JP2000333020A - 2値画像符号化方法、2値画像符号化装置および記録媒体 - Google Patents

2値画像符号化方法、2値画像符号化装置および記録媒体

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JP2000333020A
JP2000333020A JP13973799A JP13973799A JP2000333020A JP 2000333020 A JP2000333020 A JP 2000333020A JP 13973799 A JP13973799 A JP 13973799A JP 13973799 A JP13973799 A JP 13973799A JP 2000333020 A JP2000333020 A JP 2000333020A
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prediction
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English (en)
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Masaaki Kobayashi
正明 小林
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高圧縮率を実現するための2値画像符号化方
法を提供すること。 【解決手段】 2値画像を予測する予測ステップ(S
1)と、予測ステップにおける予測の当り外れを表すデ
ータ系列をブロック化してブロック化データを生成する
ブロック化ステップ(S2)と、ハフマンブロック符号
化対象ブロックの周辺のブロック化データに応じてハフ
マンテーブルを切り換えて対象ブロックをハフマンブロ
ック符号化する符号化ステップ(S4)とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ、複写
機、ファクシミリ等のデータ出力装置で用いる2値画像
のデータ圧縮を行うための2値画像符号化方法、その方
法が適用される2値画像符号化装置およびその方法を実
行するための記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、プリンタ、複写機、ファクシミリ
などのデータ出力装置の高解像度化、高画質化、カラー
化に伴って、記憶容量、伝送時間の削減のためのデータ
圧縮技術、特に画質劣化を防ぐための2値画像データの
圧縮技術が重要となってきている。2値画像データの圧
縮技術としては、算術符号化、ハフマン符号化、MH
(Modified Huffman)符号化、MR
(Modified READ(Relative E
lement Address Designet
e))符号化やこれらに予測符号化を組合わせた方法な
どの可逆圧縮の手法が知られるが、自然画像が混在した
多値画像を階調変換した疑似中間調2値画像に対しては
十分な圧縮率を実現することが困難であった。そこで、
従来は2値画像の予測を行い、その予測の当り外れを表
すデータ系列に対して情報源の拡大のためにブロック化
を行い、このブロック化データに対してハフマンブロッ
ク符号化を行っていた。以下に、自然画像が混在する多
値画像を階調変換した擬似中間調2値画像の符号化方法
に対する従来の手法を説明する。
【0003】図11は従来の擬似中間調2値画像の符号
化方法が適用される従来の2値画像符号化装置を示すブ
ロック図である。
【0004】図11において、1は制御部、2はデータ
入力部、3は予測部、4は予測テーブル、5はブロック
化部、6はハフマンブロック符号化部、7はハフマンテ
ーブル、8はデータ出力部である。
【0005】このように構成された2値画像符号化装置
について、その動作等を説明する。
【0006】図11において、制御部1は、データ入力
部2から入力画像である2値画像データを受け取り、予
測部3にその2値画像データを転送する。予測部3は、
予測テーブル4を用いて符号化済み周辺画素の情報から
受信データの予測を行う。そして予測が当った画素は
「0」、予測が外れた画素は「1」となるようなデータ
系列に変換する。続いて制御部1は、予測の当り外れを
表すデータ系列をブロック化部5に転送する。ブロック
化部5は、受信データをM×N画素で構成されるブロッ
ク化データに変換する。そしてハフマンブロック符号化
部6は、ハフマンテーブル7を用いて、ブロック化部5
から制御部1を介して受信したブロック化データのハフ
マンブロック符号化を行い、符号化による圧縮データを
出力する。最後に制御部1は、ハフマンブロック符号化
部6からの圧縮データをデータ出力部8に転送し、デー
タ出力部8から圧縮データを出力する。
【0007】図12(a)、(b)は2値画像の予測の
説明図である。図12(a)に示す4個の参照画素X
1、X2、X3、X4によって予測する場合、この4画
素の状態は2の4乗=16通りあり、それぞれについて
符号化対象画素X=1となる確率の方が高いパタンに対
してはf(X1,X2,X3,X4)=1となるよう
に、符号化対象画素X=0となる確率の方が高いパタン
に対してはf(X1,X2,X3,X4)=0となるよ
うに予測関数f(X1,X2,X3,X4)を決定す
る。この予測関数f(X1,X2,X3,X4)を用い
て予測を行い、図12(b)に示すように予測が外れた
画素は「1」を、予測が当たった画素は「0」を出力す
る。予測関数f(X1,X2,X3,X4)は図11の
予測テーブル4に示すようにテーブルとすることもあ
る。
【0008】図13はブロック化の説明図である。ブロ
ック化においては例えば図13に示すように4×4画素
で1つのブロックとしてブロック化するような方法が考
えられる。この場合、16画素で1ブロックであるた
め、ブロック化されたデータは16ビットのデータ系列
として出力される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の2値画像符号化方法および2値画像符号化装置で
は、画像データ全体に同一のハフマンブロック符号化を
施すため、領域毎に隣接画素間の相関が異なるという画
像データの特徴を十分利用できず、効率のよい符号化を
行うことができないという問題点を有していた。
【0010】この2値画像符号化方法および2値画像符
号化装置では高圧縮率を実現することが要求され、この
記録媒体ではその2値画像符号化方法を実行することが
要求されている。
【0011】本発明は、高圧縮率を実現するための2値
画像符号化方法および高圧縮率を実現することができる
2値画像符号化装置ならびにその方法を実行するための
記録媒体を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の2値画像符号化方法は、2値画像を予測する
予測ステップと、予測ステップにおける予測の当り外れ
を表すデータ系列をブロック化してブロック化データを
生成するブロック化ステップと、ハフマンブロック符号
化対象ブロックの周辺のブロック化データに応じてハフ
マンテーブルを切り換えて対象ブロックをハフマンブロ
ック符号化する符号化ステップとを有する構成を備えて
いる。
【0013】これにより、高圧縮率を実現するための2
値画像符号化方法が得られる。
【0014】上記課題を解決するために本発明の2値画
像符号化装置は、2値画像を予測する予測部と、予測部
による予測の当り外れを表すデータ系列をブロック化し
てブロック化データを生成するブロック化部と、ハフマ
ンブロック符号化対象ブロックの周辺のブロック化デー
タに応じてハフマンテーブルを切り換えて対象ブロック
をハフマンブロック符号化するハフマンブロック符号化
部と、全体を制御する制御部とを有する構成を備えてい
る。
【0015】これにより、高圧縮率を実現することがで
きる2値画像符号化装置が得られる。
【0016】上記課題を解決するために本発明の記録媒
体は、2値画像を予測する予測ステップと、予測ステッ
プにおける予測の当り外れを表すデータ系列をブロック
化してブロック化データを生成するブロック化ステップ
と、ハフマンブロック符号化対象ブロックの周辺のブロ
ック化データに応じてハフマンテーブルを切り換えて対
象ブロックをハフマンブロック符号化する符号化ステッ
プとを実行させるためのプログラムを記録した構成を備
えている。
【0017】これにより、上記2値画像符号化方法を実
行するための記録媒体が得られる。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の2値画
像符号化方法は、2値画像を予測する予測ステップと、
予測ステップにおける予測の当り外れを表すデータ系列
をブロック化してブロック化データを生成するブロック
化ステップと、ハフマンブロック符号化対象ブロックの
周辺のブロック化データに応じてハフマンテーブルを切
り換えて対象ブロックをハフマンブロック符号化する符
号化ステップとを有することとしたものである。
【0019】この構成により、周辺ブロック化データか
ら最適なハフマンテーブルを用いてハフマンブロック符
号化を行うことができるので、高圧縮率の2値画像符号
化を行うことができるという作用を有する。
【0020】請求項2に記載の2値画像符号化方法は、
請求項1に記載の2値画像符号化方法において、ブロッ
ク化データを参照して符号化対象ブロックのブロック化
データの値の出現確率分布モデルを決定するモデル決定
ステップを備え、符号化ステップにおいて、出現確率分
布モデルに最適に設計されたハフマンテーブルに切り換
えることとしたものである。
【0021】この構成により、周辺ブロック化データか
ら符号化対象ブロックのブロック化データの値の出現確
率分布を推定し、推定された出現確率分布に最適なハフ
マンテーブルを用いてハフマンブロック符号化を行うこ
とができるので、高圧縮率の2値画像符号化を行うこと
ができるという作用を有する。
【0022】請求項3に記載の2値画像符号化方法は、
2値画像を予測する予測ステップと、予測ステップにお
ける予測の当り外れを表すデータ系列をブロック化して
ブロック化データを生成するブロック化ステップと、ブ
ロック化データのブロック内画素の予測が全て当りのブ
ロックの連続数が閾値を越えたとき、ブロック化データ
を予測が全て当りのブロックの連続数を表すランデータ
に変換する変換ステップと、変換ステップにおいてブロ
ック化データをランデータに変換したときはランデータ
をハフマンブロック符号化し、ブロック化データをラン
データに変換しないときはブロック化データをハフマン
ブロック符号化する符号化ステップとを有することとし
たものである。
【0023】この構成により、予測が全て当るブロック
が複数連続する場合にはランデータとして複数のブロッ
クを一括してハフマンブロック符号化することができる
ので、高圧縮率の2値画像符号化を行うことができると
いう作用を有する。
【0024】請求項4に記載の2値画像符号化方法は、
請求項3に記載の2値画像符号化方法において、変換ス
テップにおいて、最大ラン長をブロック化データの1ブ
ロックを構成する画素数と同数のビット数で表現できる
長さ以下にすることとしたものである。
【0025】この構成により、ブロック化データをハフ
マンブロック符号化するときに用いるハフマンテーブル
と同一のハフマンテーブルを用いてランデータを符号化
することができるので、非常に簡単なハードウェア構成
で2値画像符号化を行うことができるという作用を有す
る。
【0026】請求項5に記載の2値画像符号化装置は、
2値画像を予測する予測部と、予測部による予測の当り
外れを表すデータ系列をブロック化してブロック化デー
タを生成するブロック化部と、ハフマンブロック符号化
対象ブロックの周辺のブロック化データに応じてハフマ
ンテーブルを切り換えて対象ブロックをハフマンブロッ
ク符号化するハフマンブロック符号化部と、全体を制御
する制御部とを有することとしたものである。
【0027】この構成により、周辺ブロック化データか
ら最適なハフマンテーブルを用いてハフマンブロック符
号化を行うことができるので、高圧縮率の2値画像符号
化を行うことができるという作用を有する。
【0028】請求項6に記載の2値画像符号化装置は、
2値画像を予測する予測部と、予測部による予測の当り
外れを表すデータ系列をブロック化してブロック化デー
タを生成するブロック化部と、ブロック化データのブロ
ック内画素の予測が全て当りのブロックの連続数が閾値
を越えたとき、ブロック化データを予測が全て当りのブ
ロックの連続数を表すランデータに変換するランデータ
作成部と、ランデータ作成部がブロック化データをラン
データに変換したときはランデータをハフマンブロック
符号化し、ブロック化データをランデータに変換しない
ときはブロック化データをハフマンブロック符号化する
ハフマンブロック符号化部と、全体を制御する制御部と
を有することとしたものである。
【0029】この構成により、予測が全て当るブロック
が複数連続する場合にはランデータとして複数のブロッ
クを一括してハフマンブロック符号化することができる
ので、高圧縮率の2値画像符号化を行うことができると
いう作用を有する。
【0030】請求項7に記載の記録媒体は、2値画像を
予測する予測ステップと、予測ステップにおける予測の
当り外れを表すデータ系列をブロック化してブロック化
データを生成するブロック化ステップと、ハフマンブロ
ック符号化対象ブロックの周辺のブロック化データに応
じてハフマンテーブルを切り換えて対象ブロックをハフ
マンブロック符号化する符号化ステップとを実行させる
ためのプログラムを記録することとしたものである。
【0031】この構成により、請求項1に記載の2値画
像符号化方法を任意の場所、任意の時期に実行すること
ができるという作用を有する。
【0032】請求項8に記載の記録媒体は、2値画像を
予測する予測ステップと、予測ステップにおける予測の
当り外れを表すデータ系列をブロック化してブロック化
データを生成するブロック化ステップと、ブロック化デ
ータを参照して符号化対象ブロックのブロック化データ
の値の出現確率分布モデルを決定するモデル決定ステッ
プと、出現確率分布モデルに最適に設計されたハフマン
テーブルに切り換えて対象ブロックをハフマンブロック
符号化する符号化ステップとを実行させるためのプログ
ラムを記録することとしたものである。
【0033】この構成により、請求項2に記載の2値画
像符号化方法を任意の場所、任意の時期に実行すること
ができるという作用を有する。
【0034】請求項9に記載の記録媒体は、2値画像を
予測する予測ステップと、予測ステップにおける予測の
当り外れを表すデータ系列をブロック化してブロック化
データを生成するブロック化ステップと、ブロック化デ
ータのブロック内画素の予測が全て当りのブロックの連
続数が閾値を越えたとき、ブロック化データを予測が全
て当りのブロックの連続数を表すランデータに変換する
変換ステップと、変換ステップにおいてブロック化デー
タをランデータに変換したときはランデータをハフマン
ブロック符号化し、ブロック化データをランデータに変
換しないときはブロック化データをハフマンブロック符
号化する符号化ステップとを実行させるためのプログラ
ムを記録することとしたものである。
【0035】この構成により、請求項3に記載の2値画
像符号化方法を任意の場所、任意の時期に実行すること
ができるという作用を有する。
【0036】以下、本発明の実施の形態について、図1
〜図10を用いて説明する。
【0037】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1による2値画像符号化装置を示すブロック図であ
る。
【0038】図1において、制御部1、データ入力部
2、予測部3、予測テーブル4、ブロック化部5、ハフ
マンブロック符号化部6、ハフマンテーブル7、データ
出力部8は図11と同様のものなので、同一符号を付
し、説明は省略する。9は符号化対象ブロックの周辺の
ブロック化データの値を参照して符号化対象ブロックの
ブロック化データの値の出現確率分布モデルを決定する
出現確率分布推定部、10は制御プログラムを記憶する
記憶部である。ハフマンテーブル7は、予め定めた複数
の出現確率分布モデルのそれぞれに最適なテーブルとな
るように設計されている。
【0039】以上のように構成された2値画像符号化装
置について、その動作を図2を用いて説明する。図2は
図1の2値画像符号化装置の動作を示すフローチャート
である。
【0040】まず最初に制御部1は、データ入力部2か
ら入力画像である2値画像データを受け取る。次に制御
部1は、予測部3に2値画像データを転送し、予測部3
は、予測テーブル4を参照して予測を行う(S1)。予
測部3の出力データは予測の当り外れを表すデータ系列
である。そして制御部1は、ブロック化部5に予測の当
り外れを表すデータ系列を転送し、ブロック化部5は、
予測の当り外れを表すデータ系列をM×N画素で構成さ
れるブロック化データに変換する(S2)。次に制御部
1はハフマンブロック符号化部6にブロック化データを
転送し、ハフマンブロック符号化部6はブロック化デー
タを逐次符号化していくが、このハフマンブロック符号
化の動作に連動して、制御部1は出現確率分布推定部9
に符号化対象ブロック周辺のブロック化データを転送
し、出現確率分布推定部9は、符号化対象ブロック周辺
のブロック化データを参照して、符号化対象ブロック周
辺のブロック化データの値の出現確率分布モデルを決定
する(S3)。ハフマンブロック符号化部6は、ハフマ
ンテーブル7の中から、出現確率分布推定部9で推定さ
れた確率分布モデルに最適に設計されたハフマンテーブ
ルを選択し、その選択したハフマンテーブルを用いて符
号化対象ブロックをハフマンブロック符号化する(S
4)。最後に制御部1は圧縮データをデータ出力部8か
ら出力する。ここで、制御部1の動作については、制御
部1の動作を制御する制御プログラムを記憶する記憶部
10を制御部1に接続し、記憶部10に記憶された制御
プログラムによって制御部1が各モジュール(装置を構
成する各ブロック)の動作を制御する場合も考えられ
る。
【0041】以下に、各ブロックについて具体的に説明
する。
【0042】まず最初に、予測部3では符号化画素の周
辺符号化済み画素を元に予測テーブル4を参照して、符
号化画素が「0」か「1」かを予測する。予測に用いる
符号化画素の周辺符号化済み画素の数としては周辺4画
素やそれ以上の周辺画素を用いる場合などが考えられ
る。図3(a)は参照画素を示す画素図、図3(b)は
参照画素数が周辺4画素の場合の予測テーブル(予測値
を格納したテーブル)の例を示すテーブル図である。周
辺画素X1〜X4の状態から予測テーブルアドレスを計
算し、予測テーブルを参照することにより画素Xの予測
値X0を求めることができる。そして、予測値X0と実
際の画素値Xが同じ場合には「0」を、異なる場合には
「1」を返すことにより予測が行われる。
【0043】ブロック化部5は、上記予測における予測
の当り外れを表すデータ系列に対してM×N画素で1ブ
ロックを構成するブロック化データへの変換を行う。各
画素は予測の当り外れを表す1ビットのデータであるた
めM×N画素でブロック化されたブロック化データはM
×Nビットのデータ系列となる。また、ブロック化デー
タとしてブロックサイズを可変にする方法も考えられ
る。例えば、予測が当りのブロックが複数連続する場合
には、それらの複数のブロックを1ブロックとしてブロ
ック化し、そのようなブロックに対応するハフマンテー
ブルを作成することによって符号化を実現することも考
えられる。
【0044】出現確率分布推定部9は、符号化対象ブロ
ックの出現確率分布モデルを決定する。モデルの決定は
符号化対象ブロックの周辺のブロック化データを参照し
て行う。出現確率分布モデルの決定方法としては、例え
ば符号化対象ブロックの周辺の4ブロックに含まれる予
測外れ画素の数による方法が考えられる。
【0045】図4は、4×4画素でブロック化した場合
に出現確率分布モデルの決定に用いる符号化対象ブロッ
クの周辺の参照ブロックの説明図である。点線で囲んだ
ブロックが参照ブロック、実線で囲んだブロックが符号
化対象ブロックである。1ブロックが4×4の16画素
で構成される場合、周辺4ブロックに含まれる予測外れ
画素の数は最大64となる。従って、符号化対象ブロッ
クの出現確率分布モデルは周辺4ブロックに含まれる予
測外れ画素の数に応じて64個の中から決定される。図
4の場合、予測外れ画素が7個含まれているため、符号
化対象ブロックの出現確率分布モデルは7番目と決定さ
れる。ここで、出現確率分布モデルの決定法として、符
号化対象ブロックの周辺のブロック化データを参照する
のではなく、直接周辺の予測当り外れのデータを参照し
て決定する方法も考えられる。
【0046】最後に、ハフマンブロック符号化部6は、
符号化対象ブロックをハフマンブロック符号化する。ハ
フマンブロック符号化は、ハフマンテーブル7の中から
確率分布推定部9で決定された出現確率分布モデルに最
適に設計されたハフマンテーブルを選択し、そのハフマ
ンテーブルを用いて行われる。図4に示すように4×4
画素でブロック化し、周辺4ブロックの予測外れ画素の
数によって出現確率分布モデルを決定する場合、ハフマ
ンテーブル7にはそれぞれのモデルに最適に設計された
64個のハフマンテーブルが格納されている。ハフマン
テーブルの作成方法としては予め学習画像を用いて作成
しておく方法や、対象画像を用いて最適に作成する方法
などが考えられる。
【0047】以上のように本実施の形態によれば、2値
画像を予測する予測ステップ(S1)と、予測ステップ
における予測の当り外れを表すデータ系列をブロック化
してブロック化データを生成するブロック化ステップ
(S2)と、ハフマンブロック符号化対象ブロックの周
辺のブロック化データを参照することによって出現確率
分布モデルを決定するモデル決定ステップ(S3)と、
ハフマンテーブルを出現確率分布モデルに最適に設計さ
れたテーブルに切り換えて対象ブロックをハフマンブロ
ック符号化する符号化ステップ(S4)とを設けるよう
にしたことにより、周辺ブロック化データから符号化対
象ブロックのブロック化データの値の出現確率分布を推
定し、推定された出現確率分布モデルに最適なハフマン
テーブルを用いてハフマンブロック符号化を行うことが
できるので、高圧縮率の2値画像符号化を行うことがで
きる。
【0048】また、2値画像を予測する予測部3と、予
測部3による予測の当り外れを表すデータ系列をブロッ
ク化してブロック化データを生成するブロック化部5
と、ハフマンブロック符号化対象ブロックの周辺のブロ
ック化データを参照することによって出現確率分布モデ
ルを決定する出現確率分布推定部9と、ハフマンテーブ
ルを出現確率分布モデルに最適に設計されたテーブルに
切り換えて対象ブロックをハフマンブロック符号化する
ハフマンブロック符号化部6と、全体を制御する制御部
1とを設けるようにしたことにより、周辺ブロック化デ
ータから符号化対象ブロックのブロック化データの値の
出現確率分布を推定し、推定された出現確率分布モデル
に最適なハフマンテーブルを用いてハフマンブロック符
号化を行うことができるので、高圧縮率の2値画像符号
化を行うことができる。
【0049】(実施の形態2)図5は本発明の実施の形
態2による2値画像符号化装置を示すブロック図であ
る。
【0050】図5において、制御部1、データ入力部
2、予測部3、予測テーブル4、ブロック化部5、ハフ
マンブロック符号化部6、ハフマンテーブル7、データ
出力部8は図11と同様のものなので、同一符号を付
し、説明は省略する。11はブロック化されたデータ系
列のなかで予測が全て当りのブロックの連続する数をカ
ウントするカウンタ、12は予測が全て当りのブロック
が連続した場合にブロック化データをランデータに変換
するランデータ作成部である。
【0051】以上のように構成された2値画像符号化装
置について、その動作を図6を用いて説明する。図6は
図5の2値画像符号化装置の動作を示すフローチャート
である。
【0052】まず最初に制御部1はデータ入力部2から
入力画像である2値画像データを受け取る。次に制御部
1は、予測部3にデータを転送し、予測部3は予測テー
ブル4を参照して予測を行う(S11)。予測部3の出
力データは予測の当り外れを表すデータ系列である。そ
して制御部1は、ブロック化部5に予測の当り外れを表
すデータ系列を転送し、ブロック化部5は、予測の当り
外れを表すデータ系列をM×N画素で構成されるブロッ
ク化データに変換する(S12)。次に制御部1はカウ
ンタ11を呼び出し、カウンタ11は、ブロック化デー
タの予測が全て当りのブロックが連続する場合に、その
連続数をカウントする(S13)。そして制御部1は、
カウンタ11によってカウントされた予測が全て当りブ
ロックの連続数と予め定めた閾値とを比較する(S1
4)。閾値よりも予測が全て当りのブロックの連続数が
大きい場合には、制御部1は、ランデータ作成部12を
呼び出し、ブロック化データ系列をランデータに変換す
る(S15)。この後、制御部1は、ハフマンブロック
符号化部6にデータを転送し、ハフマンブロック符号化
部6は、ハフマンテーブル7を用いて、予測が全て当り
のブロックの連続数が閾値よりも小さい場合にはブロッ
ク化データをハフマンブロック符号化し、予測が全て当
りのブロックの連続数が閾値よりも大きい場合にはラン
データをハフマンブロック符号化する(S16)。最後
に制御部1は、圧縮データをデータ出力部8から出力す
る。
【0053】以下に、カウンタ11およびランデータ作
成部12について具体的に説明する。
【0054】カウンタ11では、ブロック化データの予
測が全て当りブロックが連続する場合に、その連続数を
カウントする。
【0055】図7はブロック化データの連続数のカウン
トの説明図である。図7のように4×2画素でブロック
化を行ったデータ系列に対して予測が全て当りのブロッ
クの連続数をカウントすると、この場合5ブロックとな
る。ここで例えば閾値が2であれば、このブロックの連
続数は閾値より大きいので、それ以降に続く予測が全て
当りのブロックの連続数をランデータとしてハフマンブ
ロック符号化する。一方、閾値が例えば8であれば、こ
のブロックの連続数は閾値より小さいので、ブロック化
データとしてハフマンブロック符号化する。閾値の大き
さは符号化の対象画像が自然画像の場合かCG画像の場
合かによって切り替える方法も考えられる。閾値が2の
場合、予測が全て当りのブロックが2つ連続することが
ランデータが始まるフラッグとなる。このためカウンタ
11は予測が全て当りのブロックの連続数をカウントす
る。また、ブロックの連続数をカウントする際の走査方
法として、ラスタ走査順に行うものの他の例を図8に示
す。
【0056】図8はブロック化データの連続数をカウン
トするための走査順の説明図である。図8に示すような
ヒルベルト走査順にすることによって、画像の局所的な
冗長度を削減し、より長いランをとることができるの
で、圧縮率を向上させることができると考えられる。ラ
ンデータ作成部12では、カウンタ11で予測が全て当
りのブロックの連続数が閾値を超えた場合に、それ以降
に続く予測が全て当りのブロックの連続数を表すランデ
ータを作成する。
【0057】図9(a)〜(e)は閾値が2の場合のブ
ロック化データとランデータの説明図である。ブロック
化データは4×2画素の8画素で構成されているため8
ビットのデータである。図9(a)に示すように8ビッ
トのデータをブロックの左上からMSB、右下をLSB
とし、予測当り画素を「0」、予測外れ画素を「1」と
すると、例えば1ブロック目は上から3ビット目が
「1」でそれ以外のビットが「0」とみなすことができ
るので、8ビットデータとしては0x20と表現でき
る。このようにしてブロック化データは構成されてい
る。図9(c)は図9(b)のように構成されるデータ
をブロック化したときのブロック化データを示す。そこ
で閾値が2の場合、予測が全て当りのブロックが2ブロ
ック連続すると、その次には予測が全て当りのブロック
が何ブロック続くかを表すランデータが入っていること
になる。図9(d)は図9(c)のブロック化データか
らランデータを作成したものである。つまり、0x00
が2ブロック続いた後の0x03は、それ以降に3ブロ
ック予測が全て当りのブロックが連続することを示して
いる。ここで図9(b)に示すようにブロック化データ
が8画素で構成されているため、予測の当り外れを表す
ブロック化データは8ビットのデータとなる。そこで予
測が全て当りのブロックの連続数を表すランデータの最
大長を255として表現すると、ランデータは8ビット
のデータとして表せるため、ハフマンブロック符号化に
用いるテーブルと同じテーブルで符号化が可能となる。
ただし、各ラン長の出現頻度とブロック化データの出現
頻度とは異なるため、ラン長とブロック化データの出現
頻度を考慮して、対応テーブルを作成することにより効
率化を図ることも考えられる。
【0058】図10は最大ラン長が255の場合の各ラ
ン長とどのハフマンコードを用いるかを表す対応テーブ
ルの例を示すテーブル図である。図10において対応テ
ーブルは、最も出現頻度の高いラン長255にはブロッ
ク化データで最も出現頻度の多い0x00のハフマンコ
ードを、最も出現頻度の低いラン長254にはブロック
化データで最も出現頻度の低い0xFFのハフマンコー
ドを割当てるように構成されている。図10に示す対応
テーブルを用いてランデータを作成すると図9(e)に
示すように図9(d)の0x03の部分は0x80が割
り当てられる。このようにして構成されたランデータに
対してハフマンブロック符号化を適用する。
【0059】以上のように本実施の形態によれば、2値
画像を予測する予測ステップ(S11)と、予測ステッ
プにおける予測の当り外れを表すデータ系列をブロック
化してブロック化データを生成するブロック化ステップ
(S12)と、ブロック化データのブロック内画素の予
測が全て当りブロックの連続数が閾値を越えたとき、ブ
ロック化データを予測が全て当りブロックの連続数を表
すランデータに変換する変換ステップ(S14、S1
5)と、変換ステップにおいてブロック化データをラン
データに変換したときはランデータをハフマンブロック
符号化し、ブロック化データをランデータに変換しない
ときはブロック化データをハフマンブロック符号化する
符号化ステップ(S16)とを設けるようにしたことに
より、予測が全て当るブロックが複数連続する場合には
ランデータとして複数のブロックを一括してハフマンブ
ロック符号化することができるので、高圧縮率の2値画
像符号化を行うことができる。
【0060】また、2値画像を予測する予測部3と、予
測部3による予測の当り外れを表すデータ系列をブロッ
ク化してブロック化データを生成するブロック化部5
と、ブロック化データのブロック内画素の予測が全て当
りのブロックの連続数が閾値を越えたとき、ブロック化
データを予測が全て当りのブロックの連続数を表すラン
データに変換するランデータ作成部12と、ランデータ
作成部12がブロック化データをランデータに変換した
ときはランデータをハフマンブロック符号化し、ブロッ
ク化データをランデータに変換しないときはブロック化
データをハフマンブロック符号化するハフマンブロック
符号化部6と、全体を制御する制御部1とを設けるよう
にしたことにより、予測が全て当るブロックが複数連続
する場合にはランデータとして複数のブロックを一括し
てハフマンブロック符号化することができるので、高圧
縮率の2値画像符号化を行うことができる。
【0061】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1に
記載の2値画像符号化方法によれば、2値画像を予測す
る予測ステップと、予測ステップにおける予測の当り外
れを表すデータ系列をブロック化してブロック化データ
を生成するブロック化ステップと、ハフマンブロック符
号化対象ブロックの周辺のブロック化データに応じてハ
フマンテーブルを切り換えて対象ブロックをハフマンブ
ロック符号化する符号化ステップとを有することによ
り、周辺ブロック化データから、最適なハフマンテーブ
ルを用いてハフマンブロック符号化を行うことができる
ので、高圧縮率の2値画像符号化を行うことができると
いう有利な効果が得られる。
【0062】請求項2に記載の2値画像符号化方法によ
れば、請求項1に記載の2値画像符号化方法において、
ブロック化データを参照して符号化対象ブロックのブロ
ック化データの値の出現確率分布モデルを決定するモデ
ル決定ステップを備え、符号化ステップにおいて、出現
確率分布モデルに最適に設計されたハフマンテーブルに
切り換えることにより、周辺ブロック化データから符号
化対象ブロックのブロック化データの値の出現確率分布
を推定し、推定された出現確率分布に最適なハフマンテ
ーブルを用いてハフマンブロック符号化を行うことがで
きるので、高圧縮率の2値画像符号化を行うことができ
るという有利な効果が得られる。
【0063】請求項3に記載の2値画像符号化方法によ
れば、2値画像を予測する予測ステップと、予測ステッ
プにおける予測の当り外れを表すデータ系列をブロック
化してブロック化データを生成するブロック化ステップ
と、ブロック化データのブロック内画素の予測が全て当
りのブロックの連続数が閾値を越えたとき、ブロック化
データを予測が全て当りのブロックの連続数を表すラン
データに変換する変換ステップと、変換ステップにおい
てブロック化データをランデータに変換したときはラン
データをハフマンブロック符号化し、ブロック化データ
をランデータに変換しないときはブロック化データをハ
フマンブロック符号化する符号化ステップとを有するこ
とにより、予測が全て当るブロックが複数連続する場合
にはランデータとして複数のブロックを一括してハフマ
ンブロック符号化することができるので、高圧縮率の2
値画像符号化を行うことができるという有利な効果が得
られる。
【0064】請求項4に記載の2値画像符号化方法によ
れば、請求項3に記載の2値画像符号化方法において、
変換ステップにおいて、最大ラン長をブロック化データ
の1ブロックを構成する画素数と同数のビット数で表現
できる長さ以下にすることにより、ブロック化データを
ハフマンブロック符号化するときに用いるハフマンテー
ブルと同一のハフマンテーブルを用いてランデータを符
号化することができるので、非常に簡単なハードウェア
構成で2値画像符号化を行うことができるという有利な
効果が得られる。
【0065】請求項5に記載の2値画像符号化装置によ
れば、2値画像を予測する予測部と、予測部による予測
の当り外れを表すデータ系列をブロック化してブロック
化データを生成するブロック化部と、ハフマンブロック
符号化対象ブロックの周辺のブロック化データに応じて
ハフマンテーブルを切り換えて対象ブロックをハフマン
ブロック符号化するハフマンブロック符号化部と、全体
を制御する制御部とを有することにより、周辺ブロック
化データから最適なハフマンテーブルを用いてハフマン
ブロック符号化を行うことができるので、高圧縮率の2
値画像符号化を行うことができるという有利な効果が得
られる。
【0066】請求項6に記載の2値画像符号化装置によ
れば、2値画像を予測する予測部と、予測部による予測
の当り外れを表すデータ系列をブロック化してブロック
化データを生成するブロック化部と、ブロック化データ
のブロック内画素の予測が全て当りのブロックの連続数
が閾値を越えたとき、ブロック化データを予測が全て当
りのブロックの連続数を表すランデータに変換するラン
データ作成部と、ランデータ作成部がブロック化データ
をランデータに変換したときはランデータをハフマンブ
ロック符号化し、ブロック化データをランデータに変換
しないときはブロック化データをハフマンブロック符号
化するハフマンブロック符号化部と、全体を制御する制
御部とを有することにより、予測が全て当るブロックが
複数連続する場合にはランデータとして複数のブロック
を一括してハフマンブロック符号化することができるの
で、高圧縮率の2値画像符号化を行うことができるとい
う有利な効果が得られる。
【0067】請求項7に記載の記録媒体によれば、2値
画像を予測する予測ステップと、予測ステップにおける
予測の当り外れを表すデータ系列をブロック化してブロ
ック化データを生成するブロック化ステップと、ハフマ
ンブロック符号化対象ブロックの周辺のブロック化デー
タに応じてハフマンテーブルを切り換えて対象ブロック
をハフマンブロック符号化する符号化ステップとを実行
させるためのプログラムを記録したことにより、請求項
1に記載の2値画像符号化方法を任意の場所、任意の時
期に実行することができるという有利な効果が得られ
る。
【0068】請求項8に記載の記録媒体によれば、2値
画像を予測する予測ステップと、予測ステップにおける
予測の当り外れを表すデータ系列をブロック化してブロ
ック化データを生成するブロック化ステップと、ブロッ
ク化データを参照して符号化対象ブロックのブロック化
データの値の出現確率分布モデルを決定するモデル決定
ステップと、出現確率分布モデルに最適に設計されたハ
フマンテーブルに切り換えて対象ブロックをハフマンブ
ロック符号化する符号化ステップとを実行させるための
プログラムを記録したことにより、請求項2に記載の2
値画像符号化方法を任意の場所、任意の時期に実行する
ことができるという有利な効果が得られる。
【0069】請求項9に記載の記録媒体によれば、2値
画像を予測する予測ステップと、予測ステップにおける
予測の当り外れを表すデータ系列をブロック化してブロ
ック化データを生成するブロック化ステップと、ブロッ
ク化データのブロック内画素の予測が全て当りのブロッ
クの連続数が閾値を越えたとき、ブロック化データを予
測が全て当りのブロックの連続数を表すランデータに変
換する変換ステップと、変換ステップにおいてブロック
化データをランデータに変換したときはランデータをハ
フマンブロック符号化し、ブロック化データをランデー
タに変換しないときはブロック化データをハフマンブロ
ック符号化する符号化ステップとを実行させるためのプ
ログラムを記録したことにより、請求項3に記載の2値
画像符号化方法を任意の場所、任意の時期に実行するこ
とができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1による2値画像符号化装
置を示すブロック図
【図2】図1の2値画像符号化装置の動作を示すフロー
チャート
【図3】(a)参照画素を示す画素図 (b)参照画素数が周辺4画素の場合の予測テーブルの
例を示すテーブル図
【図4】4×4画素でブロック化した場合に出現確率分
布モデルの決定に用いる符号化対象ブロックの周辺の参
照ブロックの説明図
【図5】本発明の実施の形態2による2値画像符号化装
置を示すブロック図
【図6】図5の2値画像符号化装置の動作を示すフロー
チャート
【図7】ブロック化データの連続数のカウントの説明図
【図8】ブロック化データの連続数をカウントするため
の走査順の説明図
【図9】(a)閾値が2の場合のブロック化データとラ
ンデータの説明図 (b)閾値が2の場合のブロック化データとランデータ
の説明図 (c)閾値が2の場合のブロック化データとランデータ
の説明図 (d)閾値が2の場合のブロック化データとランデータ
の説明図 (e)閾値が2の場合のブロック化データとランデータ
の説明図
【図10】最大ラン長が255の場合の各ラン長とどの
ハフマンコードを用いるかを表す対応テーブルの例を示
すテーブル図
【図11】従来の擬似中間調2値画像の符号化方法が適
用される従来の2値画像符号化装置を示すブロック図
【図12】(a)2値画像の予測の説明図 (b)2値画像の予測の説明図
【図13】ブロック化の説明図
【符号の説明】
1 制御部 2 データ入力部 3 予測部 4 予測テーブル 5 ブロック化部 6 ハフマンブロック符号化部 7 ハフマンテーブル 8 データ出力部 9 出現確率分布推定部 10 記憶部 11 カウンタ 12 ランデータ作成部

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2値画像を予測する予測ステップと、前記
    予測ステップにおける予測の当り外れを表すデータ系列
    をブロック化してブロック化データを生成するブロック
    化ステップと、ハフマンブロック符号化対象ブロックの
    周辺の前記ブロック化データに応じてハフマンテーブル
    を切り換えて前記対象ブロックをハフマンブロック符号
    化する符号化ステップとを有することを特徴とする2値
    画像符号化方法。
  2. 【請求項2】前記ブロック化データを参照して前記符号
    化対象ブロックのブロック化データの値の出現確率分布
    モデルを決定するモデル決定ステップを備え、前記符号
    化ステップにおいて、前記出現確率分布モデルに最適に
    設計されたハフマンテーブルに切り換えることを特徴と
    する請求項1に記載の2値画像符号化方法。
  3. 【請求項3】2値画像を予測する予測ステップと、前記
    予測ステップにおける予測の当り外れを表すデータ系列
    をブロック化してブロック化データを生成するブロック
    化ステップと、前記ブロック化データのブロック内画素
    の予測が全て当りのブロックの連続数が閾値を越えたと
    き、前記ブロック化データを予測が全て当りのブロック
    の連続数を表すランデータに変換する変換ステップと、
    前記変換ステップにおいて前記ブロック化データを前記
    ランデータに変換したときは前記ランデータをハフマン
    ブロック符号化し、前記ブロック化データを前記ランデ
    ータに変換しないときは前記ブロック化データをハフマ
    ンブロック符号化する符号化ステップとを有することを
    特徴とする2値画像符号化方法。
  4. 【請求項4】前記変換ステップにおいて、最大ラン長を
    前記ブロック化データの1ブロックを構成する画素数と
    同数のビット数で表現できる長さ以下にすることを特徴
    とする請求項3に記載の2値画像符号化方法。
  5. 【請求項5】2値画像を予測する予測部と、前記予測部
    による予測の当り外れを表すデータ系列をブロック化し
    てブロック化データを生成するブロック化部と、ハフマ
    ンブロック符号化対象ブロックの周辺の前記ブロック化
    データに応じてハフマンテーブルを切り換えて前記対象
    ブロックをハフマンブロック符号化するハフマンブロッ
    ク符号化部と、全体を制御する制御部とを有することを
    特徴とする2値画像符号化装置。
  6. 【請求項6】2値画像を予測する予測部と、前記予測部
    による予測の当り外れを表すデータ系列をブロック化し
    てブロック化データを生成するブロック化部と、前記ブ
    ロック化データのブロック内画素の予測が全て当りのブ
    ロックの連続数が閾値を越えたとき、前記ブロック化デ
    ータを予測が全て当りのブロックの連続数を表すランデ
    ータに変換するランデータ作成部と、前記ランデータ作
    成部が前記ブロック化データを前記ランデータに変換し
    たときは前記ランデータをハフマンブロック符号化し、
    前記ブロック化データを前記ランデータに変換しないと
    きは前記ブロック化データをハフマンブロック符号化す
    るハフマンブロック符号化部と、全体を制御する制御部
    とを有する2値画像符号化装置。
  7. 【請求項7】2値画像を予測する予測ステップと、前記
    予測ステップにおける予測の当り外れを表すデータ系列
    をブロック化してブロック化データを生成するブロック
    化ステップと、ハフマンブロック符号化対象ブロックの
    周辺の前記ブロック化データに応じてハフマンテーブル
    を切り換えて前記対象ブロックをハフマンブロック符号
    化する符号化ステップとを実行させるためのプログラム
    を記録したことを特徴とする記録媒体。
  8. 【請求項8】2値画像を予測する予測ステップと、前記
    予測ステップにおける予測の当り外れを表すデータ系列
    をブロック化してブロック化データを生成するブロック
    化ステップと、前記ブロック化データを参照して前記符
    号化対象ブロックのブロック化データの値の出現確率分
    布モデルを決定するモデル決定ステップと、前記出現確
    率分布モデルに最適に設計されたハフマンテーブルに切
    り換えて前記対象ブロックをハフマンブロック符号化す
    る符号化ステップとを実行させるためのプログラムを記
    録したことを特徴とする記録媒体。
  9. 【請求項9】2値画像を予測する予測ステップと、前記
    予測ステップにおける予測の当り外れを表すデータ系列
    をブロック化してブロック化データを生成するブロック
    化ステップと、前記ブロック化データのブロック内画素
    の予測が全て当りのブロックの連続数が閾値を越えたと
    き、前記ブロック化データを予測が全て当りのブロック
    の連続数を表すランデータに変換する変換ステップと、
    前記変換ステップにおいて前記ブロック化データを前記
    ランデータに変換したときは前記ランデータをハフマン
    ブロック符号化し、前記ブロック化データを前記ランデ
    ータに変換しないときは前記ブロック化データをハフマ
    ンブロック符号化する符号化ステップとを実行させるた
    めのプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100468742B1 (ko) * 2002-06-26 2005-01-29 삼성전자주식회사 이진 검색 기법을 이용한 jpeg 허프만 테이블 디코더및 그 방법
JP2006345320A (ja) * 2005-06-09 2006-12-21 Olympus Imaging Corp データ符号化装置、データ復号化装置、データ符号化方法、データ復号化方法、プログラム
JP2008259224A (ja) * 2002-06-06 2008-10-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 可変長符号化方法および可変長復号化方法

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