JPH09205647A - 画像符号化装置、画像復号化装置および画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 識別子の付加に伴う圧縮効率の低下を抑制
し、回路規模の増大やコスト上昇を回避するとともに、
高精度な領域分離を可能とし、各々の画像領域に適した
画像処理を施すことで高品質な出力画像を得る。 【解決手段】 文字／線画、写真／自然画等の属性が異
なる領域が混在する入力画像をＡＤＣＴ符号化して蓄積
しこれを復号化して出力する画像処理装置において、画
像領域の属性を示す領域タグ信号を画素ブロックのＤＣ
係数に合成した上でエントロピー符号化し、復号後に分
離するようにした。これにより、識別子専用の符号化回
路や記憶手段を追加する必要がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＡＤＣＴ符号化
方式を採用した画像符号化装置、画像復号化装置および
画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、原稿から読み取った画像データを
内部のメモリあるいはハードディスクに蓄積し、ソー
ト、ファイリング、ページ編集等を行う電子ソータ機能
や電子ＲＤＨ(Recycle Document Handler)機能を備えた
ディジタル複写機が普及しつつある。この種のディジタ
ル複写機において、大量の画像データを蓄積するにはメ
モリ等の記憶容量を大きくすればよいが、容量を大きく
すると装置規模の増大やコスト上昇を招くことから、通
常、画像データを圧縮して蓄積する方法がとられてい
る。

【０００３】ところで、高品質な画像を蓄積する場合、
画像データを二値の状態で蓄積するよりも多値の状態で
蓄積する方が望ましいことから、従来より多値画像デー
タを圧縮する方式が各種開発されている。例えばＡＤＣ
Ｔ(Adaptive DiscreteCosine Transform)符号化は、多
値画像データの非可逆圧縮方式であり、カラーファクシ
ミリの標準符号化方式に採用されたＪＰＥＧベースライ
ン方式として知られている。このＡＤＣＴ符号化は、画
質と圧縮効率の両面で優れた圧縮方式である。

【０００４】ここで、図８に示すブロック図を参照し、
ＡＤＣＴ符号化の処理過程について説明する。同図にお
いて、画像入力装置１より入力される画像は、まず色空
間変換回路２によって色空間が変換される。すなわち、
色空間変換回路２は、入力されるカラー画像のＲＧＢデ
ータを、輝度信号と色差信号に分離したＹＣｂＣｒデー
タに変換する。こうして変換された画像データは、以
後、輝度信号のＹデータ、色差信号のＣｂデータ、Ｃｒ
データがそれぞれ別々に処理されるが、これらはすべて
同じ処理過程を経る。したがって、以下では１つの信号
（例えば、輝度信号）に着目して説明を進める。

【０００５】色空間が変換された画像データは、ブロッ
ク回路３において、例えば図９に示す８×８の画素ブロ
ックにブロック化される。ブロック化された画像データ
は、ＤＣＴ演算回路４において、図１０に示すようなＤ
Ｃ成分とＡＣ成分からなる周波数係数（以下、それぞれ
ＤＣ係数、ＡＣ係数という）に変換される。図１０にお
いて、左上隅に位置する成分がＤＣ係数であり、８×８
の実画像データの平均値に比例した値になる。また、他
の６３個の成分がＡＣ係数であり、それぞれ異なる周波
数成分を示し、その値は各々の周波数成分の振幅に比例
する。この図に示すように、自然画像をＤＣＴ処理する
と、多くの画像において低周波数成分に数値が集中し、
高周波数成分にはごく小さな値しか出現しないことが分
かる。

【０００６】さて、こうして得られたＤＣ係数およびＡ
Ｃ係数は、図１１に示すように、量子化回路５によって
量子化される。すなわち、ＤＣ係数およびＡＣ係数は、
量子化回路５が保持する量子化テーブルの値（すなわ
ち、量子化ステップ）により除算され、四捨五入され
る。この量子化処理により高周波数領域のＡＣ係数には
数値が「０」のデータが増加する。すなわち、ＡＤＣＴ
符号化では、この「０」のデータを多くすることにより
圧縮効率を向上させているが、同時にこのことが画像符
号化時に非可逆となる要因にもなっている。

【０００７】ここで、図１２はカラーファクシミリの標
準符号化方式であるＪＰＥＧベースライン方式において
推奨される量子化テーブルの内容を示す図であり、同図
（ａ）は、輝度信号の推奨量子化テーブルを示してお
り、同図（ｂ）は色差信号の推奨量子化テーブルを示し
ている。この図から分かるように、量子化テーブルに
は、人間の視覚特性が低周波数成分には敏感である一
方、高周波数成分には鈍感であることを考慮し、低周波
数成分には小さい値が設定され、高周波数成分には大き
い値が設定される。

【０００８】次に、エントロピー符号化回路６では、量
子化後のＤＣ係数とＡＣ係数をそれぞれエントロピー符
号化する。ＤＣ係数はそのブロックの平均濃度であるた
め、隣り合うブロックのＤＣ係数と相関がある。このこ
とから、ＤＣ係数の符号化は、符号化しようとするブロ
ックのＤＣ係数と一つ前のブロックのＤＣ係数との差分
を算出し、このＤＣ係数の差分値をエントロピー符号化
する。

【０００９】一方、ＡＣ係数は低周波数領域に比較的大
きな値が並び、高周波数領域に「０」に近い値が並んで
いる。したがって、図１３に示す順序でブロック内のＡ
Ｃ成分をジグザグスキャンし、データの並べ替えを行
い、「０」のデータが連なるようにする。この一連のデ
ータ列に対して「０」以外の係数（有意係数）と「０」
の係数（無意係数）の連なる長さとを一組とし、このデ
ータの組をエントロピー符号化する。以上の処理を一つ
の画素ブロックに対して行い、これをすべてのブロック
について繰り返すことにより画像全体を符号化する。こ
うして、符号化された画像データは、蓄積装置７に蓄積
された後、出力要求に応じて読み出され、エントロピー
復号化回路８ないし色空間変換回路１２にて符号化と逆
の処理過程を経ることによって復号化され、画像出力装
置１３へ供給される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ディジタル
複写機等で扱われる原稿は、必ずしも一様ではなく、原
稿によっては同じページの中に文字領域と写真領域が混
在する場合がある。このような原稿を対象とする場合、
文字はより文字らしく再現し、写真はより写真らしく再
現したい、という要求がある。すなわち、電子ソータ機
能等を備えたディジタル複写機に対しては、画像データ
の圧縮効率を上げることと、文字領域や写真領域をそれ
ぞれ高画質に再現することの両方を同時に満たすことが
要求される。

【００１１】こうした要求に対し、例えば図１４に示す
ように、特に領域分離処理を行わずに画像全体を符号化
し、この符号化した画像データを蓄積し、復号化して出
力する方法をとることを考える。この方法では、入力さ
れる画像データは、文字領域、写真領域の何れにかかわ
らず画像全体が単一の手法により処理される。したがっ
て、画像処理のパラメータを写真に適した値に設定する
と、復号画像の文字領域に劣化が生じる一方、文字に適
した値に設定すると、復号画像の写真領域に劣化が生じ
る。このため、すべての画像領域について高画質を得る
ことができず、上述した要求を満たすことはできない。

【００１２】次に、例えば図１５に示すように、ＡＤＣ
Ｔ符号化後の画像データに対して領域分離処理を施す方
法を考える。すなわち、この方法では、まず領域分離処
理を行わずに画像全体を符号化し、符号化した画像デー
タを蓄積し、さらにこれを読み出して復号化した画像デ
ータに対して領域分離処理を施し、領域タグ信号を生成
する。そして、画像を出力する際には、この領域タグ信
号を用いて各々の画像領域特性に適した色補正、階調補
正、スクリーニング処理、フィルター係数の切り替え等
を行う。したがって、この方法によれば、上記領域分離
処理を行わない場合と比較して高品質な復号画像を得る
ことが可能になる。

【００１３】しかし、ＡＤＣＴ符号化は非可逆符号化で
あるため、復号後の画像データは原画像データに対して
多少劣化している。したがって、復号画像に対して領域
分離処理を行っても、その結果は原画像の領域とは必ず
しも一致しない。このため、領域分離精度が低く、領域
分離に誤りがある部分では高画質な復号画像は期待でき
ないという問題がある。

【００１４】さらに、例えば図１６に示すように、ＡＤ
ＣＴ符号化処理前に領域分離処理を行い、領域タグ信号
を生成する方法を考える。この方法によれば、上記の方
法と比較して領域分離精度が高いため、高画質な画像が
期待できる。しかしながら、この方法では、符号化前に
生成した領域タグ信号を画像出力時まで保持している必
要があるため、領域タグ信号についても画像データと同
様に蓄積する必要がある。このとき、領域タグ信号を画
像データと同様にＡＤＣＴ符号化すると復号後に劣化し
てしまうため、領域分離結果に誤りが生じる。したがっ
て、領域タグ信号を蓄積するには、圧縮符号化をせずに
そのままの状態で保持するか、あるいは可逆符号化処理
を行って蓄積する必要がある。この場合、領域タグ信号
を別途符号化し、蓄積する装置が必要となり、その分回
路規模が増大し、コスト上昇につながるという問題があ
る。また、この領域タグ信号を付加した分だけ画像全体
の符号量が増加するため、圧縮効率が低下してしまう。
さらに、画像データを復号化する場合には、これと完全
に同期して領域タグ信号を復号化させる必要があるが、
ＡＤＣＴ符号化等の可変長符号化方式では、画像が復号
化される速度が一定でないため、両者の復号化のタイミ
ングを同期させるのは困難である。また、同期をとる場
合、バッファメモリが別途必要になるため、回路規模の
増大ひいてはコスト上昇を招いてしまう。

【００１５】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、画像領域の属性を示す識別子（領域タグ信
号）の付加に伴う圧縮効率の低下を抑制し、回路規模の
増大やコスト上昇を回避できるとともに、高精度な領域
分離を可能とし、各々の画像領域に適した画像処理を施
すことで高品質な出力画像を得ることができる画像符号
化装置、画像復号化装置および画像処理装置を提供する
ことを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１に記載の発明は、画像データをＡＤＣ
Ｔ符号化する画像符号化装置において、入力される画像
データをブロック化するブロック化手段と、各ブロック
の特徴を識別し、その特徴を示す識別子を生成する識別
手段と、各ブロックに対してＤＣＴ変換を施し、ＤＣ係
数およびＡＣ係数を生成するＤＣＴ変換手段と、前記Ｄ
Ｃ係数およびＡＣ係数を量子化する量子化手段と、前記
量子化されたＤＣ係数と前記識別子を合成し、合成係数
を生成する合成手段と、前記量子化されたＡＣ係数およ
び前記合成係数の隣接ブロックとの差分値をエントロピ
ー符号化し、符号データを生成する符号化手段とを具備
することを特徴としている。

【００１７】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の画像符号化装置によって生成された符号データ
を復号化する画像復号化装置であって、前記符号データ
を復号化し、前記量子化されたＡＣ係数および前記合成
係数を復元する復号化手段と、前記復元された合成係数
を前記量子化されたＤＣ係数と前記識別子に分離する分
離手段と、前記量子化されたＡＣ係数およびＤＣ係数を
逆量子化する逆量子化手段と、前記逆量子化されたＤＣ
係数およびＡＣ係数を逆ＤＣＴ変換し、各ブロックの画
像データに復元する逆ＤＣＴ変換手段とを具備すること
を特徴としている。

【００１８】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
に記載の画像符号化装置と、この画像符号化装置によっ
て符号化された符号データを蓄積する蓄積手段と、この
蓄積手段から読み出される符号データを復号化する請求
項２に記載の画像復号化装置とを具備することを特徴と
している。

【００１９】また、請求項４に記載の発明は、請求項３
に記載の発明において、前記合成手段は、前記ＤＣ係数
のビット列に前記識別子のビット列を付加することによ
って合成係数を生成し、前記分離手段は、前記復号化手
段によって復号化された合成係数のビット列を前記ＤＣ
係数のビット列と前記識別子のビット列とに分離するこ
とを特徴としている。

【００２０】また、請求項５に記載の発明は、請求項３
に記載の発明において、前記量子化手段は、前記識別手
段によって生成される識別子に基づき、各ブロックの特
徴に対応した量子化ステップを選択して量子化し、前記
逆量子化手段は、前記復号化手段によって復号化された
識別子に基づき、前記量子化手段による量子化ステップ
に対応した逆量子化ステップを選択して逆量子化するこ
とを特徴としている。

【００２１】また、請求項６に記載の発明は、請求項３
ないし５に記載の発明において、さらに、前記逆ＤＣＴ
変換手段によって復元された各ブロックの画像データに
対し、前記復号化手段によって復号化された識別子が示
す特徴に対応した補正処理を施す補正手段を具備するこ
とを特徴としている。

【００２２】また、請求項７に記載の発明は、請求項６
に記載の発明において、前記識別手段は、前記ブロック
をさらにサブブロックに分割し、サブブロック毎に特徴
を識別して各々の識別子を生成し、前記補正手段は、各
ブロックの画像データに対し、サブブロック単位で前記
識別子が示す特徴に対応した補正処理を施すことを特徴
としている。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施形態について説明する。 Ａ：第１実施形態 （１）全体構成 図１はこの発明の第１実施形態である画像処理装置の全
体構成を示すブロック図である。本実施形態は、モノク
ロの原稿画像を入力する場合を想定して構成したもので
ある。図１において、画像入力装置１００１は、例えば
スキャナ等であって、原稿の画像を読み取りこれをディ
ジタル画像データに変換する。なお、画像入力装置１０
０１としては、スキャナ等の他、外部のネットワークを
介し供給されるディジタル画像データを取り込む外部イ
ンタフェース等であってもよい。

【００２４】次に、ラスタ／ブロック回路１００２は、
入力画像データを８×８画素を１単位する画素ブロック
にブロック化する。領域タグ信号生成回路１００３は、
８×８画素の画像データから当該ブロックの属性を判断
し、この判断結果を示す領域タグ信号を出力する。な
お、領域タグ信号の詳細については後述する。

【００２５】次に、ＤＣＴ演算回路１００４は、画像デ
ータを８×８画素のブロック単位で周波数空間データに
変換し、ブロックのＤＣ係数およびＡＣ係数を出力す
る。量子化回路１００５は、書き換え可能なメモリに記
憶してある量子化テーブルの値に基づき、上記ＤＣ係数
およびＡＣ係数を量子化する。

【００２６】次に、領域タグ信号合成回路１００８は、
領域タグ信号生成回路１００３から出力される領域タグ
信号と量子化回路１００５によって量子化されたＤＣ係
数とを合成し、これを合成ＤＣ係数として出力する。な
お、領域タグ信号の合成過程については後述する。ま
た、エントロピー符号化回路１００９は、領域タグ信号
合成回路１００８から出力される合成ＤＣ係数と量子化
回路１００５によって量子化されたＡＣ係数をハフマン
符号化し、符号データとして出力する。

【００２７】蓄積回路１０１０は、エントロピー符号化
回路１００９から出力される符号データ（すなわち、圧
縮された画像データ）をメモリあるいはハードディスク
に書き込み、蓄積する。また、画像出力時において、蓄
積回路１０１０は、蓄積してある符号データを読み出
し、これをエントロピー復号化回路１０１１へ出力す
る。

【００２８】エントロピー復号化回路１０１１は、蓄積
回路１０１０から出力される符号データを復号化し、合
成ＤＣ係数とＡＣ係数とを復元する。領域タグ信号分離
回路１０１２は、合成ＤＣ係数を領域タグ信号と本来の
画像データであるＤＣ係数に分離する。この分離された
領域タグ信号は画像出力装置１０１８へ供給される。な
お、この分離過程については後述する。

【００２９】次に、逆量子化回路１０１５は、領域タグ
信号分離回路１０１２から出力されるＤＣ係数と、エン
トロピー復号化回路１０１１から出力されるＡＣ係数と
を逆量子化テーブルに基づき逆量子化する。逆ＤＣＴ演
算回路１０１６は、逆量子化回路１０１５によって逆量
子化されたＤＣ係数およびＡＣ係数を逆ＤＣＴ変換す
る。これにより、周波数空間データがブロック化された
画像データに変換される。ブロック／ラスタ回路１０１
７は、ブロック化された画像データをラスターデータに
変換する。

【００３０】画像出力装置１０１８は、領域タグ信号分
離回路１０１２から出力される領域タグ信号に応じて、
画像データに対してそのブロックの属性に適した画像処
理を施し、ハードコピーを出力する。

【００３１】（２）領域タグ信号 次に、本実施形態の領域タグ信号について説明する。画
像入力装置１００１より入力される原稿画像には、異な
る性質を持つ画像が混在していることが多い。例えば、
文字や線画等のように単色で高周波数成分を多く含む領
域、ビジネスグラフ等のように比較的少ない色数で、か
つ幾何学的構成をもつ領域、あるいは、自然画／写真等
のように高周波数成分は少ないが画素単位で複雑に画素
値が変化する領域等の混在である。また、何も描画され
ていない背景領域が存在する場合もある。さらに、ＤＴ
Ｐ（デスク・トップ・パブリッシング）等のアプリケー
ションプログラムによって作成された原稿画像には、コ
ンピュータによって生成された全くノイズを含まない領
域やスキャナで読み込まれた写真領域のように画素レベ
ルが常に変動する領域が混在する。

【００３２】一般に、ディジタル複写機等において高品
質な画像出力を求める場合、当該機器の性能に合わせて
画像データに色補正や階調補正等の画質補正が加えられ
る。また、必要に応じて画像サイズを変倍する場合もあ
る。上述したように、一枚の原稿画像の中に属性が大き
く異なる領域が混在する場合、このような原稿を高品
質、高画質に出力するには、各々の領域毎に適した画質
補正をすることが望ましい。領域タグ信号は、こうした
属性の異なる領域を識別し異なる処理を施すために生成
される信号であり、各ブロック毎に生成される。また、
本実施形態において識別される画像領域の属性は、文字
／線画、グラフィック、写真／自然画像、および背景の
４種類であり、これらは対象ブロック内の画素値のバラ
ツキを基にして識別可能である。これら４種類の属性
は、２ビットで表現可能なことから、領域タグ信号は２
ビットで構成される。

【００３３】（３）領域タグ信号の合成過程 次に、図２を参照し、本実施形態による領域タグ信号と
ＤＣ係数との合成過程について説明する。ＡＤＣＴ符号
化では、一般にＤＣＴ変換して得られる周波数空間の係
数であるＤＣ係数およびＡＣ係数を量子化テーブルによ
り量子化した後にエントロピー符号化を行う。カラーフ
ァクシミリの標準符号化方式であるＪＰＥＧベースライ
ン方式ではＤＣＴ演算回路の出力データ幅は１１ビット
である。また、エントロピー符号化にハフマン符号化を
用いており、その入力データ幅は１１ビットである。

【００３４】さらに、ＪＰＥＧベースライン方式では量
子化テーブルの値としてＤＣ係数の量子化値には１６を
推奨している。すなわち、ＤＣＴ演算の結果得られたＤ
Ｃ係数の値を１６で割ることにより、結果として１１ビ
ットのデータを７ビットのデータに量子化している。こ
の量子化後のＤＣ係数を入力するエントロピー符号化回
路１００９の入力データ幅は１１ビットであることか
ら、上位ビットの部分に１１ビット−７ビット＝４ビッ
ト分の余裕が生じる。領域タグ信号合成回路１００８
は、この余裕が生じたビット幅の部分に２ビットの領域
タグ信号を埋め込むことにより領域タグ信号とＤＣ係数
とを合成する。

【００３５】この場合、領域タグ信号が埋め込まれたＤ
Ｃ係数はエントロピー符号化回路１００９の入力ビット
以内に収まるので（すなわち、７ビット＋２ビット＜１
１ビット）、エントロピー符号化回路１００９に特別の
機能を追加することなく、ＪＰＥＧベースライン方式に
基づく既存のハフマン符号化回路をそのまま使用可能で
ある。なお、ＪＰＥＧベースライン方式推奨のＤＣ係数
の量子化値は１６であることから、推奨量子化値を用い
る場合には４ビットまでの領域タグ信号を保持すること
が可能である。

【００３６】ここで、ＤＣ係数はそのブロックの平均濃
度を示しており、隣り合うブロックのＤＣ成分は互いに
相関がある。このことから、ＪＰＥＧベースライン方式
においては、符号化しようとする対象ブロックのＤＣ成
分と一つ前のブロックのＤＣ成分との差分を算出し、こ
の差分値をエントロピー符号化することにより、ＤＣ成
分の符号化を行う。したがって、対象ブロックと一つ前
のブロックとが同一の領域タグ信号を有している場合に
は、上記差分の算出により領域タグ信号は相殺される。
この結果、ＤＣ成分に領域タグ信号を付加しても、全体
としての符号量は領域タグ信号の追加分ほど増大しない
ため、圧縮率に及ぼす影響は小さくなる。また、ＪＰＥ
Ｇベースライン方式のＤＣＴ演算回路、量子化回路、ハ
フマン符号化回路等をそのまま利用可能であるため、既
存の構成に領域タグ信号合成回路１００８を追加するの
みで実現可能である。

【００３７】（４）領域タグ信号の分離過程 次に、図３を参照し、本実施形態による領域タグ信号の
分離過程について説明する。エントロピー復号化回路１
０１１は、復号化されたＤＣ係数とすでに復号化された
一つ前のブロックのＤＣ係数とを加算し、この結果をＤ
Ｃ係数として出力する。領域タグ信号分離回路１０１２
は、エントロピー復号化回路１０１１から出力されるＤ
Ｃ係数の上位にある２ビットを分離してこれを領域タグ
信号として出力し、残りの７ビットを本来の画像データ
のＤＣ係数として出力する。

【００３８】このＤＣ係数とエントロピー復号化回路１
０１１から出力されるＡＣ係数とを合わせて逆量子化回
路１０１５によって逆量子化し、その結果を逆ＤＣＴ演
算回路１０１６にて逆ＤＣＴ演算することにより画像デ
ータを復元し、ブロック／ラスタ回路１０１７を介して
画像出力装置１０１８へ出力する。

【００３９】画像出力装置１０１８には、領域タグ信号
分離回路１０１２から出力される領域タグ信号とブロッ
ク／ラスタ回路１０１７から出力される画像データが入
力される。領域タグ信号は、上述したように２ビットか
らなり、これにより画像出力装置１０１８は、４種の属
性を判別し、各々の属性に適した補正処理を行うことが
可能になる。例えば、文字／線画領域については、画像
のエッジを強調し、また背景中の下地を除去することに
よって、高品質な文字／線画出力を再現しうる。また、
写真／自然画領域については、文字／線画領域と異な
り、画像をスムージングすることによって高品質な画像
を再現しうる。さらに、背景領域については、大きく下
地を除去することによってフラットな背景を再現しう
る。このように、画像全体に単一の画像補正を施した場
合には得ることのできない高品質／高画質な画像出力が
可能となる。

【００４０】Ｂ：第２実施形態 （１）全体構成 次に、この発明の第２実施形態について説明する。図４
はこの発明の第２実施形態である画像処理装置の全体構
成を示すブロック図である。本実施形態は、上述した第
１実施形態と異なり、フルカラーの原稿画像を入力する
場合を想定して構成したものである。図４において、画
像入力装置１３０１は、例えばスキャナ等であって、原
稿の画像を読み取りこれをＲＧＢのカラー画像データ
（ディジタルデータ）に変換する。なお、画像入力装置
１３０１としては、外部ネットワークからＲＧＢの画像
データを取り込む外部インタフェース等であってもよ
い。

【００４１】色空間変換回路１３０２は、入力画像デー
タの色空間をＲＧＢから輝度色差系のＹＣｂＣｒに変換
する。また、ラスタ／ブロック回路１３０３は、ＹＣｂ
Ｃｒに変換された入力画像データを８×８画素を１単位
とする画素ブロックにブロック化する。

【００４２】次に、領域タグ信号生成回路１３０４は、
ブロック毎に画像データの属性を判断し、この判断結果
を当該ブロックの領域タグ信号として出力する。ＤＣＴ
演算回路１３０５は、画像データをブロック単位で周波
数空間データに変換し、ＤＣ係数およびＡＣ係数を出力
する。

【００４３】次に、量子化回路１３０６は、書き換え可
能なメモリに記憶してある量子化テーブルの値に基づ
き、上記ＤＣ係数およびＡＣ係数を量子化する。ここ
で、量子化回路１３０６は、文字／線画、写真／自然
画、グラフィック、および背景の各属性に対応して、例
えば図１２に示したような輝度信号用（同図（ａ））と
色差信号用（同図（ｂ））の量子化テーブルを保持して
いる。また、量子化テーブル切替回路１３０７は、領域
タグ信号生成回路１３０４から供給される領域タグ信号
に基づき、入力画像の属性に対応した輝度信号用と色差
信号用の量子化テーブルの組み合わせを選択し、輝度信
号、色差信号のいずれかによって量子化テーブルを切り
替える。なお、色差信号の量子化後のデータについては
主走査方向に半分にサブサンプリングすることにより符
号量を削減してもよい。

【００４４】次に、領域タグ信号合成回路１３１０は、
領域タグ信号生成回路１３０４から供給される領域タグ
信号と輝度信号のＤＣ係数とを合成する。なお、この合
成過程については後述する。また、エントロピー符号化
回路１３１１は、領域タグ信号合成回路１３１０から出
力される合成ＤＣ係数と量子化回路１３０６によって量
子化されたＡＣ係数とをハフマン符号化し、得られる符
号データを出力する。さらに、蓄積回路１３１２は、エ
ントロピー符号化回路１３１１から出力される符号デー
タをメモリあるいはハードディスクに書き込み、蓄積す
る。

【００４５】次に、エントロピー復号化回路１３１３
は、画像出力時に蓄積回路１３１２から読み出される符
号データを復号化し、合成ＤＣ係数およびＡＣ係数を復
元する。領域タグ信号分離回路１３１４は、合成ＤＣ係
数を領域タグ信号と輝度信号のＤＣ係数とに分離する。
分離された領域タグ信号は、量子化テーブル切替回路１
３１７および画質補正回路１３２１へ供給される。

【００４６】次に、逆量子化回路１３１８は、ＤＣ係数
およびＡＣ係数から量子化テーブルの値に基づき逆量子
化する。量子化テーブル切替回路１３１７は、符号化の
場合と同様、領域タグ信号に基づき量子化テーブルの組
を選択し、輝度信号、色差信号のいずれかにによって量
子化テーブルを切り替える。この量子化テーブルを切り
替えの詳細については後述する。また、符号化時に色差
信号をサブサンプリングした場合には逆量子化した色差
信号を主走査方向に拡大し、輝度信号、色差信号ともに
８×８ブロックサイズのデータとする。

【００４７】次に、逆ＤＣＴ演算回路１３１９は、輝度
信号および色差信号の周波数空間データを元の画像デー
タに変換する。また、ブロック／ラスタ変換回路１３２
０は、画像データのブロックをラスタデータに変換す
る。

【００４８】次に、画質補正回路１３２１は、領域タグ
信号分離回路１３１４から供給される領域タグ信号に応
じて補正処理の内容を切り替え、各属性の画像ブロック
に適した画質補正処理を施す。また、画質補正回路１３
２１は、ＹＣｂＣｒで受けた画像信号を画像出力装置１
３２２の特性に合ったＹＭＣＫ信号に変換する。そし
て、画像出力装置１３２２は、ＹＭＣＫ信号に変換され
た画像データに対して画像の属性に適したスクリーン処
理を施し、これを出力する。

【００４９】（２）量子化テーブルの切り替え 次に、本実施形態による量子化テーブルの切り替えにつ
いて説明する。ＡＤＣＴ符号化においてＤＣＴ演算の結
果得られたＤＣ係数およびＡＣ係数を量子化する場合、
量子化テーブルの値を量子化ステップとして量子化する
が、この量子化テーブルの値は復号画像の画質に影響を
与える。すなわち、量子化ステップが小さいほど画質劣
化が少ないが、例えば量子化値として「１」を設定した
場合、実質的に量子化を行わないことに等しいため、こ
れでは符号量やエントロピー符号化回路１３１３への負
荷が低減されず、実用的でない。一方、画像の属性によ
っては、この量子化の影響をあまり受けないものもある
が、逆に大きく影響を受けるものもある。例えば、写真
／自然画像等の属性を有する画像領域では、高周波数成
分をあまり含まないため、高周波数成分の量子化値を大
きくしても画質に対する影響は少ないが、文字／線画領
域では、高周波数成分を多く含むため、高品質な復号画
像を得るには高周波数成分の量子化値を小さくする方が
望ましい。

【００５０】そこで、本実施形態においては、写真／自
然画像用として、例えば図５（ａ）に示すような量子化
テーブル、文字／線画用として、例えば図５（ｂ）に示
すような量子化テーブル、というように画像の属性に適
した量子化テーブルを用意し、これらを切り替えること
によって高画質な復号画像を得るようにしている。すな
わち、量子化テーブル切替回路１３０７は、領域タグ信
号生成回路１３０４によって生成された領域タグ信号に
基づき、予め用意された複数の量子化テーブルの中から
最適な量子化テーブルを選択し、これを用いて量子化処
理を行う。このように、本実施形態によれば、比較的簡
単な方法で画像の属性に対応した量子化処理の切り替え
が可能になる。なお、本実施形態のような量子化処理の
切り替えは、上述した第１実施形態のようなモノクロ原
稿を対象とする場合にも適用可能である。

【００５１】（３）領域タグ信号の合成過程／分離過程 次に、本実施形態による領域タグ信号の合成過程／分離
過程について説明する。本実施形態のようにフルカラー
画像データを符号化する場合、ＹＣｂＣｒ信号の３プレ
ーンの画像データは一組として扱われる。したがって、
輝度信号のＤＣ成分に領域タグ信号を合成すれば、色差
信号のＤＣ係数に対し重複して領域タグ信号を合成する
必要はないため、本実施形態の領域タグ信号合成回路１
３１０は、輝度信号のＤＣ係数に対してのみ領域タグ信
号を合成する。一方、色差信号のＤＣ係数は領域タグ信
号を合成されることなくそのままハフマン符号化され
る。

【００５２】なお、領域タグ信号は、本実施形態のよう
に輝度信号のＤＣ係数に合成するのではなく、色差信号
のＤＣ係数に合成するようにしてもよい。また、領域タ
グ信号合成回路１３１０および領域タグ信号分離回路１
３１４における合成／分離には、第１実施形態と同様の
手法を採用することが可能である。

【００５３】Ｃ：第３実施形態 次に、この発明の第３実施形態について説明する。図６
はこの発明の第３実施形態である画像処理装置の全体構
成を示すブロック図である。なお、本実施形態は、モノ
クロの原稿画像を入力する場合を想定して構成したもの
である。本実施形態は、画像領域の属性を判別する画素
ブロックの単位を４×４画素とすることにより、図１に
示した第１実施形態に対して、属性判別の解像度を向上
させるよう改良を加えたものである。具体的には、ラス
タ／ブロック変換回路１３０３の後段にブロック分割回
路１５０１を追加し、解像度向上に対応させるべく、領
域タグ信号生成回路１００３、領域タグ信号合成回路１
００８、領域タグ信号分離回路１０１２および画像出力
装置１０１８（図１参照）に代えて、領域タグ信号生成
回路１５０３、領域タグ信号合成回路１５０８、領域タ
グ信号分離回路１５１２および画像出力装置１５１８
（図６参照）を設けている。その他の構成については図
１と同様である。

【００５４】以下、本実施形態の動作を説明する。ま
ず、第１実施形態では、８×８画素のブロック単位で画
像の属性を判別したが、本実施形態では、図７に示すよ
うに、８×８画素ブロックを４分割し、４×４画素のサ
ブブロック単位で判別を行う。また、本実施形態では、
判別すべき画像領域の属性を文字／線画領域と写真自然
／画像領域の２種類とし、１ビットで判別結果を表すよ
うにしている。これは、前述のエントロピー符号化回路
１００９の入力データ幅の余裕が１１ビット−７ビット
＝４ビットであることから、４つのサブブロックについ
ての判別結果をすべて保持するには１つのサブブロック
について１ビットで表現する必要があるからである。

【００５５】さて、図６に示すように、ラスタ／ブロッ
ク変換回路１００２から出力される８×８画素ブロック
は、ブロック分割回路１５０１において、４×４画素で
構成される４個のサブブロックに分割される。そして、
領域タグ信号生成回路１５０３においては、各サブブロ
ック内の画素値のバラツキに基づいてサブブロック毎の
画像属性が判別され、各サブブロックについて１ビット
の領域タグ信号が生成される。これらサブブロック毎の
領域タグ信号は、４ビットの領域タグ信号としてまとめ
られ、領域タグ信号合成回路１５０８において、８×８
画素ブロックのＤＣ係数と合成される。その他の符号化
の過程は第１実施形態と同様である。

【００５６】一方、復号時においては、領域タグ信号分
離回路１５１２によって４ビットの領域タグ信号がＤＣ
係数から分離され、画像出力装置１５１８へ供給され
る。そして、画像出力装置１５１８では、４ビットの領
域タグ信号を構成する各１ビットに基づき４×４画素単
位で画像の属性を判別し、対応するサブブロックについ
てその属性に適した補正処理を施す。その他の復号化の
過程は第１実施形態と同様である。

【００５７】このように、本実施形態によれば、第１実
施形態のように８×８画素単位で属性を判別する場合と
比較して、より高画質な出力画像を得ることができる。
例えば、原稿画像中に文字領域と写真領域が混在する領
域を８×８画素ブロック単位で属性判別する場合、その
ブロック中に文字領域と写真領域の境界が含まれると、
第１実施形態では、いずれか一方の属性として判別せざ
るを得なかった。これに対し、本実施形態では、８×８
画素ブロックをさらに４×４画素のサブブロックに分割
することにより境界近傍の属性をきめ細かく判別できる
ので、判別精度が向上し、結果として高画質な画像出力
を得ることができる。また、出力画像を拡大した場合に
も属性判別が高精度であるため、拡大処理による上記境
界近傍での画質劣化を低減できる。なお、本実施形態で
は、簡単のためモノクロ原稿を入力する場合を例とした
が、フルカラー原稿に対しても同様の方式で処理可能で
ある。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、文字／線画、写真／自然画等の属性が異なる領域が
混在する入力画像を領域分離するとともにＡＤＣＴ符号
化して蓄積しこれを復号化して出力する場合に、画像領
域の属性を示す識別子（領域タグ信号）を画素ブロック
のＤＣ係数に合成した上でエントロピー符号化し、復号
後に識別子を分離するので、識別子専用の符号化回路や
記憶手段を追加する必要がない。また、符号化時のＤＣ
係数の差分演算によって同一識別子の情報が相殺される
ので、識別子の付加に伴う符号量の増大を極力抑えるこ
とができる。この結果、識別子の付加に伴う圧縮効率の
低下を抑制し、回路規模の増大やコスト上昇を回避でき
るとともに、高精度な領域分離を可能とし、各々の画像
領域に適した画像処理を施すことで高品質な出力画像を
得ることができる（請求項１ないし７）。

【００５９】また、さらに請求項５に記載の発明によれ
ば、画像領域の属性に適した量子化ステップで量子化す
るので、量子化に伴う画質劣化を抑えることができる。
また、さらに請求項７に記載の発明によれば、属性判別
の解像度が向上するので、より高品質な出力画像を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の第１実施形態の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】 同実施形態における領域タグ信号の合成過程
を説明するための図である。

【図３】 同実施形態における合成タグ信号の分離過程
を説明するための図である。

【図４】 この発明の第２実施形態の構成を示すブロッ
ク図である。

【図５】 同実施形態において用いられる量子化テーブ
ルを例示する図であり、（ａ）は写真／自然画像用の量
子化テーブルを示しており、（ｂ）は文字／線画用の量
子化テーブルを示している。

【図６】 この発明の第３実施形態の構成を示すブロッ
ク図である。

【図７】 同実施形態における領域タグ信号の生成過程
を説明するための図である。

【図８】 ＡＤＣＴ符号化の処理過程を示すブロック図
である。

【図９】 ８×８画素ブロックの例を示す図である。

【図１０】 図９に示す８×８画素ブロックＤＣＴ変換
して得られるＤＣＴ係数を示す図である。

【図１１】 図１０に示すＤＣＴ係数を量子化した値を
示す図である。

【図１２】 ＪＰＥＧベースライン方式において推奨さ
れる量子化テーブルを例示する図であり、（ａ）は輝度
信号の推奨量子化テーブルを示しており、（ｂ）は色差
信号の推奨量子化テーブルを示している。

【図１３】 ジグザグスキャンの順序を示す図である。

【図１４】 従来装置の第１の構成例を示すブロック図
である。

【図１５】 従来装置の第２の構成例を示すブロック図
である。

【図１６】 従来装置の第３の構成例を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１００１ 画像入力装置 １００２ ラスタ／ブロック回路 １００３ 領域タグ信号生成回路 １００４ ＤＣＴ演算回路 １００５ 量子化回路 １００８ 領域タグ信号合成回路 １００９ エントロピー符号化回路 １０１０ 蓄積装置 １０１１ エントロピー復号化回路 １０１２ 領域タグ信号分離回路 １０１５ 逆量子化回路 １０１６ 逆ＤＣＴ演算回路 １０１７ ブロック／ラスタ回路 １０１８ 画像出力装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データをＡＤＣＴ符号化する画像符
   号化装置において、 入力される画像データをブロック化するブロック化手段
   と、 各ブロックの特徴を識別し、その特徴を示す識別子を生
   成する識別手段と、 各ブロックに対してＤＣＴ変換を施し、ＤＣ係数および
   ＡＣ係数を生成するＤＣＴ変換手段と、 前記ＤＣ係数およびＡＣ係数を量子化する量子化手段
   と、 前記量子化されたＤＣ係数と前記識別子を合成し、合成
   係数を生成する合成手段と、 前記量子化されたＡＣ係数および前記合成係数の隣接ブ
   ロックとの差分値をエントロピー符号化し、符号データ
   を生成する符号化手段とを具備することを特徴とする画
   像符号化装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像符号化装置によっ
   て生成された符号データを復号化する画像復号化装置で
   あって、 前記符号データを復号化し、前記量子化されたＡＣ係数
   および前記合成係数を復元する復号化手段と、 前記復元された合成係数を前記量子化されたＤＣ係数と
   前記識別子に分離する分離手段と、 前記量子化されたＡＣ係数およびＤＣ係数を逆量子化す
   る逆量子化手段と、 前記逆量子化されたＤＣ係数およびＡＣ係数を逆ＤＣＴ
   変換し、各ブロックの画像データに復元する逆ＤＣＴ変
   換手段とを具備することを特徴とする画像復号化装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の画像符号化装置と、 この画像符号化装置によって符号化された符号データを
   蓄積する蓄積手段と、 この蓄積手段から読み出される符号データを復号化する
   請求項２に記載の画像復号化装置とを具備することを特
   徴とする画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記合成手段は、前記ＤＣ係数のビット
   列に前記識別子のビット列を付加することによって合成
   係数を生成し、 前記分離手段は、前記復号化手段によって復号化された
   合成係数のビット列を前記ＤＣ係数のビット列と前記識
   別子のビット列とに分離することを特徴とする請求項３
   に記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 前記量子化手段は、前記識別手段によっ
   て生成される識別子に基づき、各ブロックの特徴に対応
   した量子化ステップを選択して量子化し、 前記逆量子化手段は、前記復号化手段によって復号化さ
   れた識別子に基づき、前記量子化手段による量子化ステ
   ップに対応した逆量子化ステップを選択して逆量子化す
   ることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
6. 【請求項６】 請求項３ないし５に記載の画像処理装置
   において、さらに、 前記逆ＤＣＴ変換手段によって復元された各ブロックの
   画像データに対し、前記復号化手段によって復号化され
   た識別子が示す特徴に対応した補正処理を施す補正手段
   を具備することを特徴とする画像処理装置。
7. 【請求項７】 前記識別手段は、前記ブロックをさらに
   サブブロックに分割し、サブブロック毎に特徴を識別し
   て各々の識別子を生成し、 前記補正手段は、各ブロックの画像データに対し、サブ
   ブロック単位で前記識別子が示す特徴に対応した補正処
   理を施すことを特徴とする請求項６に記載の画像処理装
   置。