CN101742312A - 图像编码装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种图像编码装置及其控制方法。本发明生成高效率的编码数据，以由缩小图像数据来恢复原始图像数据。输入单元输入来自原始图像数据的2×2像素的块数据。缩小图像生成器通过在所输入的块数据中的预设位置处抽样1个像素数据，生成具有小于所述原始图像数据的大小的缩小图像数据。生成器生成用来恢复各块数据中的3个非抽样对象像素数据的编码数据，以便由利用所述缩小图像生成器所生成的缩小图像数据来恢复所述原始图像数据。为此，所述生成器确定是否可以由关注块中的抽样对象像素或者由相邻于所述关注块的3个块中的抽样对象像素，来恢复所述关注块中的所有非抽样对象像素，并基于确定结果来输出3种附加信息。

Description

图像编码装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及图像编码装置及其控制方法。
背景技术
具有高分辨率及宽色域的图像数据具有庞大的数据大小，并且还需要高的存储成本及长的时间来进行图像处理或数据传送。这使数据处理变得困难。为了解决这一问题，传统上已提出了这样一种方法，即针对多个像素保持1条色彩信息以及表示色彩配置的信息，从而将原始分辨率的图像转换为较小大小的数据(例如，日本专利特开第2001-313834号公报)。
此外还提出了另一种方法，即将图像数据分离为文本图像部分和照片图像部分，并生成它们的缩小图像。对这些信息进行保持。为了恢复原始分辨率的图像，基于关注的缩小图像的像素及其周围像素，来预测和恢复恢复对象像素(例如，日本专利特开平第10-173913号公报)。
在生成通过分辨率转换生成的缩小图像以及插值数据的方法中，该插值数据需要至少色彩信息以及用于色彩配置的配置信息，以再现原始分辨率的图像。为此，需要针对原始分辨率图像的1个像素来保持至少1条配置信息。因此，对插值数据的码量的削减效果被限制为1/(1个像素的数据量)。
在一种基于预定规则对恢复对象图像进行插值而不生成插值数据的方法中，要被插值的数据仅是估计值。由于这一原因，不可能无损地再现原始分辨率的图像。
发明内容
本发明是在考虑到以上问题的情况下作出的。本发明提供一种由原始图像数据生成缩小图像数据并将高效编码数据附加于所述缩小图像数据、从而由所述缩小图像数据来恢复所述原始图像数据的技术。本发明提供一种通过控制插值数据来促进无损及有损转换的技术。
为了解决以上问题，本发明在其第1方面提供了一种用于对图像数据进行编码的图像编码装置，该图像编码装置包括：
输入单元，其输入来自编码对象的原始图像数据的2×2像素的块；
缩小图像生成器，其通过在所输入的块中的预设位置处抽样1个像素数据，生成并输出具有小于所述原始图像数据的大小的缩小图像数据；以及
编码器，其生成用来恢复各块中的3个非抽样对象像素数据的编码数据，以便根据由利用所述缩小图像生成器生成的所述缩小图像数据来恢复所述原始图像数据，
其中所述编码器包括：
确定单元，其在令X为关注块中的抽样对象像素且Xa、Xb及Xc为所述关注块中的非抽样对象像素的情况下，确定条件(a)：所述像素Xa、Xb及Xc是否全部都能够由所述关注块中的所述像素X来恢复，以及条件(b)：所述像素Xa、Xb及Xc是否全部都能够由相邻于所述关注块的3个块中的抽样对像像素来恢复，
附加信息生成器，在所述确定单元已确定所述关注块满足所述条件(a)时，所述附加信息生成器生成第1附加信息作为所述关注块的编码数据，在所述确定单元已确定所述关注块不满足所述条件(a)但是满足所述条件(b)时，所述附加信息生成器生成与所述第1附加信息不同的第2附加信息作为所述关注块的所述编码数据，而在所述确定单元已确定所述关注块既不满足所述条件(a)又不满足所述条件(b)时，所述附加信息生成器生成与所述第1附加信息及所述第2附加信息不同的第3附加信息作为所述关注块的所述编码数据。
本发明在其第2方面提供了一种用于对图像数据进行编码的图像编码装置，该图像编码装置包括：
缩小图像生成器，其通过在编码对象的原始图像数据的2×2像素的块中的预设位置处抽样1个像素数据，生成并输出具有小于所述原始图像数据的大小的缩小图像数据；
输入单元，其输入包含所述原始图像数据中的水平方向上的2M个像素×垂直方向上的2N个像素的像素数据的区块，其中，M和N都是不小于2的整数；以及
区块编码器，其针对各区块生成编码数据，以恢复所输入的区块中的M×N块中的各个块中除用于生成所述缩小图像数据的抽样对象像素以外的3个非抽样对象像素数据，
其中，将3个非抽样对象像素全部都能够由抽样对象像素恢复的块定义为均一块，并且将3个非抽样对象像素中的至少1个不能由抽样对象像素恢复的块定义为非均一块，
所述区块编码器包括：
第1确定单元，确定关注区块中的所有块是均为均一块还是包含至少1个非均一块，并输出表示确定结果的标志信息；以及
块行编码器，其在所述第1确定单元已确定所述关注区块中的至少1个块是非均一块时，对包含所述关注区块中水平排列的M个块的各块行进行编码。
本发明在其第3方面提供了一种用于对图像数据进行编码的图像编码装置的控制方法，该控制方法包括以下步骤：
输入来自编码对象的原始图像数据的2×2像素构成的块；
通过在所输入的块中的预设位置处抽样1个像素数据，生成并输出具有小于所述原始图像数据的大小的缩小图像数据；以及
生成用来恢复各块中的3个非抽样对象像素数据的编码数据，以便由在所述生成并输出所述缩小图像数据的步骤中生成的所述缩小图像数据来恢复所述原始图像数据，
其中所述生成所述编码数据的步骤包括以下步骤：
在令X为关注块中的抽样对象像素、且令Xa、Xb及Xc为所述关注块中的非抽样对象像素的情况下，确定条件(a)：所述像素Xa、Xb及Xc是否全部都能够由所述关注块中的所述像素X来恢复，以及条件(b)：所述像素Xa、Xb及Xc是否全部都能够由相邻于所述关注块的3个块中的抽样对像像素来恢复，
当在所述确定步骤中确定所述关注块满足所述条件(a)时，生成第1附加信息作为所述关注块的编码数据，
当在所述确定步骤中确定所述关注块不满足所述条件(a)但是满足所述条件(b)时，生成与所述第1附加信息不同的第2附加信息作为所述关注块的所述编码数据，并且
当在所述确定步骤中确定所述关注块既不满足所述条件(a)又不满足所述条件(b)时，生成与所述第1附加信息及所述第2附加信息不同的第3附加信息作为所述关注块的所述编码数据。
本发明在其第4方面提供了一种用于对图像数据进行编码的图像编码装置的控制方法，该控制方法包括以下步骤：
通过在编码对象的原始图像数据的2×2像素构成的块中的预设位置处抽样1个像素数据，生成并输出具有小于所述原始图像数据的大小的缩小图像数据；
输入包含所述原始图像数据中的水平方向上的2M个像素×垂直方向上的2N个像素的像素数据的区块，其中，M和N都是不小于2的整数；以及
针对各区块生成编码数据，以恢复所输入的区块中的M×N块中的各个块中除用于生成所述缩小图像数据的抽样对象像素以外的3个非抽样对象像素数据，
其中，将3个非抽样对象像素全部都能够由抽样对象像素来恢复的块定义为均一块，并且将3个非抽样对象像素中的至少1个不能由抽样对象像素来恢复的块定义为非均一块，
所述生成所述编码数据的步骤包括以下步骤：
确定关注区块中的全部块是均为均一块还是包含至少1个非均一块，并输出表示确定结果的标志信息；以及
当在所述确定步骤中确定所述关注区块中的至少1个块是非均一块时，对所述关注区块中水平排列的M个块的各块行进行编码。
根据本发明，可以生成用来由缩小图像数据来恢复原始图像数据的高效编码数据。
通过下面参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。
附图说明
图1是例示根据第1实施例的插值数据生成的处理过程的流程图；
图2是根据第1实施例的图像处理装置的框图；
图3是示出根据实施例的图像数据与2×2像素的块数据之间的关系的图；
图4是示出关注块数据中的2×2像素的阵列的图；
图5是示出根据第1实施例的第1、第2及第3附加信息的码字的示例的图；
图6A及图6B是示出处理对象图像的示例的图；
图7是示出根据第1实施例生成的插值数据的数据结构的示例的图；
图8是根据第2实施例的图像处理装置的框图；
图9是例示根据第2实施例的附加信息综合单元的处理过程的流程图；
图10A、图10B及图10C是示出图像示例及处理结果示例以便说明根据第2实施例的附加信息综合单元的处理的示例的图；
图11是根据第3实施例的图像处理装置的框图；
图12是根据第3实施例的插值数据生成器的框图；
图13是例示根据第3实施例的均一确定单元的处理过程的流程图；
图14是实现根据实施例的图像处理装置的计算机的框图；
图15是例示根据第3实施例的非均一块分析单元的处理过程的流程图；
图16是示出根据第3实施例的2色配置图案的类型的图；
图17A及图17B是例示根据第4实施例的非均一块分析单元的处理过程的流程图；
图18是示出根据第6实施例的关注块及周围像素位置的图；
图19是例示根据第7实施例的插值数据码量控制方法的处理过程的流程图；
图20是根据第7实施例的有损插值数据生成的框图；以及
图21是例示根据第8实施例的插值数据码量控制方法的处理过程的流程图。
具体实施方式
现在，将参照附图来详细描述本发明的实施例。
[第1实施例]
图2是根据本实施例的图像处理装置的框图。从以下的说明中可以看到，下面要描述的图像处理装置的示例综合了与图像编码相关的结构和与图像解码相关的结构。然而，这些结构可以被构造为单独的装置。
根据本实施例的图像处理装置从外部输入要编码的图像数据，执行分辨率转换，并生成用以由缩小图像恢复原始分辨率的图像的附加信息。请注意，图像数据的输入源是将图像数据存储为文件的存储介质。然而，输入源可以是诸如图像扫描器等任何其他类型。
本实施例的编码对象图像数据是仅包含亮度分量的单色多值图像数据。通过假定亮度分量具有8位(从0到255的256色调)来进行描述。然而，这些假定仅仅旨在简化本实施例的描述。图像数据可以包含任何类型的色彩空间中的多个分量(例如，RGB或CMYK)。此外，1个分量的位数不限于8。位数可以超过8。假定编码对象图像包含水平方向上的2×W个像素和垂直方向上的2×H个像素(两个方向上均为偶数)。请注意，实际图像的水平大小及垂直大小并不总是对应于2的整数倍。在这种情况下，通过假定在水平方向及垂直方向的末端存在具有虚拟固定值的像素，来执行处理。
下面，将描述图2中所示的图像编码装置的编码处理。
首先，图像输入单元201按顺序输入编码对象图像数据。本实施例的处理对象图像数据是PDL绘制(rendering)图像。按光栅扫描顺序输入图像数据。在本实施例中，1个像素是1个组元。组元包含8位。因此，像素值是0到255范围内的非负整数值。如果将坐标(0，0)设置在图像的左上角处，则用P(x，y)表示水平向右方向上的像素位置x、垂直向下方向上的像素位置y处的像素值。例如，将位于位置(x，y)＝(3，4)处且具有亮度值“128”的像素表示为P(3，4)＝128。在以下的说明中，也将位置(x，y)处的“像素”表示为“P(x，y)”。
分辨率转换器202执行从输入图像的包含2×2像素数据的块数据中提取1个像素的子抽样，从而生成缩小图像。也就是说，分辨率转换器202用作缩小图像生成器，其由原始图像数据生成小于原始图像的缩小图像。
图3示出了原始图像以及原始图像的任意块Bn中包含的2×2像素。如图3所示，按从左上角位置起的光栅顺序，用Bn(0，0)、Bn(0，1)、Bn(1，0)及Bn(1，1)来表示关注块Bn中的像素。
紧接关注块Bn之前的块表示为Bn-1，紧接关注块Bn之后的块表示为Bn+1。在本实施例中，关注块Bn的位置Bn(0，0)处的像素即关注块左上角处的像素被提取(子抽样)，并用作缩小图像的1个像素。针对图像中的所有块B0至BW*H-1执行抽样，以便由包括2W个水平像素及2H个垂直像素的原始图像数据生成具有W个水平像素及H个垂直像素的缩小图像。也就是说，缩小图像中包含的像素数是原始图像中包含的像素数的1/4。生成的缩小图像被输出到存储单元204并被存储。
插值数据生成器203生成由缩小图像恢复原始图像所必需的信息。由于1个块中的1个像素被抽样作为缩小图像的1个像素，因此，为了进行块的恢复，需要恢复作为非抽样对象的剩余3个像素。本实施例的插值数据生成器203生成表示各个块中的剩余3个非抽样对象像素的值以及如何恢复这些像素的信息作为编码数据。
图4例示了1个块中包含的4个像素。图4中所示的像素X指示直接用作缩小图像的像素的像素。像素Xa、Xb及Xc指示恢复对象像素。在下文中，将关注块Bn的位置Bn(0，0)处的像素表示为X，将位置Bn(0，1)、Bn(1，0)及Bn(1，1)处的像素表示为Xa、Xb及Xc。
图1是例示根据本实施例的插值数据生成器203的处理过程的流程图。下面将参照图1的流程图，来说明根据本实施例的插值数据生成器203的处理过程。
首先，在步骤S101中，插值数据生成器203接收关注块Bn中包含的2×2个像素以及来自相邻于关注块Bn的3个块中的每一个的1个像素。相邻于关注块Bn的3个块是右侧的块Bn+1、正下方的块Bn+W以及右下方的块Bn+W+1。自这些块输入的像素是来自右侧块的像素Bn+1(0，0)、来自正下方块的像素Bn+W(0，0)以及来自右下方块的像素Bn+W+1(0，0)。请注意，这3个像素用于缩小图像中。
在步骤S102中，插值数据生成器203将参数n初始化为“0”。用参数n来指定块。
在步骤S103中，插值数据生成器203确定关注块中的4个像素是否彼此相同。也就是说，插值数据生成器203确定
Bn(0，0)＝Bn(0，1)＝Bn(1，0)＝Bn(1，1)...(1)
是否满足。
如果在关注块Bn中式(1)成立(“是”)，则缩小图像中的像素X的值等于恢复对象像素Xa、Xb及Xc的值。在这种情况下，处理进入到步骤S105。
另一方面，如果确定在关注块Bn中式(1)不成立(步骤S103中选择“否”)，即如果确定不能由关注块中的像素X恢复全部的剩余3个像素Xa、Xb及Xc，则处理进入到步骤S104。
在步骤S104中，插值数据生成器203将相邻于关注块的3个块Bn+1、Bn+W及Bn+W+1中的像素Bn+1(0，0)、Bn+W(0，0)及Bn+W+1(0，0)与关注块中的像素Bn(0，1)、Bn(1，0)及Bn(1，1)进行比较，并确定
Bn(0，1)＝Bn+1(0，0)并且
Bn(1，0)＝Bn+W(0，0)并且
Bn(1，1)＝Bn+W+1(0，0)...(2)
是否满足。
请注意，如上所述，像素Bn+1(0，0)、Bn+W(0，0)及Bn+W+1(0，0)是分别从块Bn+1、Bn+W及Bn+W+1中抽样以生成缩小图像的像素。
如式(2)所指示，确定像素对{Bn(0，1)，Bn+1(0，0)}、{Bn(1，0)，Bn+W(0，0)}及{Bn(1，1)，Bn+W+1(0，0)}的一致性/非一致性是有原因的。
一般而言，关注像素与其上侧、下侧、左侧及右侧的相邻像素具有高相关度，并且对于许多图像都是如此。因此，为了预测关注像素的像素值，通常将相邻像素用作用于预测的参照像素。然而，不对“所包含的4个像素彼此相等”的关注块执行步骤S104中的确定。实验显示，在这种情况下，像素对{Bn(0，1)，Bn+1(0，0)}、{Bn(1，0)，Bn+W(0，0)}及{Bn(1，1)，Bn+W+1(0，0)}的相关度极有可能增大。
由于这一原因，对Bn(0，1)与Bn+1(0，0)之间的一致性进行确定。由于同样的原因，对剩余对{Bn(1，0)，Bn+W(0，0)}和{Bn(1，1)，Bn+W+1(0，0)}进行比较。如果上述式(2)满足(如果3个像素对中的像素都彼此相同)，则分配短码字以削减信息量。
当插值数据生成器203已在步骤S104中确定式(2)成立时，可以直接由缩小图像的像素再现关注块Bn中的像素Xa、Xb及Xc。可以使用缩小图像的像素Xn+1(n＝0，1，...，X×H-1)来再现像素Xa。可以使用缩小图像的像素Xn+W来再现像素Xb。可以使用缩小图像的像素Xn+W+1来再现像素Xc。
然而，当关注块Bn位于图像的右端时，不存在要与像素Bn(0，1)及Bn(1，1)进行比较的对象像素。当关注块Bn位于图像的下端时，不存在要与像素Bn(1，0)及Bn(1，1)进行比较的对象像素。特别是，当关注块Bn位于图像的右下角时，不存在要与像素Bn(0，1)、Bn(1，0)及Bn(1，1)进行比较的对象像素。在这些情况下，假设不存在的像素具有适当的值(例如“255”)，来进行比较。请注意，该值仅需要与解码装置中的值相同，并且可以是0到255范围内的任意值。
如果以上述方式确定式(2)的条件成立(“是”)，则处理进入到步骤S106。
如果对于关注块Bn式(1)及式(2)均不成立，则不能由缩小图像恢复关注块的像素Xa、Xb及Xc。在这种情况下，处理进入到步骤S107。
在步骤S105中，插值数据生成器203输出针对关注块的第1附加信息作为编码数据。第1附加信息仅需要表示由缩小图像的关注像素生成3个像素，即执行“简单放大”来恢复原始图像。如图5中所示，具有值“1”的一位被输出作为第1附加信息。
请注意，为了在解码装置侧通过放大缩小图像来实际生成原始图像，令P(x，y)为缩小图像中的关注像素，通过下式来获得放大后的关注块Bn的像素X、Xa、Xb及Xc：
X＝Xa＝Xb＝Xc＝P(x，y)
在步骤S106中，插值数据生成器203输出针对关注块的第2附加信息作为编码数据。第2附加信息仅需要表示使用相邻于缩小图像的关注像素的3个像素来恢复原始分辨率。在这种情况下，如图5所示，两位数据“01”被输出作为第2附加信息(编码数据)。
为了通过放大缩小图像来实际生成原始图像，令P(x，y)为缩小图像中的关注像素，通过下式来获得放大后的关注块Bn的像素X、Xa、Xb及Xc：
X＝Bn(0，0)＝P(x，y)
Xa＝Bn(0，1)＝P(x+1，y)
Xb＝Bn(1，0)＝P(x，y+1)
Xc＝Bn(1，1)＝P(x+1，y+1)
当处理进入到步骤S107中时，这意味着不能由缩小图像来再现关注块Bn的像素Xa、Xb及Xc。在第1实施例中，插值数据生成器203在这种情况下输出第3附加信息。如图5所示，第3附加信息以两位“00”开始以与第1及第2附加信息区别开来，并且随后输出表示像素Bn(0，1)、Bn(1，0)及Bn(1，1)的像素值的24位。
请注意，在本实施例中，使用图5中所示的第1至第3附加信息。然而，这些仅仅是示例。当用一位来表示第1附加信息时，第2附加信息仅需要由两位构成，在所述两位中，第1位具有不同于第1附加信息的值。第3附加信息仅须要包含两位以及表示3个像素的数据，在所述两位中，第1位具有与第2附加信息的第1位相同的值，但第2位具有与第2附加信息的第2位不同的值。
根据上述处理过程，插值数据生成器203针对关注块输出第1、第2及第3附加信息中的一者。
在步骤S108中，插值数据生成器203确定关注块是否是最后的块(图像右下角的块)。如果在步骤S108中选择“否”，则在步骤S109中令变量n递增“1”，并且处理返回到步骤S103。当在步骤S108中确定关注块是最后的块(图像右下角的块)时，处理结束。
上述方法使得能够生成能够恢复原始分辨率的图像的附加信息。换句话说，本实施例的插值数据生成器203是用于生成第1至第3附加信息的附加信息生成器。
将使用图6A及图6B中所示的图像示例来描述详细的处理。
在图6A的图像中，重点关注块B0。由于B0(0，0)＝B0(0，1)＝B0(1，0)＝B0(1，1)成立，因此输出第1附加信息“1”。与块B0类似，在块B1、B2及B3中，式(1)也成立。因此，针对所有块输出第1附加信息。针对4个块的附加信息(插值数据)流用四位“1111”来表示。
由于这一原因，在图6A的图像中，缩小图像包含2×2个像素，缩小图像的数据大小是4×8位。因此，缩小图像及其附加信息的数据量是4×8+4＝36位。由于原始图像的大小是128位(＝4×4×8)，因此压缩比是36/128＝9/32。
在图6B的图像中，重点关注块B0。在这种情况下，B0(0，0)≠B0(0，1)≠B0(1，0)≠B0(1，1)，式(1)不成立。
然而，B0(0，1)＝B1(0，0)、B0(1，0)＝B2(0，0)及B0(1，1)＝B3(0，0)满足。也就是说，式(2)成立。因此，针对关注块B0输出第2附加信息(两位“01”)。
考察关注块转移到B1的情况。在关注块B1中，B1(0，0)＝B1(0，1)≠B1(1，0)＝B1(1，1)。因此，处理进入到对周围像素的一致性/非一致性的确定。也就是说，对式(2)进行验证。
由于关注块B1位于图像的右端，因此，在参照周围像素时进行与预定像素值(本实施例中为“255”)的比较。作为比较的结果，B1(0，1)≠255，B1(1，0)＝B3(0，0)，B1(1，1)≠255。由于不能利用第2附加信息再现像素，因此，输出第3附加信息。更具体地说，将两位“00”及随后表示3个像素的像素数据的24位数据输出作为第3附加信息。
对块B2及B3也执行相同的处理。因为块B2既不满足式(1)，也不满足式(2)，所以针对块B2输出第3附加信息。因为块B3满足式(1)，所以针对块B3输出第1附加信息。
在处理了图6B中的图像的所有块之后，插值数据生成器203输出具有图7中所示的数据结构的插值数据。图7中所示的数据结构仅仅是示例。插值数据仅须要包含针对至少1个块的第1、第2及第3附加信息中的一者。
存储单元204存储由分辨率转换器202这样生成的缩小图像数据，以及由插值数据生成器203这样生成的插值数据。
图像展开单元205由存储在存储单元204中的缩小图像数据及插值数据来恢复原始分辨率的图像。通过与插值数据生成处理相逆的处理，来进行图像展开。更具体地说，通过以下三种方法之一，基于所分析的附加信息由缩小图像的关注像素获得块中未知的3个像素Xa、Xb及Xc：
(1)通过简单放大缩小图像中的关注像素来获得像素；
(2)由缩小图像中与关注像素相邻的像素来获得像素；以及
(3)由插值数据中包含的像素值来获得像素。
更具体地说，当针对缩小图像中的关注像素P(x，y)的附加信息是“1”时，直接将缩小图像的关注像素用作像素Xa、Xb及Xc，从而进行块的恢复。
如果针对缩小图像中的关注像素P(x，y)的附加信息是“01”，则使用像素P(x+1，y)来再现像素Xa，使用像素P(x，y+1)来再现像素Xb，并使用像素P(x+1，y+1)来再现像素Xc。然而，当关注像素P(x，y)位于图像的右端时，Xa＝255，Xc＝255。当关注像素P(x，y)位于图像的下端时，Xb＝255，Xc＝255。特别地，当关注像素P(x，y)位于图像的右下角时，Xa＝Xb＝Xc＝255。
如果针对缩小图像中的关注像素P(x，y)的附加信息是“00”，则假定附加信息后面的3字节(24位)数据按像素Xa、Xb及Xc的顺序排列来再现像素。
通过重复以上处理，可以恢复原始分辨率的图像数据。将恢复的原始分辨率的图像输入到图像输出单元206。
图像输出单元接收从图像展开单元205输出的图像，并将恢复的图像数据输出到图像处理装置的外部(例如，输出到打印机或显示设备)。
如上所述，根据本实施例的图像处理装置在对输入图像进行分辨率转换的同时，生成用于由缩小图像恢复原始分辨率的图像的插值数据。根据本实施例的编码处理，可以针对办公文档图像(仅包含字符或线的图像)轻松地生成较小数据量的插值数据。这使得能够对原始分辨率的图像进行完全的无损恢复。
在本实施例中，本发明应用于具有图像编码功能和解码功能二者的单个装置。然而，这些功能可以由单独的装置来实现。当应用于单个图像编码装置时，缩小图像数据和插值数据被作为一个文件输出。单个解码装置首先从文件中将缩小图像展开到存储器上，然后基于插值数据进行原始图像的恢复(解码)。更详细的描述将被省略。
第1实施例的描述到这里将结束。在本实施例中，通过抽样由原始图像生成在水平和垂直方向上均具有1/2大小的缩小图像。同时，生成插值数据。可以重复递归输入缩小图像作为原始图像。在这种情况下，获得原始图像的第1步缩小图像和第1步插值数据。由第1步缩小图像获得第2步缩小图像(在水平和垂直方向上均具有原始图像的1/4大小)和第2步插值数据，……，获得第n步缩小图像和第n步插值数据。最后，生成第n步缩小图像+第n步插值数据+第(n-1)步插值数据+……+第1步插值数据。这种方法是值得关注的，因为它能够生成能够无损再现各种大小的图像的编码数据。
请注意，在上述实施例中，用于生成缩小图像的抽样对象是各块左上角的像素。然而，抽样对象可以设置为2×2个像素中的任何一个。
可能没有必要说明第1附加信息。假设当生成第2附加信息时，如上所述，将关注块右下角的像素X设置为抽样对象，并将剩余3个像素表示为Xa、Xb及Xc。令X1为包含在相邻块中并位于相邻于像素Xa处以便被参照来恢复像素Xa的抽样对象像素，令X2为包含在另一相邻块中并位于相邻于像素Xb处以便被参照来恢复像素Xb的抽样对象像素，令X3为包含在又一相邻块中并位于相邻于像素Xc处以便被参照来恢复像素Xc的抽样对象像素。在这种情况下，如果
Xa＝X1，并且
Xb＝X2，并且
Xc＝X3
满足，则生成第2附加信息。
[第1实施例的变形例]
下面，将把计算机程序实现与第1实施例中相同的处理的示例作为第1实施例的变形例来进行说明。
图14是根据本变形例的信息处理装置(例如，个人计算机)的框图。
参照图14，CPU 1401使用存储在RAM 1402和ROM 1403中的程序和数据来控制整个装置，并且还执行后述的图像编码处理和解码处理。RAM1402具有这样一个区域，该区域用来存储从外部存储设备1407或存储介质驱动器1408下载的程序及数据，或者存储经由I/F 1409从外部装置下载的程序及数据。RAM 1402还具有要由CPU 1401用来执行各种处理的工作区域。ROM 1403存储引导程序以及本装置的设置程序及数据。键盘1404和鼠标1405可以向CPU 1401输入各种指令。
显示设备1406由例如CRT或液晶屏等构成，并且能够显示诸如图像或文本等的信息。外部存储设备1407是诸如硬盘驱动器的大容量存储器。外部存储设备1407将OS(操作系统)、用于后述图像编码及解码处理的程序、编码对象图像数据、解码对象图像的编码数据等存储为文件。CPU 1401将程序及数据加载到RAM 1402上的预定区域并予以执行。
存储介质驱动器1408从诸如CD-ROM或DVD-ROM等的存储介质读出程序及数据，并将其输出到RAM 1402或外部存储设备1407。请注意，存储介质可以存储用于后述图像编码及解码处理的程序、编码对象图像数据、解码对象图像的编码数据等。在这种情况下，存储介质驱动器1408在CPU 1401的控制之下，将程序及数据加载到RAM 1402上的预定区域。
I/F 1409将外部装置连接到本装置，以使得能够在此二者之间进行数据通信。例如，可以将编码对象图像数据或解码对象图像的编码数据输入到本装置的RAM 1402、外部存储设备1407或存储介质驱动器1408。总线1410连接上述各单元。
在以上结构中，当本装置通电时，CPU 1401根据ROM 1403中的引导程序，将OS从外部存储设备1407加载到RAM 1402。这使得能够从键盘1404或鼠标1405进行输入，并允许显示设备1406显示GUI。当用户操作键盘1404或鼠标1405并输入指令来激活存储在外部存储设备1407中的图像编码处理应用程序时，CPU 1401将程序加载到RAM 1402并予以执行。这使得本装置用作图像编码装置。在这种情况下，编码应用程序执行通过在指定图像数据的各上述块中进行1个像素的抽样来生成缩小图像的处理，以及插值数据生成处理(图1中的流程图)。结果被作为文件存储在诸如硬盘的存储设备中，或者被传送到外部装置或网络。
[第2实施例]
在第1实施例中，在包含2×2像素的各块中执行抽样，并通过选择性地决定附加信息来生成插值数据。在这种情况下，最少向3个像素分配1位码字(第1附加信息)。在第2实施例中，将描述这样一个示例，即将第1实施例进一步扩展，以获得更高的编码效率。
请注意，在第2实施例中，为了描述简便，同样假定编码对象图像数据是每个像素包含8位(256色调)的单色多值图像数据。然而，编码对象图像数据可以包含多种色彩分量(例如，RGB，YMCK，或者Lab)。1个分量的位数不限于8。如果存在多种色彩分量，则对各分量执行相同的处理。
在第2实施例中，“块”表示2×2个像素，正如在第1实施例中一样。“区块(tile)”具有对应于水平方向上的M个块和垂直方向上的N个块的大小(M和N均是2或2以上的整数)。为了描述简便，在1个区块中M＝N＝8。也就是说，1个区块包含16×16像素。为了描述简便，假定编码对象图像数据具有16W水平像素×16H垂直像素。也就是说，在两个方向上，像素数均是16的整数倍。
图8是根据第2实施例的图像编码装置的框图。与图2不同，在插值数据生成器203前面提供区块划分单元801，在该插值数据生成器203后面提供附加信息综合单元802。除这些以外，结构与第1实施例中相同，其描述将不再重复。
区块划分单元801将接收自图像输入单元201的图像数据划分成各自具有16×16像素的区块，并将区块图像数据输出到插值数据生成器203。请注意，由于插值数据生成器203通过参照区块的外侧像素数据来生成各区块的插值数据，因此，区块划分单元801将区块的右侧多出1列、区块的下侧多出1行的像素数据，输出到插值数据生成器203。将1列和1行的像素数据从区块划分单元801输出作为区块间的重叠部分。
插值数据生成器203接收输入区块的每个2×2像素单位，并依照第1实施例中所述的过程来生成插值数据。
附加信息综合单元802用作用于从插值数据生成器203接收编码数据的编码数据输入单元。为此，附加信息综合单元802并入有缓冲存储器。附加信息综合单元802接收由插值数据生成器203生成的编码数据(插值数据)，将其临时存储在内部缓冲区中，分析一个区块的插值数据(即8×8插值数据)，并对其进行综合。下面，将更加详细地描述附加信息综合单元802的处理内容。
首先，附加信息综合单元802分析关注输入区块中包含的8×8条附加信息。基于分析结果，附加信息综合单元802执行下面要说明的第1综合处理及第2综合处理。
<第一综合处理>
该处理在关注区块中的8×8条附加信息彼此相同时执行。如在第1实施例中描述的一样，存在3种附加信息，即第1、第2及第3附加信息。当8×8条附加信息彼此相同时，对其进行综合。例如，如果关注区块中的8×8条附加信息相同，则附加信息综合单元802首先输出表示这些条信息彼此相同的1个识别位“1.”。附加信息综合单元802随后输出附加信息，并结束关注区块的综合处理。因此，识别位也可以被视为表示综合是否已成功的标志信息。
如果关注区块中的8×8块的附加信息是“1”，即第1实施例中的第1附加信息，则关注区块的综合结果用两位“11”来表示。如果关注区块中的8×8块的附加信息是“01”，即第1实施例中的第2附加信息，则关注区块的综合结果用三位“101”来表示。如果关注区块中的所有块均具有第3附加信息，则关注区块的综合结果用三位“100”来表示。
当关注区块中的所有块的附加信息均是第3附加信息时，在表示综合结果的三位“100”后面输出各块的像素值(各块的附加信息是没有必要的)。在本实施例中，1个区块＝8×8块。由于各块具有3个恢复对象像素(图4)，因此，在综合结果的三位“100”后面是8×8×3个像素(字节)。
如上所述，当关注区块中的8×8块的所有附加信息均相同时，以上述方式结束关注区块的附加信息综合处理(不执行接下来要描述的第2综合处理)。
另一方面，如果关注区块中的8×8条附加信息中至少有1条是不同的，则输出表示该不同附加信息的识别位，并执行下面要描述的第2综合处理。
<第2综合处理>
第2综合处理在区块中的所有附加信息中至少有1条与其他不同时执行。换句话说，存在以小于区块大小的范围来综合附加信息的可能。在第2实施例中，注意到1个区块包含8×8条附加信息，针对排列在水平方向上的8条附加信息的各行来执行综合处理。在下文中，将排列在水平方向上的8条附加信息称为“行附加信息”。
在第2综合处理中，确定关注行附加信息中包含的8条附加信息是否彼此相同。如果它们相同，则附加信息综合单元802输出用来识别这一点的1个识别位“1”，并随后输出被确定为相同的1条附加信息。另一方面，如果关注行附加信息中包含的8条附加信息中至少有1条是不同的，则附加信息综合单元802输出1个识别位“0”，并随后输出8条附加信息。
由于关注区块包含8条行附加信息，因此，从顶部一行到底部一行执行8次以上处理。
以上描述了根据第2实施例的附加信息综合单元802的处理。
图9是例示根据第2实施例的附加信息综合单元802的综合处理过程的流程图。下面将参照图9中的流程图，来说明本实施例的附加信息综合单元802的处理。
首先，附加信息综合单元802接收由插值数据生成器203生成的、包含在关注区块中的8×8条附加信息(步骤S901)。
附加信息综合单元802然后分析所接收的附加信息，并确定全部8×8条附加信息(所有编码数据)是否均属于相同类型(1种类型)(步骤S902)。在确定所有附加信息均属于相同类型(“是”)时，处理进入到步骤S903。在步骤S903中，附加信息综合单元802输出表示关注区块的附加信息被综合的1位标志“1”。在步骤S904中，附加信息综合单元802在标志后面输出1条附加信息。请注意，如果被确定为相同的所有附加信息均是第3附加信息，则附加信息综合单元802在第3附加信息后面输出8×8×3个像素数据。
如果在步骤S902中选择“否”，即如果在关注区块中包含的8×8条附加信息中至少存在两种附加信息，则处理进入到步骤S905。在步骤S905中，附加信息综合单元802输出表示关注区块的附加信息未被综合的1位标志“0”。在步骤S906至S911中，附加信息综合单元802在小于关注区块的各范围中执行综合处理。实际上，这是针对包含排列在水平方向上的8条附加信息的各块行的块行综合处理。
首先，附加信息综合单元802在步骤S906中确定包含在关注行附加信息(初始阶段关注区块的顶部一行的附加信息)中的全部8条附加信息是否均相同。如果它们是相同的，则能够对该行的附加信息进行综合。附加信息综合单元802在步骤S907中输出表示它们被综合的1位标志“1”，然后在步骤S908中输出被确定为相同的1条附加信息。请注意，如果被确定为相同的附加信息是第3附加信息，则在附加信息后面输出8×3个像素数据。
如果在步骤S906中确定关注行(初始阶段关注区块的顶部一行)的所有附加信息中至少有1条与其他不同，则处理进入到步骤S909。附加信息综合单元802在步骤S909中输出表示该行的附加信息不能被综合的1位标志“0”，然后在步骤S910中输出8条附加信息(如果第3附加信息存在，则第3附加信息后面是3个像素数据)。
在步骤S911中，附加信息综合单元802确定是否已对关注区块的最后一行进行了综合处理。如果在步骤S911中选择“否”，则处理返回到步骤S906来执行下一行的综合处理。
当关注区块的综合处理以上述方式结束时，附加信息综合单元802在步骤S912中确定是否已对所有区块进行了综合处理。如果在步骤S912中选择“否”，则处理返回到步骤S901来执行下一区块的附加信息的综合处理。
下面将参照图10A至图10C，来描述1个区块的附加信息的综合处理的示例。
图10A例示了1个区块的图像数据。被虚线包围的1个格子表示1个像素。
在图10A中，第1至第9行的区域包含相同值的白像素。第10及第11行的区域包含相同值的黑像素。第12至第16行的区域包含相同值的白像素。图10A中所例示的图案经常见于字符或线图像中。
图10B示出了在接收图10A中所示的区块图像数据时由插值数据生成器203生成的各个块的附加信息的值。
如图10B所示，区块中的各条附加信息并不都是相同的。因此，如图10C所示，输出表示区块综合不能进行的标志“0”(图9中的步骤S905)。
观察第1条行附加信息。8条附加信息均是“1”。由于行综合可以进行，因此输出标志“1”，然后输出附加信息“1”。以下重复该处理。
对于图10A中所示的区块图像，附加信息综合单元802最后输出图10C中所示的附加信息综合结果。位序列如下：
″0；11；11；11；11；101；101；11；11″
请注意，分号表示行附加信息综合的间断，是为了方便理解才给出的，实际上并不存在。
由于图10A中的区块包含各自具有要恢复的3个像素的8×8块，因此，1个区块包含8×8×3个恢复对象像素。也就是说，1个区块中恢复对象像素的总位数是8×8×3×8位＝1536位。
图10B中的附加信息总共包括48条1位附加信息和16条两位附加信息。因此，1个区块中附加信息的总位数是48+16×2位＝80位(与第1实施例相对应)。
在图10C中，在根据第2实施例的1个区块中的附加信息综合之后的总位数是19位(包含标志位)。也就是说，可以大幅削减插值数据的数据量。
如上所述，根据第2实施例，确定由插值数据生成器203针对各自具有2×2像素的块生成的附加信息是否以预定单位连续。如果附加信息连续，则对它们进行综合，从而大幅削减插值数据的数据量。如果附加信息不连续，则以更小的单位来确定连续性，并以相同的方式来执行综合处理。由于仅检查附加信息的连续性，因此，没有必要为综合处理再次扫描图像。因此，插值数据生成处理的效率没有降低。
请注意，从第1实施例的上述变形例可以看出，计算机程序也能够实现与第2实施例中相同的处理，其描述将不再重复。
[第三实施例]
在第1及第2实施例中，将第1、第2及第3附加信息之一分配给1个块(2×2像素)，从而生成块的插值数据。在第3实施例中，将描述这样一个示例，即在不将附加信息的类型数量限定为3种的情况下生成插值数据。
请注意，在第3实施例中，同样假定编码处理对象图像数据是单色多值图像数据。本实施例也适用于RGB图像数据或CMYK彩色图像数据。假定图像包含16W水平像素×16H垂直像素(像素数量在水平和垂直方向上均是16的整数倍)。
图11是根据第3实施例的图像编码装置的框图。与第1及第2实施例中描述的图1及图8中相同的标号在图11中代表相同的框，其描述将不再重复。
下面，将说明操作与第2实施例不同的部分。
在上述第2实施例中，在针对2×2像素的块生成附加信息之后，执行附加信息综合处理。在第3实施例中，将描述一种在适应性地改变附加信息生成单位的同时生成插值数据的方法。为此，去除图8中的附加信息综合单元802，并提供第3实施例的插值数据生成器1101取代第1及第2实施例的插值数据生成器203。
图12是根据第3实施例的插值数据生成器1101的框图。插值数据生成器1101包含有均一(flat)确定单元1201及非均一块分析单元1202。
在以下说明中，将像素Xa、Xb及Xc(图4)可以由缩小图像中的像素X恢复的块称为“均一块”。换句话说，2×2像素具有相等值(相同颜色)的块称为“均一块”。此外，将2×2像素中至少有1个像素的值与其他不同的块称为“非均一块”。将仅包含均一块的区块称为“均一区块”。将至少具有1个非均一块的区块称为“非均一区块”。将1个区块中水平排列的8个块称为“块行”。将由8个均一块构成的块行称为“均一块行”。将包含至少1个非均一块的块行称为“非均一块行”。在第3实施例中，假定区块外部的周围参照对象像素具有像素值“255”。
均一确定单元1201用作进行由2M水平像素×2N垂直像素构成的各区块的图像数据的接收和编码的区块编码器。为了描述简便，M＝N＝8。重点关注输入区块(16×16像素)的各块(2×2像素)，均一确定单元1201确定用于缩小图像的像素X以外的像素Xa、Xb及Xc是否能够由缩小图像中的像素X简单地恢复。均一确定单元1201基于确定结果来执行处理。
基于均一确定单元1201的确定结果，非均一块分析单元1202依照块中的颜色数量及色彩配置生成附加信息，并将其输出。
下面，将先后描述均一确定单元1201和非均一块分析单元1202的处理内容。
<均一确定单元的描述>
图13是例示均一确定单元1201的处理过程的流程图。
在步骤S1301中，均一确定单元1201接收1个区块的图像数据(区块数据)。然后，均一确定单元1201针对所接收的区块数据中的各块，来确定该块是均一块还是非均一块。
在步骤S1302中，均一确定单元1201确定所接收的关注区块是否是均一区块(第1确定处理)。也就是说，均一确定单元1201确定所接收的区块的全部8×8块(各块均包含2×2像素)是否都是均一块。
如果确定关注区块是均一区块，则意味着能够简单地基于缩小图像的8×8像素的图像数据来生成16×16像素的图像数据。在这种情况下，均一确定单元1201令处理进入到步骤S1303，以向非均一块分析单元1202输出表示关注区块是均一区块的1位标志“1”。
当在步骤S1302中确定关注区块是非均一区块时，处理进入到步骤S1304。均一确定单元1201首先向非均一块分析单元1202输出表示关注区块是非均一区块的标志“0”。从步骤S1305开始，对关注区块中的各块行执行块行编码处理。请注意，下面要描述的各块行的编码处理从关注区块的顶部块行向底部块行依次执行。
在步骤S1305中，均一确定单元1201确定区块的顶部(第1)块行是否是均一块行(第2确定处理)。也就是说，均一确定单元1201确定排列在水平方向上的全部8个块是否都是均一块。
如果确定关注块行是均一块行，则意味着能够简单地由缩小图像中水平排列的8个像素数据，来恢复包含16水平像素×2垂直像素的矩形区域的图像数据。在步骤S1306中，均一确定单元1201向非均一块分析单元1202输出表示关注块行是均一块行的标志“1”。
当在步骤S1305中确定关注块行是非均一块行时，处理进入到步骤S1307。在步骤S1307中，均一确定单元1201向非均一块分析单元1202输出表示关注块行是非均一块行的标志“0”。然后，处理进入到步骤S1308。
处理进入到步骤S1308意味着关注块行包含至少1个非均一块。因此，均一确定单元1201在步骤S1308中，确定关注块行中的均一及非均一块的顺序是否与关注块行前面被确定为非均一块行的块行中的顺序相一致(第3确定处理)。请注意，如果关注块行是关注区块的第1块行，则不存在前面的块行。为了表示这一点，在确定关注区块的块行之前，预先准备表示块行的所有块都是非均一块的信息。更具体地说，定义均一块为“1”，非均一块为“0”，将8位(8位数据)“0”准备作为初始值。在下文，将该8位数据称为“参照非均一块行信息”。在解码装置中，同样准备“参照非均一块行信息”用于1个区块的恢复。
假定关注块行是第一个被确定为非均一块行的块行。在这种情况下，均一确定单元1201在步骤S1308中，确定关注块行中的8个均一及非一块的确定结果的序列是否与参照非均一块行信息相一致。
在确定它们相一致时，均一确定单元1201在步骤S1309中向非均一块分析单元1202输出1位标志“1”，该1位标志“1”表示关注块行中的各块的确定结果与参照非均一块行信息相一致。
下面将参照图10B对此进行描述。在图10B的示例中，最先被确定为非均一的关注块行对应于第5块行。这是因为，第5块行中包含的8条附加信息是表示非均一块的“01”。第5块行中包含的全部8个块都是非均一块，并且因此与参照非均一块行信息(初始的8位数据“00000000”)相一致。由于这一原因，均一确定单元1201在步骤S1309中将1位标志“1”输出到非均一块分析单元1202。
另一方面，如果在步骤S1308中确定数据不一致，则处理进入到步骤S1310。
当关注块行的确定结果与参照非均一块行信息不一致时，转至步骤S1310。均一确定单元1201向非均一块分析单元1202先后输出表示不一致的1位标志“0”和表示关注块行的8个(8位)均一及非均一块的各个的确定结果的信息。在步骤S1311中，均一确定单元1201将参照非均一块行信息更新为关注块行的均一及非均一块的确定结果(8位数据)。
在步骤S1306、S1309或S1311中的处理结束之后，处理进入到步骤S1312。在步骤S1312中，均一确定单元1201确定关注块行是否是关注区块的最后一个块行。如果在步骤S1312中选择“否”，则处理进入到步骤S1313，以令确定对象移到下一块行并重复从步骤S1305开始的处理。如果在步骤S1312中确定关注块行是关注区块的最后一个块行，则均一确定单元1201结束1个区块的均一确定处理。
<非均一块分析单元的描述>
与均一确定单元1201类似，非均一块分析单元1202在对应于1个区块的处理开始时，设置表示1个块行的全部8个块都是非均一块的“参照非均一块行信息”。非均一块分析单元1202直接传送来自均一确定单元1201的确定结果，并将其输出到存储单元204。在此时，如果确定存在针对其在上述图13的步骤S1310中已输出了标志“0”的块行，则非均一块分析单元1202将参照非均一块行信息更新为在标志后面表示均一及非均一块的确定结果。如果关注块行经历了图13的步骤S1309中的处理，则能够通过参照所述参照非均一块行信息来确定哪个块是非均一块。如果确定关注块行经历了图13的步骤S1310中的处理，则能够通过检查首位标志“0”后面的8位值，来确定块是否是非均一块。也就是说，非均一块分析单元1202能够确定关注区块中的全部非均一块的数量和位置。
非均一块分析单元1202根据图15中的流程图，对被确定为非均一块的各个块执行非均一块编码处理。下面将参照图15，来描述非均一块分析单元1202的处理。
首先，在步骤S1501中，非均一块分析单元1202接收表示1个非均一块的2×2像素数据。在步骤S1502中，非均一块分析单元1202确定关注块是否满足第1实施例的式(2)(第4确定处理)。
在确定式(2)满足的情况下，将缩小图像中的像素P(x，y)设置为关注块左上角的像素X(图4)，解码装置(本实施例中为图像展开单元205)可以按以下各式来恢复关注块的剩余3个像素Xa、Xb及Xc：
Xa＝P(x+1，y)
Xb＝P(x，y+1)
Xc＝P(x+1，y+1)
因此，非均一块分析单元1202在步骤S1503中将1位标志“1”输出到存储单元204。
在确定关注块不满足式(2)时，非均一块分析单元1202在步骤S1504中将表示条件不满足的1位标志“0”输出到存储单元204。
非均一块分析单元1202令处理进入到步骤S1505，以确定关注块中包含的颜色数量是“2”还是更大(3或4)(第5确定处理)。请注意，因为关注块是非均一块，所以颜色数量决不会是“1”。
如果确定关注块中包含的颜色数量大于“2”(即3或4)，则处理进入到步骤S1512。针对该关注块，非均一块分析单元1202将1位标志“0”输出到存储单元204。在步骤S1513中，非均一块分析单元1202将关注块中3个未使用的像素数据(8×3＝24位)输出到存储单元204(第1输出处理)。
另一方面，在确定关注块中包含的颜色数量是“2”时，非均一块分析单元1202在步骤S1506中，将表示出现颜色的数量是“2”的1位标志“1”输出到存储单元204。然后，在步骤S1507中，非均一块分析单元1202将表示图16中所示的图案1601至1607中的哪一个与图4中的关注块中除用于缩小图像中的像素X之外的3个像素Xa、Xb及Xc相对应的像素配置信息，输出到存储单元204(第2输出处理)。如图16所示，图案的总数是7。因此，3位像素配置信息能够指定1个图案。然而，在本实施例中，与用于缩小图像中的像素相同颜色的像素用“1”来表示，不同颜色的像素用“0”来表示。与图4中的像素Xa、Xb及Xc相对应的各位按这一顺序输出(在这种情况下也是3位)。例如，与图16中的图案1601相一致的像素Xa、Xb及Xc具有彼此相同但与用于缩小图像中的像素的颜色不同的颜色。因此，像素配置信息的3位是“000”。对于图案1602而言这3位是“100”，对于图案1603而言是“010”，对于图案1604是“001”。其余诸者的描述将被省略。
接下来，在步骤S1508中，非均一块分析单元1202确定是否存在与关注块中除用于缩小图像中的像素X以外的像素Xa、Xb及Xc中的一者(具有与像素X不同的颜色)具有相同颜色的周围像素(第6确定处理)。在本实施例中，待比较的相邻像素是要参照第1实施例中的第2附加信息的3个像素。更具体地说，关注块表示为Bn，右侧相邻的块表示为Bn+1，关注块正下方的块表示为Bn+W，关注块右下方相邻的块表示为Bn+W+1。假定关注块具有图16中的图案1601。在这种情况下，将像素Xa(也可以与Xb或Xc互换)依次与像素Bn+1(0，0)、Bn+W(0，0)及Bn+W+1(0，0)进行比较，从而确定是否存在一致的像素。请注意，像素Bn+1(0，0)、Bn+W(0，0)及Bn+W+1(0，0)直接用于缩小图像中。如果关注块具有图案1603，则从图4中可以看出，关注块中具有与用于缩小图像中的像素不同的颜色的像素是像素Xb。因此，将像素Xb依次与像素Bn+1(0，0)、Bn+W(0，0)及Bn+W+1(0，0)进行比较。
在确定存在一致的相邻像素时，非均一块分析单元1202令处理进入到步骤S1509，以将表示一致像素的相对位置的信息输出到存储单元204(第3输出处理)。在本实施例中，待比较的相邻像素数是“3”。因此，两位足以指定一致像素的相对位置。在本实施例中，非均一块分析单元1202在相邻像素Bn+1(0，0)是一致的时向存储单元204输出两位“11”，在Bn+W(0，0)是一致的时输出两位“01”，在Bn+W+1(0，0)是一致的时输出两位“10”。
另一方面，当在步骤S1508中确定不存在与关注块中除用于缩小图像中的像素X以外的像素Xa、Xb及Xc中的一者(具有与像素X不同的颜色)具有相同颜色的相邻像素时，非均一块分析单元1202令处理进入到步骤S1510。在步骤S1510中，非均一块分析单元1202将两位“00”输出到存储单元204。请注意，所述两位“00”未在步骤S1509中使用。
接下来，在步骤S1511中，非均一块分析单元1202输出关注块中除用于缩小图像中的像素X以外的像素Xa、Xb及Xc中的一者(具有与像素X不同的颜色)的值(8位)(第4输出处理)。可以理解，通过指定图16中所示的图案中的一者，并获得关注块中除用于缩小图像中的像素X以外的像素Xa、Xb及Xc中的一者(具有与像素X不同的颜色)的值，解码装置能够恢复图16中的图案1601至1607的各像素的值。
之后，非均一块分析单元1202令处理进入到步骤S1514，以确定关注块是否是关注区块的最后一个非均一块。如果在步骤S1514中选择“否”，则处理进入到步骤S1515。非均一块分析单元1202接收表示下一非均一块的2×2像素数据，并令处理返回到步骤S1502。
当在步骤S1514中确定关注块是关注区块的最后一个非均一块时，非均一块分析单元1202结束关注区块中的非均一块的处理。
如上所述，根据第3实施例，插值数据生成器1101首先确定区块是否是均一区块。如果选择“是”，则插值数据生成器1101针对区块生成1位附加信息，并结束处理。在确定区块不是均一区块时，插值数据生成器1101输出表示非均一区块的1位信息，并验证比区块窄的块行。重复该处理，直至达到最终大小(块)。结果，用来由缩小图像生成原始分辨率的图像的附加信息的量预期比第1及第2实施例中要小。
请注意，在上面的实施例中，描述了“区块”、“块行”及“块”3个阶段中的处理的示例。然而，阶段的数目可以增加。
此外，很明显，计算机程序能够实现与第3实施例相对应的处理，正如在上述的第1实施例的变形例中一样。
[第4实施例]
第1至第3实施例公开了基于缩小图像及插值数据(编码数据)来完全恢复原始图像的技术。也就是说，第1至第3实施例公开了无损编码。在第4实施例中，将说明生成有损插值数据的方法。
请注意，为了描述简便，在第4实施例中，同样假定处理对象图像数据是单色多值图像数据。本实施例也适用于RGB图像数据或CMYK彩色图像数据。任何类型的色彩空间都是可使用的。
除了非均一块分析单元1202的处理内容以外，第4实施例与第3实施例相同。因此，装置结构与图11及图12中相同，其描述将不再重复。
图17A及图17B是例示根据第4实施例的非均一块分析单元1202的处理过程的流程图。应当理解，图17A及图17B中的流程图是对图15中的流程图的替换。因此，相同的步骤标号表示相同的处理内容。
首先，在步骤S1501中，非均一块分析单元1202接收表示非均一块的2×2像素的图像数据。在步骤S1701中，非均一块分析单元1202确定在接收到的关注块Bn中，图4中的3个像素Xa、Xb及Xc是否具有与要参照的周围像素相近的颜色(第7确定处理)。也就是说，与第1至第3实施例不同，这里不需要完全匹配。
更具体地说，令Th1为表示容许色差的阈值(用户可以根据需要经由例如操作单元或键盘来改变Th1)。当以下各式满足时，非均一块分析单元1202确定3个像素Xa、Xb及Xc具有与要参照的周围像素相近的颜色：
|Bn(0，1)-Bn+1(0，0)|≤Th1，并且
|Bn(1，0)-Bn+W(0，0)|≤Th1，并且
|Bn(1，1)-Bn+W+1(0，0)|≤Th1
其中|z|为z的绝对值。
请注意，本发明人已发现阈值Th1为一位数数值，并且优选Th1＝4。
如果上述不等式满足，则非均一块分析单元1202令处理进入到步骤S1503，以输出标志“1”并结束关注块Bn的处理。然后，下一非均一块的处理开始。在此时，依设置的阈值而定，可以在抑制插值数据量的同时保持无严重劣化的图像质量。
在第3实施例中，如果关注块Bn中出现的颜色数量是3或4种，则需要输出3个像素的像素值。在第4实施例中，在像素值输出(步骤S1513)之前增加表示确定处理的步骤S1702。在步骤S1702中，非均一块分析单元1202确定图4中的3个像素Xa、Xb及Xc是否具有接近于相邻像素的平均值的值。
更具体地说，非均一块分析单元1202通过以下各式计算用于缩小图像中的4个像素的平均值Xave1至Xave3：
Xave1＝{Bn(0，0)+Bn+1(0，0)}/2
Xave2＝{Bn(0，0)+Bn+W(0，0)}/2
Xave3＝{Bn(0，0)+Bn+W+1(0，0)}/2
(将小数点后面的尾数舍去。)
当
|Bn(0，1)-Xave1|≤Th2，并且
|Bn(1，0)-Xave2|≤Th2，并且
|Bn(1，1)-Xave3|≤Th2
满足时，非均一块分析单元1202确定3个像素Xa、Xb及Xc具有接近于相邻像素的平均值的值(差的绝对值小于或等于阈值Th2)。
阈值Th2也由用户根据需要来设置。阈值Th2最大优先为一位数的正整数(在这种情况下同样优选Th2＝4)。
在确定全部像素Xa、Xb及Xc都与平均值有小的差(选择“是”)时，非均一块分析单元1202令处理进入到步骤S1703，以输出标志“1”(第5输出处理)。另一方面，如果全部像素Xa、Xb及Xc都与平均值有大的差(选择“否”)，则非均一块分析单元1202令处理进入到步骤S1704，以输出标志“0”。然后，在步骤S1513中，非均一块分析单元1202输出像素值，正如在第3实施例中一样。
上述处理使得能够在不需要几乎不改变无损插值数据的处理的情况下生成有损插值数据，同时控制与原始图像数据的像素值的误差。容易理解，由于像素值具有一定程度的容差，因此，与第3实施例相比，插值数据量可以进一步削减。
请注意，在上述第4实施例中，使用步骤S1701及S1702中的两个确定处理进行了有损插值数据生成。然而，也可以仅应用其中的1个处理。
[第五实施例]
在第5实施例中，将描述一种通过在无损插值数据生成与有损插值数据生成之间切换来控制码量的方法。
当插值数据的码量需要落在预定数据量范围以内时，能够考虑码量与图像质量之间的关系来逐步控制码量。
如果因为优先图像质量而没有必要控制码量，则生成无损插值数据。在这种情况下，因为在一些块中直接输出3个恢复对象像素值，所以不能保证数据量总是小的。
为了在保持图像质量的同时抑制码量，应用如第4实施例中所描述的有损插值生成方法，该方法能够在抑制原始图像与恢复图像之间的像素值的最大误差的同时抑制码量。
为了进一步抑制插值数据的码量，削减像素值被直接作为插值数据输出的像素的色调或分辨率。例如，当2×2像素的块包含3或4种颜色时，将颜色数量削减到两种，或者将色调从8位削减到4位。当输出像素值时，码量与3像素×8位相对应。当将颜色数量削减到两种时，码量被减少到1像素×8位。当将色调从8位削减到4位时，码量被减少到3像素×4位。尽管增加了新标志，可是该方法使得最多将插值数据的码量削减到原始图像的近1/2。
作为另一种控制方法，如果2×2像素的块包含3或4种颜色，则禁止应该输出像素值的像素输出所述像素值，从而控制插值数据的码量。在这种情况下，当展开图像时，缩小图像的1个像素被简单放大。作为另一选择，当确定块具有3或4种颜色时，计算2×2像素的平均值。缩小图像的像素被替换为平均值。在展开图像时，缩小图像的被替换为平均值的1个像素被简单放大，从而恢复图像。在这种情况下，2×2像素具有1种颜色，图像的分辨率仅部分降低。2×2像素的块包含3或4种颜色的区域极有可能被估计为高分辨率自然图像的区域。在这样的区域内，假定图像质量的劣化即使在较低分辨率下也不被察觉。
在上面的描述中，依生成插值数据时图像质量和码量二者哪一个优先来变换方法。然而，也可以通过生成无损插值数据并舍弃一部分数据，来控制码量。例如，当针对包含3或4种颜色的块生成无损插值数据时，输出像素Xa、Xb及Xc的像素值。可以通过在插值数据生成期间或之后舍弃这3个像素的像素值，来控制码量。在这种情况下，当展开图像时，使用缩小图像的像素对舍弃了像素值的块进行简单放大。在无损插值数据生成的同时生成信息舍弃之后所需的数据，使得能够在不必重新进行插值数据生成的情况下切换到具有小码量的另一信息。例如，当针对包含3或4种颜色的块生成无损插值数据时，输出像素Xa、Xb及Xc的像素值。在此时，同时保持2×2像素的平均值。如果在插值数据生成途中或之后有必要进行码量控制，则像素Xa、Xb及Xc的像素值被从插值数据中舍弃，并被替换为所计算的平均值。上述方法使得能够通过在插值数据生成途中或之后舍弃一部分插值数据或者将像素值替换为具有小数据量的信息，来轻松地控制码量。
[第6实施例]
在第1至第5实施例中，当由原始图像生成缩小图像时，将位于2×2像素左上角位置处的像素Bn(0，0)用作缩小图像的像素，并生成剩余3个像素Bn(1，0)、Bn(0，1)及Bn(1，1)的插值数据。然而，要用于缩小图像的像素不需要总是2×2像素块的左上角的像素，其可以是像素Bn(1，0)、Bn(0，1)及Bn(1，1)中的任何一者。在第6实施例中，将说明这样一种情况，即将位于2×2像素块Bn的右下角处的像素Bn(1，1)用作缩小图像的像素。
在第6实施例中，图18中所示的2×2像素的关注块Bn中的像素X′被用作缩小图像的像素，剩余3个像素Xa′、Xb′及Xc′是恢复对象。
基本上，在对右下像素进行子抽样时的参照位置以及在对左上像素进行子抽样时的参照位置是关于点对称的。
例如，在上述各实施例中，对关注块中的像素Bn(0，1)而言参照像素Bn+1(0，0)，对Bn(1，0)而言参照Bn+W(0，0)，并且对Bn(1，1)而言参照Bn+W+1(0，0)。
然而，在第6实施例中，参照图18中所示的由圆圈所表示的像素。更具体地说，对像素Bn(1，0)而言参照像素Bn-1(1，1)，对Bn(0，1)而言参照Bn-W(1，1)，并且对Bn(0，0)而言参照Bn-W-1(1，1)。这使得能够依照与第1至第5实施例中相同的过程，来执行插值数据生成。
因此，第5实施例的步骤S1701用以下方式来表示。
将关注块中的抽样对象像素定义为X，将3个非抽样对象像素定义为Xa、Xb及Xc。将包含在相邻于关注块的块中并且位于像素Xa附近的抽样对象像素定义为X1。类似地，将包含在相邻于关注块的另一个块中并且位于像素Xb附近的抽样对象像素定义为X2。将包含在相邻于关注块的又一个块中并且位于像素Xc附近的抽样对象像素定义为X3。将预设的正阈值定义为Th1。在这种情况下，在步骤S1701中确定
|Xa-X1|≤Th1，并且
|Xb-X2|≤Th1，并且
|Xc-X3|≤Th1
是否满足。当该条件满足时，确定可以由相邻于关注块的3个块中的抽样对象像素，来恢复关注块中的3个非抽样对象像素。
运用与上面所述相同的定义，在图17B的步骤S1702中针对阈值Th2来确定
|Xa-(X+X1)/2|≤Th2，并且
|Xb-(X+X2)/2|≤Th2，并且
|Xc-(X+X3)/2|≤Th2
是否满足。
当对左上像素X进行子抽样并且参照关注块的右侧及下侧的像素时，同在第1至第5实施例中一样，在展开图像时不能参照尚未执行过解码处理的位置处的像素。只有缩小图像的像素能够被参照。因此，有必要预取与缩小图像的像素相对应的像素Bn+1(0，0)、Bn+W(0，0)及Bn+W+1(0，0)。然而，根据第6实施例，当对右下像素X′进行子抽样并且参照关注块Bn的上侧及左侧的像素时，因为图像已经在参照块中被展开，所以，能够也参照与缩小图像的像素相对应的像素Bn-1(1，1)、Bn-W(1，1)及Bn-W-1(1，1)(图18中用圆圈来表示的像素)以外的像素。例如，要生成第2附加信息，或者确定是否存在与包含两种颜色的块的第2种颜色相同的颜色的周围像素，参照像素不一定总是图18中用圆圈来表示的像素。理所当然地，只有用圆圈所表示的像素可以被参照。作为选择，可以将用星号来表示的像素用作参照像素。用圆圈来表示的像素和用星号来表示的像素都可以用作参照像素。
改变或扩展用于一致性/非一致性确定的参照范围，能够提高插值数据生成时的编码效率。
[第7实施例]
在第7实施例中，将描述一种码量控制方法，其通过使用在无损插值数据生成时获取的统计信息，来决定有损插值数据生成中的参数，从而有效地将插值数据量抑制到目标码量。
图19是例示根据第7实施例的处理过程的流程图。
步骤S1901中的无损插值数据生成与以上所述相同，其描述在本实施例中将不再重复。下面，将说明在生成无损插值数据时要获取的统计信息。
在无损插值数据生成中，当不能由缩小图像的像素或者围绕关注块的周围像素来再现插值对象像素时，将插值对象像素值作为编码数据输出(图15所示的非均一块处理的步骤S1513及S1511)。如果像素值被输出，则如上所述，数据量可能因像素值以外的标志信息而大于原始数据。由于这一原因，在有损插值数据生成中，假定减少或删除要输出像素值的块来加强数据量削减的效果。
为此，在生成无损插值数据时，对要经历像素值输出处理的块的数量进行计数。将计数的像素值输出处理的块的数量保持作为统计信息。
在无损插值数据生成及统计信息记录结束之后，在步骤S1902中将用于有损编码的参数Prm清零，处理进入到步骤S1903。
在步骤S1903(第1比较处理)中，将通过无损插值数据生成所生成的插值信息的数据量与预设目标数据量进行比较。如果比较结果指示插值数据量大于目标值，则处理进入到步骤S1904。如果比较结果指示插值数据量小于或等于目标值，则处理进入到步骤S1908，以输出无损插值数据。
在步骤S1904(第2比较处理)中，将在无损插值数据生成时获取的统计信息(即像素值输出的次数i(像素值输出的块数))与预设阈值Th3进行比较。阈值Th3被设置为任意值。在本实施例中，阈值Th3被设置为整个输入图像中各自具有2×2像素的块的数量的30％。对于例如600dpi的A4图像而言，图像大小约为4,960×7,016像素，各自包含2×2像素的块的总数为8,699,840。阈值Th3是块数的30％，即2,609,952。将次数i与阈值Th3进行比较。基于比较结果来决定用来设置色调削减的程度的参数(将在后面描述)。更具体地说，如果像素值输出的次数i大于阈值Th3(“是”)，则处理进入到步骤S1905，以通过添加Prm1来更新要用于有损插值数据生成的参数Prm。另一方面，如果像素值输出的次数i小于或等于阈值Th3(“否”)，则处理进入到步骤S1906，以通过添加Prm2来更新要用于有损插值数据生成的参数Prm。在这种情况下，Prm1＞Prm2。
当在步骤S1905或S1906中更新参数Prm之后，处理进入到步骤S1907，以生成有损插值数据。下面，将详细说明本实施例的有损插值数据生成方法。
图20是执行步骤S1907中的有损插值数据生成处理的结构的框图。块色调削减处理单元2001首先检查各个2×2像素块中的像素值。如果2×2像素包含至少1组具有相近颜色的像素，则对其进行综合。在整个图像中执行该处理。然后，插值数据生成器1101生成插值数据。插值数据生成器1101的处理内容与第3实施例中所述的相同，其说明将不再重复。块色调削减处理单元2001按照例如下面的方式来执行处理。
块色调削减处理单元2001检查关注块的2×2像素之间的色差，并计算
F1＝|X-Xa|
F2＝|X-Xb|
F3＝|X-Xc|
F4＝|Xa-Xb|
F5＝|Xa-Xc|
F6＝|Xb-Xc|
在下式成立时对2×2像素的颜色进行综合：
Prm＞max(F1，F2，F3，F4，F5，F6)...(3)
其中，max(A1，A2，...，An)是返回A1、A2、……An中的最大值的函数。
在本实施例中，颜色综合是将插值对象像素Xa、Xb及Xc校正(替换)为针对缩小图像生成所抽样的像素X的颜色。也就是说，将关注块转换为均一块。请注意，由于Prm1＞Prm2，所以当选择了Prm1时，进行颜色综合的可能性大，当选择了Prm2时，进行颜色综合的可能性小。
如果式(3)不成立，则关注块中的所有像素(4个像素)的颜色不彼此相近。因此，不执行综合处理。然而，如果块中的两个像素具有不完全相同但是相近的颜色，则可以将像素值替换为两种颜色的平均值。这是因为，关注块中包含的颜色数量可能减少但不可能增加。如果颜色数量从“4”减少到“3”，那么压缩比并不提高。然而，如果颜色数量减少到“1”，则关注块是均一块，并且压缩比有望提高。如果颜色数量是“2”，则块与图16中所示的图案之一相对应，并且压缩比有望提高。
下面，将描述另一种色调削减方法。
首先，在2×2像素中搜索具有最大色距的两个像素。将具有大色距的两个像素定义为各组的代表颜色。接下来，获得各代表颜色与不具有代表颜色的各像素之间的色距，并将像素放入具有较小色距的组中。对放入各组的像素进行综合，从而将2×2像素的颜色数量削减到两种。通过将像素值替换为它们之间的平均值，对各组中的像素进行综合。然而，在本实施例中，如果组包含缩小图像的像素X，则将该组中的所有像素值均替换为X。
针对整个图像中各自具有2×2像素的块，来执行上述色调削减处理。当针对整个图像的块完成了色调削减处理时，将经历了色调削减处理的图像数据输出到插值数据生成器并重新编码。
除了输入图像数据是原始图像或者经历了色调削减处理的图像以外，插值数据生成器1101的处理内容与第3实施例中所描述的无损插值数据生成的处理内容相同。
当在利用上述方法的色调削减处理之后执行插值数据生成时，块中的颜色数量减少。由于能够执行非均一块的2色或3色处理，因此，输出3个像素的像素值的可能性降低，并且能够抑制插值数据量。此外，基于在无损插值数据生成中获取的像素值输出次数i来调整色调削减处理中的参数，使得能够在尽可能高地保持图像质量的同时削减插值数据量。更具体地说，如果在无损插值数据生成中像素值输出的次数i是大的值，则将参数设置为大的值，以促进颜色综合并提升插值数据量抑制的效果。另一方面，如果像素值输出的次数i是小的值，则不将参数设置得如此大，以便使颜色的变化最小化。这样使得可以在保持高图像质量的同时抑制数据量。
请注意，在本实施例中，仅计数和使用了像素值输出的次数。然而，即使像素值输出的次数不改变，可是因为在块包含两种颜色时输出1个像素的像素值，并在块包含3种或4种颜色时输出3个像素的像素值，所以插值数据量也改变。因此，在2色处理的像素值输出(输出1个像素值)中和4色处理的像素值输出(输出3个像素值)中可以单独计数信息，并且，可以基于信息来改变参数设置方法。
在有损插值数据生成(步骤S1907)之后，处理返回到步骤S1903，以将有损插值数据量与预定目标量进行比较。如果有损插值数据量小于目标值(“否”)，则处理进入到步骤S1908，以输出插值数据并结束处理。另一方面，如果插值数据量大于目标值(“是”)，则重新设置参数，并执行有损编码。逐步增大重新设置的参数的值。在最坏的情况下，图像中的所有块均具有相同颜色。然而，重复的次数是受限的，并且如果重复的次数超过了任意值，则将大于最大像素值的值设置为参数。这样使得能够结束处理。
在上述实施例的有损插值数据生成中，为了描述简便，在针对整个图像完成了块色调削减处理之后，依照与无损插值数据生成中相同的过程，来生成插值数据。然而，有损插值数据生成方法并不局限于此。可以在关注块中的色调削减之后生成关注块的插值数据。在此时，提取块中的右下像素作为缩小图像的像素，使得即使在参照周围像素时，也能够参照色调削减处理之后的像素值。这样使得可以进行各个块的处理。
[第8实施例]
在上述第7实施例中，如果在无损插值数据生成中插值数据量超过了目标值，则基于在生成无损插值数据时获取的信息，来决定要在有损插值数据生成中用于重新编码的参数。在第8实施例中，将说明这样一种码量控制方法，其基于在无损插值数据生成时获取的信息来改变数据削减方法本身。
图21是例示根据第8实施例的处理过程的流程图。与图19中相同的处理内容将不再重复描述。
在第8实施例中，同第7实施例中一样，基于无损插值数据的量来确定是否执行重新编码(步骤S1903)。在确定执行重新编码时，在步骤S1904中执行与第7实施例中相同的确定。然而，在第8实施例中，切换有损处理方法，而不是改变有损插值数据生成时的参数设定值。更具体地说，如果像素值输出的次数i大于阈值Th3(“是”)，则处理进入到步骤S2101。如果像素值输出的次数i小于或等于阈值Th3(“否”)，则处理进入到步骤S1907，以生成有损插值数据。当生成了有损插值数据时，处理返回到步骤S1903，以确定有损插值数据量是否小于或等于目标值。如果有损插值数据量大于目标值，则处理进入到步骤S1904。然而，在本实施例中，当第2次在步骤S1904中执行确定时，将“0”设置为阈值Th3，以便总是令处理进入到步骤S2101。
在步骤S2101中，对整个输入图像数据进行分辨率转换。作为分辨率转换方法，将2×2像素的值替换为关注块中的2×2像素的平均值。计算2×2像素的平均值，以使图像质量的劣化尽可能地不被察觉。然而，该方法并不局限于此。分辨率转换后的数据量是输入图像数据的1/4。当已执行了分辨率转换时，处理进入到步骤S1908，以输出分辨率转换后的数据。
上述处理使得可以在插值数据量大于或等于预定值时，通过有损插值数据生成或分辨率转换处理来削减数据量。基于在无损插值数据生成时获取的信息，来决定是生成有损插值数据，还是执行分辨率转换处理。如果像素值输出的次数非常多，则可以执行直接分辨率转换。由于重复的次数减少，因此，处理时间缩短。此外，像素值输出次数非常多的图像极有可能是像像素值变化非常多的高分辨率自然图像之类的图像。即使在分辨率转换后的较低分辨率下，图像质量的劣化也几乎不被察觉。这样使得能够在保持图像质量的同时抑制数据量。
其他实施例
还可以利用读出并执行被记录在存储设备上的程序来执行上述实施例的功能的系统或装置的计算机(或诸如CPU或MPU等的设备)，来实现本发明的各方面；并且可以利用由通过例如读出并执行记录在存储设备上的程序来执行上述实施例的功能的系统或装置的计算机来执行各步骤的方法，来实现本发明的各方面。为此，例如经由网络或从充当存储设备的各种类型的记录介质(例如计算机可读介质)将程序提供给计算机。
虽然参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于所公开的示例性实施例。应当对所附权利要求的范围给予最宽泛的解释，以使其涵盖所有的这类变型例及等同结构和功能。

Claims (18)

1.一种图像编码装置，其用于对图像数据进行编码，该图像编码装置包括：
输入单元，其输入来自编码对象的原始图像数据的2×2像素的块；
缩小图像生成器，其通过在所输入的块中的预设位置处抽样1个像素数据，生成并输出具有小于所述原始图像数据的大小的缩小图像数据；以及
编码器，其生成用来恢复各块中的3个非抽样对象像素数据的编码数据，以便根据由所述缩小图像生成器生成的所述缩小图像数据来恢复所述原始图像数据，
其中，所述编码器包括：
确定单元，其在令X为关注块中的抽样对象像素且令Xa、Xb及Xc为所述关注块中的非抽样对象像素的情况下，确定条件(a)：所述像素Xa、Xb及Xc是否全部都能够由所述关注块中的所述像素X来恢复，以及条件(b)：所述像素Xa、Xb及Xc是否全部都能够由相邻于所述关注块的3个块中的抽样对像像素来恢复，
附加信息生成器，在所述确定单元已确定所述关注块满足所述条件(a)时，所述附加信息生成器生成第1附加信息作为所述关注块的编码数据，在所述确定单元已确定所述关注块不满足所述条件(a)但满足所述条件(b)时，所述附加信息生成器生成与所述第1附加信息不同的第2附加信息作为所述关注块的所述编码数据，而在所述确定单元已确定所述关注块既不满足所述条件(a)又不满足所述条件(b)时，所述附加信息生成器生成与所述第1附加信息及所述第2附加信息不同的第3附加信息作为所述关注块的所述编码数据。
2.根据权利要求1所述的图像编码装置，其中，所述第1附加信息由一位构成，所述第2附加信息由第1位具有与所述第1附加信息不同的值的两位构成，并且所述第3附加信息由第1位与所述第2附加信息的第1位相同而第2位与所述第2附加信息的第2位不同的两位以及与所述像素Xa、Xb及Xc相对应的3个像素数据构成。
3.根据权利要求1所述的图像编码装置，该图像编码装置还包括：
编码数据输入单元，其输入由所述附加信息生成器生成的水平方向上的M个块×垂直方向上的N个块的编码数据，其中，M和N都是不小于2的整数；以及
区块综合单元，其将由所述编码数据输入单元所输入的M×N个块的所述编码数据综合为包含所述M×N个块的1个区块的编码数据，
该区块综合单元包括：
第1综合单元，其在所述M×N个块的所有编码数据包含所述第1附加信息、所述第2附加信息及所述第3附加信息中的仅1种类型的编码数据时，输出表示综合为区块的标志信息并在所述标志信息后面输出所述编码数据；以及
块行综合单元，其在所述M×N个块的所有编码数据包含至少两种类型的编码数据时，输出表示不综合为区块的标志信息，并对由关注区块中水平排列的M个块的编码数据构成的各块行的编码数据进行综合，并且
所述块行综合单元包括：
第2综合单元，其在关注块行的M个编码数据包含所述第1附加信息、所述第2附加信息及所述第3附加信息中的仅1种类型的编码数据时，输出表示综合为块行的标志信息并在所述标志信息后面输出所述编码数据；以及
在所述关注块行的所述M个编码数据包含至少两种类型的编码数据时、输出表示不综合为块行的标志信息并输出包含在所述关注块行中的所述M个块的所述编码数据的单元。
4.根据权利要求1所述的图像编码装置，其中，所述编码器
在X＝Xa＝Xb＝Xc成立时，确定所述条件(a)满足，并且
在令X1为包含在相邻块中并位于所述像素Xa相邻处以便被参照来恢复所述像素Xa的抽样对象像素、令X2为包含在另一相邻块中并位于所述像素Xb相邻处以便被参照来恢复所述像素Xb的抽样对象像素、令X3为包含在又一相邻块中并位于所述像素Xc相邻处以便被参照来恢复所述像素Xc的抽样对象像素的情况下，
Xa＝X1并且
Xb＝X2并且
Xc＝X3
成立时，确定所述条件(b)满足。
5.根据权利要求1所述的图像编码装置，该图像编码装置还包括：
第1比较单元，其将由所述附加信息生成器获得的所述编码数据的数据量与预设目标码量进行比较；以及
色调削减单元，其在所述第1比较单元的比较结果指示所述编码数据的所述数据量超过所述目标码量的情况下，通过调整各块中的像素的值来削减由所述输入单元输入的所述原始图像数据的各块所表现的颜色数量，
其中，所述编码器对经历了所述色调削减单元的色调削减的块执行重新编码。
6.根据权利要求5所述的图像编码装置，该图像编码装置还包括：
第2比较单元，其将由所述附加信息生成器生成的第3附加信息的数量与由所述原始图像数据中所包含的块的总数决定的阈值进行比较；以及
设置单元，其基于所述第2比较单元的比较结果来设置用来设置所述色调削减单元的色调削减程度的参数。
7.根据权利要求1所述的图像编码装置，该图像编码装置还包括：
第1比较单元，其将由所述附加信息生成器获得的所述编码数据的数据量与预设目标码量进行比较；
第2比较单元，其在所述第1比较单元的比较结果指示所述编码数据的数据量超过所述目标码量的情况下，将由所述附加信息生成器生成的第3附加信息的数量与由所述原始图像数据中所包含的块的总数决定的阈值进行比较；
分辨率转换器，其在所述第2比较单元的比较结果指示所述第3附加信息的数量超过所述阈值的情况下，将所述原始图像数据转换为分辨率低于所述原始图像数据的分辨率的图像数据，并输出分辨率低于所述原始图像数据的分辨率的所述图像数据作为编码数据；以及
色调削减单元，其在所述第2比较单元的比较结果指示所述第3附加信息的数量不大于所述阈值的情况下，通过调整各块中的像素的值来削减由所述输入单元输入的所述原始图像数据的各块所表现的颜色数量，并且将经历了色调削减的块输出到所述编码器以便执行重新编码。
8.一种图像编码装置，其用于对图像数据进行编码，该图像编码装置包括：
缩小图像生成器，其通过在编码对象的原始图像数据的2×2像素的块中的预设位置处抽样1个像素数据，生成并输出具有小于所述原始图像数据的大小的缩小图像数据；
输入单元，其输入包含所述原始图像数据中的水平方向上的2M个像素×垂直方向上的2N个像素的像素数据的区块，其中，M和N都是不小于2的整数；以及
区块编码器，其针对各区块生成编码数据，以恢复所输入的区块中的M×N个块的各个中除用于生成所述缩小图像数据的抽样对象像素以外的3个非抽样对象像素数据，
其中，将3个非抽样对象像素全部都能够由抽样对象像素恢复的块定义为均一块，并且将3个非抽样对象像素中的至少1个不能由抽样对象像素恢复的块定义为非均一块，
所述区块编码器包括：
第1确定单元，确定关注区块中的所有块是均为均一块还是包含至少1个非均一块，并输出表示确定结果的标志信息；以及
块行编码器，其在所述第1确定单元已确定所述关注区块中的至少1个块是非均一块时，对包含所述关注区块中水平排列的M个块的各块行进行编码。
9.根据权利要求8所述的图像编码装置，其中，所述块行编码器包括：
生成器，其在1个区块的编码开始时，生成表示所有块均是非均一块的参照非均一块行信息作为初始值；
第2确定单元，其确定所述关注块行中的所有块是均为均一块还是包含至少1个非均一块，并输出表示确定结果的标志信息；
第3确定单元，其在所述第2确定单元已确定所述关注块行包含至少1个非均一块的情况下，确定所述关注块行中包含的块的均一块及非均一块类型是否与所述参照非均一块行信息相同，并输出表示确定结果的标志信息；
在所述第3确定单元已确定所述关注块行中包含的块的均一块及非均一块类型与所述参照非均一块行信息不同的情况下、输出表示所述关注块行中包含的块的类型的信息并将所述参照非均一块行信息更新为表示所述关注块行中包含的块的类型的信息的单元；以及
非均一块编码器，其基于从所述第2确定单元及所述第3确定单元所输出的信息来指定所述关注区块中的非均一块，并对所指定的非均一块中的3个非抽样对象像素进行编码。
10.根据权利要求9所述的图像编码装置，其中，所述非均一块编码器包括：
第4确定单元，其确定是否能够由相邻于被确定为非均一块的关注块的3个块中的抽样对象像素，来恢复所述关注块中的3个非抽样对象像素，并输出表示确定结果的标志信息；
第5确定单元，其在所述第4确定单元已确定所述关注块中的所述3个非抽样对象像素中的至少1个不能由相邻于所述关注块的块中的相应抽样对象像素来恢复时，确定由所述关注块的4个像素所表现的颜色数量是两种还是多于两种，并输出表示确定结果的标志信息；
第1输出单元，其在所述第5确定单元已确定由所述关注块的4个像素所表现的颜色数量多于两种时，输出所述关注块中的所述3个非抽样对象像素数据；
第2输出单元，其在所述第5确定单元已确定由所述关注块的4个像素所表现的颜色数量为两种时，输出表示多个预设2色图案中的哪一个与所述关注块相对应的信息；
第6确定单元，其在所述第2输出单元输出所述信息之后，确定所述关注块中的所述非抽样对象像素中的、颜色与所述抽样对象像素的颜色不同的1个非抽样对象像素是否与相邻于所述关注块的所述3个块中的抽样对象像素之一相同；
第3输出单元，其在所述第6确定单元已确定相同像素存在时，输出表示被确定为相同的像素的位置的信息；以及
第4输出单元，其在所述第6确定单元已确定无相同像素存在时，输出与从所述第3输出单元所输出的信息不同的信息，并输出所述关注块中的所述非抽样对象像素中的、颜色与所述抽样对象像素的颜色不同的1个非抽样对象像素的像素数据。
11.根据权利要求10所述的图像编码装置，
其中，令X为所述关注块中的所述抽样对象像素、令Xa、Xb及Xc为所述关注块中的所述3个非抽样对象像素、令X1为包含在相邻于所述关注块的块中并位于所述像素Xa相邻处的抽样对象像素、令X2为包含在相邻于所述关注块的另一个块中并位于所述像素Xb相邻处的抽样对象像素、令X3为包含在相邻于所述关注块的又一个块中并位于所述像素Xc相邻处的抽样对象像素、且Th1为预设阈值，
所述第4确定单元在
|Xa-X1|≤Th1并且
|Xb-X2|≤Th1并且
|Xc-X3|≤Th1
满足时，确定能够由相邻于所述关注块的所述3个块中的抽样对象像素，来恢复所述关注块中的所述3个非抽样对象像素。
12.根据权利要求10所述的图像编码装置，
其中，令X为所述关注块中的所述抽样对象像素、令Xa、Xb及Xc为所述关注块中的所述3个非抽样对象像素、令X1为包含在相邻于所述关注块的块中并位于所述像素Xa相邻处的抽样对象像素、令X2为包含在相邻于所述关注块的另一个块中并位于所述像素Xb相邻处的抽样对象像素、令X3为包含在相邻于所述关注块的又一个块中并位于所述像素Xc相邻处的抽样对象像素、且Th2为预设正阈值，
该图像编码装置还包括：
第7确定单元，确定条件(b)：
|Xa-(X+X1)/2|≤Th2并且
|Xb-(X+X2)/2|≤Th2并且
|Xc-(X+X3)/2|≤Th2
是否满足；以及
第5输出单元，在所述第5确定单元已确定由所述关注块的4个像素所表现的颜色数量多于两种时，输出表示所述第7确定单元的确定结果的标志信息，
其中，如果从所述第5输出单元所输出的标志信息表示所述条件(b)不满足，则所述第1输出单元输出所述关注块中的所述3个非抽样对象像素数据。
13.根据权利要求8所述的图像编码装置，其中，通过舍弃由所述区块编码器生成的编码数据的一部分来控制码量。
14.根据权利要求10所述的图像编码装置，该图像编码装置还包括：
第1比较单元，其将由所述区块编码器获得的所述编码数据的数据量与预设目标码量进行比较；以及
色调削减单元，其在所述第1比较单元的比较结果指示所述编码数据的数据量超过所述目标码量的情况下，通过调整各块中的像素的值来削减由所述输入单元输入的所述原始图像数据的各块所表现的颜色数量，
其中，所述区块编码器对经历了所述色调削减单元的色调削减的块执行重新编码。
15.根据权利要求14所述的图像编码装置，该图像编码装置还包括：
第2比较单元，其将由所述第1输出单元及所述第4输出单元执行的像素值输出的次数与由所述原始图像数据中所包含的块的总数决定的阈值进行比较；以及
设置单元，其基于所述第2比较单元的比较结果来设置用来设置所述色调削减单元的色调削减程度的参数。
16.根据权利要求10所述的图像编码装置，该图像编码装置还包括：
第1比较单元，其将由所述区块编码器获得的所述编码数据的数据量与预设目标码量进行比较；
第2比较单元，其在所述第1比较单元的比较结果指示所述编码数据的数据量超过所述目标码量的情况下，将由所述第1输出单元及所述第4输出单元所执行的像素值输出的次数与由所述原始图像数据中所包含的块的总数决定的阈值进行比较；
分辨率转换器，其在所述第2比较单元的比较结果指示所述次数超过所述阈值的情况下，将所述原始图像数据转换为分辨率低于所述原始图像数据的分辨率的图像数据，并输出所述分辨率低于所述原始图像数据的分辨率的图像数据作为编码数据；以及
色调削减单元，其在所述第2比较单元的比较结果指示所述次数不大于所述阈值的情况下，通过调整各块中的像素的值来削减由所述输入单元输入的所述原始图像数据的各块所表现的颜色数量，并且将经历了色调削减的块输出到所述区块编码器以便执行重新编码。
17.一种用于对图像数据进行编码的图像编码装置的控制方法，该控制方法包括以下步骤：
输入来自编码对象的原始图像数据的2×2像素的块；
通过在所输入的块中的预设位置处抽样1个像素数据，生成并输出具有小于所述原始图像数据的大小的缩小图像数据；以及
生成用来恢复各块中的3个非抽样对象像素数据的编码数据，以便由在所述生成并输出所述缩小图像数据的步骤中生成的所述缩小图像数据来恢复所述原始图像数据，
其中，所述生成所述编码数据的步骤包括以下步骤：
在令X为关注块中的抽样对象像素、且令Xa、Xb及Xc为所述关注块中的非抽样对象像素的情况下，确定条件(a)：所述像素Xa、Xb及Xc是否全部都能够由所述关注块中的所述像素X来恢复，以及条件(b)：所述像素Xa、Xb及Xc是否全部都能够由相邻于所述关注块的3个块中的抽样对像像素来恢复；以及
当在所述确定步骤中确定所述关注块满足所述条件(a)时，生成第1附加信息作为所述关注块的编码数据；当在所述确定步骤中确定所述关注块不满足所述条件(a)但是满足所述条件(b)时，生成与所述第1附加信息不同的第2附加信息作为所述关注块的所述编码数据；而当在所述确定步骤中确定所述关注块既不满足所述条件(a)又不满足所述条件(b)时，生成与所述第1附加信息及所述第2附加信息不同的第3附加信息作为所述关注块的所述编码数据。
18.一种用于对图像数据进行编码的图像编码装置的控制方法，该控制方法包括以下步骤：
通过抽样编码对象的原始图像数据的2×2像素的块中的预设位置的1个像素数据，生成并输出具有小于所述原始图像数据的大小的缩小图像数据；
输入包含所述原始图像数据中的水平方向上的2M个像素×垂直方向上的2N个像素的像素数据的区块，其中，M和N都是不小于2的整数；以及
针对各区块生成编码数据，以恢复所输入的区块中的M×N个块的各个中除用于生成所述缩小图像数据的抽样对象像素以外的3个非抽样对象像素数据，
其中，将3个非抽样对象像素都能够由抽样对象像素恢复的块定义为均一块，并将3个非抽样对象像素中的至少1个不能由抽样对象像素恢复的块定义为非均一块，
所述生成所述编码数据的步骤包括以下步骤：
确定关注区块中的所有块是均为均一块还是包含至少1个非均一块，并输出表示确定结果的标志信息；以及
当在所述确定步骤中确定所述关注区块中的至少1个块是非均一块时，对所述关注区块中水平排列的M个块的各块行进行编码。
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