JP2000307876A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JP2000307876A
JP2000307876A JP11118639A JP11863999A JP2000307876A JP 2000307876 A JP2000307876 A JP 2000307876A JP 11118639 A JP11118639 A JP 11118639A JP 11863999 A JP11863999 A JP 11863999A JP 2000307876 A JP2000307876 A JP 2000307876A
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JP11118639A
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Atsuka Matsuura
熱河 松浦
Takahiro Yagishita
高弘 柳下
Yukiko Yamazaki
由希子 山崎
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像の特性により圧縮手段を切り替えること
で、画像の種類に適合した圧縮を行なうことができる画
像処理装置を提供すること。 【解決手段】 スキャナから読み込まれた8ビットのス
キャン画像は固定長圧縮部で固定長圧縮され、ページメ
モリに格納される。固定長圧縮とは、例えばGBTC圧
縮などがある。固定長圧縮は非可逆圧縮である。本例で
は、固定長圧縮法で画像サイズを4分の1にする圧縮を
行なう。ファクシミリから送られた1ビットデータは無
圧縮でページメモリに格納され、PCから送られた画像
データは、可変長圧縮部で圧縮される。即ち、画像の深
さが1ビットならば無圧縮のまま、8ビットならば可変
長圧縮を施されページメモリに格納される。本例では、
圧縮後の符号量に応じ可逆圧縮から非可逆圧縮まで情報
量を制御できる圧縮を行ない、ページメモリに入りきる
ように可変長圧縮を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル複写
機、プリンタおよびFAX等を1つの機構で実現した複
合機や、スキャナ、プリンタおよびパーソナルコンピュ
ータ等の組み合わせによる画像処理装置などの複数の入
力手段から入力された性質の異なる画像を処理する画像
処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、複写機能、プリンタ機能およびフ
ァクシミリ機能を単体の装置で実現するディジタル複合
機が普及してきている。また、スキャナとプリンタおよ
びパーソナルコンピュータ(以下「PC」)の接続によ
り安価に複写機・プリンタ複合機と同様の機能を実現で
きる画像処理システム等も提案されている。これらディ
ジタル複合機あるいは画像処理システムは、省スペース
・省電力等の点で利点が多く、消費者の強い支持を受け
つつあり、今後ますます需要が増大すると予想される。
【0003】ここで、これらのディジタル複合機あるい
は画像処理システムは、スキャナから読み込まれたスキ
ャン画像や、PCで作られたグラフや文字といった人工
画像(postscript等の言語で記述されたデータを含
む)、あるいはファクシミリ等からの2値データといっ
た複数の出所を持つ画像を扱う点で共通する。一方、近
年の高画質化のニーズに応えるべく、プリンタや複写機
の高解像度化が一層進んでいる。このため、メモリコス
ト削減のために複合機等においても画像の圧縮を行なう
ことが低コスト化のための必須の課題となってきてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、スキャナから
取り込まれた画像や、PCで作成された画像、あるいは
ファクシミリから取り込まれた2値画像はそれぞれに異
なる性質を持つ画像データであり、これらを同じ方法で
圧縮することは好ましくない事態を引き起こすことがあ
る。例えばスキャン画像はスキャン揺らぎを含む画像で
あり、これを完全に再現するべく可逆圧縮を行なうこと
はメモリの無駄である。この反面、プリンタから送られ
る画像はpostscript等の記述言語で記述されたようなデ
ータはもちろんのこと、ビットマップデータに関しても
グラフ等のデータが多く、可逆圧縮を行なうことが望ま
しい。また、原稿自体を比較した場合、スキャンされる
画像は一般に情報量が多く、例えば網点画像などは非常
に圧縮しづらい画像である。この反面、プリンタで扱う
画像は記述言語によるデータや揺らぎがなく情報量の少
ない文字画像、写真画像については連続階調画像が多
く、全体として情報量が少ない。さらに、FAXから2
値画像が読み込まれ、スキャナから8ビット画像が読み
込まれる等、ビットの深さの異なる画像を扱う場合など
には、圧縮方式そのものをそれぞれに適切な方式に切り
替える必要がある。このように、複合機等で扱う画像デ
ータは互いに性質が異なる場合が多く、これを考慮せず
に一律な圧縮を行なうことはメモリの無駄や処理時間の
無用な浪費といった事態を引き起こす。
【0005】ところで、特開平5−075768号公報
では、処理スピードの適正化を目的に、高速処理を要す
る出力先である場合には高速な圧縮法を、そうでない場
合には通常の圧縮法を選択する技術が開示されている。
また、特開平1−112377号公報では、局所的に画
像種を判定し圧縮手段を適応的に切り替える多くの方式
が開示されている。前者は、効率的な圧縮を目的とする
ものでなく、また画像の特性(入力手段の別等)により
圧縮法を切り替えるものでもない。また、後者は、画像
の特性により圧縮方式を切り替えるものでなく、また、
切り替えた圧縮方式で画像全体を圧縮するものでもな
い。
【0006】そこで、本発明の第1の目的は、画像の特
性により圧縮手段を切り替えるて、画像の種類に適合し
た圧縮を行なうことで、メモリの無駄、処理時間の浪費
を防止する画像処理装置を提供することである。本発明
の第2の目的は、画像の特性により圧縮の前処理を切り
替え、メモリの無駄、処理時間の浪費を防止する画像処
理装置を提供することである。本発明の第3の目的は、
画像データの入力源に応じて、圧縮手段等を切り替え
て、画像種に適合した圧縮を行なうことで、メモリの無
駄、処理時間の浪費を防止する画像処理装置を提供する
ことである。本発明の第4の目的は、画像データの入力
源がスキャナの場合、それに応じた処理を行うことで、
メモリの無駄、処理時間の浪費を防止する画像処理装置
を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、各種の画像データ源から画像データを受領する受領
手段と、この受領手段で受領した画像データに所定の処
理を施す画像処理手段と、この画像処理手段で処理され
た画像データを出力する出力手段とを備えた画像処理装
置において、前記画像処理手段が画像データに所定の処
理を施す際、画像データを圧縮する圧縮手段を備え、前
記受領手段が受領した画像データの特質に応じて、この
圧縮手段による圧縮のパラメータ、圧縮の方式または圧
縮を行うか否かを切り替えることにより、前記第1の目
的を達成する。なお、ここで、画像データの特質の判断
として、例えば入力画像の局所的な分散の平均値を求
め、これが小さな値に集中していればスキャン画像、大
きな値および0に集中していればスキャン画像ではない
と判断する方法などが挙げられる。
【0008】請求項2記載の発明では、請求項1記載の
発明において、前記圧縮手段が画像データを圧縮する前
に、当該画像データに所定の前処理を施す前処理手段を
備え、前記受領手段が受領した各種の画像データの特質
に応じて、この前処理手段が前処理のパラメータ、前処
理の方式または前処理を行うか否かを切り替えることに
より、前記第2の目的を達成する。請求項3記載の発明
では、請求項1または請求項2記載の発明において、前
記受領手段が受領した各種の画像データの特質を判断す
るに際し、各種の画像データ源の種類に応じて切り替え
を行うことにより、前記第3の目的を達成する。
【0009】請求項4記載の発明では、請求項1、請求
項2または請求項3記載の発明において、各種の画像デ
ータ源としてスキャナを含み、画像データ源がスキャナ
か否かにより切り替えを行なうことにより、前記第4の
目的を達成する。請求項5記載の発明では、請求項1記
載の発明において、画像データ源がスキャナの場合には
非可逆圧縮を行ない、画像データ源がスキャナでない場
合には可逆圧縮を行なうことにより、前記第4の目的を
達成する。なお、ここで「可逆圧縮」とは原稿が圧縮前
後で完全に再現されるような圧縮を、「非可逆圧縮」と
は原稿が圧縮前後で劣化する圧縮をいう。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図1ないし図5を参照して詳細に説明する。ここで、
第1の実施の形態は、複写機とプリンタおよびファクシ
ミリの機能を搭載した複合機の例であり、第2の実施の
形態は、スキャナとプリンタおよびPC(パーソナルコ
ンピュータ)の接続による画像処理システムの例であ
る。まず、第1の実施の形態を説明する。図1は、本実
施の形態に係る画像処理装置の構成を示した図である。
この例は、複写機とプリンタおよびファクシミリの機能
を搭載した複合機である。複合機はモノクロ機であり、
スキャナ101からは8ビットの深さのデータを、ファ
クシミリ102からは深さ1ビットの2値データを、そ
してPC103からは1ビットまたは8ビットの深さの
データを受け取る。
【0011】この装置で扱える最大画像サイズはA3で
あり、また複数部数の出力を高速に行なうためにページ
メモリ106を備えている。このページメモリ106は
深さ8ビットのA3サイズ画像を蓄積するのに必要なメ
モリ容量の4分の1の容量しか持たないものとし、複合
機は必要に応じて圧縮を行なう。
【0012】図1において、複合機はスキャナ101、
ファクシミリ102、PC103からのデータをそれぞ
れ受け取り、複写機、ファクシミリ、プリンタとして機
能する。まず、スキャナ101から読み込まれた8ビッ
トのスキャン画像は固定長圧縮部104で固定長圧縮さ
れ、ページメモリ106に格納される。固定長圧縮と
は、所定の画素ブロック単位で、圧縮後の符号量が一律
である圧縮をいい、例えばGBTC圧縮などがある。固
定長圧縮は非可逆圧縮である。本例では、後述の固定長
圧縮法で画像サイズを4分の1にする圧縮を行なう。
【0013】また、ファクシミリ102から送られた1
ビットデータはもともと情報量が少ないので無圧縮でペ
ージメモリ106に格納される。また、PC103から
送られた画像データは、可変長圧縮部105において以
下のように圧縮される。すなわち、画像の深さが1ビッ
トならば無圧縮のまま、8ビットならば可変長圧縮を施
されページメモリ106に格納される。ここで可変長圧
縮とは圧縮後の符号長が固定ではない圧縮法をいい、例
えばJPEG圧縮などがある。可変長圧縮は一般に固定
長圧縮よりも圧縮効率がよいが、その反面で圧縮後の情
報量が予測できないという欠点があり、情報量の大きな
画像においてはメモリ超過を起こす可能性もある。本例
では、後述の圧縮法で圧縮後の符号量に応じ可逆圧縮か
ら非可逆圧縮まで情報量を制御できる圧縮を行ない、ペ
ージメモリに入りきるように可変長圧縮を行なう。
【0014】各入力手段から入力された画像データは、
ページメモリより出力系107に送られ階調処理等を施
された後に出力される。この際、ユーザーの指定に応じ
複数部数を出力する場合には2部数目以降はページメモ
リから出力系107に送られるので高速出力ができる。
【0015】ここで、固定長圧縮部104での固定長圧
縮は、本例では以下のように行なう。 まず、画像を2×2画素ブロック単位にウェーブレッ
ト変換する。この変換は4画素値を図2に示す変換式で
低周波係数LLと高周波係数HL、LH、HH(それぞ
れ縦、横、斜めのエッジを表す)の4係数に変換するも
のであり、サブバンド変換の一種である。ここで図2の
「a」はaより小さい数のうちでに最も近い整数を表し
ている。例えば、aが0.5の場合は0、−0.5の場
合は、−1となる。この変換は逆変換により完全に元画
素を復元することができる変換である。 次に高周波係数を用いて高周波係数ベクトルH=(H
L、LH、HH)を作成する。 高周波係数ベクトルの絶対値|H|が所定のしきい値
を超えるか否かで領域分けを行なう。具体的には、例え
ばベクトルの絶対値|H|が50以上なら階調変化の激
しい領域(以下「領域1」)と、そうでないなら階調変
化の穏やかな領域以下「領域2」)とする。 領域1においてはLLを下位1ビットを落として7ビ
ットとし、高周波成分は常に0とする。領域2において
はLLを下位4ビットを落として4ビット、高周波成分
は高周波係数ベクトルを図3の8値に量子化して3ビッ
トで表す。各領域を表すフラグビットを付加し、全体と
して両領域とも2×2画素ブロックあたり8ビットと
し、4分の1の固定長圧縮を達成する。
【0016】また、図1の可変長圧縮部105で行なう
可変長圧縮は以下のように行なうものとする。 まず、postscript等の言語で記述されたデータは可逆
で圧縮する。ビットマップデータは以下のように圧縮す
る。 画像を4×4画素ブロックに分割し、ブロックごとに
2階層のウェーブレット変換を施す。ここでウェーブレ
ット変換は図2のものを用い、また「2階層」とは4×
4ブロックごとに画素ブロックを取り、この4×4を2
×2の4つのサブブロックに分けてウェーブレット変換
を施した後、得られた4つのLL係数を集めて再びウェ
ーブレット変換を行なうことを意味する。理解の容易の
ため、2×2画素のサブブロック単位の変換により得ら
れた係数をLL1、HL1、LH1、HH1係数(第1
階層の係数)と呼び、第2段階の変換により得られた係
数をLL2、HL2、LH2、HH2係数(第2階層の
係数)と呼ぶ。この結果4×4画素ブロック内の情報は
低周波係数LL2が1つと、高周波係数としてHL2、
LH2、HH2係数が各1つと、HL1、LH1、HH
1係数が各4つの16個の係数に分かれる(図4参照:
HL1、LH1、HH1については各サブブロックごと
にインデックスがついている)。 各係数を、種類ごとにエントロピー符号化する。種類
ごととは、係数をLL2、HL2、LH2、HH2、H
L1、LH1、HH1の7種類に分け、これを各々エン
トロピー符号化するという意味である。エントロピー符
号化方法は様々な種類のものが知られている。 メモリーに入りきらなかった場合、すなわち可逆圧縮
ができなかった場合の処置は、重要ではない順に係数を
捨てることにより行なう。具体的には、LL2、HL
2、LH2、HH2、HL1、LH1、HH1の順が重
要度の高い順番であるので、圧縮後のデータがメモリに
入りきるようになるまでHH1、LH1…の順に係数を
捨てていく。
【0017】スキャン画像は上述の通り一般に情報量の
多い画像であり、これを可逆圧縮するとメモリ超過を起
こす恐れが強い。特に雑誌の写真等の網点画像をスキャ
ンした場合、情報量は非常に大きくなる。このため、本
実施の形態に係る非可逆圧縮の必要性は高く、特に、圧
縮後の符号量が完全に分かっている固定長圧縮を行なう
ことで安定した圧縮を行なうことができる。また、スキ
ャン画像はスキャン揺らぎ等の冗長な情報を多く含み多
少の劣化は目に付かないのに加え、スキャン揺らぎを完
全に復元する必要はないので、非可逆圧縮を行なう弊害
は少ない。特に本実施例記載の固定長圧縮のように解像
度を保つ圧縮を行なえば、劣化はほとんど目に付かな
い。
【0018】その一方、PCからの画像はスキャン画像
よりも一般に情報量が少なく、可逆圧縮を行なってもメ
モリ超過は起こりにくい。また文字画像やグラフ画像が
ビットマップで送られた場合、これらのデータの劣化に
対する人間の目は敏感であるため、可逆圧縮の必要性も
高いと言える。よって本実施の形態によれば、これらの
画像の質を保ったままメモリ容量を効果的に削減できる
ことになる。これに対し、例えばスキャン画像を可逆圧
縮しようとすれば必要なメモリ容量は増大しコストアッ
プにつながる。また、スキャン画像とPCからのビット
マップ画像の双方を非可逆圧縮するとPCからの画像に
対し不必要な圧縮を行なうことになり、また本例記載の
固定長圧縮を使用する場合には急峻なエッジを持つ人工
画像がPCから送られてきた場合にエッジ部での画像劣
化が著しい。このエッジ部での劣化の問題は一般に当て
はまり、スキャンによりエッジが急峻さを失っているス
キャン画像と急峻なエッジを持つ人工画像を共に画質を
保ったまま効果的に非可逆圧縮することは圧縮率の低下
をもたらす。また、FAXからの画像データはもともと
圧縮する必要のない1ビットデータであり、これを圧縮
することは処理時間の無駄である。これより本実施の形
態では無駄な処理を行なわないことにより処理の効率を
向上させることもできる。さらに、圧縮の切り替えの判
断は入力手段の別(スキャナ、FAX、PCの別)によ
り行なえるためユーザーの手を煩わせる必要は全くな
く、ユーザーにとって使いやすい。
【0019】本実施の形態ではスキャン画像とPCから
の画像の圧縮方式の切り替えを固定長圧縮と可変長圧縮
で行なったが、その他に次のような切り替えも可能であ
る。 圧縮パラメータを切り替える場合:スキャン画像、P
Cからの画像を共に固定長圧縮するが、固定長圧縮の高
周波係数ベクトル(図3参照)のテーブルを入力手段に
より切り替える。具体的には、急峻なエッジをあまり含
まないスキャン画像に対しては小さな絶対値を持つ高周
波ベクトルを多く含むテーブルを、急峻なエッジが存在
するPCからの画像に対しては大きな絶対値を持つ高周
波ベクトルを多く含むテーブルを用意することで圧縮効
率を向上させることができる。
【0020】圧縮手段を切り替える場合:例えば電子
写真学会主催のJapan Hard Copy 98予稿集である「PP
IC/JH ' 98」のP.405に掲載の論文"Region Orie
nted wavelet transform coding"(柳下、松浦、山崎)
に掲載された適応的変換をPCからの画像に対して行な
い、スキャン画像に対しては常にウェーブレット変換を
行なう。本実施の形態には、これらの圧縮切り替えを含
むものとする。
【0021】次に、第2の実施の形態を説明する。図5
は、この実施の形態の構成を示したブロック図である。
スキャナ501とプリンタ506およびPC507の接
続による画像処理システムである。このシステムはスキ
ャナ501でPC507に読み込んだ画像をプリンタ出
力することで複写機の機能を実現することができる。こ
のシステムでは、画像をメモリ505に格納する場合と
プリンタ506に出力する場合の双方において可逆圧縮
を行なう。前者は画像メモリ505の有効活用のためで
あり、後者は転送速度向上のためである。
【0022】スキャナ501から読み込まれたスキャン
画像はPC507に読み込まれ、前処理ソフト502で
前処理を施されたあと、可逆圧縮ソフト504により圧
縮される。前処理ソフト502は本例ではメディアンフ
ィルタ処理を行なうものとする。メディアンフィルタは
エッジが存在する領域ではエッジを保ち、階調変化の少
ない領域において平滑化を行なうことができるフィルタ
である。このフィルタ処理によりスキャン画像の雑音除
去が可能であるとともに画像の情報量も低減し、効率的
な圧縮が行なえる。
【0023】一方、PCアプリケーション503で作成
された画像は、前処理ソフト502を経ずに直接、可逆
圧縮ソフト504で圧縮される。前処理を行なわないの
は雑音除去の必要がないためであり、また可逆圧縮のた
めである。ここで、可逆圧縮に関しては、スキャナ画像
およびアプリケーションで作成したビットマップデータ
に対しては第1の実施の形態で記載した可逆圧縮法を用
い、アプリケーションで作成したpostscript等の記述言
語による画像データに関しては圧縮は全く行なわないも
のとする。圧縮された画像は必要に応じメモリ505に
保存され、またプリンタ506から出力される。本例で
はページメモリを使用する場合のようにメモリ超過を気
にかける必要はあまりないが、高圧縮すればするほど保
存用メモリが少なくて済み、また高速に出力できる。
【0024】スキャン画像は情報量が多いことに加え、
スキャン揺らぎ等のスキャン時に発生する雑音がこれを
さらに助長している。この雑音情報は圧縮率低下の原因
となるばかりでなく、視覚的にも画質を低下させるもの
であり除去すべきものである。そこで本実施の形態で
は、スキャン画像に対してはメディアンフィルタである
前処理を用いてこれら雑音を除去するとともに圧縮率を
も向上させる。一方、PCのアプリケーションで作成し
た画像はスキャンによる雑音がなく、またグラフやイラ
スト等の人工画像については可逆圧縮の要請も高いため
前処理を行なわない。このように画像により前処理の有
無を切り替えることで、画像の性質に応じて適切な処理
を実現できる。
【0025】なお、本実施の形態の前処理はメディアン
フィルタの他に平滑フィルタや、平滑・強調フィルタを
適応的に使うことでも実現できる。本実施の形態にはこ
れらの場合を含むものとする。
【0026】
【発明の効果】請求項1記載の発明では、前記受領手段
が受領した画像データの特質に応じて、圧縮手段による
圧縮のパラメータ、圧縮の方式または圧縮を行うか否か
を切り替えることにより、画像の種類に適合した圧縮を
行なうことで、高品質な画像を得ることができる。請求
項2記載の発明では、前記受領手段が受領した各種の画
像データの特質に応じて、前処理手段が前処理のパラメ
ータ、前処理の方式または前処理を行うか否かを切り替
えることにより、画像の種類に適合した前処理を行なう
ことで、高品質な画像を得ることができる。
【0027】請求項3記載の発明では、各種の画像デー
タ源の種類に応じて処理の切り替えを行うことで、画像
の種類に適合した処理を行い、高品質な画像を得ること
ができる。請求項4記載の発明では、画像データ源がス
キャナか否かにより切り替えを行ない、スキャナが画像
データ源の場合それに応じた処理を行うことで、高品質
な画像を得ることができる。
【0028】請求項5記載の発明では、画像データ源が
スキャナの場合には非可逆圧縮を行ない、画像データ源
がスキャナでない場合には可逆圧縮を行なうことで、高
品質な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に係る複合機の構成を示したブロ
ック図である。
【図2】ウェーブレット変換の例を示した図である。
【図3】高周波係数ベクトル例を示した図である。
【図4】階層的なウェーブレット変換における係数変換
例を示した図である。
【図5】第2の実施の形態構成を示したブロック図であ
る。
【符号の説明】
101、501 スキャナ 102 FAX 103、507 PC(パーソナルコンピュータ) 104 固定長圧縮部 105 可変長圧縮部 106 ページメモリ 502 前処理ソフト 503 アプリケーション 504 可逆圧縮ソフト 505 画像メモリ 506 プリンタ
フロントページの続き Fターム(参考) 2C087 AA03 AA09 BA03 BA12 BD05 BD40 5C078 BA53 CA02 CA27 DB01 DB11

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各種の画像データ源から画像データを受
    領する受領手段と、 この受領手段で受領した画像データに所定の処理を施す
    画像処理手段と、 この画像処理手段で処理された画像データを出力する出
    力手段とを備えた画像処理装置において、 前記画像処理手段が画像データに所定の処理を施す際、
    画像データを圧縮する圧縮手段を備え、 前記受領手段が受領した画像データの特質に応じて、こ
    の圧縮手段による圧縮のパラメータ、圧縮の方式または
    圧縮を行うか否かを切り替えることを特徴とする画像処
    理装置。
  2. 【請求項2】 前記圧縮手段が画像データを圧縮する前
    に、当該画像データに所定の前処理を施す前処理手段を
    備え、 前記受領手段が受領した各種の画像データの特質に応じ
    て、この前処理手段が前処理のパラメータ、前処理の方
    式または前処理を行うか否かを切り替えることを特徴と
    する請求項1記載の画像処理装置。
  3. 【請求項3】 前記受領手段が受領した各種の画像デー
    タの特質を判断するに際し、各種の画像データ源の種類
    に応じて切り替えを行うことを特徴とする請求項1また
    は請求項2記載の画像処理装置。
  4. 【請求項4】 各種の画像データ源としてスキャナを含
    み、 画像データ源がスキャナか否かにより切り替えを行なう
    ことを特徴とする請求項1、請求項2または請求項3記
    載の画像処理装置。
  5. 【請求項5】 画像データ源がスキャナの場合には非可
    逆圧縮を行ない、画像データ源がスキャナでない場合に
    は可逆圧縮を行なうことを特徴とする請求項1記載の画
    像処理装置。
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