変換後の文字領域の画像信号
とを含む第１の変換画像信号を出力する。この第１の変
換装置１３の変換動作は、文字／写真セパレータ１２か
らの領域分割信号によって制御される。

【００１５】二値化装置１４は、２５６階調の画像信号
を二値画像信号に変換する。画像の二値化には様々な方
法があるが、ここでは一定のしきい値より小さな値なら
ば０に、大きな値ならば１とする単純二値化を用いるも
のとする。二値化装置１４によつて行われるのは文字領
域のための二値化であるため、誤差拡散などの方法は適
切ではない。

【００１６】第２の変換装置１５は、文字用の符号化を
行う第２の符号化装置１７の前置装置であり、二値化さ
れた画像信号のうちの写真領域に属する部分を一定階調
値に変換して、文字領域の画像信号と変換後の写真領域
の画像信号とを含む第２の変換画像信号を出力する。こ
の第２の変換装置１５の変換動作は、文字／写真セパレ
ータ１２からの領域分割信号によって制御される。

【００１７】第１の符号化装置１６は、第１の変換画像
信号を符号化して第１の符号化画像信号を生成する。こ
こではＪＰＥＧ方式を用いて符号化するものとする。ま
た、ＪＰＥＧ方式の代わりにフラクタル圧縮を利用して
も良い。

【００１８】第２の符号化装置１７は、二値化された第
２の変換画像信号を符号化して第２の符号化画像信号を
生成する。ここではＭＭＲ方式を用いて符号化する。Ｍ
ＭＲ方式の代わりに、ＪＢＩＧ方式を利用しても良い。

【００１９】結合装置１８は、領域分割信号、第１およ
び第２の符号化画像信号の三者を一つのデータにまとめ
た結合符号化画像信号を生成する。特許請求の範囲第４
項の結合手段を実現するための装置である。結合符号化
画像信号は、例えば、図８に示されているように、一画
面分の領域分割信号６１の後に、一画面分の第１の符号
化画像信号６２、その後に第２の符号化画像信号を繋げ
ることによって構成される。この結合符号化画像信号
は、画像ファイル６４として記憶装置１９に格納され
る。

【００２０】記憶装置１９は、前述の結合符号化画像信
号から成る画像ファイル６４を多数記憶しておくための
ファイリング装置である。図２の復号化装置は、分離装
置２１、第１の復号化装置２２、第２の復号化装置２
３、合成装置２４、および表示装置２５から構成されて
いる。

【００２１】分離装置２１は、記憶装置１９から取り出
された結合符号化画像信号から領域分割信号と第１およ
び第２の符号化画像信号を分離する。分離した信号は、
それぞれ分離領域分割信号、第１および第２の分離符号
化画像信号と呼ぶことにする。分離領域分割信号は合成
装置２４に送られ、第１および第２の分離符号化画像信
号はそれぞれ第１および第２の復号化装置２２，２３に
送られる。

【００２２】第１の復号化装置２２は、ＪＰＥＧ方式で
符号化された第１の分離符号化画像信号を復号化して第
１の復号化画像信号を生成する。ＪＰＥＧ方式なので、
第１の変換画像信号と第１の復号化画像信号は必ずしも
一致しない。

【００２３】第２の復号化装置２３は、ＭＭＲ方式で符
号化された第２の分離符号化画像信号を復号化して第２
の復号化画像信号を生成する。ＭＭＲ方式なので、第２
の変換画像信号と第２の復号化画像信号とは完全に一致
する。

【００２４】合成装置２４は、分離領域分割信号に従っ
て第１の復号化画像信号と第２の復号化画像信号を合成
した合成画像信号を生成する。この場合、分離領域分割
信号が第１の領域を示している部分では第１の復号化画
像信号を、第２の領域を示している部分では第２の復号
化画像信号を出力する。合成画像信号は表示装置２５に
よって画面表示される。

【００２５】以下、符号化・復号化処理の手順について
説明する。まず、文書がイメージスキャナ１１で読み取
られて、２５６階調の画像信号が生成される。ここでは
例として、図２のように、写真部分３１と文字部分３２
とを含む文書を読み取った場合について述べる。

【００２６】この文書に対応する画像信号は、文字／写
真セパレータ１２、第１の変換装置１３、二値化装置１
４に入力される。文字／写真セパレータ１２では、文字
領域３２と写真領域３１に分割される。この分割は、文
字領域３２と写真領域３１との明度分布の違いを利用し
て行う事ができる。例えば、図２のＩ−Ｉ´線をスキャ
ンした場合の明度分布は、図４の様になる。すなわち、
写真領域３１では明度の差は比較的少ないが、文字領域
３２では大きな明度差が一定の間隔単位で生じる事にな
る。このような明度分布をライン毎に順次調べる事によ
り、文字領域３２と写真領域３１とを性格に分類する事
ができる。

【００２７】この分割処理の結果、図５のような領域分
割信号が生成される。領域分割信号の個々の値は、画像
信号の４×４画素のブロック単位でそれが文字領域
“０”か写真領域“１”かを示す。図５において、４２
は文字領域を現す“０”の集合を示し、４１は写真領域
を現す“０”の集合を示している。

【００２８】第１の変換装置１３では、領域分割信号が
写真領域４１を示している部分では画像信号をそのまま
出力し、文字領域４２を示している部分では画像信号を
一定の値に変換して出力する。この第１の変換装置１３
からの出力が第１の変換画像信号である。その例を図６
に示す。このように、第１の変換装置１３では、写真領
域の画像信号だけが有効に取り出される。

【００２９】第１の変換画像信号は第１の符号化装置１
６に送られ、そこでＪＰＥＧ方式で圧縮符号化されて第
１の符号化画像信号となる。文字領域の画像信号は第１
の変換装置１３によって一定の階調値に変換されている
ので、その部分は高い圧縮率になる。また、有効な情報
は写真領域だけなので、文字領域の画質を維持するため
に圧縮率を低くする必要もない。従って、高い圧縮率で
符号化することができる。

【００３０】二値化装置１４では、画像信号が二値化さ
れ、二値画像信号になる。こちらは文字画像用なので、
文字画像を高画質で二値化できる方法で二値化すること
が必要である。誤差拡散などの方法は、写真部分の高画
質化を目的としているため、ここでは不適切である。

【００３１】二値画像信号は第２の変換装置１５に送ら
れる。第２の変換装置１５では、第１の変換装置１３と
は逆に、領域分割信号が文字領域４２を示している部分
では画像信号をそのまま出力し、写真領域４１を示して
いる部分では画像信号を一定の値（二値画像なので０か
１かどちらか）に変換して出力する。この第２の変換装
置１３からの出力が第２の変換画像信号である。その例
を図７に示す。このように、第２の変換装置１５では、
文字領域の画像信号だけが有効に取り出される。

【００３２】第２の変換画像信号は第２の符号化装置１
７に送られ、そこでＭＭＲ方式によって符号化されて第
２の符号化画像信号になる。写真領域の画像信号は第２
の変換装置１５で一定の値に変換されているので、その
部分は高い圧縮率になる。ＭＭＲ方式なので、伸張すれ
ば第２の変換画像信号と全く同じ画像信号が得られ、画
質が劣化する恐れはない。また、文字領域を二値化せず
にＪＰＥＧで圧縮するよりも高い圧縮率で符号化でき
る。

【００３３】領域分割信号と第１および第２の符号化画
像信号は結合装置に１８送られ、そこで一繋がりの信号
に結合されて、１つの結合符号化画像信号となる。ここ
では単純に、領域分割信号、第１の符号化画像信号、第
２の符号化画像信号の順に図８のように繋げるものとす
る。結合符号化画像信号は、画像ファイルとして記憶装
置１９に記憶される。

【００３４】記憶装置１９には、このようにして生成さ
れた結合符号化画像信号が多数記憶されている。図示し
ないマンマシンインターフェイス装置により、本装置の
使用者がある画像を指定すると、その画像の結合符号化
画像信号が記憶装置１９から取り出され、図２の分離装
置２１へと送られる。

【００３５】分離装置２１では、結合符号化画像信号を
もとの三種類の信号に分離し、それらを分離領域分割信
号、第１および第２の分離符号化画像信号として出力す
る。第１の分離符号化画像信号は第１の復号化装置２２
によってＪＰＥＧ方式で復号化され、第１の復号化画像
信号になる。もとの画像信号での写真領域は再現される
が、文字領域は第１の変換装置１３によって一定階調に
変換されたので再現されない。その結果は、図６の第１
の変換画像信号に近いが、ＪＰＥＧは不可逆符号化方式
であるため、多少画質は劣化する。

【００３６】第２の分離符号化画像信号は第２の復号化
装置２３によってＭＭＲ方式で復号化され、第２の復号
化画像信号になる。もとの画像信号での文字領域は再現
されるが、写真領域は第２の変換装置１５によって一定
階調に変換されたので再現されない。これにより、図７
の第２の変換画像信号が完全に再現される。

【００３７】分離領域分割信号、第１および第２の復号
化画像信号は合成装置２４へと送られる。合成装置２４
では、分離領域分割信号が写真領域を示している部分で
は第１の復号化画像信号を、文字領域を示している部分
では第２の復号化画像信号を出力する。これは、分離領
域分割信号に応じて第１および第２の復号化画像信号を
選択的に出力するマルチプレクス処理によって実現でき
る。これにより、図１との画像信号と類似の信号が得ら
れる。この出力が合成画像信号である。この合成画像信
号は、表示装置２５によって画面表示される。

【００３８】以上のように、この実施例においては、結
合符号化画像信号の写真領域についてはＪＰＥＧで高い
圧縮率で圧縮されており、また文字領域についてはＭＭ
Ｒで画質を劣化させることなく圧縮されている。従っ
て、片方の符号化方式だけを用いる場合よりも高圧縮率
で、高画質である。二つの符号化画像信号は写真／文字
領域の片方の画像だけを含んでいるので、二種類の画像
を含むことにより結合符号化画像信号の符号量の増大も
避けることができる。

【００３９】また、領域分割信号は図５のような
“１”、“０”の画像情報として生成されるので、領域
分割信号を水平／垂直のパラメタ値で表現する場合に比
べ、写真領域と文字領域との境界を細かに区別する事が
可能となる。したがって、写真領域と文字領域との境界
が入り組むような形状で写真領域と文字領域が混在して
いても、写真領域と文字領域とを正確に分類する事がで
きる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、画像データは写真画像領域と文字画像領域に分類さ
れ、写真画像領域の画像情報は例えばＪＰＥＧなどの第
１の圧縮符号化方法によって符号化され、文字画像領域
の画像情報は例えばＭＭＲなどの第２の圧縮符号化方法
によって符号化される。これによって、写真部分はＪＰ
ＥＧで高圧縮率で圧縮でき、且つ、文字部分はＭＭＲで
高画質で圧縮するといったように、それぞれの領域に適
した符号化が可能になる。従って、異なる種類の画像情
報を含む画像信号を、高画質かつ高圧縮率で符号化し復
号化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る画像処理装置の符号
化処理部の構成を示すブロック図。

【図２】同実施例の画像処理装置における復号化処理部
の構成を示すブロック図。

【図３】同実施例の画像処理装置によって扱われる画像
情報の一例を示す図。

【図４】同実施例の画像処理装置に設けられた文字／写
真セパレータの動作原理を説明するための図。

【図５】同実施例の画像処理装置に設けられた文字／写
真セパレータから出力される領域分割信号の一例を示す
図。

【図６】同実施例の画像処理装置に設けられた第１の変
換装置によって得られる画像信号を示す図。

【図７】同実施例の画像処理装置に設けられた第２の変
換装置によって得られる画像信号を示す図。

【図８】同実施例の画像処理装置に設けられた結合装置
の動作原理を示す図。

【符号の説明】

１１…イメージスキャナ、１２…文字／写真セパレー
タ、１３…第１の変換装置、１４…二値化装置、１５…
第２の変換装置、１６…第１の符号化装置、１７…第２
の符号化装置、１８…結合装置、１９…記憶装置、２１
…分離装置２１、２２…第１の復号化装置、２３…第２
の復号化装置、２４…合成装置、２５…表示装置。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データを符号化／復号化する画像処
   理装置において、 第１及び第２の画像情報を含む入力画像データを、前記
   第１及び第２の画像情報にそれぞれ対応した第１および
   第２の領域に分類し、その分類結果を示す分類情報を出
   力する画像データ分類手段と、 前記第１領域の入力画像データを第１の圧縮符号化方法
   で符号化して第１の符号化情報を生成する第１の符号化
   手段と、 前記第２領域の入力画像データを第２の圧縮符号化方法
   で符号化して第２の符号化情報を生成する第２の符号化
   手段と、 前記分類情報と前記第１及び第２の符号化情報とを対応
   させて記憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶されている第１の符号化情報を、前
   記第１の圧縮符号化方法に対応する第１の復号化方法で
   復号化する第１の復号化手段と、 前記記憶手段に記憶されている第２の符号化情報を、前
   記第２の圧縮符号化方法に対応する第２の復号化方法で
   復号化する第２の復号化手段と、 前記記憶手段に記憶された分類情報に従って、前記第１
   および第２の復号化手段によって復号化された画像デー
   タを合成する手段とを具備することを特徴とする画像処
   理装置。
2. 【請求項２】 前記第１および第２の画像情報はそれぞ
   れ写真画像およひ文字画像であることを特徴とする請求
   項１記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記第１の符号化手段はカラー画像用ま
   たは多値画像用の符号化方法で符号化を行い、前記第２
   の符号化手段はモノクロ画像用または２値画像用の符号
   化方法で符号化を行うことを特徴とする請求項１記載の
   画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記第２の符号化手段は２値画像用の符
   号化装置であり、 前記第２の符号化手段の前段には、多値画像データを２
   値画像に変換する手段が設けられていることを特徴とす
   る請求項３記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 前記分類情報は、前記入力画像データと
   主・副走査方向の大きさが同じ２次元の情報、または主
   ・副走査方向の大きさが前記入力画像データの整数分の
   １の２次元の情報であることを特徴とする請求項１記載
   の画像処理装置。
6. 【請求項６】 画像データを符号化／復号化する画像処
   理装置において、 第１及び第２の画像情報を含む入力画像データを、前記
   第１及び第２の画像情報にそれぞれ対応した第１および
   第２の領域に分類し、その分類結果を示す分類情報を出
   力する画像データ分類手段と、 前記分類情報に従って前記入力画像データに含まれる第
   ２の画像情報を一定の値に変換し、前記入力画像データ
   に含まれる第１の画像情報と前記変換後の第２の画像情
   報とを出力する第１の変換手段と、 この第１の変換手段から出力される第１および第２の画
   像情報を第１の圧縮符号化方法で符号化して第１の符号
   化情報を生成する第１の符号化手段と、 前記分類情報に従って前記入力画像データに含まれる第
   １の画像情報を一定の値に変換し、前記変換後の第１の
   画像情報と前記入力画像データに含まれる第２の画像情
   報とを出力する第２の変換手段と、 この第２の変換手段から出力される第１および第２の画
   像情報を第２の圧縮符号化方法で符号化して第２の符号
   化情報を生成する第２の符号化手段と、 前記分類情報と前記第１および第２の符号化情報とを１
   つの符号化画像情報に結合する結合手段とを具備するこ
   とを特徴とする画像処理装置。
7. 【請求項７】 画像データを符号化／復号化する画像処
   理方法において、 第１及び第２の画像情報を含む入力画像データを、前記
   第１及び第２の画像情報にそれぞれ対応した第１および
   第２の領域に分類し、 この分類結果に従って、前記入力画像データに含まれる
   第１及び第２の画像情報をそれぞれ対応する圧縮符号化
   方法で符号化し、 前記分類情報と前記第１及び第２の画像情報それぞれの
   圧縮符号化情報とを結合して保持することを特徴とする
   画像処理方法。
8. 【請求項８】 前記第１及び第２の画像情報は、それぞ
   れ文字画像情報および写真画像情報であることを特徴と
   する請求項９記載の画像処理方法。