JPS6292581A - 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】 〔概要〕 文書画像と濃淡画像とが混在する混在画像を白黒２値の
画像信号として表し、符号化ラインと参照ラインとに特
定パターンが出現したか否を検出して、特定パターンが
連続出現した時に、ン農淡画像領域と判定して、パター
ン予測符号化を行い、それ以外ではＭＲ符号化を行うこ
とにより、混在画像を高圧縮比で圧縮符号化するもので
ある。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、文字、線画等の白黒２値の文書画像と、写真
等の中間調のある濃淡画像とが混在している混在画像を
白黒２値の画像信号で表し、この画像信号を高効率で圧
縮符号化する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］ 文字、線画等の文書画（象は、白黒２値で表現できるの
で、Ｍ　Ｈ符号化やＭＲ符号化等の標準符号化方式でデ
ータ圧縮を行うことができる。これに対して、写真等の
濃淡画像は、ディザ法による白黒２値で擬似中間調とし
て表現できるが、濃淡レベルを黒画素の密度で表現する
為、主走査方向及び副走査方向に、白、黒のランが分断
されることになり、標準符号化方式により符号化しても
、充分なデータ圧縮ができないものとなる。

又文書画像領域と濃淡画像領域とが混在した混在画像に
対しては、文書画像領域は白黒２値、濃淡画像領域はデ
ィザ法による白黒２値でそれぞれ表現されるから、標準
符号化方式で符号化した場合に、濃淡画像領域に対する
データ圧縮ができないことになる。

そこで、文書画像領域と濃淡画像領域とを識別し、且つ
濃淡画データ（ディザ画像データ）を処理して、Ｍ　Ｈ
符号化等の標準符号化方式でデータ圧縮する方式が種々
提案されている。例えば、（１）「文字・写真混在画像
のデータ圧縮符号化」　（電子通信学会技術研究報告Ｉ
Ｅ８３−６８．第１９頁〜第２４頁）　、ｆ２）　ｌ”
　２値画像信号の符号化制御方式Ｊ　（特願昭５９−１
９５８４８号）等に示された方式が提案されている。

第７図は前述の（１）の方式のブロック図であり、文字
（文書画像）と写真（濃淡画像）との混在画像信号が入
力端子４１から文字予測器４２と写真予測器４３とに入
力され、予測誤差信号と予測状態信号とにそれぞれ変換
されてセレクタ４４に加えられる。又文字予測器４２と
写真予測器４３とからの予測誤差信号が比較器４５に加
えられる。

比較器４５は、既に走査済みの画素の文字と写真との予
測誤差信号の予測外れの個数を比較し、個数の少ない方
の予測器からの予測誤差信号及び予測状態信号を選択し
て出力するようにセレクタ４４を制御する。

配列変換器４６では、参照画素の状態（予測状態）によ
って予測的中率の高い場合をＧＯＯＤモード、それ以外
をＢＡＤモードとして、セレクタ４４からｊｘ択出出力
れた予測誤差信号を、第８図の（ａｌに示すように配列
する。即ち、ＧＯＯＤモートは、Ｇ、、ｃ２．ｃ３、Ｂ
ＡＤモードは、Ｂ１、Ｂ２．Ｂ３のように配列する。そ
して、同図の（ｂｌのＧｌ、Ｂ１．Ｇ２．Ｂｚ＋　　Ｇ
３．Ｂ３のように、ＧＯＯＤのランとＢＡＤのランとを
、白ラン、場ランに対応するように、交互に読出してＭ
　Ｈ符号器４７に加え、出力端子４８から符号化信号を
出力するものである。

第９図は前述の（２）の方式のブロック図であり、本出
願人によって先に提案された方式を示すものである。同
図に於いて、５１は入力端子、５２〜５５はシフトレジ
スタ、５６はラインカウンタ、５７は画像判定用のリー
ドオンリメモリ　（ＲＯＭ）、５９は予測変換用のり一
ドオンリメモリ　（ＲＯＭ）、５８．６０はレジスタ、
６１はＭＨ符号器、６２は可変長符号器、６３はマルチ
プレクサ（ＭＰＸ）　、６４は出力端子である。

入力端子５１に加えられた混在画像信号は、シフトレジ
スタ５２により４画素毎（４ビツト毎）とし、リードオ
ンリメモリ５７にアドレスの一部として加えられ、又シ
フトレジスタ５３．５４を介してリードオンリメモリ５
９にアドレスの一部として加えられる。

４×４のベイヤ型ディザで考えると、濃淡画像領域では
、階調変化の滑らかな部分で、第１０図に示す階調０〜
１６の階調パターンが出現する。

これらの階調パターンをライン単位で示すと、第１１図
に示すものとなる。即ち、ライン上１〜Ｌ４毎に、階調
Ｏ〜４の１×４画素の階調パターンとなる。この階調１
〜４の階調パターンが連続出現した時に、濃淡画像領域
と判定して、ＭＨ符号化からパターン予測符号化に切換
え、階調１〜４以外の白黒パターンが連続出現した時は
、文書画像領域と判定して、パターン予測符号化からＭ
Ｈ符号化に切換えるものである。

第９図に於いては、リードオンリメモリ５７とレジスタ
５８とにより、第１１図に示す階調パターンが連続出現
したか、又は階調パターン以外のパターンが出現したか
を、ラインカウンタ５６からのラインＬ１〜Ｌ４を示す
ライン数イδ号に従って検出する。この検出信号により
マルチプレクサ６３が制御され、パターン予測符号とＭ
　）Ｔ符号との選択を行うことになる。

又リードオンリメモリ５９には、ｉｆ述のライン数信号
と、シフトレジスタ５４の出力信号と、シフトレジスタ
５５の出力信号とがアドレスとして加えられる。ソフト
レジスタ５４の出力信号は、第１２図に示す×印の４画
素からなる符号化ブＬ１ツクＰ。、シフトレジスタ５５
の出力信号は、第１２図に示す○印の４画素からなる参
照ブロックＰ１を示し、リードオンリメモリ５９から予
測順位が読出され、レジスタ６０を介して可変長符号器
６２に加えられて、予測順位に従ったパターン予測符号
に変換される。

マルチプレクサ６４は、可変長符号器６２からのパター
ン予測符号と、シフトレジスタ５４の出力の原データと
、ＭＨ符号器６１からのＭＨ符号とを選択出力する。

第１３図は非圧縮モードのコード説明図であって、非圧
縮モードに入るコードと、非圧縮モードのコードと、非
圧縮モードから出るコードとが定められており、Ｍ　Ｉ
−ｉ符号化ではない非圧縮モードに於けるコードに示す
ように、画素パターンとして、“０”　（白）が６以上
連続した場合は、コードとしては、５個の“Ｏ”の連続
毎に“１”を付加するものである。従って、“０”が６
個以上連続した場合は、画素パターンを示すものではな
く、１次元符号化から非圧縮モード又は２次元符号化か
ら非圧縮モードに入るコードや、非圧縮モードから出る
コードを示すものとなる。又非圧縮モードから出て圧縮
モードに入ることを示すコードの末尾のＴは、次のラン
の色を示すタグピットであり、黒の場合は“１”、白の
場合は“０”に選定されている。

このようなコードを用いてＭＨ符号以外のデータを送出
することにより、受信側では、Ｍ　Ｈ符号とそれ以外の
データとを区別して復号することができる。従って、Ｍ
Ｈ符号とパターン予測符号との切換えを行う時に、面述
のコードを付加すれば良いことになり、標準符号化方式
の拡張として混在画像信号の符号化が可能となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述の（１）の方式は、文字予測器４２と写真予測器４
３との２個の予測器及び配列変換器４６を必要とするも
のであり、配列変換の手順が複雑であると共に、回路規
模が大きくなる欠点がある。

又前述の（２）の方式は、文書画像の符号化に一次元符
号化のＭｌ−！符号化方式を用いているものであるから
、圧縮比が未だ充分でない欠点がある。

本発明は、文書画像領域か濃淡画像領域かを判定して、
二次元符号化とパターン予測符号化とを切換えて、標準
符号化方式に適合し、且つ高圧縮比で混在画像の圧縮を
可能と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、第１図を参
照して説明すると、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に出現し易い特定パターンが符号化
ラインと参照ラインとに出現したか否かをそれぞれ検出
する検出部１，２と、特定パターンに与えた番号によっ
て符号化すべきパターンを予測符号化する予測符号化部
３と、標準符号化方式の二次元符号化を行うＭＲ符号化
部４と、パターン予測符号化とＭＲ符号化との切換えを
行う切換部５とを備え、人力された混在画像信号に、２
値デイザで表した濃淡画像信号が含まれていることによ
り、検出部１，２によって特定パターンが検出されると
、その検出信号によって切換部５は、ＭＲ符号化部４か
ら予測符号化部３に切換えて、特定パターンの予測符号
化信号を出力し、又検出部１．２によって特定パターン
が検出されない時は、切換部５は予測符号化部３からＭ
Ｒ符号化部４に切換えて、二次元符号化のＭＲ符号化信
号を出力する。

［作用］ 符号化ラインと既に符号化済みの参照ラインとの両方に
特定パターンが含まれていない場合は、検出部１，２か
らの特定パターンの検出信号が出力されないので、文書
画像領域と判定し、人力された混在画像信号をＭＲ符号
化して、二次元符号化による高圧縮符号化を行い、又符
号化ラインと参照ラインとの両方或いは何れか一方に特
定パターンが含まれている場合は、濃淡画像領域を示す
ものとなるから、人力された混在画像信号をバクーン予
測符号化し、文書画像領域とン屑淡画像領域とについて
符号化するものである。

〔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２図は本発明の実施例のブロック図であり、１０は入
力端子、１１，１３．２０〜２４はシフトレジスタ（Ｓ
Ｒ）、１２は１ラインの画像信号を蓄積できるファース
ト・イン・ファースト・アウト（ＦＩＦＯ）のメモリ、
１４．１６はり一ドオンリメモリ　（ＲＯＭ）　、ｌ　
５，１７はレジスタ（ＲＥＧ）　、１８はオア回路、１
９はライン数をカウントし、下位２ビツトを各部に加え
るラインカウンタ（ＣＮＴ）　、２５．２６はリードオ
ンリメモリ　（ＲＯＭ）　、２７はパターン予測器、２
８は可変長符号器、２９はＭＲ符号器、３ｏはマルチプ
レクサ（ＭＰＸ）　、３１は出力端子である。

リードオンリメモリ１６とレジスタ１７とにより符号化
ラインの特定パターンを検出する検出部１が構成され、
リードオンリメモリ１４とレジスタ１５とにより参照ラ
インの特定パターンを検出する検出部２が構成されてい
る。又リードオンリメモリ２５，２６、パターン予測器
２７及び可変長符号器２８により予測符号化部３が構成
され、ＭＲ符号器２９によりＭＲ符号化部４が構成され
、マルチプレクサ３０により切換部５が構成されている
。

この実施例は、４×４画素のディザマトリクスにより濃
淡画像領域を２値化した場合について示すものであり、
入力端子１０に加えられた混在画像信号は、４ビツトの
シフトレジスタ１１により直列並列変換され、ディザマ
トリクス周期の４画素からなるパターンとして、メモリ
１２、リードオンリメモリ１６及びシフトレジスタ２０
に加えられる。

メモリ１２は１ライン分の蓄積容量を有し、４ビツトを
１ワードとして書込み、読出しが行われて、読出された
４ビツトのデータはシフトレジスタ１３に加えられる。

このシフトレジスタ１３の出力信号は、リードオンリメ
モリ１４のアドレス信号の一部として加えられると共に
、シフトレジスタ２１に加えられる。従って、シフトレ
ジスタ１３の出力信号は、シフトレジスタ１１の出力信
号より１ライン分に相当する遅延を与えられたものとな
り、シフトレジスタ１１の出力信号を符号化ラインの画
像信号とし、シフトレジスタ１３の出力信号を参照ライ
ンの画像信号とするものである。

リートオンリメモリ１４とレジスタ１５とは、シーケン
ス制御を高速で実行するＰＲＯＭコントローラを構成す
ることになり、参照ラインに於ける）ｍ淡パターン、即
ち、第１１図に於ける各ラインＬ１〜Ｌ４のオール白及
びオール環を除く、階調１〜３のパターンの連続出現数
及び非濃淡パターン、即ち、濃淡パターン以外のパター
ンの連続出現数を検出する。このリードオンリメモリ１
４には、シフトレジスタ１３からの４ビツトの入カバタ
ーンａと、ラインカウンタ１９から第１１図に示ずライ
ンＬｌ−Ｌ４を示す２ビツトのライン数信号すと、レジ
スタ１５からの２ビツトの濃淡パターン連続出現数信号
Ｃと、１ビア）の領域判別信号ｄとがアドレス信号とし
て加えられる。

第３図は状態遷移説明図であり、Ｃ“、ｄ′は入カバタ
ーンａ、ライン数信号す、？ｆｆｉ淡パターン連続出現
数信号Ｃ及び領域判別信号ｄがリードオンリメモリ１４
に入力された時の濃淡パターン連続出現数信号及び領域
判別信号である。又領域判別信号は、文書画像領域に対
して“０”、濃淡画像領域に対して“１”とし、又出力
の濃淡パターン連続出現数信号Ｃ゛は、入カバターンａ
力９農淡パターンの場合に（ｃ＋１）となり、非濃淡パ
ターンの場合に（Ｃ＝１）となる。即ち、濃淡パターン
連続出現数信号の領域は、一種の可逆カウンタを構成し
ている。

例えば、リードオンリメモリ１４に入力される領域判別
信号ｄが“０”で、濃淡パターン連続出現数信号Ｃが１
０」の場合に、入カバターンａとして濃淡パターンが加
えられると、出力される凛淡パターン連続出現数信号Ｃ
゛は「１」となり、領域判別信号ｄ゛は“０”となる。

次に再び？５？Ａパターンが人力されると、濃淡パター
ン連続出現数信号Ｃ“は「２」、領域判別信号ｄ“は“
０”となる。再度濃淡パターンが入力されると、濃淡パ
ターン連続出現数信号Ｃ°は「３」となり、領域判別信
号ｄ°は“１”となる。即ち、濃淡パターンが３以上連
続した時に、文書画像領域から濃淡画像領域に入ったと
判別される。以後濃淡パターンが入力されると、濃淡パ
ターン連続出現数信号Ｃ°は「３」で、領域判別信号ｄ
゛は“１”となる。

又リードオンリメモリ１４に入力される領域判別信号ｄ
が“ｌ”で、濃淡パターン連続出現数信号Ｃが「３」の
場合に、非濃淡パターンが入力されると、出力される濃
淡パターン連続出現数信号Ｃ°は「２」、領域判別信号
ｄ°は”ｌ”となり、続いて非濃淡パターンが入力され
ると、濃淡パターン連続出現数信号Ｃ°は「１」、領域
判別信号ｄ“は“１”となる。再度非濃淡パターンが入
力されると、孟淡バクーソ連続出現数信号Ｃ′は「０」
となり、領域判別信号ｄ゛は“０”となる。即ち、非濃
淡パターンが３以上連続した時に、濃淡画像領域から文
書画像領域に入ったと判別される。

リードオンリメモリ１６及びレジスタ１７も、前述のリ
ードオンリメモリ１４及びレジスタ１５と同様にＦＲＯ
Ｍコントローラを構成し、第３図に示す状態遷移に従っ
て、符号化ラインに於ける濃淡パターン連続出現数の計
数及び領域判別を行うものである。

符号化ラインと参照ラインとに於ける領域判別信号ｄ′
は、オア回路１８を介してマルチプレクサ３０に加えら
れ、このオア回路工８の出力信号が“Ｏ”であれば、符
号化ラインも参照ラインも濃淡パターンを含まないので
、ＭＲ符号器２９がらの符号化信号を選択し、オア回路
１８の出力信号が“１”であれば、符号化ラインと参照
ラインとの少なくとも何れか一方に濃淡パターンが含ま
れているので、可変長符号器２８からのパターン予測符
号化信号を選択して出力する。

又オア回路１８を介した領域判別信号は、可変長符号器
２８及びＭＲ符号器２９にも加えられ、オア回路１８の
出力信号が“０”から“１”に変化してＭＲ符号化から
パターン予測符号化に切換えられる時、ＭＲ符号器２９
では、符号化ラインに仮想変化点を挿入して符号化する
と共に、非圧縮モード符号（第１３図参照）を出力する
。又オア回路Ｉ８の出力信号が“１”から“０”に変化
し、パターン予測符号化からＭＲ符号化に切換えられる
時は、可変長符号器２Ｂから非圧縮モード符号を出力さ
せる。

又参照ラインに於いては、シフトレジスタＩ３からシフ
トレジスタ２１．２３に画像信号がシフトされ、符号化
ラインに於いては、シフトレジスタ１１からシフトレジ
スタ２０．２２にシフトされる。パターン予測は、第４
図に示すように、符号化ラインと参照ラインとの２ライ
ン分の画像信号について二次元予測を行うものであり、
シフトレジスタ２２，２４，２３．２１の内容の４ビ・
ノドがそれぞれ符号化ブロックＰｏ、参照ブロックＰ、
、Ｐ２．Ｐ３のパターンに対応することになる。又ＭＲ
符号器２９には、シフトレジスタ２３から参照ラインの
参照ブロック、シフトレジスタ２２から符号化ラインの
符号化ブロックがそれぞれ加えられて、変化点の相対画
素数に対応した符号に変換される。

リードオンリメモリ２５には、シフトレジスタ２２から
符号化ブロックＰｏのパターンと、シフトレジスタ２４
から参照ブロックＰ１のパターンとが加えられ、第１１
図に示す二つの階調の組合せが出力される。又リートオ
ンリメモリ２６には、シフトレジスタ２３から参照ブロ
ックＰ２と、シフトレジスタ２１から参照ブロックＰ３
とのパターンが加えられ、第１１図に示す二つの階調の
組合せが出力される。又第１１図に示す階調パターン以
外の非階調パターンの場合は、ディザ閾値の低い順に右
から左に並べたパターンで考えて、第５図に示すように
、階調を近似する非階調パタ−ンの欄に示す１×４画素
のパターンを、階調パター゛ンの欄に示す階調０〜４の
階調パターンに近似させて出力し、この近似させた階調
を用いて予測順位を求めることになる。

前述のように、リートオンリメモリ２５．２６は、■×
４画素のパターンを２個と、ラインカウンタの下位２ビ
ツトとをアドレス入力として、第１１図に示す階調２個
を出力する構成を有し、且つ、画素パターンが非階調パ
ターンであると、第５図に示す近似階調を出力する構成
を有するものである。

リードオンリメモリ２５．２６により変換された階調と
、ラインカウンタ１９からのライン数信号とがパターン
予測器２７に加えられ、参照ブロックＰ、〜Ｐ３からみ
た符号化ブロックｐｏの各階調の出現し易さの順序（予
測順位）に変換される。この予測順位が可変長符号器２
８により符号化される。例えば、参照ブロックｐ、、Ｐ
２．Ｐ３が聡で同じ階調パターンである時に、それと同
し階調パターンが符号化ブロックｐｏとして最も出現し
易いから、予測１＋１！１位は１となる。

パターン予測器２７は、前述のように、Ｐｏ〜Ｐ３と下
位２ビツトのライン番号とをアドレス入力とし、予測順
位を出力するり一ドオンリメモリから構成され、例えば
、１２５００ｉｉ１１りについてそれぞれ予測順位が格
納されている。

第６図は予測順位と符号との関係を示すものであり、パ
ターン予測器２７から３ビツトの予測順位信号が出力さ
れ、可変長符号器２８により符号化される。即ち、予測
順位が１であれば、符号は“１”、予測順位が２であれ
ば、符号は“０１”となる。

又符号化ブロックＰＯが非階調パターンである時は、リ
ードオンリメモリ２５からその旨の情報がパターン予測
器２７に加えられ、パターン予測器２７からの信号によ
り、可変長符号器２８は非階調パターンを表す符号を出
力する。この符号に於ける＊＊＊＊はシフトレジスタ２
２からの原データを示す。即ち、マルチプレクサ３０か
ら非階調パターンを示す符号“０００１０”が出力され
た後に、符号化ブロックＰｏの原データが出力され、そ
の後に“１”が付加される。

前述の実施例に於いては、１×４のパターンとして、０
〜４の階調パターンを用いているが、回路構成上、２の
幕乗個とすることが好適であるから、出現し易い８個の
パターンを用いることもできる。又ヘイヤ型ディザの場
合について説明したが、他の型のディザの場合にも適用
することができるものである。又復号回路は、符号化回
路の逆の操作を行う構成とすれば良いので、前述の実施
例の構成から容易に実現することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、ディザマトリクス周期
のパターンの中に出現し易い特定パターン、例えば、第
１１図に於ける階調１〜３の階調パターンが、符号化ラ
インと参照ラインとに出現したか否かを検出部１，２に
よって検出して、文書画像領域と濃淡画像領域とを判別
し、文書画像領域については、ＭＲ符号化を行い、）農
淡画像領域については、パターン予測符号化を行うもの
であり、二次元符号化を行うことにより、混在画像に対
する圧縮比を高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、第２図は本発明の実
施例のブロック図、第３図は状態遷移説明図、第４図は
二次元予測説明図、第５図は階調パターン近似説明図、
第６図は予測順位と符号との説明図、第７図は従来例の
ブロック図、第８図は動作説明図、第９図は従来例のブ
ロック図、第１０図はヘイヤ型ディザの階調パターン説
明図、第１１図はヘイヤ型ディザの１×４階調パターン
説明図、第１２図は一次元予測説明図、第１３図は非圧
縮モードのコード説明図である。 １．２は検出部、３は予測符号化部、４はＭＲ符号化部
、５は切換部、１０は入力端子、１１゜１３はシフトレ
ジスタ（ＳＲ）、１２はファースト・イン・ファースト
・アウト（ＦＩＦＯ）のメモリ、１４．１６はり一ドオ
ンリメモリ　（ＲＯＭ）、１５．１７はレジスタ（ＲＥ
Ｇ）　、１８はオア回路、１９はラインカウンタ　（Ｃ
ＮＴ）　、２０〜２４はシフトレジスタ（ＳＲ）　、２
５，２６８より−ドオンリメモリ　（ＲＯＭ）　、２’
Ｎよツマターン予測器、２８は可変長符号器、２９４よ
Ｍ　Ｒ７ｇ号器、３０はマルチプレクサ（ＭＰＸ）　、
３１１よ出ツノ端子である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   に出現し易い特定パターンが符号化ライン及び既に符号
   化済みの参照ラインに出現したか否かを検出する検出部
   （１）、（２）と、 前記特定パターンの予測順位を求めて符号化する予測符
   号化部（３）と、 符号化ラインと参照ラインとの変化点の相対位置の画素
   数を符号化するＭＲ符号化部（４）と、前記予測符号化
   部（３）によるパターン予測符号化と前記ＭＲ符号化部
   （４）によるＭＲ符号化との切換えを行う切換部（５）
   とを備え、 文書画像領域と濃淡画像領域とが混在する混在画像の２
   値画像信号が入力され、前記特定パターンが前記検出部
   （１）、（２）によって検出された時に、前記切換部（
   ５）により前記ＭＲ符号化から前記パターン予測符号化
   に切換えて、前記特定パターンの予測符号化信号を出力
   する ことを特徴とする２値画像信号の符号化制御方式。