JP2000184203A - 情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 情報処理装置において画像の圧縮効率を向上
させることと、画像の情報量を低減させること。 【解決手段】 画像内の画素データを特定の単位でブロ
ック化する。そのブロック内部に含まれるデータ列の主
走査と副走査方向各々の隣接差分を検出する。一方、少
なくとも２種類以上のブロックサイズを設ける。そして
検出された隣接差分の状態が一定の傾向を示す度合いに
応じて、設定されたブロックサイズから最適ブロックサ
イズを選択するブロックサイズを選択する。そして最適
ブロックサイズで画像情報をパラメータ等の特定情報に
置換して画像圧縮を行う。このような簡単な画像処理に
より画像の圧縮効率の向上と画像の情報量の低減が図ら
れる。その結果、画像圧縮の処理速度が向上し、リアル
タイムに画像処理が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】この発明は情報処理装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】昨今のマルチメデイア時代では多種多量
の情報をデジタル信号として高速に伝送又は転送する必
要がある。その中でも特に画像情報は情報量が多いた
め、アナログ信号とデジタル信号と間の変換において、
より高度な情報の圧縮・伸長処理の技術が要求されてい
る。ところで、画像情報のデータは自己相関性が強く、
隣接画素間の情報の内容の差が少ない傾向を持つことが
多い。このことを言い換えれば、隣接画素間の部分は情
報量が少ないということを意味している。よって隣接画
素間の部分は画像圧縮の最適な対象となる。

【０００３】従って、情報符号化方式の内、特に非可逆
符号化方式（非可逆圧縮）における画像圧縮の対象とし
て隣接画素間の部分はよく利用されている。例えば、自
然画像では特に隣接画素間の値が近く相関が高いため、
画面内（空間的）相関を利用した非可逆圧縮が行われて
いる。そして、この圧縮の際には、以上の性質を利用し
た符号化方法として係数領域に展開し、互いに相関を持
たなくなった係数を符号化する方法が従来より知られて
いる。この符号化のときに直交変換として離散コサイン
変換（ＤＣＴ）やウェーブレット変換等が主に用いられ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなＤ
ＣＴ演算等の変換により画像圧縮を行う際に比較的複雑
な演算を実行する必要がある。その結果、演算処理に多
少時間がかかり、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の
画像処理部などのリアルタイム性が要求される機能部で
は処理が間に合わず、ＤＣＴ等は、あまり利用されてい
ないのが実状である。そこで、本発明の第１の目的は画
像圧縮効率を向上させることができる情報処理装置を提
供することである。また、本発明の第２の目的は画像デ
ータの情報量を低減することができる情報処理装置を提
供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、画像内の画素データを特定サイズにブロック化する
ブロック化手段と、前記特定単位でブロック化された画
素データから各ブロック内の画像濃度変化を判定する判
定手段と、前記判定手段による判定結果から、ブロック
内の画像濃度が、一定のとき、又は一定方向に単調変化
するとき、当該ブロックを特定情報に置換して画像処理
をする画像処理手段と、この画像処理手段により特定情
報に置換されるブロックの割合に応じて、前記ブロック
化手段による特定サイズを変更するブロックサイズ変更
手段と、を備えることを特徴とする情報処理装置によ
り、上記第１の目的と第２の目的を達成する。

【０００６】請求項２に記載の発明では、前記ブロック
サイズ変更手段が、、前記画像処理手段により特定情報
に置換されるブロックの割合が二割を超える場合に大き
い方の特定サイズに変更することを特徴とする請求項１
記載の情報処理装置により、上記第１の目的と第２の目
的を達成する。

【０００７】

【発明の実施の形態】（１）実施形態の概要 画像内の画素データを特定単位でブロック化し、そのブ
ロック内に含まれるデータ列の主走査方向と副走査方向
の各々の隣接差分を検出する。その検出結果に基づき画
像の濃度変化の傾向から、検出後のブロックを均一ブロ
ックと、傾斜ブロックと、通常ブロックに分ける。そし
て、所定のブロックサイズでデータ列を１行又は２行を
検出して、均一ブロック及び傾斜ブロックの少なくとも
一方の比率が全体の二割を超える場合は、そのデータ列
の画像処理対象として予め準備してある大小のブロック
サイズの大きい方のサイズの画素ブロックを選ぶ。そし
てその画素ブロック内の画像データをパラメータを含む
特定情報に置換してから画像の処理をする。

【０００８】（２）実施形態の詳細 以下、本発明の好適な実施の形態を図１から図８を用い
て説明する。図１は複写機等の画像処理部を例にした本
発明の情報処理装置１０の基本構成を示すブロック図で
ある。まず、図示しないイメージセンサ等からの入力信
号は入力Ｉ／Ｆ３を経由して一度ワークメモリである、
ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等のＮＶＲＡＭ（不揮
発性ＲＡＭ）７、又はＤＲＡＭ６（以下「ＤＲＡＭ６
等」とする。）に蓄積される。ＣＰＵ１はこの入力信号
がある程度（数十行レベル）蓄積するとハードウエア又
はソフトウエアで色変換や圧縮処理（符号化）等の情報
処理を行い、ＤＲＡＭ６等に戻しておく。

【０００９】このように画像が圧縮された入力信号が１
頁分以上、ＤＲＡＭ６等に蓄積されると、ＣＰＵ１はＤ
ＲＡＭ６等にある情報を伸長・スムージング部８におい
てハードウエア又はソフトウエアにより伸張（復号化）
かつスムージングの処理を行う。その後、伸長・スムー
ジングされた情報はＤＭＡモードで出力Ｉ／Ｆ９を経由
して図示しないプリンタ等の記録部に送出される。尚、
以上の処理は通常は予めＲＯＭ５に書き込まれたプログ
ラムに従ってＣＰＵ１からの指令によりバス制御２を介
して実行される。また、必要に応じてさらなる処理や機
能を追加するためにＩＣカード４を付加してもよい。

【００１０】次に、情報処理装置１０による情報処理過
程を図２から図８を用いて説明する。まず、図２の処理
に入る前にイメージセンサで得られた画像内の８×８画
素を画像濃度をチェックするための単位ブロックとし、
この単位ブロック内で画素データを主走査方向と副走査
方向にスキャンしてデータ列（図３の２０参照）を作成
する。その後、図２のフローによる処理に入り、このデ
ータ列中の画像濃度をチェックする（ステップ１）。こ
の際、画像濃度の範囲を０からＦＢに割り当てる。この
範囲でデータ列内の画像濃度の最大値と最小値の差が一
定値以内ならば（ステップ２；Ｙ）単位ブロック内の画
像濃度がほぼ均一（実質的に変化しない）と判断する。
そして、このブロックを「均一ブロック」とみなす（ス
テップ７）。

【００１１】一方、データ列内の最大値と最小値の差が
一定値よりも大きいならば（ステップ２；Ｎ）、画像濃
度の範囲を０からＦＢに割り当て、主走査方向において
データ列内の画像濃度の値の２回差分（数学的には２次
微分）をとる（ステップ３）。その結果、差分値の最大
値と最小値の差が一定値以下ならば（ステップ４；
Ｙ）、さらに副走査方向においてデータ列内の値の２回
差分（数学的には２次微分）をとる（ステップ５）。そ
の結果、差分値の最大値と最小値の差が一定値以下なら
ば（ステップ６；Ｙ）単位ブロック内の画像濃度が単純
傾斜となっていると判断する。そして、このブロックを
「傾斜ブロック」とみなす（ステップ８）。尚、上述の
説明においてステップ２とステップ６においてデータ列
内の最大値と最小値の差がそれぞれ一定値以上ならば、
均一ブロックや傾斜ブロックとみなすことはせず、その
ままのデータとしてＤＲＡＭ６等へ一時蓄積する等の処
理を行う（ステップ２；Ｎ、ステップ６；Ｎ）。この処
理を行うブロックを「通常ブロック」とする。

【００１２】図３は、図２による処理対象である単位ブ
ロック（８×８画素）で区分けされたデータ列２０と、
図２による処理の結果得られる均一ブロック２１と傾斜
ブロック２２の模式図である。図２による処理の結果、
図３のデータ列２０において、例えば（ｎ−１）番目の
ブロック２１が均一ブロックであり、（ｎ＋１）番目の
ブロック２３が傾斜ブロックとみなされる。この時、均
一ブロックとみなされた８×８画素は、参照数字２２に
示されるように、均一ブロックであることを示す情報
と、一定の均一濃度を示す１点のパラメータの情報のみ
に置換できる。この場合は例えばＦＣを均一ブロックで
あることを示す記号として使用し、これに続く１バイト
をブロック内の平均画像濃度を示すために使用する。

【００１３】また、傾斜ブロックとみなされた８×８画
素は、参照数字２４に示されるように傾斜ブロックであ
ることを示す情報と、ブロック内の濃度分布の傾斜がど
のようになっているかを示す４点のパラメータ（単調な
濃度変化のみの場合）の情報のみに置換できる。この場
合は例えばＦＤを均一ブロックであることを示す記号と
して使用し、これに続く４バイトをブロック内の端部４
点の画像濃度を示すために使用する。以上の画像圧縮時
の処理により、均一ブロックと傾斜ブロックの画像情報
はパラメータ型の情報に変換されることによって、大幅
に情報量を減らすことができる。一方、例えばｎ番目の
ブロックが通常ブロックであれば、このブロックは均一
ブロックや傾斜ブロックのように情報を上記のように省
略できない。よって、通常ブロックの画像情報はスキャ
ンデータそのままのデータとしてＤＲＡＭ６等に一時蓄
積される。画像伸長時の処理については、上記図２に基
づいて説明した処理の逆となる。すなわち、上記の実施
態様によれば、データの値が０からＦＢの時はそのまま
の値を挿入し、ＦＣの時は続く値を６４個挿入する。ま
た、データの値がＦＤの時は一度ワークメモリであるＤ
ＲＡＭ４に８×８のマトリックスを作成し、続く４個の
値を端部に置く。中間は一時補間で埋める作業を行った
後、この結果をデータ列の中に挿入することで、伸長ス
ムージング部８において復元を行う。

【００１４】図４は、図２の処理の結果、得られるブロ
ック種類とそのデータの内容をまとめたものである。図
４に示されるように、ブロック種類は、細かく濃度変化
する通常ブロックと、ゆるやかな濃度変化のみの傾斜ブ
ロックと、地肌やべた濃度のみの均一ブロックに大別さ
れる。それぞれのブロック種類に対応するデータ内容は
上述したのでここでは省略する。図５は、図２の処理の
結果、得られるブロック種類（横軸）とそれぞれのブロ
ックが有するデータ量（縦軸）との関係を定性的に示し
たグラフである。図５から判るように、通常ブロックは
データ内容がスキャンデータそのままであるためデータ
量が多い。一方、均一ブロックはデータ量が少ない。そ
して、傾斜ブロックのデータ量は通常ブロックと均一ブ
ロックの中間のデータ量をもつ。

【００１５】図６は、省略ブロック率（横軸）とデータ
量（縦軸）との関係を定性的に示したグラフである。こ
こで「省略ブロック」とは、画像情報をパラメータで置
換可能なブロックをいう。具体的には前記均一ブロック
又は傾斜ブロックである。よって「省略ブロック率」と
は、スキャンした画像（画素）の中で省略ブロックの占
める比率となる（以下、同様）。まず図２の処理でスキ
ャンした画像の単位ブロックである８×８画素の場合
（実線）に着目して考えると、図６から、省略ブロック
率が高まる程データ量が少なくなり、逆に省略ブロック
率が低くなる程データ量が多くなることが判る。一般に
は通常の画像部ではブロック化するのに８×８画素程度
のサイズが最適とされ、この８×８画素がブロック化時
の標準サイズとされている。即ち、通常の画像では、こ
の８×８画素のブロックサイズより大きくても小さくて
も圧縮効率は低下するとされている。

【００１６】しかし、スキャンする画像中で省略ブロッ
ク率が高ければ、あらかじめ最適ブロックサイズをより
拡大した方が圧縮効率が高まる。省略ブロックは上述し
たように図３の均一ブロック２２や傾斜ブロック２４で
表されるように画像情報を情報量の極少ないパラメータ
型の情報に置換できるできるからである。このことを図
６を用いて定性的に説明する。点線の曲線が最適ブロッ
クサイズを拡大した１６×１６画素の場合である。図６
により、省略ブロック率が低い場合は８×８画素の標準
サイズの方がデータ量が少ないが、省略ブロック率が高
い場合は８×８画素の標準サイズより１６×１６画素の
拡大サイズの方がデータ量が少なくなることがわかる。
よって省略ブロック率が高い場合は１６×１６画素の方
を選択した方が圧縮効率が高まることがわかる。すなわ
ち、画像濃度の変動が単純な程ブロックサイズを拡大す
ることにより、情報量を低減できる。例えば、標準ブロ
ックサイズの８×８のマトリックスに対して、拡大ブロ
ックサイズの１６×１６のマトリクスでは同じ情報量で
４倍の面積の画像が表現できることになる。

【００１７】したがって、図６から、パラメータに置換
される地肌部等の均一画像又は傾斜画像ではブロックサ
イズを大きく拡大し、その後パラメータ等の特定情報に
置換することにより全体の圧縮効率を向上できることが
判る。なお、最適なブロックサイズを選択する省略ブロ
ック率の分岐点がどこかは画像の内容によって異なり、
一意的には判断できないが、例えば省略ブロック率が二
割以上であればブロックサイズを大きい方へ切り替えて
選択する。

【００１８】図７と図８は、図２の処理を含む上述した
処理の実施態様である。即ち、取り込んだ画像データを
所定のサイズでブロック化し、１行又は２行蓄積される
まで図２の処理を行い、その後に省略ブロック率に応じ
て最適ブロックサイズを選択する処理をする実施態様で
ある。まず、図７を説明する。入力信号としてスキャナ
等のイメージセンサで読み取られた画像情報を入力Ｉ／
Ｆ３を介して情報処理装置１０に取り込む（ステップ１
０）。次に、この画像情報を所定の標準サイズ（例えば
８×８画素からなるブロックサイズ）でブロック化し
（ステップ１１）そのブロック内のブロック種やデータ
量や演算するために２行の処理をする（ステップ１
２）。（このステップ１２までは図２の処理に基づき処
理が実行される。） ２行の演算処理が終了したら（ステップ１２；Ｙ）省略
ブロック率を集計する（ステップ１３）。この省略ブロ
ック率が二割を超えた場合は（ステップ１４；Ｙ）ブロ
ックサイズを、例えば、８×８画素の標準サイズから１
６×１６画素の拡大サイズへ変更する（ステップ１
５）。この場合はパラメータで表すことができる均一ブ
ロック若しくは傾斜ブロックが比較的多いと判断され、
ブロックサイズを大きくした方が圧縮効率の向上と情報
量の低減が図られるのでこの処理を行う。

【００１９】次に、図８を説明する。入力信号としてス
キャナ等のイメージセンサで読み取られた画像情報を入
力Ｉ／Ｆ３を介して情報処理装置１０に取り込む（ステ
ップ２１）。次に、この画像情報を、所定の拡大サイズ
（例えば１６×１６のブロックサイズ）でブロック化し
（ステップ２２）そのブロック内のデータ量を演算する
ために１行演算処理をする（ステップ２３）。（ステッ
プ２３までは同様に図２の処理に基づき処理される。）
１行の演算処理が終了したら（ステップ２３；Ｙ）、省
略ブロック率を集計する（ステップ２４）。この省略ブ
ロック率が二割以下の場合は（ステップ２５；Ｙ）ブロ
ックサイズを、例えば、１６×１６のサイズから標準の
８×８画素の標準サイズへ変更する（ステップ２６）。
この場合はパラメータで表すことができる均一ブロック
若しくは傾斜ブロックが少ないと判断され、通常通り標
準サイズの８×８画素が圧縮効率にとって最適ブロック
サイズとされる。

【００２０】なお、以上の実施態様では、ブロックサイ
ズを行単位で変更しているが、通常の処理においては、
大きいブロック１個に対し小さいブロック２個又は４個
の単位で組み合わせる等により、大小のブロックを一行
の中に混在させて最適なブロックの組み合わせを決定し
てから画像処理をすることも可能である。また省略ブロ
ック率の分岐点である上記二割も適宜、他の割合へ変更
することも可能である。

【００２１】以上説明した本発明の実施態様によれば、
以下の効果を奏することができる。画素ブロックの画像
濃度の変動状態に応じてブロック化するときのブロック
サイズを適宜変更することにより、変動状態に応じた圧
縮パラメータの最適化が図れ圧縮効率を向上することが
できる。また、画像濃度の変動が単純な程、ブロックサ
イズを大きくすることで情報量を低減することができ
る。

【００２２】また、上記パラメータに置換された画像ブ
ロック部はその置換方法が単純なので演算処理が容易で
あり符号化（圧縮）のみならず復号化（伸長）も高速に
処理される。以上により、画像状態に応じた圧縮パラメ
ータの最適化により圧縮効率が向上し、ブロックサイズ
の適正化により情報量が低減するので、簡単な画像処理
のみでリアルタイム処理に対応した高速な情報処理が可
能となる。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の情報処理装
置によれば、以下の効果を奏することができる。請求項
１に記載の発明によれば、画像圧縮効率を向上させるこ
とができる。請求項２と請求項３に記載の発明によれ
ば、画像データの情報量を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成を示すブロック図である。

【図２】単位ブロックの画像濃度によりブロックの種類
を判別する実施態様を説明するための図である。

【図３】画像濃度が均一な場合と単純な傾斜の場合を模
式的に示した図である。

【図４】ブロックの種類とそのデータ内容との関係を示
した表である。

【図５】ブロックの種類とそれぞれのブロックが有する
データ量との関係を示したグラフである。

【図６】選択ブロック内のデータ量と省略ブロック率と
の関係を示したグラフである。

【図７】最適ブロックサイズを選択する実施態様を説明
するための図である。

【図８】最適ブロックサイズを選択する実施態様を説明
するための図である。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２ バス制御 ３ 入力Ｉ／Ｆ ４ ＩＣカード ５ ＲＯＭ ６ ＤＲＡＭ ７ ＮＶＲＡＭ ８ 伸長・スムージング部 ９ 出力Ｉ／Ｆ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像内の画素データを特定サイズにブロ
   ック化するブロック化手段と、 前記特定単位でブロック化された画素データから各ブロ
   ック内の画像濃度変化を判定する判定手段と、 前記判定手段による判定結果から、ブロック内の画像濃
   度が、一定のとき、又は一定方向に単調変化するとき、
   当該ブロックを特定情報に置換して画像処理をする画像
   処理手段と、 この画像処理手段により特定情報に置換されるブロック
   の割合に応じて、前記ブロック化手段による特定サイズ
   を変更するブロックサイズ変更手段と、を備えることを
   特徴とする情報処理装置。
2. 【請求項２】 前記ブロックサイズ変更手段は、前記画
   像処理手段により特定情報に置換されるブロックの割合
   が二割を超える場合に大きい方の特定サイズに変更する
   ことを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。 【０００１】