JPS6174455A - ２値画像信号の符号化制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、中間調画像と文書等との混在した画像信号を
、符号化して帯域圧縮する２値画像信号の符号化制御方
式に関するものである。

〔従来の技術〕

中間調画像を白黒２値で表現する方法として、組織的デ
ィザ法が知られている。このディザ法は、第８図に示す
ように、多値画像信号ｒｘｙを、画素毎に闇値が変化す
るディザ信号Ｄｘｙと比較回路１で比較して、２値ディ
ザ画像信号Ｐｘｙとするものであり、この２値ディザ画
像信号Ｐｘｙは符号化回路２に於いてデータ圧縮される
ものである。

組織的ディザ法は、ディザ信号Ｄｘｙが画素位置ｘ、　
　ｙによって定まっており、１６階調の場合は、第９図
に示すマトリクスで与えられる。同図の（ａ）はベイヤ
型、（ｂ）は網点型、（Ｃ１は渦巻型と称されるもので
ある。このディザマトリクスは、画面全体にわたって同
じものが繰り返し使用されるものであり、多値画像信号
から比較回路１によって白黒２値のディザ画像信号が形
成されることになる。

ディジタル・ファクシミリ方式は、通常、白黒２値の文
書画像の伝送に用いられるが、中間調画像を伝送する場
合、前述のディザ画像に変換して伝送すれば良いことに
なる。又ディジタル・ファクシミリ方式では、伝送時間
を短縮する為に、データ圧縮処理を行っている。このデ
ータ圧縮方式として、国際標準のＭＨ方式（Ｍｏｄｉｆ
ｉｅｄ　Ｈｕｆｆ−ｍａｎ方式）と、ＭＲ方式（Ｍｏｄ
ｉｆｉｅｄ　ＲＥ　Ａ　Ｄ方式）とが提案されている。

しかし、これらの方式は、隣接画素間の相関を利用して
データ圧縮を行うもので、文書を対象としているもので
あるから、隣接画素間の相関が小さくなるディザ画像に
対しては、効率の良いデータ圧縮を行うことができない
ものであった。

その為に、ＭＨ方式と適合性の良い方式として、従来、
例えば、（１）特開昭５７−１８１２７０号公報、又は
（２）特開昭５８−１９４４６５号公報（又は、電子通
信学会技術性告　ＩＥ８２−４５゜「ディザ画像のＭＨ
符号化」）の方式が提案されている。

前述の（１）の方式は、ヘイヤ型ディザ画像に於いて、
（黒３．白ｌ）、　（白３．黒１）、（白１゜黒１）の
パターンが発生し易いことに着目したものであり、これ
らのパターンに対して、第１０図に示すように、符号を
割当て、これらのパターンの連続する個数を符号化する
ものである。即ち、（黒３．白１）又は（白３．黒１）
のパターンに対して“０１”を割当て、（黒１．白３）
又は（白１．黒３）のパターンに対して“００″を割当
て、（黒１．白１）又は（白１．黒１）のパターンに、
対して“１０”を割当て、この符号化の終了は“１１０
”、ランレングス符号化に対しては、“１１１”を割当
てるものである。

第１１図は、前述の方式に於ける一例を示すものであり
、（ａ）は画像信号、（ｂ）は符号化信号、ＲＬはラン
レングスによるＭＨ符号化期間、ＰＬはパターンレング
ス符号化期間を示し、識別符号ｒＤにより符号系の切換
えを示すものである。ＭＨ符号化期間ＲＬに於ける白４
の画素はＰＬ４、黒２の画素はＰＬ２で示している。又
第１０図に示すパターンが所定個数連続すると、識別符
号ＩＤによりパターンレングス符号化に切換えるもので
あり、白３．黒１のパターンをＰＬＩ、２個連続してい
る白１．黒１のパターンをＰＬ３、白３．黒ｌのパター
ンをＰＬＩで示している。そして、第１０図に示すパタ
ーンが所定個数連続しなくなると、識別符号■Ｄとして
、第１Ｏ図に示す終了符号を用い、ＭＨ符号に切換える
ものである。

又前述の（２）の方式は、予測変換をＭＨ方弐の前処理
として用いるものであり、前記（１）の方式と同様に、
符号化走査線上だけの画像情報を用いることにすると、
符号化画素と同じ闇値となると共に相関が強い４画素前
の画素を参照画素とし、これを予測信号として用いるこ
とになる。

第１２図は、この方式の動作説明図であり、ディザ画像
信号Ｘと、これより４画素ずらした予測信号Ｘ′との間
で、排他的論理和をとって予測誤差信号ｅを形成し、更
にこの予測誤差信号ｅから予測外れが生じる毎に白黒反
転するようにして平滑化予測誤差信号ｅ“を形成する。

この平滑化予測誤着信−号ｅ゛について矢印で示すよう
に、ランレングス符号化するもので、ＰＬ２．ＰＬ２．
ＰＬ１２．ＰＬ４．ＰＬ３の符号化が行われることにな
る。この平滑化予測誤差信号ｅ“は、ランレングスが比
較的長くなる為、ＭＨ方弐で効率の良い圧縮ができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述の（１）の方式″は、文書画像と中間調画像とを含
む混在画像に対して符号系の切換えにより符号化するも
のであるから、比較的効率の良いデータ圧縮が可能とな
るが、ディザ画像に於いて特定のパターンの連続する個
数を符号化する為、濃度変化が大きいことにより、パタ
ーンの変化が激しい画像領域に対しては、符号量が多く
なる欠点がある。又、静電式記録装置には解像度の高い
ヘイヤ型が適し、感熱記録装置やレーザプリンタにはド
ツトの潰れによる階調特性の劣化を補償できる網点型又
は渦巻型が通しているが、この従来の（１）の方式では
、ベイヤ型についてのものであり、記録装置に最適なデ
ィザの型を選択することができない欠点があった。

又前述の（２）の方式は、予測信号として、４画素前の
画素を用いることになるから、第９図の（ａｌ〜＋ｃ＋
に示す総ての４×４デイザマトリクスで作成してディザ
画像を圧縮することができ、記録装置に合わせたディザ
の型の選択が可能であるが、参照画素が符号化画素から
離れている為、隣接画素間の相関が大きい文書画像に対
しては、圧縮比か低下する欠点があった。

本発明は、前述の従来の欠点を改善することを目的とす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の２値画像信号の符号化制御方式は、ディザマト
リクス周期の複数画素からなるパターンの中の出現し易
い特定パターンが人力画像信号中に出現したか否かを検
出する手段と、前記パターンに与えた階調によって符号
化すべき画素のパターンを予測符号化する手段と、特定
パターンの組合せの連続出現を検知して、ランレングス
符号化から前記予測符号化に切換える手段とを備えて、
２値ディザ画像を符号化するものである。

［作用］ ディザマトリクス周期のパターンの出現を検出して、混
在画像の文書画像であるか中間調画像であるかを識別し
、それによって予測符号化とランレングス符号化との切
換えを行い、中間調画像に対しては、ディザ画像中の各
パターンに疑似的な階調値を割付けて、予測符号化を行
い、文書画像に対しては、ランレングス符号化を行うも
のである。

〔実施例〕

以下図面を参照して、本発明の実施例について詳細に説
明する。

第１図は本発明の実施例の要部ブロック図であり、３は
ディザ画像信号の入力端子、４，５はシフトレジスタ、
６はリードオンリメモリ　（ＲＯＭ）、７はレジスタ、
８は可変長符号器、９はＭＨ符号器、１０はマルチプレ
クサ（ＭＰＸ）　、１１は出力端子、１２はライン番号
信号の入力端子である。文書と中間調画像の混在画像の
ディザ画像信号ａの４画素分が入力端子３に加えられて
、シフトレジスタ４に順次シフトされると、前にシフト
レジスタ４にシフトされていた４画素分のデータｂはシ
フトレジスタ５にシフトされる。これらのシフトレジス
タ４．５の並列出力信号ｃ、ｄは符号化パターンと参照
パターンの画素信号であり、リードオンリメモリ６にア
ドレス信号の一部として入力される。又ライン番号信号
ｅと、レジスタ７からの履歴信号りとがリードオンリメ
モリ６にアドレス信号の一部として入力される。

ライン番号信号ｅは、画像の走査線のカウント出力信号
の下位２ビツトの信号を用いて、４ラインの内のライン
番号を指定するものである。又履歴信号りは、オール白
又はオール黒を除く階調パターンの連続個数を示す信号
である。

リードオンリメモリ６は、前述の人力信号をアドレス信
号として、符号化パターンの出現順位。

非階調パターン、終了の何れかを示す信号ｆと、本発明
で用いる予測符号系かランレングス符号系かを指定する
信号ｇと、履歴信号りとが読出されてレジスタ７にセッ
トされる。

又可変長符号器８には、画像信号すとレジスタ７にセッ
トされた信号ｆとが入力され、画像信号すの予測符号化
を行うものであり、その出力信号ｉはマルチプレクサ１
０に加えられる。又ＭＨ符号器９は画像信号すが入力さ
れ、ＭＨ符号化を行うものであり、出力信号ｊはマルチ
プレクサ１０に加えられる。このマルチプレクサ１０は
レジスタ７にセットされた信号ｇにより切換制御され、
出力端子１１に圧縮符号信号ｋを出力するものである。

符号化パターンがオール白又はオール黒以外の階調パタ
ーンの場合に、リードオンリメモリ６から、人力履歴信
号りに＋１した履歴信号りが読出され、特定パターンの
連続個数を３とすると、人力履歴信号りが３となった時
は、同じ３の履歴信号りが読出される。又符号化パター
ンがオール白、オール黒或いは階調パターン以外の場合
に、人力履歴信号りに−１した履歴信号りが読出され、
入力履歴信号ｈ　７＞＜　ｏであると、同じ０が読出さ
れる。このように、履歴信号りは符号化パターンの履歴
を示すものである。又ＭＨ符与器９及びマルチプレクサ
ＩＯは、オール白又はオール黒以外の階調パターンが３
個以上連続して、履歴信号りが３を示した時、信号ｇに
よりＭ）（方式の符号系から予測符号系の切換制御■が
行われる。

ＭＨ符号器９は、信号ｇにより予測符号系に切換えるよ
うに指示されると、画像信号すに変化点があったことに
して、ＭＨ符号を出力すると共に、非圧縮モードに入る
ことを示す信号ｊを出力する。

又履歴信号りがＯになった時、信号ｆにより可変長符号
器８から第５図に示す終了符号“０００００００１Ｔ”
を出力させると共に、ＭＨ符号器９による符号化が行わ
れるように制御され、ＭＨ方式の符号系と予測符号化の
符号系との切換制御が行われることなる。

次に、ベイヤ型のディザ画像信号を用いた場合について
説明する。

第２図はベイヤ型ディザ画像の階調パターンを示すもの
であり、４×４のパターンで０〜１６の１７階調の表現
ができるものである。又各ラインＬ１〜Ｌ４についてみ
ると、第３図に示すパターンが出現することが判る。例
えば、ラインＬ１については、階調０が０、階調１．２
が１、階調３〜８が２、階調９，１０が３、階調１１〜
１６が４となる。又ラインＬ４については、階調Ｏ〜５
が０、階調６，７が１、階調８〜１３が３、階調１４．
１５が３、階調１６が４となる。従って、１×４のパタ
ーンについても階調を割付けることができる。　この１
×４パターンの階調を用いて、符号化パターンの直前の
パターンを参照パターンとし、この参照パターンを予測
値として予測符号化を行うものである。

ディザ画像では、階調パターン以外のパターンも出現す
るが、これらの非階調パターンについては、例えば、第
４図に示すように、各パターンの画素を闇値の高い順に
並べると、階調パターンは、ラインＬ１〜Ｌ４に関係な
（、階調０〜４の欄で示す５個の階調パターンとなる。

これに対して非階調パターンは１１個となり、それらを
５個の階調パターンに近似させて、この非階調パターン
を符号化した後では、近似させた階調パターンを次の参
照パターンとして用いるものである。

参照パターンが成る階調パターンである時に、符号化パ
ターンの階調は、同じ階調が最も出現し易いものである
。このような出現し易さの順位（予測順位）を用いて符
号化するものである。次の第１表は、参照パターンの階
調と、符号化パターンの階調の出現し易さの順位を示す
ものである。

第１表 この第１表に於いて、Ｒは参照パターンの階調を示し、
Ａは符号化パターンの出現順位を示す。

例えば、参照パターンの階調Ｒが１の場合、符号化パタ
ーンの階調ｌの出現順位Ａが１であり、階調２の出現順
位Ａは２、階調Ｏの出現順位Ａは３、階調３の出現順位
Ａは４、階調４の出現順位Ａは５となり、又参照パター
ンの階調Ｒが４の場合は、符号化パターンの出現順位Ａ
の１〜５は、符号化パターンの階Ｒ）５１４．３，２，
１．Ｏの順序となる。

このような１〜５の出現順位Ａについて、第５図に示す
符号化が行われるものである。同図に於いて、××××
は、非階調パターンの原データを示し、又Ｔは次のラン
の色を示すもので、”１“は黒、“０”は白を示す。こ
の第５図に示すように、出現順位の最も高い符号化パタ
ーンに最も短い符号“１”を割付け、出現順位の最も低
い符号化パターンには長い符号“００００１１“を割付
け、非階調パターンについては、非階調パターンの原デ
ータ××××をそのまま挿入した符号“００００１０ｘ
ｘｘｘｌ″とするものである。又開始符号は非圧縮モー
ドに入る符号であり、終了符号は非圧縮モードから出る
符号である。又非階調パターンについて前述の符号化を
行うと共に、次の符号化に用いる参照パターンとしては
、第４図に示す近似化を行った階調パターンを用いるも
のである。

第６図は本発明の実施例の符号化回路の詳細なブロック
図であり、２１はディザ画像信号の入力端子、２２〜２
５はそれぞれ４ビツトのシフトレジスタ、２６はライン
カウンタ、２７は画像判定用のり一ドオンリメモリ　（
ＲＯＭ）　、２９は予測変換用のり一ドオンリメモリ　
（ＲＯＭ）　、２８゜３０はレジスタ、３１はＭＨ符号
器、３２は可変長符号器、３３はマルチプレクサ（ＭＰ
Ｘ）　、３４は出力端子である。

文書と中間調画像との混在画像のディザ画像信号２１ａ
が入力端子２１に加えられ、それぞれ４ビツトのシフト
レジスタ２２〜２５に順次シフトされる。又ラインカウ
ンタ２６は、混在画像の走査線数をカウントして、その
下位２ビツトでラインＬ１〜Ｌ４の何れであるかを示す
ライン番号信号２６ａを出力するものであり、このライ
ン番号信号２６ａは、リードオンリメモリ２７．２９に
アドレス信号の一部として加えられる。

又リードオンリメモリ２７には、ラインカウンタ２６か
らの２ビツトのライン番号信号２６ａと、シフトレジス
タ２２からの４ビツトの画像信号２２ａと、レジスタ２
８にセットされた３ビツトの履歴信号２８ｂとが、アド
レス信号として加えられ、レジスタ２８にセットされる
信号２８ａ。

２８ｂが読出されるものである。そして、階調パターン
が例えば３回連続して入力されたか否か履歴信号２８ｂ
を用いた遷移により判定され、その履歴信号２８ｂが３
を示す時、信号２８ａがマルチプレクサ３３に画像判定
切換制御信号として加えられ、予測符号化に切換えられ
る。

又リードオンリメモリ２９には、前述のライン番号信号
２６ａと、シフトレジスタ２４からの４ビツトの画像信
号２４ａと、シフトレジスタ２５からの４ビツトの画像
信号２５ａとが、アドレス信号として加えられ、レジス
タ３０にセントされる信号３０ａ、３０ｂが読出される
。シフトレジスタ２４からの４ビツトの画像信号２４ａ
は符号化パターンを示し、シフトレジスタ２５からの４
ビツトの画像信号２５ａは参照パターンを示すものであ
る。このリードオンリメモリ２９から読出されてレジス
タ３０にセントされた信号３０ａ。

３０ｂは可変長符号器３２に入力されて、可変長符号器
３２からパターン予測符号３２ａが出力される。又信号
３０ａは非階調パターンの切換制御信号としてマルチプ
レクサ３３に加えられる。

ＭＨ符号器３１にはシフトレジスタ２５からの画像信号
２５ａが加えられて、ＭＨ符号信号３１ａが出力される
。従って、マルチプレクサ３３には、ＭＨ符号器３１か
らのＭＨ符号信号３１ａと、可変長符号器３２からのパ
ターン予測符号信号３２ａと、シフトレジスタ２４から
の画像信号の原データ２４ａとが加えられ、信号２８ａ
、３０ａにより切換制御されて、圧縮符号信号が出力端
子３４に出力されるものであり、文官画像の場合は、履
歴信号２８ｂが０となるから、ＭＨ符号信号３１ａが選
択出力され、中間調画像の場合は、階調パターンが連続
して履歴信号２８ｂが３となるので、予測符号信号３２
ａ又は原データ２４ａが選択出力されるもので、非階調
パターンの場合に、第５図の非階調パターンの符号とし
て示すように、原データ××××をそのまま挿入した符
号として、マルチプレクサ３３から出力され、階調パタ
ーンの場合は、パターン予測符号信号３２ａが選択出力
されることになる。

第７図は本発明の実施例の復号回路のブロック図であり
、４１は圧縮符号の入力端子、４２はデマルチプレクサ
（ＤＭＰＸ）　、４３は固定長復号器、４４はＭＨ復号
器、４５はラインカウンタ、４６は予測逆変換用のり一
ドオンリメモリ　（ＲＯＭ）４７はシフトレジスタ、４
８はマルチプレクサ（ＭＰＸ）、４９は復号されたディ
ザ画像信号の出力端子である。デマルチプレクサ４２を
介して圧縮符号信号が固定長復号器４３．ＭＨ復号器４
４及びマルチプレクサ４８に加えられる。

固定長復号器４３は、パターン予測符号が入力されて、
階調バクーンであるか非階調パターンであるかを識別し
て、非階調パターンの場合に、原データを選択出力して
マルチプレクサ４８に加えるように制御する制御信号を
出力して、デマルチプレクサ４２及びマルチプレクサ４
８に加え、又予測誤差信号を出力してリードオンリメモ
リ４６に加える。

リードオンリメモリ４６には、前述の予測誤差信号と、
ラインカウンタ４５で画像の走査線をカウントしたカウ
ント内容の下位２ビツトのライン番号信号と、シフトレ
ジスタ４７からの４ビツトの参照パターンのデータとが
、アドレス信号として入力され、予測逆変換データが読
出されて、シフトレジスタ４７に加えられる。

又Ｍ　Ｈ復号器４４には、ＭＨ符号信号が加えられて復
号され、又非圧縮モードか圧縮モードかの検出信号が、
デマルチプレクサ４２とマルチプレクサ４８とに加えら
れ、デマルチプレクサ４２は、圧縮モードの場合の検出
信号によりＭＨ復号器４４に入力圧縮符号信号を選択出
力し、非圧縮モードの場合の検出信号により固定長復号
器４３に入力圧縮符号信号を選択出力する。

又マルチプレクサ４８は、圧縮モードの検出信号により
ＭＨ復号器４４の復号出力信号を選択出力し、非圧縮モ
ードで且つ階調パターンの場合には、シフトレジスタ４
７の出力信号を選択出力し、非圧縮モードで且つ非階調
パターンの場合には、原データを選択出力することにな
る。従って、出力端子４９には、ディザ画像信号が復号
されて出力されることになり、第６図に示す符号化回路
により符号化された圧縮符号を復号することができるも
のである。

前述の実施例に於いては、１×４のパターンの出現し易
いパターンとして、５個の階調パターンを用いているが
、回路構成上は、２の幕乗個とすることが好適の場合が
多いので、出現し易い８個のパターンを用いることがで
きるものである。又ヘイヤ型ディザの場合について説明
しているが、他の型のディザの場合にも同様に適用でき
るものである。又予測符号化に於いて可変長符号を用い
る場合について説明しているが、非階調パターンを含む
予測順位信号（予測誤差信号）は、第１順位が集中して
出現する性質があるから、符号化に従来の手段を適用し
て圧縮比を向上させることもできる。又予測順位をｍ個
毎にまとめて、ｍ個総てが第１順位のときに、符号“０
”の１ビツトでこのｍ個を符号化し、ｍ個中に第１順位
以外の順位のものがある時は、識別符号“１”１ビツト
とｍ個の前述の可変長符号を用いて符号化することも可
能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ディザマトリク
ス周期のパターンを用いて予測を行い、文書画像と中間
調画像との切換えを行うもので、種々の型のディザを使
用できると共に、文書画像と中間調画像とが混在する画
像に対しても大きい圧縮比が得られる利点がある。又−
次元ランレングス符号化としてＭＨ方式を用いれば、国
際標準のデータ圧縮方式と適合させることができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の要部ブロック図、第２図はヘ
イヤ型ディザの階調パターンの説明図、第３図はベイヤ
型ディザの各ラインの階調パターンの説明図、第４図は
階調パターンと階調に近似する非階調パターンの説明図
、第５図は予測符号化の符号割付説明図、第６図は本発
明の実施例の詳細なブロック図、第７図は本発明の実施
例の復号回路のブロック図、第８図はディザ画像信号の
形成説明用ブロック図、第９図（ａ）〜（Ｃ１はディザ
マトリクス説明図、第１０図は従来例の符号化説明図、
第１１図及び第１２図はそれぞれ従来例の符号化動作の
一例の説明図である。 ３はディザ画像信号の入力端子、４，５はシフトレジス
タ、６はリードオンリメモリ　（ＲＯＭ）、７はレジス
タ、８は可変長符号器、９はＭＨ符号器、１０はマルチ
プレクサ（ＭＰＸ）　、１１は圧縮符号の出力端子、１
２はライン番号信号の入力端子、２１はディザ画像信号
の入力端子、２２〜２５は４ビツトのシフトレジスタ、
２６はラインカウンタ、２７は画像判定用リードオンリ
メモリ　（ＲＯＭ）　、２９は予測変換用リードオンリ
メモｌＪ　　（ＲＯＭ）　、２８．３０はレジスタ、３
１はＭＨ符号器、３２は可変長符号器、３３はマルチプ
レクサ（ＭＰＸ）　、３４は出力端子である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディザマトリクス周期の複数画素からなるパターンの中
   の出現し易い特定パターンが入力画像信号中に出現した
   か否かを検出する手段と、前記パターンに与えた階調に
   よって符号化すべき画素のパターンを予測符号化する手
   段と、前記特定パターンの組合せの連続出現を検知して
   、ランレングス符号化から前記予測符号化に切換える手
   段とを設け、２値ディザ画像信号に前記特定パターンが
   含まれている時に前記予測符号化により符号化すること
   を特徴とする２値画像信号の符号化制御方式。