JPH11317862A - 画像処理装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像データの全体的なデータ量を増加させる
ことなく、後にこの画像データを扱うものが必要とする
付加情報を伝達することはできない。 【解決手段】 n×nブロックの画像データを、DCT回路1
02で直交変換し、量子化回路104で量子化して、合成回
路a106で一連のデータに並べ替えるとともに、該一連の
データの最後尾のデータを、エッジ情報エンコーダ105
で抽出した画像データの特徴情報に置換した後、ハフマ
ン符号化回路107で符号化し、フォーマットエンコーダ1
08でADCT標準フォーマットに変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像データに付加情報を
埋め込む画像処理装置およびその方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ADCT圧縮法は、JPEGにより、データフォ
ーマットが標準化されている。図14は一般的なADCT圧縮
法の標準データフォーマットを示す図である。図14に示
すように、データフォーマットは、大きく分けて、ヘッ
ダ部5101と、データ部5102とから構成される。ヘッダ部
5101には、量子化テーブル部5111と、ハフマンテーブル
部5112とがある。

【０００３】図15は従来のADCT圧縮伸長回路の構成例を
示すブロック図である。図15において、色空間変換回路
5201は、入力されたNTSC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YCrCbデータに変換する。R
GBデータからYCrCbデータへの変換は、(1)式のマトリク
ス演算により行う。

【０００４】以下、YCrCbに変換されたデータは、Yデー
タ、Crデータ、Cbデータがそれぞれ別々に処理される。
とくに、人間の視覚特性が、比較的輝度に敏感で、色差
に鈍感であるのを利用して、輝度データであるYと、色
差データであるCrCbとの扱いは、以下に述べるサブサン
プリングおよび量子化テーブルにおいて異なることが多
い。

【０００５】なお、サブサンプリングとは、CrCbデータ
を、Yデータより少ない数のデータにすることである。
サブサンプリングには、二つのモードがあり、一つは
「4-2-2モード」と呼ばれ、もう一つは「4-1-1モード」
と呼ばれる。

【０００６】図16は一般的なサブサンプリングの具体例
を示す図である。例えば、図16(a)に示すようなCrデー
タに対する「4-2-2モード」サブサンプリングは、水平
方向に隣合った二つのCrデータを平均して、同図(b)に
示す一つのデータとする。例えば、同図(b)のデータ‘0
0b’は、(2)式で計算されたものである。 00b = (00 + 01)/2 …(2)

【０００７】一方、「4-1-1モード」サブサンプリング
は、水平方向と垂直方向とに隣合った四つのCrデータを
平均して、同図(c)に示す一つのデータとする。例え
ば、同図(c)のデータ‘00c’は、(3)式で計算されたも
のである。 00c = (00 + 01 + 10 + 11)/4 …(3)

【０００８】サブサンプリングされたY,Cr,Cbデータ
は、それぞれ独立に処理される。なお、処理の途中で、
量子化テーブルの係数が異なる場合があるが、処理手順
としては全く同じであるので、以下の説明は、Yデータ
の処理についてのみ示す。

【０００９】図15に示す色空間変換回路5201から出力さ
れた実画像データYは、水平方向に連続する8ライン、垂
直方向に連続する8ラインの8×8（合計64個）のデータ
単位で、DCT（離散コサイン変換）回路5202に入力さ
れ、周波数空間データに変換される。

【００１０】図17は一般的なDCTの様子を示す図であ
る。図17(a)に示す8×8の実画像データは、DCT回路5202
により、同図(b)に示す8×8の周波数空間データに変換
される。同図(b)に5401で示す成分は、DC成分であり、
同図(a)の8×8の実画像データの平均値に比例するパラ
メータである。また、同図(b)のその他63個の成分は、A
C成分と呼ばれ、それぞれ異なる周波数の空間を表し、
その数値はその周波数の振幅に比例する。なお、同図
(b)に示す矢印5402〜5404は、矢の方向に向かって高周
波になることを表し、とくに、矢印5402は水平方向の周
波数（実画像空間上では縦縞）を、矢印5403は垂直方向
の周波数（実画像空間上では横縞）を、矢印5404は水平
垂直方向の周波数（実画像空間上では格子縞）を表して
いる。

【００１１】図18は一般的な2×2ブロックの画像データ
をDCTする様子を示す図である。図18において、5601は
実画像データ、5602は実画像データ5601のDCTデータで
ある。また、5603はDCTデータ5602の物理的意味を表し
たもので、とくに、5631はDCデータで、5632〜5634はAC
データである。なお、5603中の、黒四角で表す部分は+1
を、白四角（□）で表す部分は-1を示す。DCデータ5602
において、DCデータ値‘100’は、実画像データ5601の4
データの平均値である。

【００１２】図19は一般的な8×8ブロックのDCT基底画
像を示す図である。自然画像をDCT処理すると、ほとん
どの画像におて、低周波部分に数値が集中し、高周波部
分にはごく小さな数値しか出現しない。さらに、人間の
視覚特性は、低周波部の階調性に対して敏感であるが、
高周波部の階調性に対しては鈍感である。

【００１３】図15に示すDCT回路5202で処理されたデー
タは、量子化回路5204により量子化テーブル5203のデー
タで除算されて四捨五入される。

【００１４】図20は従来のADCT圧縮伸長装置における量
子化の様子を示す図である。図20(a)に示すDCTデータ
を、同図(b)に示す量子化テーブルで除算したものが、
同図(c)に示す量子化データであり、量子化により、ゼ
ロデータが増え、圧縮率が上がるが、反面、伸長時にデ
ータ不可逆になる要因でもある。なお、量子化テーブル
の数値は、前述の視覚特性を考慮して、低周波部分には
小さい数値を、高周波部分には大きい数値を設定してお
く。

【００１５】図21はJPEGが推奨する量子化テーブルを示
す図で、図21(a)はYデータ用、同図(b)はCrCbデータ用
である。

【００１６】図15に示す量子化回路5204が出力した量子
化データは、ハフマン符号化回路5205に入力される。ハ
フマン符号化回路5205は、入力された量子化データをDC
成分とAC成分に分離して、独立に符号化する。

【００１７】DC成分は、各ブロックに一つだけで、その
数値が大きいことが多いが、平均濃度であるため、隣合
うブロックのDC成分と相関性がある。従って、DC成分の
符号化は、符号化しようとするブロックのDC成分と、該
ブロックの一つ前のブロックのDC成分との差分を求め
て、出現頻度の高い差分データへ短いビット長の符号を
割当てる。

【００１８】図22は一般的なジグザグスキャンの一例を
示す図である。図22に示すように、AC成分は、ジグザグ
スキャンによって、データの並べ替えを行い、ゼロのデ
ータが連なるようにする。その後、ゼロデータのランレ
ングスのヒストグラムをとり、出現頻度の高いデータへ
短いビット長の符号を割当てる。

【００１９】ハフマン符号化回路5205で符号化され圧縮
されたデータは、フォーマットエンコーダ5206で、図14
に示したように標準フォーマット化され、通信インタフ
ェイス(I/F)5207から送信、または通信I/F5207のメモリ
に記憶される。

【００２０】データの伸長は、通信I/F5207で受信、ま
たは通信I/F5207のメモリから取り出されたデータを、
フォーマットデコーダ5208でデコードし、ハフマン復号
回路5210で復号する。復号されたデータに、逆量子化回
路5211で、フォーマットデコーダ5208で読出された量子
化テーブル5209を掛ける。例えば、図20(c)に示すデー
タは、図20(b)に示す量子化テーブルによって、図23に
示すように逆量子化される。逆量子化されたデータは、
逆DCT回路5212で逆DCTされ、色空間変換回路5213でYCrC
b→RGB変換される。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の技術に
おいては、次のような問題点がある。

【００２２】すなわち、ADCT圧縮法は、量子化テーブル
の数値を大きくすることで、圧縮率を向上させられる
が、量子化における丸め誤差によって不可逆な圧縮を行
うので、圧縮率の向上は、伸長した画像を劣化させる問
題がある。なお、圧縮伸長によるデータ変化は、図20
(a)に示す量子化前DCTデータと、図23に示す逆量子化後
DCTデータとを比較すると明らかである。

【００２３】主な画像劣化は、ブロック歪み、モスキー
トノイズなどがある。ブロック歪みとは、ADCTの処理単
位である8×8ブロック内で、AC成分が失われ、隣のブロ
ックとのつなぎ目が目立つようになり、極端な場合には
DC成分しか残らず、解像度が1/8になったような状態に
なる劣化のことである。モスキートノイズとは、文字な
どの輪郭部周囲に発生するノイズのことで、必要なAC成
分のカットや量子化誤差により、本来は図24(a)に示す
画像エッジが、ADCTにより、図24(b)に示す画像エッジ
となってしまう劣化のことである。

【００２４】以上の劣化を、伸長時に補正しようとした
場合、例えば高周波成分が含まれるかといった原画像の
補正情報が必要になる。しかしながら、画像の符号化デ
ータだけしか受信しない場合、上述した補正情報などは
存在しないので、復号された画像を効率よく補正するこ
とは不可能である。これを解決するための一方法とし
て、上記画像の符号化データとは別に補正情報を添付す
ることが考えられるが、この場合には全体的なデータ量
が大きくなるという問題がある。

【００２５】このように、画像データの全体的なデータ
量を増加させることなく、後にこの画像データを扱うも
のが必要とする付加情報を伝達することはできない。

【００２６】本発明は、上述の問題を解決するためのも
のであり、後に画像データを扱うものが必要とする付加
情報を、画像データの全体的なデータ量を増加させるこ
となく、その画像データに効率よく保持させるための技
術を提供することを主な目的とする。

【００２７】より具体的には、画像を周波数成分として
保持する際に、全体的なデータ量を増加させることな
く、かつ、この画像をできるだけ劣化させないように、
付加情報をも保持させることを目的とする。

【００２８】また、画像を保持する際に、全体的なデー
タ量を増加させることなく、かつ、その画像自体からは
容易にわからない画像の種別に関する情報をも保持させ
ることを他の目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の目的を
達成する一手段として、以下の構成を備える。

【００３０】本発明にかかる画像処理装置は、画像デー
タを複数の周波数成分に変換する変換手段（例えば、実
施形態におけるDCT回路102に相当する）、および、前記
変換手段により得られる周波数成分のうち、高周波成分
に相当する一部の周波数成分（例えば、実施形態におけ
るAC成分の2データに相当する）に付加情報（例えば、
実施形態におけるエッジ情報に相当する）を埋め込む埋
込手段（例えば、実施例における合成回路a106に相当す
る）を有することを特徴とする。

【００３１】また、画像の濃度値を表す画像データを入
力する入力手段（例えば、実施形態におけるDCT回路102
に相当する）、および、前記画像データを構成する一部
のデータ（例えば、実施形態におけるAC成分の2データ
に相当する）に、前記画像の種別を表す付加情報（例え
ば、実施形態におけるエッジ情報に相当する）を人間の
目に識別し難く埋め込む埋込手段を有することを特徴と
する。

【００３２】本発明にかかる画像処理方法は、画像デー
タを複数の周波数成分に変換し、前記変換により得られ
る周波数成分のうち、高周波成分に相当する一部の周波
数成分に付加情報を埋め込むことを特徴とする。

【００３３】また、画像の濃度値を表す画像データを入
力し、前記画像データを構成する一部のデータに、前記
画像の種別を表す付加情報を人間の目に識別し難く埋め
込むことを特徴とする。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明にか
かる一実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明に
おいては、8×8ブロックを一単位として処理する例を説
明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、任
意サイズのブロックを単位として処理することができ
る。

【００３５】

【第1実施形態】図1は本発明にかかる第1実施形態の構
成例を示すブロック図である。

【００３６】101は色空間変換回路aで、NTSCカラー画像
のRGB色空間データを、YCrCb色空間データに変換する。
102はDCT回路で、色空間変換回路101が出力したYCrCb色
空間データを、8×8ブロック単位で周波数空間データに
変換する。103は量子化テーブルaで、書換え可能のメモ
リで構成される。

【００３７】104は量子化回路で、量子化テーブルa103
に基づいて、DCT回路102の出力を量子化する。105はエ
ッジ情報エンコーダで、DCT回路102の出力と、量子化回
路104の出力とを入力して、エッジ情報を作成する。106
は合成回路aで、量子化回路104の出力をジグザグスキャ
ンして並べ替えたデータと、エッジ情報エンコーダ105
の出力とを合成する。

【００３８】107はハフマン符号化回路で、合成回路a10
6の出力を、DC成分とAC成分に分離して、ハフマン符号
化する。108はフォーマットエンコーダで、ハフマン符
号化回路107の出力と、量子化テーブルa103とをADCT標
準フォーマットに変換する。109は通信I/Fで、フォーマ
ットエンコーダ108の出力を、外部装置へ送信または内
部メモリへ記憶する。

【００３９】110はフォーマットデコーダで、通信I/F10
9によって外部装置から受信された、または通信I/F109
の内部メモリから取出されたADCT標準フォーマットデー
タをデコードする。111は量子化テーブルbで、書換え可
能のメモリで構成され、フォーマットデコーダ110でデ
コードされた量子化テーブルを記憶する。112はハフマ
ン復号回路で、フォーマットデコーダ110でデコードさ
れた符号データを復号する。

【００４０】113は逆量子化回路で、量子化テーブルb11
1に基づいて、ハフマン復号回路112で復号された量子化
データを逆量子化する。114はエッジ情報デコーダで、
ハフマン復号回路112で復号されたエッジ情報をデコー
ドする。115は合成回路bで、逆量子化回路113の出力を
逆ジグザグスキャンして8×8ブロックに戻したデータ
と、エッジ情報デコーダ114の出力とを合成する。

【００４１】116は逆DCT回路で、合成回路b115から出力
されたDCTデータを逆DCTする。117は色空間変換回路b
で、逆DCT回路から出力されたYCrCb色空間データを、RG
B色空間データに変換する。

【００４２】本実施形態においては、図1に示す、色空
間変換回路101と117、DCT回路102と逆DCT回路116、量子
化回路104と逆量子化回路115、ハフマン符号化回路107
とハフマン復号回路112に、公知の回路を使用するの
で、その詳細説明は省略する。

【００４３】次に、エッジ情報の抽出方法について説明
する。図2は一般的なDCTの周波数領域を説明するための
図である。

【００４４】人間の視覚特性は、図2の領域A（低周波
部）の階調に敏感であるが、同図の領域B（高周波部）
の階調には鈍感であり、さらに、200dpi以上の画素密度
になると、同図の領域C（超高周波部）はフラットレベ
ルのように見える。例えば、6ポイント程度の小さな文
字でも、400dpiでは線幅が二画素程度あるので、そのAC
成分は図2の領域Bに集中する。

【００４５】従って、拡大処理などを行わない限り、図
2の領域C（超高周波部）は重要でなく、画像の復元に必
要な情報は、同図の領域AとBに含まれ、ある程度大きな
情報量であったにもかかわらずデータが‘0’に変換さ
れてしまう領域である。本実施形態では、図3に示すよ
うに、DC成分を除いたジグザグスキャン順の優先順位
で、エッジ情報の抽出を行うが、低周波部では、量子化
テーブル値が小さいこともあり、重要な情報が失われる
ことはほとんどないので、例えば、図4に示すような優
先順位で、高周波部に重点を置いて、エッジ情報の抽出
を行ってもよい。

【００４６】本実施形態は、エッジの周波数空間を表す
コードcode[0]と、エッジの振幅を表すコードcode[1]の
2コードを、エッジ情報として利用するもので、周波数
情報を示すcode[0]へは、図3または図4に示すような優
先順位番号を設定する。

【００４７】図5と図6はエッジ情報コードの作成方法の
一例を示す図で、軸xは振幅を、Tは閾値を、Hはステッ
プ幅をそれぞれ表している。

【００４８】本実施形態は、任意の8×8ブロック内に、
エッジが含まれるか否かを、その8×8ブロックに、閾値
Tより大きいAC成分の絶対値があるか否かで判定する。
図5において、振幅情報を示すcode[1]には、閾値T以上
および閾値-T以下のものに、ステップ幅Hを設定して、
対応する番号を割当てる。すなわち、振幅xを下記のよ
うにデコードする場合には、例えば、図5に●印で示す
中間値T+H/2を振幅xとする。 T+2H＜x＜T+3H であれば code[1] = 2、 T+H＜x＜T+2H であれば code[1] = 1、 T＜x＜T+H であれば code[1] = 0、 -(T+H)＜x＜-T であれば code[1] = -1、 -(T+2H)＜x＜-(T+H) であれば code[1] = -2、 -(T+3H)＜x＜-(T+2H) であれば code[1] = -3

【００４９】また、8×8ブロックの任意位置の振幅x
は、(4)式に示すように、その位置に対応する量子化テ
ーブルの値QTの半分以下であり、かつ閾値Tより大きい
といえる。 T＜|x|＜QT/2 …(4)

【００５０】従って、振幅がプラスであるかマイナスで
あるかさえわかればよく、図6に示すように、振幅情報
を示すcode[1]には、閾値T以上のものに番号‘0’を、
閾値-T以下のものに番号‘1’を割当ててもよく、例え
ば、(5)式に従って振幅xをデコードする。

【００５１】図7はエッジ情報エンコーダ105におけるエ
ッジ情報抽出処理例を示すフローチャートである。

【００５２】図7において、まずステップS201で、エッ
ジ情報code[0],code[1]を‘0’に初期化し、ステップS2
02で、8×8ブロックの処理位置を示すパラメタiを‘1’
にする。

【００５３】続くステップS203〜S205では、図3（また
は図4）に示した優先順位の順に、8×8ブロックの各AC
成分からエッジ情報の抽出を行い、エッジ情報を抽出し
た時点でエッジ情報抽出処理を終了する。ステップS203
では、DCT回路102が出力したDCTデータの、パラメタiに
対応する優先順位のAC成分の振幅の絶対値|x_i|と、閾値
Tとを比較して、|x_i|＞TであればステップS204へ進み、
|x_i|≦TであればステップS206へ進む。続いて、ステッ
プS204で、量子化回路104が出力した量子化データの、
パラメタiに対応する優先順位のAC成分の量子化値y
_iが、y_i≠0であればステップS206へ進み、y_i=0であれば
ステップS205へ進む。

【００５４】次に、ステップS205で、前述および図5
（または図6）で説明した方法によって、エッジ情報cod
e[0],code[1]を作成し、ステップS208で、エッジ情報デ
ータを出力した後、エッジ情報抽出処理を終了する。

【００５５】また、ステップS206では、パラメタiをイ
ンクリメントし、ステップS207で、すべてのAC成分を調
べたか否かを判定する。すなわち、ステップS207で、i
＜64であればステップS203へ戻り、i≧64であればステ
ップS208へ進み、ステップS208で、エッジ情報データを
出力した後、エッジ情報抽出処理を終了する。なお、こ
の場合は、エッジ情報code[0]=0,code[1]=0が出力され
る。

【００５６】次に、合成回路a106は、量子化回路104が
出力した8×8ブロックの量子化データを、例えば図22に
示した順番でジグザグスキャンして、一連のデータに並
べ替えた上、エッジ情報エンコーダ105が出力したエッ
ジ情報データを、一連のデータの最後尾の2データと置
換する。

【００５７】前述したように、文字エッジなどのAC成分
は、図2の領域B（高周波部）に出現し、通常の画像で
は、図2の領域C（超高周波部）に大きな値が現れること
はない。比較的高精度に読取られた画像（4096ブロッ
ク）でシミュレーションしたところ、63番目、64番目の
データは、量子化テーブル値‘20’では16データが量子
化後に‘+1’または‘-1’に、量子化テーブル値‘50’
ではすべて‘0’になった。JPEGが推奨する量子化テー
ブル値は、図21に示したように‘103’、‘99’であ
り、通常、63番目、64番目のデータは、量子化によって
‘0’になる。従って、合成回路a106で、一連のデータ
の最後尾の2データ、つまり63番目、64番目のデータを
エッジ情報データと置換しても、画像を劣化させること
はない。

【００５８】一方、合成回路a106によるデータの置換に
よって、ゼロランレングスの低下が考えられる。しか
し、自然画像では、一般に、該画像中にエッジが占める
割合は小さいので、前述したように、エッジが抽出され
なかった場合のエッジ情報が、code[0]=0,code[1]=0に
なるように設定してあれば、合成回路a106によるデータ
の置換が、圧縮効率へ及ぼす影響は最小に抑えることが
できる。

【００５９】また、標準ADCTフォーマットのデコード機
能をもった従来の装置との間のデータ互換性の問題もあ
るが、例えば、従来の装置と通信するときは、エッジ情
報データcode[0]=0,code[1]=0とすることにより、デー
タ互換性を維持することができる。

【００６０】次に、合成回路a106の出力は、ハフマン符
号化回路107で符号化され、フォーマットエンコーダ108
へ送られる。フォーマットエンコーダ108は、ハフマン
符号化回路107の出力と、量子化テーブルa103とを、図1
4に示したADCT標準フォーマットに変換するが、エッジ
情報に置換したデータに対応する量子化テーブル部5111
のデータは‘0’とする。

【００６１】次に、通信I/F109によって外部装置から受
信された、または通信I/F109の内部メモリから取出され
たデータを伸長する場合について説明する。

【００６２】通信I/F109から出力されたADCT標準フォー
マットデータは、フォーマットデコーダ110でデコード
され、図14に示した量子化テーブル部5111から取出され
たデータは、量子化テーブルb111に記憶される。また、
ハフマンテーブル部5112から取出されたデータは、ハフ
マン復号回路112に入力され復号される。

【００６３】次に、逆量子化回路113は、量子化テーブ
ルb111に基づいて、ハフマン復号回路112から出力され
た量子化データを逆量子化するが、前述したように、エ
ッジ情報で置換されたデータに対応する量子化テーブル
データは‘0’であるので、逆量子化回路113が出力する
一連のデータの63番目、64番目は‘0’になる。一方、
エッジ情報デコーダ114は、ハフマン復号回路112が出力
した量子化データを入力して、その最後尾の2データか
ら、エッジ情報の周波数を表すパラメタiと振幅x_iをデ
コードする。次に、合成回路b115は、逆量子化回路113
から入力されたデータを、例えば図22に示した順番で並
べ替えて、8×8ブロックを構成し、さらに、エッジ情報
デコーダ114から入力されたエッジ情報に基づいて、パ
ラメタiで指定される、図3（または図4）に示した、8×
8ブロックの指定ブロックのデータを振幅x_iで置換え
る。

【００６４】次に、逆DCT回路116は、合成回路b115から
入力されたDCTデータを逆DCTして、YCrCbデータを出力
する。続いて、色空間変換回路b117は、逆DCT回路116か
ら入力されたYCrCbデータを、RGBデータに変換して出力
する。

【００６５】次に、本実施形態による補正の効果を、図
20(a)に示したDCTデータを、図20(b)に示した量子化テ
ーブルで量子化する場合で説明する。なお、以下の説明
では、閾値T=10を、図4に示す優先順位を、図6に示すコ
ード作成方法を使用するとする。

【００６６】図20(a)と(c)において、下記の二条件を満
足するブロックは、図20(a)と(c)において2dで示される
ブロックで、すなわち、図4に示す優先順位‘8’のブロ
ックであり、同ブロックのDCTデータは‘10.3’であ
る。従って、エッジ情報データはcode[0]=8,code[1]=0
になる。 量子化データ = 0 |DCTデータ|＞T = 10

【００６７】図8は合成回路a106で合成された量子化デ
ータとエッジ情報データの一例を示す図である。すなわ
ち、図20(c)の量子化データの最後尾2ブロック7g,7hの
データを、該エッジ情報データに置換したものであり、
ブロック7gはエッジ情報データcode[1]=0で、ブロック7
hはエッジ情報データcode[0]=8で置換されている。

【００６８】図9は合成回路b115で補正されたDCTデータ
の一例を示す図であり、該エッジ情報データに基づい
て、ブロック2dのデータが置換されている。従来の装置
においては、下記の順に圧縮伸長される。 図20(a)のDCTデータ ↓ 図20(c)の量子化データ ↓ 図23のDCTデータ

【００６９】本実施形態においては、下記の順に圧縮伸
長処理される。 図20(a)のDCTデータ ↓ 図8の合成データ ↓ 図9の補正DCTデータ

【００７０】図20(a)に示す原画像DCTデータのブロック
2dは‘10.3’で、図23に示す従来の装置による伸長結果
のブロック2dは‘0’、図9に示す本実施形態による伸長
結果のブロック2dは‘11’であり、本実施形態により、
エッジ情報が補正されることが明らかである。なお、図
9に示すブロック2dのデータは、(5)式に従って、(6)式
のようにエッジ情報デコーダ114でデコードされる。 x = (10+24/2)/2 = 11 …(6)

【００７１】以上の説明および図においては、エッジ情
報を抽出するブロックを一つとした例を説明したが、本
実施形態はこれに限定されるものではなく、優先順位の
順に複数のブロックからエッジ情報を抽出して、量子化
データの最後尾よりのデータを、複数のエッジ情報デー
タで置換してもよい。

【００７２】また、以上の説明および図5、図6におい
て、エッジ情報コードの作成方法の一例を説明したが、
本実施形態はこれに限定されるものではなく、他のエッ
ジ情報コードの作成方法を用いてもよい。例えば、DCT
データを大きい順にソートした上、DCTデータが大きい
順に、量子化データが‘0’の一つまたは複数のブロッ
クからエッジ情報を抽出すれば、より精度のよい補正が
可能になる。

【００７３】以上、説明したように、本実施形態によれ
ば、圧縮率を悪化させずに、かつADCT標準フォーマット
から逸脱することなく、圧縮された画像データに、周波
数情報とその周波数の振幅情報との組合せからなる、原
画像のエッジ情報を含めることができ、該圧縮画像デー
タを伸長する場合に、充分な補正を施すことができるの
で、画像データ圧縮伸長による画質の劣化を改善でき
る。

【００７４】さらに、本実施形態によれば、エッジ情報
データcode[0]=0,code[1]=0とすることにより、標準ADC
Tフォーマットのデコード機能をもった従来の装置との
間のデータ互換性を維持することもできる。

【００７５】なお、前記の説明および図1においては、
エッジ情報デコーダ114でデコードしたエッジ情報に基
づいて、合成回路b115でDCTデータの補正を行う構成例
を説明したが、例えば、図10に示す構成例でも同様の結
果を得ることができる。すなわち、図10に示す構成例で
は、合成回路b115の代わりに、色空間変換回路b117の後
段に画像処理回路301を設け、画像処理回路301におい
て、エッジ情報に基づいて、RGBデータを補正するもの
である。

【００７６】

【第2実施形態】図11は本発明に係る第2実施形態の構成
例を示すブロック図である。

【００７７】図11に示す第2実施形態は、その圧縮部に
おいて、図1に示した第1実施形態の構成例から、量子化
テーブルa103、エッジ情報エンコーダ105を除去し、エ
ッジ判定回路201、量子化テーブルc202、量子化テーブ
ルd203、セレクタa204を追加した構成である。また、第
2実施形態は、その伸長部において、図1に示した第1実
施形態の構成例から、量子化テーブルb111、エッジ情報
デコーダ114を除去し、量子化テーブルe214、量子化テ
ーブルf215、セレクタb216を追加した構成である。第2
実施形態のその他の構成は、第1実施形態と略同様であ
り、同一符号を付して詳細説明を省略する。

【００７８】図11の圧縮部において、201はエッジ判定
回路で、DCT回路102が出力した8×8ブロックのDCTデー
タを調べ、該8×8ブロックが、緩やかな階調変化を示す
中間調画像に含まれるか、あるいは文字などのエッジ部
分を含むかを判定する。なお、判定結果は、セレクタa2
04と合成回路a107へ送られ、8×8ブロックを、例えば図
22に示したジグザグスキャンすることによって得た、一
連のデータの末尾データ（64番目のデータ）と置換され
る。

【００７９】202と203はそれぞれ量子化テーブルで、書
換え可能のメモリで構成され、量子化テーブルc202は中
間調画像などに対応する量子化テーブルであり、量子化
テーブルd203は文字などに対応する量子化テーブルであ
る。204はセレクタaで、エッジ判定回路201の判定結果
に基づいて、量子化テーブル202または203の何れかを選
択して、選択した量子化テーブルを量子化回路104へ送
る。

【００８０】次に、図11の伸長部において、214と215は
それぞれ量子化テーブルで、書換え可能のメモリで構成
され、フォーマットデコーダ110でデコードされた量子
化テーブルを記憶する。なお、量子化テーブルe214は中
間調画像などに対応する量子化テーブルを記憶し、量子
化テーブルf215は文字などに対応する量子化テーブルを
記憶する。

【００８１】216はセレクタbで、ハフマン復号回路112
で復号された、一連のデータの末尾データ（64番目のデ
ータ）に基づいて、量子化テーブル214または215の何れ
かを選択して、選択した量子化テーブルを逆量子化回路
113へ送る。

【００８２】次に、エッジ判定方法について説明する。

【００８３】第1実施形態でも説明したが、人間の視覚
特性は、図2の領域A（低周波部）の階調に敏感である
が、同図の領域B（高周波部）の階調には鈍感であり、
さらに、200dpi以上の画素密度になると、同図の領域C
（超高周波部）はフラットレベルのように見える。例え
ば、6ポイント程度の小さな文字でも、400dpiでは線幅
が二画素程度あるので、そのAC成分は図2の領域Bに集中
する。従って、本実施形態において、63ブロックのAC成
分すべてを、エッジ判定対象としてもよいが、図12に黒
四角印で示す領域のブロックに限定してもよい。

【００８４】図13はエッジ判定回路201におけるエッジ
判定処理例を示すフローチャートである。なお、本実施
形態は、任意の8×8ブロック内に、エッジが含まれるか
否かを、その8×8ブロックに、閾値Tより大きいAC成分
の絶対値があるか否かで判定する。

【００８５】図13において、まずステップS301で、エッ
ジ情報codeを‘0’に初期化し、ステップS302で、8×8
ブロックの処理位置を示すパラメタiを‘1’にする。

【００８６】続くステップS303〜S304では、図22に示し
たジグザグスキャンからDC成分を除いた順に、8×8ブロ
ックの各AC成分のエッジ情報判定を行い、エッジ情報を
検出した時点でエッジ情報判定を終了する。ステップS3
03では、DCT回路102が出力したDCTデータの、パラメタi
に対応する優先順位のAC成分の振幅の絶対値|x_i|と、閾
値Tとを比較して、|x_i|＞TであればステップS304へ進
み、|x_i|≦TであればステップS305へ進む。

【００８７】続いて、ステップS304で、エッジ判定結果
code=1として、ステップS307で、エッジ判定結果を出力
した後、エッジ判定処理を終了する。なお、この場合
は、エッジ判定結果code=1が出力される。

【００８８】また、ステップS305では、パラメタiをイ
ンクリメントし、ステップS206で、すべてのAC成分を調
べたか否かを判定する。すなわち、ステップS206で、i
＜64であればステップS303へ戻り、i≧64であればステ
ップS307へ進み、ステップS307で、エッジ情報データを
出力した後、エッジ情報抽出処理を終了する。なお、こ
の場合は、エッジ判定結果code=0が出力される。

【００８９】以上のようにして、エッジ判定回路201は
エッジ判定結果を出力し、セレクタa204は、エッジ判定
結果code=0の場合は量子化テーブルc202を、エッジ判定
結果code=1の場合は量子化テーブルd203を選択して、選
択した量子化テーブルを出力する。また、セレクタb216
は、ハフマン復号回路112で復号されたエッジ判定結果
が、code=0の場合は量子化テーブルe214を、code=1の場
合は量子化テーブルf215を選択して、選択した量子化テ
ーブルを出力する。

【００９０】以上の説明および図において、エッジ判定
結果を圧縮画像データに含める例を説明したが、本実施
形態はこれに限定されるものではなく、例えば、量子化
に用いた量子化テーブルのテーブル番号などを、圧縮画
像データに含めてもよい。

【００９１】また、以上の説明および図において、DCT
データを用いてエッジ判定を行う例を説明したが、本実
施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、DCT
前の画像データを用いてエッジ判定を行うこともでき
る。

【００９２】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、第1実施形態と同様の効果がある他、画像データの
種類に応じた量子化テーブルを用いることによって、画
像データの種類に最適な量子化/逆量子化ができるの
で、画質劣化の少ない画像データ圧縮/伸長が可能にな
る。

【００９３】なお、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、一つの機器からなる装置に適
用してもよい。また、本発明は、システムあるいは装置
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いうまでもない。

【００９４】

【発明の効果】以上、本発明によれば、後に画像データ
を扱うものが必要とする付加情報を、画像データの全体
的なデータ量を増加させることなく、その画像データに
効率よく保持させるための技術を提供することができ
る。

【００９５】具体的には、画像を周波数成分として保持
する際に、全体的なデータ量を増加させることなく、か
つ、この画像をできるだけ劣化させないように、付加情
報をも保持させることができる。また、画像を保持する
際に、全体的なデータ量を増加させることなく、かつ、
その画像自体からは容易にわからない画像の種別に関す
る情報をも保持させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる一実施形態の構成例を示すブロ
ック図、

【図２】DCTの周波数領域を説明するための図、

【図３】本実施形態におけるエッジ情報抽出優先順位の
一例を示す図、

【図４】エッジ情報抽出優先順位の第二の例を示す図、

【図５】本実施形態におけるエッジ情報コードの作成方
法の一例を示す図、

【図６】エッジ情報コードの作成方法の第二の例を示す
図、

【図７】本実施形態のエッジ情報エンコーダにおけるエ
ッジ情報抽出処理例を示すフローチャート、

【図８】合成回路aで合成された量子化データとエッジ
情報データの一例を示す図、

【図９】合成回路bで補正されたDCTデータの一例を示す
図、

【図１０】本実施形態の第二の構成例を示すブロック
図、

【図１１】本発明にかかる第2実施形態の構成例を示す
ブロック図、

【図１２】第2実施形態のエッジ判定対象ブロックの一
例を示す図、

【図１３】第2実施形態のエッジ判定回路におけるエッ
ジ情報判定処理例を示すフローチャート、

【図１４】ADCT圧縮法の標準データフォーマットを示す
図、

【図１５】ADCT圧縮伸長回路の構成例を示すブロック
図、

【図１６】サブサンプリングの具体例を示す図、

【図１７】DCTの様子を示す図、

【図１８】2×2ブロックの画像データをDCTする様子を
示す図、

【図１９】8×8ブロックのDCT基底画像を示す図、

【図２０】図15に示すADCT圧縮伸長回路における量子化
の様子を示す図、

【図２１】JPEGが推奨する量子化テーブルを示す図、

【図２２】ジグザグスキャンの一例を示す図、

【図２３】図15に示すADCT圧縮伸長回路における逆量子
化結果を示す図、

【図２４】モスキートノイズの一例を示す図である。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データを複数の周波数成分に変換す
   る変換手段と、 前記変換手段により得られる周波数成分のうち、高周波
   成分に相当する一部の周波数成分に付加情報を埋め込む
   埋込手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 さらに、前記付加情報が埋め込まれた画
   像データを符号化する符号化手段を有することを特徴と
   する請求項1に記載された画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記高周波成分に相当する一部には最も
   高い周波数成分が含まれることを特徴とする請求項1に
   記載された画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記符号化手段はエントロピ符号化を行
   うことを特徴とする請求項1に記載された画像処理装
   置。
5. 【請求項５】 前記エントロピ符号化はハフマン符号化
   であることを特徴とする請求項4に記載された画像処理
   装置。
6. 【請求項６】 画像データを複数の周波数成分に変換
   し、 前記変換により得られる周波数成分のうち、高周波成分
   に相当する一部の周波数成分に付加情報を埋め込むこと
   を特徴とする画像処理方法。
7. 【請求項７】 画像の濃度値を表す画像データを入力す
   る入力手段と、 前記画像データを構成する一部のデータに、前記画像の
   種別を表す付加情報を人間の目に識別し難く埋め込む埋
   込手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
8. 【請求項８】 前記一部のデータは、前記画像データの
   高周波成分を表すデータであることを特徴とする請求項
   7に記載された画像処理装置。
9. 【請求項９】 前記付加情報は、前記画像がエッジ部で
   あるか否かを示す情報であることを特徴とする請求項7
   に記載された画像処理装置。
10. 【請求項１０】 前記入力手段により入力される画像デ
    ータは、前記濃度値を複数の周波数成分で表したもので
    あり、前記一部のデータは、前記複数の周波数成分のう
    ちの一部の高周波成分に相当することを特徴とする請求
    項7に記載された画像処理装置。
11. 【請求項１１】 前記高周波成分に相当する一部には最
    も高い周波数成分が含まれることを特徴とする請求項10
    に記載された画像処理装置。
12. 【請求項１２】 さらに、前記付加情報が埋め込まれた
    画像データを符号化する符号化手段を有することを特徴
    とする請求項7に記載された画像処理装置。
13. 【請求項１３】 前記符号化手段はエントロピ符号化を
    行うことを特徴とする請求項12に記載された画像処理装
    置。
14. 【請求項１４】 前記エントロピ符号化はハフマン符号
    化であることを特徴とする請求項13に記載された画像処
    理装置。
15. 【請求項１５】 画像の濃度値を表す画像データを入力
    し、 前記画像データを構成する一部のデータに、前記画像の
    種別を表す付加情報を人間の目に識別し難く埋め込むこ
    とを特徴とする画像処理方法。