CN100438565C - 图像编码方法和图像设备 - Google Patents

Abstract

本发明的一个目的是提供一种图像编码方法和图像设备，它不需要在解码器中改变，而只是通过使编码器执行用于减小噪声发生的处理就能对许多应用产生效果。一个其色调值为255并对应于白色的像素被改变为在黑色的相反方向上超出色调值范围的一个值，换言之，被改变为一个大于最白色调值255的值。当对执行了这种色调移位处理图像编码和解码时，具有大于255的色调值的波动31产生在该图像的白色部分。在限幅之前存在的解码图像上的波动形状中该图像的异常情况被集中到一个大于255的色调值上。因此，蚊式噪声发生在色调值大于255和在色调值的范围之外的部分中。当使用色调值255对该图像限幅时，可以减小蚊式噪声。

Description

图像编码方法和图像设备

技术领域

本发明涉及用于压缩图像的图像编码方法和图像设备，更具体地涉及用于减少当包括诸如字符等的清楚边缘的区域的图像被压缩以及从该压缩图像中再现原始图像时的蚊式噪声的图像编码方法和图像设备。

背景技术

作为用于对诸如照片的自然图像进行编码的常规方法，广泛地采用着使用正交变换的方法，其中以JPEG(联合图像编码专家组)为代表。

JPEG是一种用于对彩色静态图像进行编码的方法，而且是不可逆变换，但是它对于诸如图片的自然图像产生较少的图像质量恶化。因此，JPEG被用在众多应用中，诸如因特网、数字相机等，并且还被用作为彩色传真中的标准图像编码方法。

例如，JPEG被用作对彩色传真设备中的用于对图像编码的标准方法。在此，给出用于彩色传真设备的JPEG的解释。通常使用L*a*b色空间来表示图像的每个像素的颜色。当图像被压缩时，以RGB表示的原始图像被变换到L*a*b色空间，并且表示为a*和b*的色差分量被压缩为一半。接下来，被变换到色空间的该图像被分割为由8×8的像素所组成的块，并且通过离散余弦变换(简称“DCT”)将每个块变换为空间频率分量。由DCT变换而来的空间频率分量除以量化矩阵，和对进行除法运算后的分量的整数部分执行霍夫曼编码，并由此给出压缩图像。根据JPEG，在使用量化矩阵来除以空间频率分量时，主要是高度压缩高频分量。此外，通过执行霍夫曼编码来压缩在空间频率分量矩阵右上角的直流(简称“DC”)分量，而其它分量被对角和Z形提取并通过执行霍夫曼编码执行相似压缩，所述的霍夫曼编码是一种可逆熵压缩方法。

上面提到的JPEG使用一个量化表，通过该量化表对更高的频率分量执行更高的压缩，这是由于人眼对于高频分量感觉十分迟钝。空间频率分量被量化矩阵相除，并将整数近似值应用到该进行除法运算后的分量上，由此原始图像的信息被丢失。因此在通过执行编码处理的逆处理对图像进行解码时，在再现的图像中该高频分量基本上被丢失。因而，JPEG是用于对图像进行编码的不可逆方法，在其中执行压缩图像的逆变换会产生与原始图像不同的图像。

如上所述，JPEG是用于对图像进行编码的不可逆方法，因此对于具有诸如字符等的灰度(density)陡峭变化的图像，图像质量的恶化变的很严重。因此，对于通过执行用于编码一幅包括诸如字符等的边缘在内的图像的处理并且随后又执行用于解码该图像的处理而给出的一幅图像，会在该图像上产生模糊部分，即所谓的蚊式噪声。在执行作为用于压缩单色传真中的图像的方法而被执行的改进的霍夫曼编码和Reed编码时，不会产生蚊式噪声，但是在执行JPEG时，蚊式噪声主要发生在字符周围的白色基底上并由此显著降低字符的质量。

图7A、7B和7C的视图集中描述了蚊式噪声的发生。在图7A、7B和7C中，纵轴表示每个分量在256色调值等级[从0(黑)到255(白)]的每个色空间座标上的颜色，而横轴表示一维的像素位置。在此，分量L*是可被人眼灵敏地看到的亮度分量，只有在考虑到使用L*a*b空间的标准彩色传真设备时才会显示该分量。彩色图像通常由诸如RGB等的三种颜色分量表示，并且每个分量都被量化在0到N-1的范围内的N阶上。(N：大于或等于2的自然数)。设定的N越大，该图像的表示越忠实于原始图像，但是当图像被诸如计算机等的电子装置处理时，经常选用N等于256，它对应于8比特表示的图像。

在此，对于这样一幅图像进行编码，该图像的左侧是字符区域并且具有高灰度，而其右侧是白色边缘区域，换言之，其色调值在像素位置的左侧很小或者即其灰度很高，而在像素位置的右侧的色调值等于255或者即其灰度很低，如图7A中所示。图7A中所示图像被JPEG编码并且编码的图像被重新变换，以通过执行对该图像编码的处理的逆处理来再现该图像，并将再现的图像示于图7B中。图7B示出了在以255的色调值对图像进行限幅之前解码图像的视图。由于在使用JPEG时，通过对图像执行编码而使高频分量被高度压缩，因此在限幅该图像之前的解码图像在该解码图像的白色部分具有类似于波纹的左图像，并且出现这样的像素，其色调值变成一个大于或等于255的值。因此如图7C中所示，在逆变换处理中，通过限幅来处理大于或者等于255的色调值范围之外的像素，并且将色调值固定为255。如上所述，由于在用于对图像编码的常规方法中高频分量被高度压缩，在包含诸如字符等的高频分量的部分中会产生波纹灰度差别。这种波纹灰度差别引起了蚊式噪声。此外，相似的波纹灰度差别也会发生在黑色部分，即该解码图像的字符区域，但是该相似的波纹灰度差别实际上没有如此显著，因此为了简化而省略关于该相似的波纹灰度差别的解释。

为了减少上述的蚊式噪声，必须将量化矩阵的值安排得很小。然而，当量化矩阵的值很小时，压缩率变得很小，由此会有问题，例如彩色传真中的发送时间变的很长。诸如许多常规的彩色传真设备等的装置只配备了JPEG作为用于对彩色图像编码的方法并且也借助JPEG来对用于表示发件人等的字符进行编码，由此出现的问题是在字符区域的噪声会很显著。

此外，在JPEG-2000中，不对图像进行分块而是通过使用小波变换进行编码。然而，在这种情况下也会相似地发生蚊式噪声。

在例如日本未审查的专利出版物JP-A 6-86328(1994)、JP-A7-50849(1995)、JP-A 11-308463(1999)、J P-A 2000-307879(2000)以及JP-A 2001-16452(2001)中公开了用于减少上述蚊式噪声发生的方法。

JP-A 6-86328公开了一种方法，该方法根据亮度信号来去除由于对高度压缩的图像数据解码而产生的色差信号的蚊式噪声。

此外，在JP-A 7-50849中，为了即便在对由合成字符而获得图像应用图像信息的压缩/扩展处理时也能够显示漂亮的字符，在图像存储器和图像压缩/扩展部分之间并且在把由合成字符而获得的图像从图像存储器中输入到该图像压缩/扩展部分之前，配备了噪声减小部分，插入具有在字符色调和字符周围的色调之间的半色调颜色的像素作为在合成字符之外的水平和垂直方向上的第一定位像素。

此外，在JP-A 11-308463中，在图像数据压缩时(其中诸如自然图像等的色调图像和一个诸如字符或者图片等的非色调图像相混和)，则通过使用分别用于对每个图像编码的不同方法来对该色调图像和非色调图像进行编码。

此外，在JP-A 2000-307879中，为了减小蚊式噪声，使用判断电路来判断一混和图像的图像区域，以便从色彩分量信号中获得亮度信号，并使用量化表a来量化自然图像和使用量化表b(a＜b)来量化二值图像数据然后进行发送，并且在接收侧，执行不对称的逆量化，通过使用在量化表中所用的相同参考值来获得二值图像数据并且通过箝位电路来箝位超出亮度的动态范围的部分。

此外，在JP-A 2000-16452中，通过分别在对图像数据执行压缩/扩展处理之前和之后提供第一基底去除处理和第二基底去除处理来降低蚊式噪声。

另外，除了用于对图像编码的标准方法JPEG之外，彩色传真设备还具有MRC(混和光栅内容)作为对图像编码的可选方法。使用MRC，有关发件人的信息只有一部分可以以一种可逆的方法发送，而能够在没有任何噪声产生的情况下对该图像编码。MRC将图像分为3层，包括前层(fore layer)、屏蔽层(mask layer)以及后层(backlayer)，并使用不同方法分别对这个三个层的每一层进行编码。前层和后层是彩色图像，而屏蔽层是二值图像并且在图像的解码器中起到开关的作用，该开关用于显示前层或者后层。使用诸如JPEG等的彩色传真的标准彩色图像编码方法对前层和后层进行编码。用于对标准彩色图像编码的方法分为可逆和不可逆方法，但是屏蔽层只使用对单色传真的标准二值图像编码的可逆方法。

作为相互重叠两个图像的方法，除了彩色传真设备所具有的MRC之外，还有一种利用透射颜色的方法。该方法可被用于组合一个面部肖像和一个框架，或者一个目标和背景等等。对于透射颜色的指定可以对每个像素来执行，但是当使用诸如JPEG的用于对图像编码的非可逆方法时，像素的色调值被改变，并会将噪声插入到所指定的透射颜色的范围中，因此诸如GIF(可交换的图像格式)或者PNG(可移植的网络图象文件格式)等的可逆编码被用在因特网的WWW浏览器上。

此外，MPEG(运动图像专家组)4是一种对运动图像进行编码的方法，它具有对任意形状的图像进行编码的功能，但是为了在一个指定的形状上指定一个不显示的部分，除了要被显示的图像之外还使用一种被称为alpha平面的图像。该alpha平面包括二值图像的二进制alpha平面和灰度级alpha平面。灰度级alpha平面被用于可选地规定半透明性，而对灰度级alpha平面实施非可逆编码并对二进制级alpha平面主要实施可逆编码。

在JP-A 6-86328以及JP-A 7-50849中所公开的图像编码方法中，在压缩图像被解码时，可消除噪声。然而，由于需要复杂的处理来判断是不是确实产生了噪声，由于电路尺寸的增加而无法避免解码速度降低和花费增加。此外，在JP-A 2000-307879中所公开的图像编码方法中，对于二值图像数据，不对称地执行在发送侧量化该图像数据并在接收侧逆量化该图像数据，由此需要多个量化表。此外，在JP-A 2001-16452中所公开的图像编码方法中，在图像压缩前或者图像解压缩前单独执行消除基底的处理，由此消除蚊式噪声，但是也会存在问题，即在压缩侧和解压缩侧分别需要用于执行基底消除处理的设备。

此外，在现有技术中，为了防止执行编码时发生噪声，对于其中不期望噪声发生的部分施加可逆编码，甚至对发件人的基底的白色部分以及透射颜色也作同样处理。然而，诸如PNG或者GIF等的可逆编码的缺陷是：与非可逆编码相比其压缩比比较小。此外，在JP-A11-308463中，由于在对MRC的三层编码和对MPEG的任意形状编码时使用了两种或者更多的图像编码方法，因此与已使用了一种常规图像编码方法的应用会产生不兼容的问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种图像编码方法和图像设备，其中不需要在编码器中进行改变，而是通过使编码器执行用于减小蚊式噪声的发生的处理就能对许多应用产生效果。

本发明提供了一种图像编码方法，在该方法中将颜色分量变换到空间频率区域并且对关于图像数据的适量信息进行压缩，该方法包括：

色变换处理，用于将属于两个聚类的颜色的颜色表示值中的至少一个改变为在分开这两个聚类的方向上的颜色表示值，其中所述的两个聚类分别对应在色空间中表示的两个区域。

依照本发明，当在色空间中表示这两个区域时，至少改变两个聚类之一，前者是在色空间中表示的一个区域中的像素集合，而后者是在色空间中表示的另一个区域的像素集合，这样使得每个区域中的象素颜色表示值被改变到将这两个聚类分开的方向上，然后该色分量被变换到空间频率区域并且通过熵压缩方法来压缩适量信息，以使在图像解码时由于在适量信息压缩时的数据丢失所而在图像上产生的蚊式噪声得以减少。

此外，本发明的特征在于，色变换处理被应用到其中有字符存在的字符区域。

依照本发明，由于色变换处理被应用到其中的字符很有可能产生蚊式噪声的字符区域，可以有效减少蚊式噪声。此外，当只对字符存在的区域执行色变换处理时，可以有效地执行图像编码处理。

此外，本发明的特征在于，还包括将与白色对应的像素的颜色表示值改变到黑色方向的相反方向上。

依照本发明，在色变换处理之后执行将作为与白色对应的像素的颜色表示值的色调值改变到黑色方向的相反方向上，例如，原始图像的色调被定义为从0到N-1范围内的N色调(N：大于或等于2的自然数)，将较大数量的一侧定义为白色的一侧，对应于白色的这些像素的所有色调值被定义为一个大于N-1的值，然后将该颜色分量变换到空间频率区域，使用熵压缩方法来压缩许多信息，由此该压缩使在解码图像时由于该许多信息压缩时的数据丢失而在白色部分产生的蚊式噪声得以减少。

此外，本发明的特征在于，还包括一色变换处理，用于将和黑色对应的像素的颜色表示值改变到白色方向的相反方向上。

依照本发明，在色变换处理之后执行将作为和黑色对应的像素的颜色表示值的色调值改变到白色方向的相反方向上，例如，原始图像的色调被定义为从0到N-1范围内的N色调(N：大于或等于2的自然数)，将较大数量的一侧定义为白色的一侧，对应于黑色的这些像素的所有色调值被定义为一个小于0的值，然后将该颜色分量变换到空间频率区域，使用熵压缩方法来压缩许多信息，由此该压缩使在解码图像时由于该适量信息压缩时的数据丢失而在黑色部分产生的蚊式噪声得以减少。

此外，本发明的特征在于，还包括一色变换处理，用于将属于两个聚类的颜色的颜色表示值改变到将这两个聚类分开的方向上的颜色表示值，其中所述的两个聚类对应于在色空间中表示的字符区域和背景区域。

依照本发明，当在色空间中表示该字符区域和该背景区域时，在色空间中分别表示作为字符区域中的像素集合的聚类和作为背景区域中的像素集合的聚类，这两个聚类被改变到一个将两个聚类分开的方向上，然后该颜色分量被变换到空间频率区域，使用熵压缩方法来压缩适量信息，由此该压缩方法使在解码图像时由于该适量信息压缩时的数据丢失而引起的蚊式噪声得以减少。

此外，本发明的特征在于，在对将字符添加到输入图像中的图像数据编码时执行该色变换处理。

依照本发明，在对图像数据编码时执行该色变换处理，该所述图像数据具有用于日期、注释、日历等的字符，这些字符是从例如传真设备和存储器和图像处理设备等的发件人记录中添加到图像输入中的，由此，即便随后把字符写入到该图像中也能够减小蚊式噪声。

此外，本发明特征在于当对具有被指定为字符区域的部分的图像数据编码时，对于该指定部分执行色变换处理。

依照本发明，当对具有指定为字符区域的部分的图像数据(例如以规定字符文件和图像文件的标记语言为基础所表示的图像数据)编码时，该色变换处理是用于所述指定部分的，由此可以容易地确认字符区域并且对很可能发生蚊式噪声的字符区域执行有效处理。

此外，本发明的特征在于一区域被分为图像区域和字符区域并对判断为字符区域的区域执行该色变换处理。

依照本发明，一区域被分为图像区域和字符区域并且对于划分的字符区域执行该色变换处理使有效处理得以执行。

此外，本发明的特征在于字符区域可由用户指定。

依照本发明，用户来指定该字符区域是可以指定一个要对其执行色变换处理的位置，并且还使有效处理得以执行。

此外，本发明的特征在于，当每个像素的颜色表示值小于或者等于先前设定的灰度时，每个像素的颜色表示值被判断为对应于白色并执行该色变换处理。

依照本发明，当每个像素的颜色表示值小于或者等于先前设定的灰度时，该颜色表示值被判断为是对应于白色的像素颜色表示值并执行该色变换处理，由此可以定义对应于白色的像素并且还可以对一个其中最白的颜色不存在于颜色表示之中的图像执行该色变换处理。

此外，本发明的特征在于，当每个像素的颜色表示值大于或者等于先前设定的灰度时，每个像素的颜色表示值被判断为对应于黑色并执行该色变换处理。

依照本发明，当每个像素的颜色表示值大于或者等于先前设定的灰度时，该颜色表示值被判断为是一个对应于黑色的像素颜色表示值并执行该色变换处理，由此可以定义对应于白色的像素并且还可以对一个其中最黑的颜色不存在于颜色表示之中的图像执行该色变换处理。

此外，本发明特征在于，获取要对其施加色变换处理的图像的亮度分布，并且将每个像素的这样的部分判断为与白色对应的颜色表示值，该部分具有的亮度在该分布的最大亮度至加上一预定值的亮度范围内，或者该部分具有的亮度等级(rate)大于或者等于在最大亮度和最小亮度之间的范围内的一预定等级。

依照本发明，获取要对其施加色变换处理的图像的亮度分布，并且将这样的部分判断为与白色对应的颜色表示值，每个像素的该部分具有的亮度在该分布的最大亮度至加上一预定值的亮度范围内，或者该部分具有的亮度等级大于或者等于在最大亮度和最小亮度之间的范围内的一预定等级，由此能够执行该色变换处理，即便是对其中最白的颜色不存在于颜色表示之中的图像。

此外，本发明特征在于，获取要对其施加色变换处理的图像的亮度分布，并且将这样的部分判断为与黑色对应的颜色表示值，每个像素的该部分具有的亮度在该分布的最大亮度至减去一预定值的亮度范围内，或者该部分具有的亮度等级小于或者等于在最大亮度和最小亮度之间的范围内的一预定等级。

依照本发明，获取要对其施加色变换处理的图像的亮度分布，并且将这样的部分判断为与黑色对应的颜色表示值，每个像素的该部分具有的亮度在该分布的最大亮度至减去一预定值的亮度范围内，或者该部分具有的亮度等级小于或者等于在最大亮度和最小亮度之间的范围内的一预定等级，由此能够执行该色变换处理，即便是对其中最黑的颜色不存在于颜色表示之中的图像。

此外，本发明特征在于，与白色对应的像素的颜色表示值被变换成这样一个值，该值是通过将一个在颜色表示上与最白的颜色相对应的值在黑色方向的相反方向上只改变预定值而获得的。

依照本发明，和白色对应的像素的颜色表示值被变换成这样一个值，该值是通过将颜色表示上与最白的颜色相对应的值在黑色方向的相反方向上只改变预定值而获得的，由此调整该预定值使蚊式噪声得以有效减小。

此外，本发明特征在于，与黑色对应的像素的颜色表示值被变换成这样一个值，该值是通过将颜色表示上与最黑的颜色相对应的值在白色方向的相反方向上只改变预定值而获得的。

依照本发明，与黑色对应的像素的颜色表示值被变换成这样一个值，该值是通过将颜色表示上与最黑的颜色相对应的值在白色方向的相反方向上只改变一个预定值而获得的，由此调整该预定值使蚊式噪声得以有效减小。

此外，本发明特征在于，与白色相对应的像素的颜色表示值越接近颜色在表示上最白的颜色，则该颜色表示值中被改变为在黑色方向的相反方向上的值越大。

依照本发明，与白色相对应的像素的颜色表示值越接近在颜色表示上最白的颜色，该与颜色表示值中被改变为在黑色方向的相反方向上的值越大，由此蚊式噪声得以有效减小。

此外，本发明特征在于，与黑色相对应的像素的颜色表示值越接近在颜色表示上最黑的颜色，则该颜色表示值中被改变为在白色方向的相反方向上的值越大。

依照本发明，和黑色相对应的像素的颜色表示值越接近在颜色表示上最黑的颜色，则该颜色表示值中被改变为在白色方向的相反方向上的值越大，由此蚊式噪声得以有效减小。

此外，本发明特征在于，在色变换处理上基于这样一个值来改变颜色表示值，该值是通过将图像的最小灰度值和最大灰度值之间的差值乘以一个常数因子而获得的。

依照本发明，基于这样一个值来执行该色变换处理，其中该值通过将该图像的最小灰度值和最大灰度值之间的差值乘以一个常数因子而获得的，由此调整该因子以使蚊式噪声得以有效减小。

此外，本发明特征在于，当原始图像与对于通过对该图像进行编码的方法而编码的该图像执行逆变换而再现的图像进行比较并且这两个图像之间的色差大于或者等于一个预定色差时，改变该常量因子直到两个图像之间的色差符合预定色差的范围。

依照本发明，当原始图像与对于通过用于对该图像编码的方法而编码的该图像执行逆变换而再现的图像进行比较并且两个图像之间的色差大于或者等于一个预定色差时，改变该常数因子直到两个图像之间的色差符合所述预定色差的范围，由此蚊式噪声被确实减少。

此外，本发明特征在于，当尽管已经对该常数因子改变了预定次数，重现图像和原始图像之间的色差仍然不在所述预定色差范围内时，则警告用户。

依照本发明，由于在尽管已经对该常数因子改变了预定次数，重现图像和原始图像之间的色差仍然不在所述预定色差范围内时，则警告用户，因此用户需处理其上发生了大量蚊式噪声的图像。

此外，本发明特征在于，显示对使用编码该图像的方法而进行编码了的图像通过执行逆变换而再现的图像。

依照本发明，使用显示设备和打印设备等来显示通过对于编码图像执行逆变换而重现的图像，由此可以确认该图像并且可以执行成功处理的判决。

此外，本发明特征在于，用户可以设定是否执行该色变换处理。

依照本发明，用户可以设定是否执行该色变换处理，由此执行色变换处理被设定，这样对于不包括诸如字符的一个边缘的图像就不去执行该色变换处理，并且只对包括诸如字符的一个边缘的图像执行该色变换处理，由此可以有效地执行用于编码图像的处理。

此外，本发明提供了一种使用上述用于编码图像的方法的图像设备。

依照本发明，该图像设备被如此实现，例如被实现为传真设备的一种可以处理该图像的通信设备，被实现为个人计算机的信息处理设备，以及被实现为数字相机的图形设备，当被图像设备进行编码的一个图像被解码时，可以产生具有被减小的蚊式噪声的图像。

附图简述

通过随后的详细说明以及附图，本发明的目的、特征以及优点将更加明显。

图1是显示作为本发明一个实施例的传真设备配置的框图；

图2是显示在传真设备1中用于编码图像的处理操作的流程图；

图3A是显示原始图像色调值的视图，图3B是显示已经执行过色调移位的图像的色调值视图，图3C是显示已经执行过色调移位处理并且在限幅前已经编码和解码的图像的色调值的视图，图3D是显示通过对该图像进行限幅所产生的图像的色调值的视图；

图4是在L*a*b色空间中显示字符区域聚类和背景区域聚类的视图；

图5是显示在白色级别上进行色调移位方法的实例的视图；

图6是显示在白色级别上进行色调移位方法的另一个实例的视图；和

图7A到7C是描述图像编码方法所产生的蚊式噪声的视图。

实现本发明的最佳模式

随后的描述将参照附图具体描述本发明的优选实施例。

本发明在使用所有图像编码方法的所有图像设备中都是有效的，通过该编码方法，彩色图像和灰度级图像被变换为空间频率区域并且执行熵压缩方法，但是在实施例中，示例和描述了彩色传真设备。

图1是显示作为本发明一个实施例的传真设备配置的框图。该传真设备1具有传真通信的功能和电话通信的功能。在这个实施例中的传真设备1包括网络控制设备12、调制解调器13、控制设备14、手机15、打印设备16、存储器17、无绳电话的控制电路18、图像读取设备19、图像存储设备110、显示设备111、拨号键112、操作键113和天线114。

该传真设备1通过网络控制设备12被连接到作为公共网络的电话网络11，并且可以通过电话网络11发送/接收彩色图像和单色图像。

在发送彩色图像或者单色图像时的设置由操作键113来执行，但是发送彩色图像仅仅可以当发送线路另一端的设备具有接收彩色图像的能力时才执行。因此，即使通过使用操作键113指定了发送彩色图像，在发送线路另一端的设备只有接收单色图像的能力的情况下，发送彩色图像也会自动切换到发送单色图像。

网络控制设备12对电话网络11执行监控，它还将电话网络11切换和连接到手机15和无绳电话的控制电路18端或者调制解调器13端。调制解调器13将在传真设备1中处理的数字信号调制为可应用于电话网络11的模拟信号，还将从电话网络11接收到的模拟信号解调为数字信号。

控制设备14包含例如微处理器等，它通过使用有关指令的输入和信息和应被存储在存储器17中的相关程序来确定整个控制设备14的操作，这些相关指令的输入和信息包括：用户通过拨号键112和操作键113而给出的、从电话网络11接收的、以及从传真设备1的每个设备给出的指示状态的信号、还有要存储在存储器17中的程序。此外，控制设备14执行供给传真设备1的每个设备的操作指令，向电话网络11发送必要的信号，发送显示信息和指导等的指令给显示设备111。

而且，控制设备14执行信息的压缩和解压缩。诸如MH(改良的霍夫曼)和MR(改良的Read)之类的图像编码方法被用于压缩和延长单色图像的信息。以下提到的图像编码方法被用于压缩和解压缩彩色图像的信息。此外，控制设备14具有互相变换彩色图像的功能，例如在读取时间使用的、用由红(R)、绿(G)和蓝(B)组成的加色三原色表示的彩色图像、用由青(C)、品红(M)和黄(Y)减色三原色表示的彩色图像、以及在传真机中发送/接收图像的时间使用的、用L*a*b颜色空间坐标(颜色空间)表示的彩色图像。但是，当控制设备14因为保持了处理这些彩色图像的功能(换句话说，就是执行图像压缩和解压缩的功能)而极度超载时，可以分开地提供一个具有处理这些图像彩色图像功能的单元。

拨号键112和操作键113包含10个键的小键盘以及用于输入等的键盘，当用户输入信息时可以使用它们。

图像存储设备110是存储通过电话网络11接收到的图像以及由图像读取设备19读取的图像等的设备。这个图像存储设备110的配备允许传真设备1具有传送和广播图像、在无纸状态下进行替代接收以及存储器发送的高级功能。

打印设备16采用诸如墨喷式打印机、电子照相印刷机和彩色热传递打印机(color thermal transfer printer)等之类的可应用于彩色图像的打印机制，以便打印彩色图像。随后有两种系统可用作可应用于彩色图像打印的机制。一个是这样一种系统，其中每个像素的三原色具有如在照片的银盐胶片以及升级的彩色热传递打印机(sublimaticcolor thermal transfer printer)等等中采用的多级色调，另一个是这样的系统，其中，每种颜色只能表示成如在墨喷式打印机中采用的、由有点的色调和没点的色调组成的两种色调。当半色调用后面两种色调表示时，就使用诸如抖动(dither)方法之类的半色调表示方法以及差错扩散方法等。当打印机的点数大于接收图像的点数时，首先，接收到的图像中每种颜色的三原色(C、M、V)的灰度(density)通过内插以便适合打印机的分辨率来确定，然后，根据打印机的分辨率，通过在每个基本色上使用半色调技术在每个打印点上确定二进制值之一(换句话说，具有打印或非打印的意义)。

无绳电话的控制电路18和天线114在通过使用无绳电话(换句话说，就是手机)执行电话通信的时候使用。

图像读取设备19使用通过顺序地打开诸如LED(发光二极管)和萤光之类的三色光源来读取图像的方法，该三色光源被用来在每个读取行读取彩色图像，图像读取设备19还使用通过使用诸如CCD(电荷耦合装置)之类的三色(R、G、B)光电转换传感器来读取图像的方法，对于三种颜色，该光电转换传感器被分别提供了颜色过滤器。

对于显示设备111，用于执行简单指导的若干线的LCD(液晶显示器)被用于简单传真机，但是具有较大显示区域的彩色LCD被用于本发明实施例的传真机，因为它希望显示彩色图像。

接下来描述在传真设备中压缩图像时要使用的图像编码方法。

图2是显示在图传真设备1中编码图像的过程的流程图。当发送彩色图像时，有许多选项的组合，而不可能实现参考所有的组合，所以，在图2中只显示了最标准的过程。但是，对于许多选项，本发明的效用并不改变。

当传真机发送彩色图像时，首先，该图像在步骤S1通过使用图像读取设备19被读取。因为彩色图像通常都是用R、G和B的颜色坐标来表示，所以，彩色图像是以200dpi(点/英寸)200dpi大小范围内每种颜色的8位半色调读取的，读取的图像被存储在图像存储设备110中。然后，步骤S1进行到步骤S2，并且存储在图像存储设备110中并用R、G和B的颜色坐标表示的图像被变换为由作为标准色空间的L*a*b空间给出的表示，从而可以由控制设备14和存储器设备进行发送，并且步骤S2进行到步骤S3。在步骤S3，亮度分量L*的分辨率被保持不变，而对于主扫描方向和子扫描方向，第一色差分量a*和第二色差分量b*的分辨率都被压缩为其分辨率的一半，换句话说，点灰度改变为其点灰度的一半，并且步骤S3进行到步骤S4。在步骤S4，亮度分量L*以及色差分量a*和b*在主扫描方向和子扫描方向以每个分量每8个点裁剪，并且步骤S4进行到S5。在步骤S5，执行作为本发明特征的颜色变换处理的色调移位处理。这个色调移位处理被应用到一个其中具有发件人记录等的字符的字符区域。在这里，在步骤S 4中裁剪出的每个块的色调值已经改变。关于色调移位处理的具体描述将在稍后提及。接下来，步骤S5进行到S6，并且将已经在步骤S5执行过色调移位处理的块作为一个单元来对它执行DCT(离散余弦变换)，并且使该块被变换成作为一共空间频率区域的二维频率分布矩阵表示，并且步骤S6进行到S7。在步骤S7，在步骤S6变换成的二维频率分布矩阵通过使用量化表而进行划分，并且执行四舍五入处理，并且步骤S7进行到S8。在本发明的图像编码方法中，类似于JPEG，图像的压缩率根据在步骤S7中使用的量化表的值而变化。在这里，采用高压缩率使得能够实现高速发送图像，但是图像质量的退化变得很严重。相反地，降低压缩率可使得图像质量的退化减小，但是发送速度变慢，因为要发送的信息量增加了。

接下来，在步骤S8，图像在上述步骤S7中通过量化被减少并被四舍五入的二维频率分布矩阵借助于霍夫曼表而被改变为实际的压缩编码数据，该编码数据和量化数据以及霍夫曼表被发送到接收端。

如上面所指出的，传真机1的图像编码方法包含色调移位处理，但是该方法近似等于JPEG的图像编码法方法，因此，被传真设备1压缩的图像可以由处理JPEG的传统传真机等来解码。因此，在接收图像的通信设备处，图像根据用于解码JPEG的通常处理过程而取出，换句话说，该过程也就是在图2的流程图上反向进行的过程，其中，S 5被忽略。此外，在传真设备1中接收的图像被变换为可应用到打印设备16的CMY颜色坐标并被打印出来。但是，因为在许多情况下，尽管将CMY颜色互相混合了，黑色也不能充分地再现，所以可能通过把黑色K加入到CMY三色中来执行打印。

接下来给出关于色调移位处理的具体描述。在彩色图像中，色差分量a*和b*有不大的重要性，而亮度分量L*主要发挥重要的作用。这是因为在本发明的实施例中色调移位处理仅仅通过使用亮度分量L*来描述。

此外，当黑色字符被写到白色背景区域的基底上时，在白色基底上在黑色字符周围主要产生黑色的蚊式噪声，但是相反地，当白色字符存在于黑色背景区域的基底上时，在黑色基底上在白色字符周围主要产生白色的蚊式噪声。当图像的白色字符存在于黑色基底上并且执行图像的黑白颠倒以及该颠倒的图像被显示和打印时，蚊式噪声最终还是类似于黑色字符存在于白色基底上的情况发生，因此，黑色基底上的白色蚊式噪声也被同样地处理。但是，因为通过颠倒亮度的对比以及在黑色字符存在于白色基底上的情况下的描述中交换黑色和白色，使得关于黑色基底上存在外围线字符的大多数情况可以直接适应于本发明，在本发明的实施例中，仅仅对关于黑色字符被写到白色基底上的情况进行描述。

图3A、3B、3C和3D是用于描述色调移位处理的视图。在图3A、3B、3C和3D的图中，垂直轴表示色调值，该色调值是颜色表示值，并且垂直轴通过使用从表示黑色的0到表示白色的255的256级色调值来表示亮度分量L*以及色差分量a*和b*之一。在这里，图3A、3B、3C和3D的图中的垂直轴表示如上指出的亮度分量L*的色调值，而该图的水平轴表示像素的一维位置。作为本发明实施例中的原始图像，该图像的左端在图3A所示的字符部分300具有高灰度，并且给出关于对图像301(其右端是页边空白并且是白色的)进行编码处理的描述。此外，在本发明的实施例中给出对于色调移位处理被应用到白色像素的情况的描述，该白色像素对应于图像的白色，换句话说，也就是图3中的色调值255。

通过控制设备14和存储器17，色调移位处理以与到黑色端相反的方向把图3A中的一个色调值等于255并且对应于白色的像素的色调值改变为一个在图3B中被显示为指示码302的、色调值范围外的色调值。换句话说，该像素的色调值被安排为比对应于最白值的值255还大得多的值。应用了这个色调移位处理的图像根据图2所示的过程来编码，当已编码图像被解码时，对于图像相同部分的色调值，如图3C所示，在该图像的白色部分发生具有比色调值255还要大的波动31。图3C是显示在限幅前存在的已解码图像的视图。发生这个波动31是因为高频分量因编码图像而高度压缩。但是，如图3C所示，在限幅前存在的已解码图像上波动的形状中，图像的异常状态集中在一个其色调值在色调值范围外且具有比255还大的色调值的像素中。因此，在图像中包括了一个其色调值在色调值范围外且具有比255还大的色调值的像素的那部分中发生蚊式噪声。限幅处理在色调值255被应用到这个图像，并且该图像在图3D中显示。如图3D所示，结果是，通过执行如指示码303所示的色调移位处理，在用传统图像编码方法编码的图像(参见图7C)中发生的蚊式噪声消失了。

因为还有一种情况，在如图7所示的传统图像编码方法中，像素的色调值偏离了色调值的范围，所以限幅处理对于解码该图像就特别重要了。因此，即使当以传统JPEG执行编码处理的传统传真机被用作为一个对在压缩图像时通过执行色调移位处理来编码的图像执行编码处理的传真机时，蚊式噪声也能够减小。

与图3C所示的波动31类似的波动也会在已编码图像的字符的黑色部分发生，但是这个波动不是特别明显，因此，为了简洁起见，就忽略了对该波动的描述。

此外，如上面所指出的，这个图像编码方法可以应用到图像的黑色部分，但是在这种情况下，在原始图像上，图像中为指示黑色的0的色调值被以与指向白色相反的方向而改变。换句话说，通过执行色调移位处理，对应于黑色的像素的色调值可以改变为负值。

在本发明的实施例中，可以分别对白色像素和黑色像素都执行上述色调移位处理。

在上述颜色变换处理中，虽然给出了对于字符用黑白来表示的情况的描述，但是，可以使用表示字符区域和对应于基底部分的背景区域的方法，在该基底上字符是使用彩色色调来写出的。当字符区域和背景区域是通过使用彩色色调时，经常有为字符区域选择一个可以尽可能容易地从背景区域识别的彩色色调的情况，也经常有为字符区域和背景区域选择与互补色相关的颜色的情况。

随后的描述是关于使用通过彩色色调来表示字符区域和背景区域的方法情况下的颜色变换处理。

图4是在L*a*b色空间中显示字符区域聚类41和背景区域聚类42的视图。在图4所示的L*a*b色空间40中，每个分量通过使用从0到255的256个色调值来表示。该字符区域聚类41指示构成该字符的每个像素的彩色色调集，背景区域聚类42指示构成该背景区域的每个像素的彩色色调集。因此，对于指示字符区域彩色色调的字符区域聚类41以及指示背景区域彩色色调的背景区域聚类42，可以容易地识别一个在L*a*b空间中具有另外的距离的聚类。

对于由传真设备1发送的图像，字符区域和背景区域形成分别如图4所示的聚类。当要生成的字符的色调被预先设置时(例如，通过使用操作键113和拨号键112等在传真设备1中生成字符的情况下)，字符区域聚类41变为L*a*b色空间40中的一个点，但是当包括该字符的图像被图像读取设备19等读取时，字符区域41具有在某种特定程度上发散的形状。因此，对于由图像读取设备19等读取的字符，对应于字符区域聚类41和背景区域聚类42的两个聚类被给出。

蚊式噪声可以通过执行颜色变换处理来减小，该颜色变换处理将字符区域聚类41和背景区域聚类42的彩色色调改变到L*a*b色空间40的外部区域，换句话说，在本发明实施例中，是被改变到亮度分量L*和每个色差分量a*、b*的色调值是0到255的色空间的外部区域。每个聚类被移位的方向是这样的方向，即，联合字符区域聚类41和背景区域聚类42的直线43扩展的方向，也是每个聚类互相远离的方向。此外，每个聚类移位的方向可以是两个聚类的具有远离最远的色调值的分量的方向，换句话说，也就是在图4中字符区域聚类41和背景区域聚类42具有远离最远的色调值的b*的方向。

用黑白表示的上述字符也可以分别作为色空间中的黑色聚类和白色聚类进行处理，并且在这种情况下，如果每个聚类移位的方向是联合黑色聚类和白色聚类的直线扩展的方向，也是两个聚类互相远离的方向，则该字符就可以应用到该色空间。在本发明的实施例中，色空间被定义为一个包含亮度分量L和两个色差分量a*、b*的色空间，但是并不局限于这个色空间，还可以是一个包含红色分量R、绿色分量G和蓝色分量B的色空间。

此外，对于使用用于通过使用上述彩色色调来表示字符区域和背景区域的方法的情况下的颜色变换处理，希望该颜色变换处理方法主要应用到字符区域。当上述颜色变换处理被应用到自然图像时，只有部分图像的灰度偏离。但是，因为上述颜色变换处理仅仅被应用到通过它来执行编码处理的设备，所以，将上述颜色变换处理应用到该图像的一个必要部分绝不会干扰执行解码处理的那一端。

在传真设备1中，图像边缘通过分析该图像来检测，至于该边缘究竟是涉及到自然图像区域还是字符区域，可以从该边缘的状态来判定，因而自然图象区域和字符区域被分开，于是，就可以将色调移位处理应用到字符区域。因为通过分析图像而将自然图像区域和字符区域分开的方法已作为公知技术而存在，使用这种技术使得能够仅仅简单地判定字符区域以及执行图像的高效压缩。

此外，在传真设备中1，用户可以指定字符区域，这样，用户指定了一个蚊式噪声易于发生的字符区域，颜色变换处理被应用到该字符区域，因此，传真设备1不必检测该字符区域就可以执行对图像的高效压缩。在本发明的实施例中，并没有定义指定字符区域的方法，但是可以使用各种方法，例如，用操作键113和拨号键112等输入字符区域中坐标的方法，使用笔或鼠标等在显示设备111上指定字符区域的方法。

此外，当字符在传真设备1上生成时，255和0被分别设置为白色像素和黑色像素的色调值，因此，就可以仅仅对具有这些色调值的像素执行色调移位处理。但是，在通过分析图像读取设备19从外部部分输入的图像究竟是涉及到字符区域还是背景区域而被判定为字符区域的区域中，背景区域并不总是具有等于255的色调值，或者存在这样一种情况，其中，背景区域和字符区域不能被分开，因此，纯白原始图像的每个像素的色调值并不总是等于255，即使当该原始图像是图像读取设备19读取的时候也是这样。因此，在涉及到颜色变换处理时，有必要将白色级别定义为对应于白色的值，或者将黑色级别定义为对应于黑色的值。白色级别和黑色级别的定义可以将预定的色调值用作判定准则，例如将小于或等于预定灰度(例如，0≤色调值≤20)的色调值判定为黑色，而将大于或等于预定灰度(例如，235≤色调值≤255)的色调值判定为白色等。

此外，在定义白色级别或黑色级别时，首先找到图像的亮度范围，例如，当原始图像的色调值大于或等于30且小于或等于200时，判断界限(例如，色调值的等于预设值30的范围)被设置，并且大于或等于30且小于或等于60的色调值可以判定为黑色，而大于或等于170且小于或等于200的色调值可以判定为白色。此外，对于预设的色调，在最大亮度和最小亮度之间大于或等于预定恒定比率的范围内的亮度可以被判定为白色，而在最大亮度和最小亮度之间小于或等于预定恒定比率的范围内的亮度可以被判定为黑色。

此外，亮度用为原始图像亮度范围原先指定的的比率从该亮度范围两端移位，一个被包括在该范围内的区域可以被分别判定为白色和黑色。

此外，在传真设备1中，在判定为白色或黑色的区域中的色调移位的量可以被确定。当图像通过在执行图像编码处理的设备中将字符添加到图像中而生成时，白色被设置为色调值255，并且仅仅对具有色调值255的像素执行颜色变换处理，因此，诸如大多数照片之类的自然图像可以按照原状编码，因为该自然图像从来不具有色调值255。但是，当使白色级别具有如上指出的宽度以及当图象编码处理不得不同时对字符区域和自然图像区域执行时，自然图象区域中的颜色移位量对白色级别的宽度内的像素的色调移位量有不同的依赖程度，换句话说，依赖于色调移位方法。

图5是显示对白色级别进行色调移位的实例的视图。在图5中，通过对在颜色表示中对应于最白的色调值255增加预定的白色色调移位量52，对应于被定义为白色级别51的色调值的每个部分以与黑色相反的反方向移位到给定部分，换句话说，就是以色调值增加的方向移位。在图5中，水平轴表示原始图像的灰度值(色调值)，而垂直轴表示已移位的原始图像的灰度值(色调值)。只有比色调值255(白色)更大的白色色调移位量52被设置到被定义为白色级别51的色调501。

图6是显示对白色级别进行色调移位的另一个实例的视图。在图5中，水平轴表示原始图像的灰度值(色调值)，而垂直轴表示已移位的原始图像的灰度值(色调值)。在图6中，在颜色表示上，色调离最白的颜色越近，该色调被变化到黑色的相反端越多。根据关于这个实例的具体描述，通过用适当的曲线(对应于图6中的曲线631)或适当的直线将较小色调值630端的边界值63连接到通过仅仅将白色色调移位量62添加到色调值255(它在颜色表示中对应于最白的颜色)上而生成的色调值，以便使得白色级别61上的像素的色调值可以位于这个曲线或直线上，从而色调移位处理针对在原始图像上被指定为白色级别61的部分而执行。改变这条曲线或直线631的形状可以使得能够找到在自然图像的颜色变化以及比如在字符周围发生的蚊式噪声灰度的量/程度等矛盾特性之间的折中点。

白色色调移位量52和62可以通过分析图像来确定。当图像的色调范围很窄时，已编码和已解码图像的蚊式噪声的灰度范围也变窄。因此，一个通过将根据原始图像的整体灰度的值乘以恒定系数而获得的值就被定义为色调移位量。换句话说，色调移位量是通过将图像最大灰度值减去最小灰度值获得的值乘以恒定系数而获得的。根据实验，事实已经变得很清楚：当色调移位量被设置为色调整个范围的一半时，蚊式噪声变得不显著。

此外，在彩色传真设备1中，控制设备14执行通常的解码JPEG的过程，换句话说，就是执行以图2的流程图(其中，步骤S5被忽略)反向进行的处理，然后，在应用编码处理的图像与图像读取设备读取的原始图像相比较以后生成一个图像，因而可以获得作为已解码图像和原始图像之间的色差的色调差，如图5所示的白色色调移位量52或者如图6所示的白色色调移位量62可以被纠正从而该色调差就可以适合于色差的预定范围。这个纠正方法可以被加以定义，以便该方法可以重复固定数目的次数，并且当通过解码处理产生的已解码图像和原始图像之间有移位值时，换句话说，当尽管重复了纠正，但是蚊式噪声发生的量还是不在期望的范围内时，可以通过使用显示设备111或话音向用户发出警告。这样，用户可以指示如何执行下一处理，例如保持原状发送该图像，或者通过发出警告从而再次执行设置。

此外，当用本发明的图像编码方法压缩的图像是二值图像(例如，仅仅包含两种颜色(白色和黑色)的二值图像)时，作为每个像素颜色表示值的色调值仅仅包含表示白色的255和表示黑色的0，从而可以执行上述将白色和黑色的色调值定义为色调值范围以外的适当色调值的色调移位处理，因此，在导致蚊式噪声的像素的每个色调值被定义为色调范围以外的色调值的状态下执行编码处理，因此，可以在执行编码处理时获得没有蚊式噪声的无损图像。

传真设备1可以这样配置，以便已编码图像被解码，已解码图像由显示设备111或打印设备16等输出，并且可以确认蚊式噪声的发生。因为用户可以通过确认已解码图像来确认蚊式噪声的量，所以，根据图像，该用户可以决定改变诸如白色移位量52和62等之类的恒定值或者保持原状发送图像。

此外，在传真设备1中，用户可以选择是否执行上述颜色变换处理。是否执行该颜色变换处理可通过使用拨号键112或者操作键113等来选择。这样，用户判定是否执行该颜色变换处理，因此，例如，不重要的图像等可以保持原状发送，因而在传真设备中可以实现高效的发送。

此外，本发明的图像编码方法不仅可以应用到传真设备1中，还可以应用到其它各种类型的图像设备中，例如，个人计算机、数字摄影机和数字视频摄影机等等。在设备或者在连接的设备的内部部分添加字符等的情况下，或者在类似于这种情况的情况下，颜色变换处理针对这个增加的字符的区域执行，因此，蚊式噪声可以有效地减小。此外，当在从外部部分输入的图像(像读取HTML的WWW浏览器显示的图像，例如通过该HTML而使字符和图像文件被指定)的字符部分中很清晰时，或者当在存储器中字符部分很清晰时，将颜色变换处理应用到字符部分就使得能够执行高效的图像编码处理。

如上面所指出的，根据本发明，因为用于减小蚊式噪声的处理在压缩图像的这一端执行，所以，已编码图像可以在解码图像的那一端被解码而不需要知道蚊式噪声，也不需要提供专门的设备。此外，本发明还可以应用到执行无需将像素划分为块的小波变换的图象编码方法，可以应用到因为压缩高频分量而发生蚊式噪声的所有图象编码方法。

本发明可以以其它特定的形式来实施而不偏离其精神和本质特性。所以，本发明应该作为说明性性而不是限制性的所有方面进行考虑，因此，应由所附权利要求而不是由前面的说明来指示该发明范围，以及所有落入权利要求等同范围内的所有变化都打算包含在本发明中。

工业实用性

如上面所指出的，根据本发明，当两个区域在色空间中表示时，作为在色空间中表示的一个区域中的像素集的聚类以及作为在色空间中表示的另一个区域中的像素集的聚类被加以改变，使得每个区域中像素的颜色表示值在分离两个聚类的方向上被加以改变，于是，彩色分量被变换为空间频率区域，并且信息量通过熵压缩方法得以压缩，因此可以实现蚊式噪声的减小而不必请求在解码图像的那一端进行改变，并且本发明可以用于许多应用。

除此之外，根据本发明，因为颜色变换处理被应用到字符区域，在该字符区域中，字符具有很高的发生蚊式噪声的概率，所以，蚊式噪声可以得到有效的减小。

此外，根据本发明，在颜色变换处理已经执行以便朝黑色方向相反的方向改变对应于白色的像素的颜色表示值后，彩色分量被变换到空间频率区域，并且信息量通过熵压缩方法得以压缩，因此可以实现蚊式噪声的减小而不必请求在解码图像的那端进行改变，并且本发明可以用于许多应用。

此外，根据本发明，在颜色变换处理已经执行以便朝白色方向相反的方向改变对应于黑色的像素的颜色表示值后，彩色分量被变换为空间频率区域，并且信息量通过熵压缩方法得以压缩，因此可以实现蚊式噪声的减小而不必请求在解码图像的那端进行改变，并且本发明可以用于许多应用。

此外，根据本发明，当字符区域和背景区域在色空间中表示时，作为在色空间中表示的字符区域中的像素集的聚类以及作为在色空间中表示的背景区域中的像素集的聚类被改变，从而使得每个区域中像素的颜色表示值在分离两个聚类的方向上被改变，然后，颜色分量被变换为空间频率区域，并且信息量通过熵压缩方法得以压缩，因此可以实现蚊式噪声的减小而不必请求在解码图像的那端进行改变，并且本发明可以用于许多应用。

除此之外，根据本发明，颜色变换处理在编码图像数据时得以执行，该图像数据具有用于日期、注释、日历等的字符，这些字符在传真设备和存储器中被添加到从例如发信人的记录以及摄像设备等输入的图像中，所以，即使当稍后在图象中写入字符时，蚊式噪声也可以被减小。

此外，根据本发明，因为颜色变换处理已经针对被指定为字符区域的图像执行，例如，基于指定字符文件和图像文件的标记语言来表示的图像，该字符区域可以简单地识别，而高效的处理可以对具有很高概率发生蚊式噪声的字符区域执行。

除此之外，根据本发明，区域被分为图象区域和字符区域，并且对分出的字符区域执行颜色变换处理使得能够执行高效的处理。

除此之外，根据本发明，用户指定字符区域使得能够指定颜色变换处理对其执行的位置，还使得能够执行高效的处理。

此外，根据本发明，当每个像素的颜色表示值小于或等于预先设置的灰度时，该颜色表示值被判定为是对应于白色的像素颜色表示值，因此，对应于白色的像素也可以被定义，而颜色变换处理可以对图像表示中最白的颜色不存在的图像执行。

此外，根据本发明，当每个像素的颜色表示值大于或等于先前设置的灰度时，该颜色表示值被判定为是对应于黑色的像素颜色表示值，因此，对应于白色的像素也可以被定义，而颜色变换处理可以对图像表示中最黑的颜色不存在的图像执行。

除此之外，根据本发明，可以获得颜色变换处理所应用到的图像的亮度分布，从该分布的最大亮度到已经增加了预定值的亮度的范围内的每个像素的一部分，或者具有大于或等于在最大亮度和最小亮度之间的范围内的预定比率的比率的亮度的部分，这两个部分之一被判定为是对应于白色的颜色表示值，因此，颜色变换处理甚至可以对其中不存在颜色表示中的最白颜色的图像执行。

除此之外，根据本发明，可以获得颜色变换处理所应用到的图像的亮度分布，从该分布的最大亮度到已经减去预定值的亮度的范围内的每个像素的一部分，或者具有小于或等于在最大亮度和最小亮度之间的范围内的预定比率的比率的亮度的部分，这两个部分之一被判定为是对应于黑色的颜色表示值，因此，颜色变换处理甚至可以对其中不存在颜色表示中的最黑颜色的图像执行。

此外，根据本发明，对应于白色的像素的颜色表示值只用预定值以对于黑色方向的相反的方向被改变到对应于颜色表示中最白颜色的值，因此，调整该预定值使得能够有效地减小蚊式噪声。

此外，根据本发明，对应于黑色的像素的颜色表示值只用预定值以对于白色方向的相反的方向被改变到对应于颜色表示中最黑颜色的值，因此，调整该预定值使得能够有效地减小蚊式噪声。

此外，根据本发明，对应于白色的像素的颜色表示值离颜色表示中的最白颜色越近，该颜色表示值向对于黑色方向的相反方向变化越大的值，因此，蚊式噪声可以更好地减小。

此外，根据本发明，对应于黑色的像素的颜色表示值离颜色表示中的最黑颜色越近，该颜色表示值向对于白色方向的相反方向变化越大的值，因此，蚊式噪声可以更好地减小。

此外，根据本发明，根据通过将图像最小灰度值和最大灰度值之间的差乘以恒定系数而获得的值，颜色变换处理得以执行，因此，调整该系数使得能够有效地减小蚊式噪声。

根据本发明，在图像被压缩过一次以后，当原始图像与通过执行图像的反向变换而再生的图像相比较时，以及当两个图像之间色差大于或等于预定色差时，该恒定系数被改变，一直到两个图像之间的色差在预定的色差范围内，因此，蚊式噪声的确可以减小。

根据本发明，当在编码图像后进行解码的图像以及原始图像之间的色差不在预定的色差范围内时，尽管改变该恒定系数已经达到了预定次数。

根据本发明，通过对已编码图像执行反向变换而重现的图像用显示设备和打印设备等来显示，因此，该图像可以被确认并且随后处理的决定被执行。

根据本发明，颜色变换处理是否执行可以由用户设置，因此，执行颜色变换处理被设置以便不对不包括诸如字符之类的边缘的图像执行颜色变换处理，而颜色变换处理仅仅对包括诸如字符之类的边缘的图像执行，因此，用于对图像编码的处理可以得到有效的执行。

此外，根据本发明，减小用于处理图像的图像设备所处理的图像的蚊式噪声变为可能，例如，该图像设备可以是例如分别对应于传真设备、个人计算机和数字摄影机的通信设备、信息处理设备和图形设备。

此外，根据本发明，只包括两种颜色(白色和黑色)的二值图像的白色和黑色色调值以这样的状态编码，其中，这些色调值作为色调值范围外的适当色调值被改变，因此，没有蚊式噪声的无损图像可以在执行编码处理时获得。

Claims (54)

1.一种图像编码方法，该方法包括：

将彩色分量变换到空间频率区域的处理；

色变换处理，用于将属于两个聚类的颜色的颜色表示值中的至少一个改变为在分开这两个聚类的方向上的颜色表示值，其中这两个聚类对应于在色空间中表示的两个区域，其中，所述色变换处理将与白色对应的像素的颜色表示值改变到黑色方向的相反方向上；以及

利用一种熵压缩方法对关于图像数据的信息量进行压缩处理，其中，获取要对其施加所述色变换处理的图像的亮度分布，并且将每个像素中具有的、亮度在该分布的最大亮度至减去一预定值的亮度的范围内的部分判断为与白色对应的颜色表示值。

2.权利要求1的图像编码方法，其中该色变换处理被施加到字符区域，在该字符区域中有字符存在。

3.权利要求1的图像编码方法，还包括对属于两个聚类的颜色进行色变换处理，这两个聚类对应于在色空间中表示的字符区域和背景区域。

4.权利要求2的图像编码方法，其中在对用于将字符添加到输入图像中的图像数据进行编码时执行该色变换处理。

5.权利要求2的图像编码方法，其中当对具有被指定为字符区域的部分的图像数据进行编码时，对于该指定部分执行色变换处理。

6.权利要求2的图像编码方法，其中一个区域被分为图像区域和字符区域并对被判断为字符区域的区域执行该色变换处理。

7.权利要求2的图像编码方法，其中字符区域可以由用户指定。

8.权利要求3的图像编码方法，其中当每个像素的颜色表示值等于或者大于先前设定的灰度时，每个像素的颜色表示值被判断为对应于白色并执行该色变换处理。

9.权利要求1的图像编码方法，其中与白色对应的像素的颜色表示值被变换成这样一个值，该值是通过将一个在颜色表示上与最白的颜色相对应的值在黑色方向的相反方向上只改变预定值而获得的。

10.权利要求1的图像编码方法，其中与白色相对应的像素的颜色表示值越接近在颜色表示上最白的颜色，则该颜色表示值中被改变为在黑色方向的相反方向上的值越大。

11.权利要求1的图像编码方法，其中在色变换处理上基于这样一个值来改变颜色表示值，该值是通过将图像的最小灰度值和最大灰度值之间的差值乘以一个常数因子而获得的。

12.权利要求11的图像编码方法，其中当该原始图像与对于通过对该图像进行编码的方法而编码的该图像执行逆变换而再现的图像进行比较并且这两个图像之间的色差大于或者等于一个预定色差时，改变该常数因子直到这两个图像之间的色差符合所述预定色差的范围。

13.权利要求12的图像编码方法，其中当尽管已经对该常数因子改变了预定次数，重现图像和原始图像之间的色差仍然不在所述预定色差范围内时，则警告用户。

14.权利要求1的图像编码方法，其中显示对使用编码该图像的方法进行了编码的图像通过执行逆变换而再现的图像。

15.权利要求1的图像编码方法，其中用户可以设定是否执行该色变换处理。

16.权利要求1的图像编码方法，其中，对仅由白色和黑色构成的图像施加所述色变换处理。

17.一种实施权利要求1的图像编码方法的图像设备，所述图像设备包括图像获取部分(19)和处理部分(14)，

其中所述图像获取部分(19)获取表示图像的图像数据，和

其中所述处理部分(14)对所述图像获取部分(19)获取的图像数据进行将彩色分量变换到空间频率区域的处理，进行所述色变换处理，和对关于图像数据的信息量进行压缩的处理。

18.一种图像编码方法，该方法包括：

将彩色分量变换到空间频率区域的处理；

色变换处理，用于将属于两个聚类的颜色的颜色表示值中的至少一个改变为在分开这两个聚类的方向上的颜色表示值，其中这两个聚类对应于在色空间中表示的两个区域，其中，所述色变换处理将与黑色对应的像素的颜色表示值改变到白色方向的相反方向上；以及

利用一种熵压缩方法对关于图像数据的信息量进行压缩处理，其中，获取要对其施加色变换处理的图像的亮度分布，并且将每个像素中具有的、亮度在该分布的最小亮度至增加一预定值的亮度的范围内的部分判断为与黑色对应的颜色表示值。

19.权利要求18的图像编码方法，其中该色变换处理被施加到字符区域，在该字符区域中有字符存在。

20.权利要求18的图像编码方法，还包括对属于两个聚类的颜色进行色变换处理，这两个聚类对应于在色空间中表示的字符区域和背景区域。

21.权利要求19的图像编码方法，其中在对用于将字符添加到输入图像中的图像数据进行编码时执行该色变换处理。

22.权利要求19的图像编码方法，其中当对具有被指定为字符区域的部分的图像数据进行编码时，对于该指定部分执行色变换处理。

23.权利要求19的图像编码方法，其中一个区域被分为图像区域和字符区域并对被判断为字符区域的区域执行该色变换处理。

24.权利要求19的图像编码方法，其中字符区域可以由用户指定。

25.权利要求18的图像编码方法，其中当每个像素的颜色表示值等于或者小于先前设定的灰度时，每个像素的颜色表示值被判断为对应于黑色并执行该色变换处理。

26.权利要求18的图像编码方法，其中与黑色对应的像素的颜色表示值被变换成这样一个值，该值是通过将一个在颜色表示上与最黑的颜色相对应的值在白色方向的相反方向上只改变预定值而获得的。

27.权利要求18的图像编码方法，其中与黑色相对应的像素的颜色表示值越接近在颜色表示上最黑的颜色，则该颜色表示值中被改变为在白色方向的相反方向上的值越大。

28.权利要求18的图像编码方法，其中在色变换处理上基于这样一个值来改变颜色表示值，该值是通过将图像的最小灰度值和最大灰度值之间的差值乘以一个常数因子而获得的。

29.权利要求28的图像编码方法，其中当该原始图像与对于通过对该图像进行编码的方法而编码的该图像执行逆变换而再现的图像进行比较并且这两个图像之间的色差大于或者等于一个预定色差时，改变该常数因子直到这两个图像之间的色差符合所述预定色差的范围。

30.权利要求29的图像编码方法，其中当尽管已经对该常数因子改变了预定次数，重现图像和原始图像之间的色差仍然不在所述预定色差范围内时，则警告用户。

31.权利要求18的图像编码方法，其中显示对使用编码该图像的方法进行了编码的图像通过执行逆变换而再现的图像。

32.权利要求18的图像编码方法，其中用户可以设定是否执行该色变换处理。

33.权利要求18的图像编码方法，其中，对仅由白色和黑色构成的图像施加所述色变换处理。

34.一种用于实施权利要求18所述图像编码方法的图像设备，所述图像设备包括图像获取部分(19)和处理部分(14)，

其中所述图像获取部分(19)获取表示图像的图像数据，和

其中所述处理部分(14)对所述图像获取部分(19)获取的图像数据进行将彩色分量变换到空间频率区域的处理，进行所述色变换处理，和对关于图像数据的信息量进行压缩的处理。

35.一种图像编码方法，该方法包括：

将彩色分量变换到空间频率区域的处理；

色变换处理，用于将属于两个聚类的颜色的颜色表示值中的至少一个改变为在分开这两个聚类的方向上的颜色表示值，其中这两个聚类对应于在色空间中表示的两个区域，其中，所述色变换处理将与白色对应的像素的颜色表示值改变到黑色方向的相反方向上，以及将与黑色对应的像素的颜色表示值改变到白色方向的相反方向上；以及

利用一种熵压缩方法对关于图像数据的信息量进行压缩处理，其中，获取要对其施加色变换处理的图像的亮度分布，并且将每个像素中具有的、亮度在该分布的最大亮度至减去一预定值的亮度的范围内的部分判断为与白色对应的颜色表示值，以及将每个像素中具有的、亮度在该分布的最小亮度至增加一预定值的亮度的范围内的部分判断为与黑色对应的颜色表示值。

36.权利要求35的图像编码方法，其中该色变换处理被施加到字符区域，在该字符区域中有字符存在。

37.权利要求35的图像编码方法，还包括对属于两个聚类的颜色进行色变换处理，这两个聚类对应于在色空间中表示的字符区域和背景区域。

38.权利要求36的图像编码方法，其中在对用于将字符添加到输入图像中的图像数据进行编码时执行该色变换处理。

39.权利要求36的图像编码方法，其中当对具有被指定为字符区域的部分的图像数据进行编码时，对于该指定部分执行色变换处理。

40.权利要求36的图像编码方法，其中一个区域被分为图像区域和字符区域并对被判断为字符区域的区域执行该色变换处理。

41.权利要求36的图像编码方法，其中字符区域可以由用户指定。

42.权利要求35的图像编码方法，其中当每个像素的颜色表示值等于或者大于先前设定的灰度时，每个像素的颜色表示值被判断为对应于白色并执行该色变换处理。

43.权利要求35的图像编码方法，其中当每个像素的颜色表示值等于或者小于先前设定的灰度时，每个像素的颜色表示值被判断为对应于黑色并执行该色变换处理。

44.权利要求35的图像编码方法，其中与白色对应的像素的颜色表示值被变换成这样一个值，该值是通过将一个在颜色表示上与最白的颜色相对应的值在黑色方向的相反方向上只改变预定值而获得的。

45.权利要求35的图像编码方法，其中与黑色对应的像素的颜色表示值被变换成这样一个值，该值是通过将一个在颜色表示上与最黑的颜色相对应的值在白色方向的相反方向上只改变预定值而获得的。

46.权利要求35的图像编码方法，其中与白色相对应的像素的颜色表示值越接近在颜色表示上最白的颜色，则该颜色表示值中被改变为在黑色方向的相反方向上的值越大。

47.权利要求35的图像编码方法，其中与黑色相对应的像素的颜色表示值越接近在颜色表示上最黑的颜色，则该颜色表示值中被改变为在白色方向的相反方向上的值越大。

48.权利要求35的图像编码方法，其中在色变换处理上基于这样一个值来改变颜色表示值，该值是通过将图像的最小灰度值和最大灰度值之间的差值乘以一个常数因子而获得的。

49.权利要求48的图像编码方法，其中当该原始图像与对于通过对该图像进行编码的方法而编码的该图像执行逆变换而再现的图像进行比较并且这两个图像之间的色差大于或者等于一个预定色差时，改变该常数因子直到这两个图像之间的色差符合所述预定色差的范围。

50.权利要求49的图像编码方法，其中当尽管已经对该常数因子改变了预定次数，重现图像和原始图像之间的色差仍然不在所述预定色差范围内时，则警告用户。

51.权利要求35的图像编码方法，其中显示对使用编码该图像的方法进行了编码的图像通过执行逆变换而再现的图像。

52.权利要求35的图像编码方法，其中用户可以设定是否执行该色变换处理。

53.权利要求35的图像编码方法，其中，对仅由白色和黑色构成的图像施加所述色变换处理。

54.一种用于实施权利要求35所述图像编码方法的图像设备，所述图像设备包括图像获取部分(19)和处理部分(14)，

其中所述图像获取部分(19)获取表示图像的图像数据，和

其中所述处理部分(14)对所述图像获取部分(19)获取的图像数据进行将彩色分量变换到空间频率区域的处理，进行所述色变换处理，和对关于图像数据的信息量进行压缩的处理。

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