JP2002190956A

JP2002190956A - 画像符号化装置および画像復号装置

Info

Publication number: JP2002190956A
Application number: JP2000390123A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Kimura; 俊一木村
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2002-07-05

Abstract

(57)【要約】【課題】多階調数低解像度画像と少階調数高解像度画
像とが混在する場合にも高い圧縮率で画質劣化少なく符
号化する。【解決手段】ブロック化回路１０２から出力される画
素ブロックは文字背景判別回路１０３に入力され、画素
の種類（文字画素／背景画素）を示す信号ａおよび文字
画素値ｂを示す信号が出力される。パターン符号ＬＵＴ
１０４は、信号ａ、ｂを受けとって、ブロック種類識別
符号、文字背景位置パターン符号、文字画素値符号を出
力する。画素ブロックは、平均値回路１０６にも送ら
れ、背景画素値平均値が算出され、シフト回路１０８で
量子化される。ビットシフトのシフト量はシフト量ＬＵ
Ｔ１０７で決定され、ブロック種類によって異なる。多
重化回路１１０は、ブロック種類識別符号、文字背景位
置パターン符号、文字画素値符号１０５、背景画素値符
号１０９を多重化して１ブロックの符号を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像データを圧縮
してデータ量を削減する画像符号化・復号技術に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】高品位なディジタル画像を得るために
は、より多い階調数や高い解像度を必要とする。画像の
容量は、（画素数×階調ビット数）で表わされ、膨大な
ものとなる。そのため、画像蓄積コストの削減、あるい
は、画像伝送時間の削減等を目的として、画像の圧縮が
行われている。

【０００３】特に、画像蓄積コストの削減を行う場合に
は、圧縮後の符号量を固定長とする固定長圧縮方式が有
利である。画像蓄積コストを低滅するには、機器に実装
するメモリ量を予め削滅する必要がある。削減したメモ
リ内に圧縮画像を必ず蓄積するためには、圧縮後の符号
長が所定の値以下であることを保証しなければならな
い。固定長圧縮方式は圧縮後の符号長を常に固定の値と
することにより、圧縮後の符号長を所定の値以下である
ことを保証することができる。本発明は、特に、画像蓄
積コストの削減のため固定長圧縮を行う画像圧縮方式を
対象とする。ただし、本発明は上記以外の一般の画像圧
縮にも適用可能である。

【０００４】従来から、人間の視覚特性を利用した画像
圧縮方法が行われている。視覚特性の例として、文献１
（ＰｅｔｅｒＧ．Ｂａｒｔｅｎ，”Ｅｖａｌｕａｔ
ｉｏｎｏｆｓｕｂｊｅｔｉｖｅｉｍａｇｅｑｕ
ａｌｉｔｙｗｉｔｈｔｈｅｓｑｕａｒｅ−ｒｏｏ
ｔｉｎｔｅｇｒａｌｍｅｔｈｏｄ，” Ｊ．Ｏｐ
ｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ａ／Ｖｏｌ．７，Ｎｏ．１０／
Ｏｃｔ．１９９０，ｐｐ．２０２４−２０３１）を挙げ
ることができる。本文献には、視覚周波数特性の近似式
が示されている。図２０に文献の近似式をグラフ化した
ものを示す。このグラフの横軸は、視野角１度あたりの
サイクル数であり、縦軸はコントラスト感度である。こ
のグラフによれば、周波数の高い部分では、コントラス
ト感度が低下する。つまり、周波数の高い部分は階調数
を減少させても知覚できないということを示している。

【０００５】人間の視覚特性を利用した画像圧縮方法の
例として、入力画像を、文字や線画のように高解像度を
必要とする画像と、自然画写真のように低解像度でも画
質劣化は起こらないが階調数は多く必要とする画像の２
種類の画像に分割して圧縮を行う方式がある。

【０００６】画像の容量は、（画素数×階調ビット数）
であるため、画素数を削減するか、あるいは、階調ビッ
ト数を削減すれば、画像圧縮を行うことができる。画像
中の文字や線画のような部分は、周波数の高い成分が多
い部分であるので、階調数は必要としない。この部分に
対しては、階調ビット数を削減することにより圧縮を行
うことが可能となる。入力画像の周波数成分が低い場合
には、階調数は削減できない。しかし、画像の持つ周波
数帯域が小さいため、折り返しひずみあるいはボケが発
生することなく縮小が可能である。すなわち、画像中の
写真のような自然画像部分は、周波数の高い成分が少な
い部分であるので、この部分に対しては、画素数を減少
させることにより圧縮を行うことができる。

【０００７】上記のような視覚特性を利用した方式であ
り、かつ、固定長圧縮を行う従来例として、特公平６−
４０６６１号公報の手法を挙げることができる。以下、
特公平６−４０６６１号公報の手法を従来例１とする。

【０００８】従来例１では、画素あたり６ビットの入力
画像を３×３の画素ブロックに分割する。次に、この画
素ブロックを多値で符号化するか、２値で符号化するか
を判別する。図１８に示すように、多値で符号化する場
合、３×３ブロック内の９画素の平均値を算出し、６ビ
ットの１画素情報とする。２値で符号化する場合は、３
×３ブロック内の９画素をそれぞれ２値化し、１ビット
の９画素情報とする。３×３ブロックの情報は、６ビッ
ト１画素の情報、あるいは、１ビット９画素の情報とな
る。符号化時には多値ブロックか２値ブロックかを示す
情報１ビットをフロック毎に付加する。まとめると、３
×３画素の１ブロックあたり最悪１０ビットで符号化で
きる。

【０００９】また、紙等にプリントを行う場合や、ＤＰ
Ｔ（デスクトップパブリッシング）を行う場合等では、
文字や線画と、自然画写真は別の解像度、階調数を持つ
画像として扱われることがある。文字や線画は高解像度
の２値画像として扱われ、自然画写真情報は低解像度の
中間調画像として扱われる。図２２に、１画像中に多値
画像領域と２値画像領域が混在する例を示す。

【００１０】このような混在画像を保持するためには、
画像全面を２値画像領域の解像度で表し、かつ、画像全
面を多値画像領域の階調数で表す方法がある。このよう
な方法では、多値画像領域は冗長な解像度を持つことに
なる。また、２値画像領域は冗長な階調数を持つことに
なる。

【００１１】このような混在画像を効率的に符号化する
従来例を以下に述べる。

【００１２】上記のような混在画像を符号化する方式で
あり、かつ、固定長圧縮を行う従来例として、特開平８
−３１７２２０号公報、特開平８−２２３４２３号公報
の手法を挙げることができる。以下、特開平８−３１７
２２０号公報の手法を従来例２、特開平８−２２３４２
３号公報の手法を従来例３とする。

【００１３】以下、従来例２（特開平８−３１７２２０
号公報）および、従来例３（特開平８−２２３４２３号
公報）の説明を行う。従来例２および従来例３では、２
種類の解像度の画像領域を扱う。多値画像領域と、２値
画像領域である。一例として、多値画像領域を３００ｄ
ｐｉ、２値画像領域を６００ｄｐｉの解像度とする。多
値画像領域１画素の面積は、２値画像領域に換算して縦
横それぞれ２画素の計４画素に相当する。多値画像領域
と２値画像領域の切り替えは、多値画像領域の１画素単
位で行われる。以下、多値画像領域の１画素をブロック
と呼ぶ。ブロック内には１画素の多値画素あるいは４画
素の２値画素が存在する。

【００１４】従来例２の場合、ブロックが多値画像領域
の場合は、多値画像を０〜１１の１２レベルで表す。ブ
ロックが２値領域である場合、ブロック内の果画素の個
数を符号化する。一例として、多値画素は０〜１１の１
２レベルに量子化される。また、２値の場合の黒画素数
は０、１、２、３、４、のいずれかである。黒画素数が
０のときには多値レベル０と同じ状態を表す。黒画素数
が４のときは、多値レベル１１と同じ状態を表す。よっ
て、図１９に示されるように、多値の場合と２値の場合
を合わせて１５レベルで符号化が可能となる。

【００１５】従来例３の場合、ブロックが多値画像領域
の場合は、画素値０〜２５５を画素値０〜２３９に縮退
させる。ブロックが２値画像領域である場合、４画素の
２値画像のパターンは４ｂｉｔで表すことができるた
め、その１６通りのパターンを画素値２４０〜２５５に
変換して多値画像領域画素として符号化する。以上のよ
うに従来例３では、解像度の低い中間調領域と、解像度
の高い２値領域の混在画像を、３００ｄｐｉの仮想描画
単位あたり８ｂｉｔで符号化する。

【００１６】従来例２、従来例３は、多値の場合と２値
の場合の符号を同一符号空間とすることによって多値・
２値判別ビットを不要とした部分、および、もともと中
間調画像と２値画像が分割されたデータである点が従来
例１とは異なる。しかし、ブロック毎に多値で符号化す
るか２値で符号化するかを分類して符号化する構成は同
じ技術思想である。

【００１７】以上のように、従来例１、２、３では、入
力画像ブロックが階調数の必要な低周波情報か、あるい
は、階調数の不要な高周波情報かを分類する。次に、階
調数の必要な低周波情報の場合はブロック内を一つの画
素として符号化する。また、階調数の不要な高周波情報
の場合はブロック内を複数の２値画素として符号化する
ことによって圧縮率を上げているものである。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例ではブロック内で解像度が必要な部分と、階調数が
必要な部分が混在する場合には対応できないという問題
点があった。

【００１９】以下、この問題点に関して述べる。

【００２０】図２２のように、多値画像領域と２値画像
領域が完全に分離しており、かつ、多値画像領域と２値
画像領域の境界がブロックの境界と一致している場合に
は問題は発生しない。しかし、多値画像領域と２値画像
領域が完全に分離していない場合がある。例えば、写真
画像の上に文字を張りつけた場合等が考えられる。この
場合、ブロック内に２値画像と多値画像が混在する。あ
るいは、多値画像領域と２値画像領域の境界がブロック
の境界と一致しない場合もブロック内に２値画像と多値
画像が混在する。

【００２１】図２１のように、写真を背景として文字あ
るいは線画が上書きされたブロックの場合を考える。写
真は階調数を必要とするデータであり、文字あるいは線
画は解像度を必要とするデータである。このようなブロ
ックの場合、ブロックを多値情報と判別してブロックの
平均値を符号化すると、文字線画の解像度情報は失われ
てしまう。また、ブロックを２値（あるいは少値）ブロ
ックとして判別してブロック内の画素値を量子化してし
まうと、写真の階調数は失われてしまう。すなわち、従
来例は、ブロック内で多値画像領域と２値画像領域が混
在する場合には対応できない。

【００２２】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、階調数が必要な画像と解像度が必
要な画像が混在している場合に、画質劣化を発生するこ
と無く、かつ、高い効率で符号化を行うことの可能な画
像符号化・復号技術を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】以下、本発明について説
明する。

【００２４】まず、本発明全体の概念を述べる。

【００２５】以下、文字線画のように階調数は少なくて
も良いが、高解像度が必要な画素を少階調数高解像度画
素と呼ぶ。また、写真画像のように、解像度は低くても
良いが、階調数は多く必要な画素を多階調数低解像度画
素と呼ぶ。

【００２６】本発明は、各画像データブロックが、多階
調数低解像度画素１画素、少階調数高解像度画素Ｎ×Ｍ
画素から構成されるとする。多階調数低解像度画素はａ
［ビット／画素］で表すことができるとする。また、少
階調数高解像度画素はｂ［ビット／画素］で表すことが
できるとする（ただし、ａ≧ｂとする）。Ｎ×Ｍ画素の
うち、一部は少階調数高解像度画素であり、一部は多階
調数低解像度画素である。少階調数高解像度画素ではな
い部分は、多階調数低解像度画素の画素値とする。これ
は、少階調数高解像度画素は、多階調数億解像度画素の
上に上書きされるとみなしても良い。

【００２７】図１に上記の関係を図示する。図１は、Ｎ
＝Ｍ＝２の場合を示すものである。さらに、一例とし
て、ａ＝８，ｂ＝１とする。例えば図２に示すように、
右上の画素が画素値２５５で少階調数高解像度画素、左
下の画素が画素値０で少階調数高解像度画素、左上と右
下の画素が多階調数低解像度画素多階調数低解像度画素
の画素値が１２８であるとき、本発明では、このブロッ
クは、右上の画素の画素値２５５、左下の画素の画素値
０、左上と右下の画素の画素値１２８となる。

【００２８】Ｎ×Ｍ画素の画像データブロックの情報を
表すためには、少階調数高解像度画素と多階調数低解像
度画素の位置パターン、すなわち、Ｎ×Ｍ個の各画素
が、少階調数高解像度画素か、あるいは多階調数低解像
度画素のどちらであるかを示す情報と、多階調数低解像
度画素の画素値と、小階調数高解像度画素数分の、少階
調数高解像度画素の画素値を符号化できれば良い。ただ
し、上記情報のうち、すべてが多階調数低解像度画素の
場合は、少階調数高解像度画素の画素値情報は不要であ
る。また、すべてが少階調数高解像度画素の場合は、多
階調数低解像度画素の画素値情報は不要である。

【００２９】以上の情報を保持することにより、ブロッ
ク中に少階調数高解像度画素と、多階調数低解像度画素
が混在する場合でも文字線画等の少階調数高解像度画素
の解像度を落とさず、かつ、写真等の階調数も保存でき
る。

【００３０】多階調数低解像度画素と少階調数高解像度
画素が混在している場合（ケース１）で、必要な情報量
が最大となるのは少階調数高解像度画素が（Ｎ×Ｍ−
１）個存在している場合である。画像データブロックあ
たり少階調数高解像度画素と多階調数低解像度画素の位
置パターンは、Ｎ×Ｍ個の各画素が、少階調数高解像度
画素か、あるいは多階調数低解像度画素のどちらである
かを示す情報であるから、Ｎ×Ｍビット必要である。多
階調数低解像度画素値を表現するのにａビット、少階調
数高解像度画素値を表現するのに、ｂ×（Ｎ×Ｍ−１）
ビット必要である。

【００３１】すべてが少階調数高解像度画素の場合（ケ
ース２）は、多階調数低解像度画素値が不要であるた
め、少階調数高解像度画素と多階調数低解像度画素の位
置パターンを表現するのにＮ×Ｍビット、少階調数高解
像度画素値を表現するのに、ｂ×（Ｎ×Ｍ）ビット必要
である。

【００３２】すべてが多階調数低解像度画素の場合（ケ
ース３）は、少階調数高解像度画素値が不要であるた
め、少階調数高解像度画素と多階調数低解像度画素の位
置パターンを表現するのにＮ×Ｍビット、多階調数低解
像度画素値を表現するのにａビット必要である。

【００３３】ａ≧ｂより、少階調数高解像度画素が（Ｎ
×Ｍ−１）個存在している場合（ケース１）のビット数
が最大である。ブロックあたりの符号量を一定とする固
定長符号化を行うためには、すべてのブロックをケース
１の符号量に合わせて符号化する必要がある。ケース１
以外の場合符号量が無駄となる。

【００３４】このように、単純に多階調数低解像度画素
の画素値をそのまま符号化すると、符号量が大きくなっ
てしまう。

【００３５】そこで、本発明では、少階調数高解像度画
素と多階調数低解像度画素との位置パターンに依存して
量子化方法が変化する多階調数低解像度画素の量子化手
段を具備することにより、さらに効率的な符号化を行
う。

【００３６】ここでは、文献１に示されるように、周波
数の高い部分は階調数を減少させても知覚できないとい
う視覚特性を利用する。

【００３７】画像データブロック中に少階調数高解像度
画素が含まれている場合は、そのデータブロック中の多
階調数低解像度画素の持つ周波数は高く階調知覚感度は
低下するはずである。この特性を利用し、画像データブ
ロック中に少階調数高解像度画素が多く含まれている場
合、多階調数低解像度画素を量子化してデータ量を削減
する。また、画像データブロック中に含まれる多階調数
低解像度画素の存在パターンが斜め方向にのみ連続する
場合には、縦方向や横方向に連続する場合よりも知覚感
度が下がると考えられるため、量子化ステップ幅を大き
くする。例えば、図３に示すような順で量子化ステップ
幅を大きくしていくことにより、画質的に冗長度の無い
符号化を行うことができる。

【００３８】さらに、本発明では、少階調数高解像度画
素と多階調数低解像度画素の位置パターンを可変長符号
化することにより、多階調数低解像度画素値情報や少階
調数高解像度画素値情報量が変化しても全体で符号長が
固定長になるように調整する。

【００３９】以上で、本発明の概要の説明を終える。以
下、各請求項に即して本発明が具備する手段を述べる。

【００４０】請求項１の画像符号化装置は：第１の画像
特性の画素の画素値と第２の画像特性の画素の画素値を
取得する手段と；第１の画像特性の画素と第２の画像特
性の画素の存在位置とをパターン化する位置パターン化
手段と；前記位置パターンに対して符号を与える位置パ
ターン符号化手段と；第１の画像特性の画素と第２の画
像特性の画素との位置パターンに依存して第２の画像特
性の画素の量子化方法が変化する第２の画像特性の画素
用の量子化手段と；前記量子化手段によって量子化され
た第２の画像特性の画素を符号化する符号化手段とを具
備する。

【００４１】この構成においては、異なる画像特性の間
の位置パターンに応じて第２の画像特性の量子化方法を
変化させて画像を効率よく圧縮を行うことができる。

【００４２】また、請求項２の画像符号化装置は：第１
の画像特性の画素の画素値と第２の画像特性の画素の画
素値とを取得する手段と；第１の画像特性の画素と第２
の画像特性の画素との存在位置をパターン化する位置パ
ターン化手段と；前記位置パターンに対して符号を与え
る位置パターン符号化手段と；第１の画像特性の画素数
分だけ第１の画像特性に対応して画素値を符号化する画
素符号化手段とを具備する。

【００４３】この構成においては、異なる画像特性の画
素の位置パターンの情報を用いて必要な画素数に対して
だけ第１の画像特性に対応した符号化を行うのみで良
く、第１の画像特性に対応した符号化を不必要に実行す
ることが無く効率よく画像の圧縮を行える。

【００４４】請求項３に示されるように、典型的な例と
しては、請求項１または２の画像符号化装置において、
第１の画像特性の画素は、階調数が少なく解像度が高い
画像を示す画素（少階調数高解像度画素）であり、第２
の画像特性の画素は階調数が多く解像度が低い画像を示
す画素（多階調数低解像度画素）である。

【００４５】また、請求項４に示されるように、請求項
１または請求項２の画像符号化装置において、第１の画
像特性の画素の画素値と第２の画像特性の画素の画素値
を取得する手段は、入力画素を第１の画像特性の画素と
第２の画像特性の画素とのいずれかに判別する判別手段
と、第２の画像特性の画素と判別された１または複数の
画素から第２の画像特性の画素の画素値を取得する第２
の画像特性の画素の画素値取得手段とからなる。

【００４６】ここで示される入力画素は、第１の画像特
性の画素の大きさの画素を示す。第1の画像特性の画素
１画素の面積は、入力画素複数画素の面積に対応する。

【００４７】入力画像の形式は特に規定しない。様々な
形式がある。例えば、図４に示されるような形式が考え
られる。

【００４８】図４ａ）に示すように、多階調数高解像度
の１プレーン画像が入力された場合、判別手段は、画像
中の画素を分析して各画素が少階調数高解像度画像か多
階調数低解像度画像かを判別する。この場合、第２の画
像特性の画素の画素値取得手段は、多階調数低解像度画
素と判別された入力画像を縮小することによって多階調
数低解像度画素値を取得する。

【００４９】図４ｂ）は、少階調数高解像度画像と、多
階調数低解像度画像の２プレーンからなる場合を示す。
多階調数低解像度画像の上に、少階調数高解像度画素を
上書きすることを前提とする例である。この場合、少階
調数高解像度画素が値を持つ場合（例えば０以外の場
合）に、その画素を少階調数高解像度画素であると判別
する。この場合、第２の画像特性の画素の画素値取得手
段は、多階調数低解像度画像から該当する画素の画素値
を抜き出すことによって第２の画像特性の画素の画素値
を取得する。

【００５０】図４ｃ）は、少階調数高解像度画像と、多
階調数低解像度画像と、各画素が少階調数高解像度画素
であるか多階調数低解像度画素であるかを示すマスク画
像との３プレーンからなる場合を示す。判別手段はマス
ク画像を調べることによって判別を行うことができる。
この場合、第２の画像特性の画素の画素値取得手段は、
多階調数低解像度画像から該当する画素の画素値を抜き
出すことによって第２の画像特性の画素の画素値を取得
する。

【００５１】また、請求項４の画像符号化装置におい
て、請求項５に示すように、前記判別手段は、入力画素
値と、予め与えられた１つまたは複数の所定の画素値と
の比較を行い、入力画素値が所定の画素値のいずれかに
等しい場合、この入力画素値を第１の画像特性の画素と
判別し、それ以外の場合、第２の画像特性の画素と判断
してもよい。

【００５２】さらに、請求項６の画像符号化装置におい
て、請求項５に具体的な値を示すように、入力画素値
が、０あるいは、２５５である場合には、その入力画素
値を第１の画像特性の画素と判別してもよい。これは、
入力画素が８ビットで表現される場合の例である。

【００５３】請求項７に示すように、請求項１または２
の画像符号化装置において、出力符号は、位置パターン
符号と、第１の画素符号と、第２の画素符号からなって
もよい。

【００５４】請求項８に示すように、請求項１の画像符
号化装置において、第１の画像特性の画像がとりうる画
素値は予め定められた１つのみの画素値であり、出力符
号は、位置パターン符号と、第２の画素符号とからなる
ようにしてもよい。

【００５５】例えば図４ｂ）に示されるように、背景の
多階調数低解像度画像（８ビットで表現される）の上に
少階調数高解像度画像である文字（画素値２５５）を上
書きする場合等のように、少階調数高解像度画像の画素
値を２５５固定にする場合が相当する。第１の画像特性
の画素のとりうる値が一つのみである場合は、第１の画
像特性の画素の画素値を符号化する手段はおよび符号は
不要である。

【００５６】請求項９または１０に示すように、請求項
１または２の画像符号化装置において、前記位置パター
ン符号化手段は、回転あるいは対称変換によって相互に
変換可能なパターン群を示す第１の位置パターン符号化
手段と、前記パターン群中から前記位置パターンを特定
する第２の位置パターン符号化手段からなるように構成
しても良い。第１の位置パターン情報が同じパターンの
集合をパターン群とする。位置パターン情報を第１の位
置パターンと第２の位置パターンに分割して符号化する
ものである。

【００５７】請求項１１に示すように、請求項１または
２の画像符号化装置の前記位置パターン符号化手段にお
いて、前記位置パターン符号は一意に復号可能な可変長
符号で形成されるようにしてもよい。

【００５８】第１の位置パターン情報に依存して、第２
の位置パターン情報符号長、多階調数低解像度画素符号
長、少階調数高解像度画素符号長が定まる。総符号長を
一定とするため、第１の位置パターン情報を可変長符号
とする。

【００５９】さらに、第２の位置パターン情報は固定長
符号でも良い。すなわち、請求項１２に示すように、請
求項９または１０の画像符号化装置において、前記位置
パターン符号化手段は、第１の位置パターンを一意に復
号可能な可変長符号に符号化する第１の位置パターン符
号化手段と、第１の位置パターンによって定まる符号長
を持つ第２の位置パターン符号を割り当てる、第２の位
置パターン符号化手段とからなってもよい。

【００６０】さらに、第２の位置パターン符号化を簡単
化するため、あるいは、第２の位置パターン符号を固定
長とするため、請求項１３に示すように、請求項１２の
画像符号化装置において、前記第２の位置パターン符号
化手段は、第２の位置パターン番号をそのまま符号化す
るように構成されても良い。

【００６１】さらに、第２の位置パターン符号が固定長
のとき、第２の位置パターン符号化の効率をたかめるた
め、請求項１４に示すように、請求項９または１０の画
像符号化装置において、前記第１の位置パターンに対応
するそれぞれの第２の位置パターンの数が２のべき乗で
あるようにしてもよい。

【００６２】また、請求項１５に示すように、請求項１
の画像符号化装置において、前記量子化手段は、第１の
画像特性の画素数が多く、第２の画像特性の画素数が少
ないほど、量子化ステップ幅が大きくなるように前記位
置パターンに依存するようにしてもよい。

【００６３】これは、少階調数高解像度画素の画素数が
多いときには、多階調数低解像度画素の知覚感度が低く
なることを前提としているものである。

【００６４】また、請求項１６に示すように、請求項９
の画像符号化装置において、前記量子化手段は、前記第
１の位置パターンに依存して量子化ステップ幅を変更す
るように構成されても良い。

【００６５】第１の画素数および第２の画像特性の画素
数は、第１の位置パターンに対応するため、量子化ステ
ップ幅は第１の位置パターンに依存しても良い。同一パ
ターン群内の第２の画像特性の画素の量子化歪みに対す
る知覚感度は同じとみなして符号化を行うものである。

【００６６】また、請求項１７に示すように、請求項１
の画像符号化装置において、前記量子化手段は、下位ビ
ットを切り捨てることにより量子化を行う構成をとって
もよい。請求項１７の画像符号化装置は、請求項１の特
殊な場合であり、量子化の割り算をビットシフトで行う
ことにより演算負荷を低減するものである。

【００６７】また、第２の画素の符号化を簡易化するた
め、あるいは、第２の画素符号を固定長とするため、請
求項１８に示すように、請求項１の画像符号化装置にお
いて、前記画素符号化手段は、前記量子化手段によって
量子化された第２の画像特性の画素の量子化インデクス
をそのまま第２の画像特性の画素の符号とするようにし
てもよい。

【００６８】請求項１９に示すように、請求項１０の画
像符号化装置において、前記第１の画像特性に対応して
画素値を符号化する画素符号化手段は、前記第１の位置
パターンに依存して、符号化を行う第１の画像特性の画
素の画素数を定めるように構成しても良い。第１の位置
パターンが分かれば、第１の画像特性の画素の画素数が
分かるため、その画素数分だけ符号化すれば良い。

【００６９】請求項２０に示すように請求項２の画像符
号化装置において、前記第１の画像特性に対応して画素
値を符号化する画素符号化手段は、第１の画像特性の画
素の画素値を入力画素のビット数より小さいインデクス
に変換してから符号化を行うようにしてもよい。第１の
画像特性の画素の画素値種類は入力画素のビット数より
小さいため、一旦インデクスに変換することによって効
率的な符号化を行える。例えば、第１の画像特性の画素
の画素値が０と２５５の場合、０のインデクスを０、２
５５のインデクスを１とすることによって、第１の画素
符号化手段は１ビット画像の符号化を行えば良いことに
なる。

【００７０】さらに、第１の画素符号化を簡単化するた
め、あるいは、第１の画素符号を固定長とするため、請
求項２１に示すように、請求項２０の画像符号化装置に
おいて、前記第１の画像特性に対応して画素値を符号化
する画素符号化手段は、第１の画像特性の画素の画素値
を入力画素のビット数より小さいインデクスに変換し、
該インデクスをそのまま符号とするようにしてもよい。

【００７１】また、請求項２２に示すように、請求項１
または２の画像符号化装置において、ダミー符号を付加
するダミー符号付加手段をさらに設け、ダミー符号付加
手段では、符号化の結果、所定の符号量に達しない場合
は、ダミー符号を付加し、所定の符号量に一致させるよ
うにしてもよい。

【００７２】固定長の符号化を行う場合には、前記の位
置パターン符号量、第１の画素符号量、第２の画素符号
量の和が一定ではない場合、最も和が大きな場合に合わ
せる必要がある。本請求項ではダミー画素を付加するこ
とにより、和を一定とするものである。

【００７３】また、請求項２３に示すように、請求項２
２の画像符号化装置において、前記ダミー符号付加手段
では、前記位置パターンから、ダミー符号長を決定する
ようにしてもよい。

【００７４】あるいは、請求項２４に示すように、請求
項２２の画像符号化装置において、前記ダミー符号付加
手段では、前記第１の位置パターンから、ダミー符号長
を決定するようにしてもよい。

【００７５】位置パターンあるいは第１の位置パターン
が分かれば、第２の位置パターン符号、第１の画素符号
量、第２の画素符号量は分かる。そのため、位置パター
ンあるいは第１の位置パターンが分かれば、ダミー符号
長は、一意に定めることができる。

【００７６】また、請求項２５の画像復号装置は：位置
パターン復号手段と；第２の画像特性の画素値を復号す
る第２の画素値復号手段と；第２の画素補間手段とを具
備し；第２の画素補間手段は、復号された周囲画素の第
２の画像特性の画素の存在の有無のパターンに応じて、
第２の画像特性の画素値の補間手法を変更することを特
徴とする。また、請求項２５の画像復号装置は、第１の
画像特性の画素の画素値、第２の画像特性の画素の画素
値およびこれらの画素の位置パターンをそれぞれ符号化
してなる符号を復号する画像復号装置であり：位置パタ
ーンを復号する位置パターン復号手段と；第２の画像特
性の画素値の代表値を復号する画素値復号手段と；画素
値復号手段で復号された画素値の代表値から第２の画像
特性の各画素値を補間する画素補間手段とを具備し；画
素補間手段は、復号された周囲画素の第２の画像特性の
画素の存在の有無のパターンに応じて、第２の画像特性
の画素値の補間手法を変更することを特徴とする。

【００７７】復号画像の解像度は第１の画像特性の画素
の解像度となる。第２の画像特性の画素は復号器におい
て拡大処理を行って解像度を高める必要がある。線形補
間等の手法により解像度を高める場合、周囲の第２の画
像特性の画素の画素値を用いることが必要である。とこ
ろが、近傍の画素がすべて第１の画像特性の画素の位置
パターンである場合には補間に用いる第２の画像特性の
画素が存在しない。この場合には、単純な線形補間手法
ではなく、適応的な補間手法が必要である。本画像復号
装置は上記で述べた適応的補間手法を行う第２の画素補
間手段を具備するものである。

【００７８】なお、この発明は、方法の態様でも実現可
能であり、また少なくともその一部をコンピュータ・プ
ログラムとして実現することも可能である。

【００７９】本発明の上述の特徴および本発明のその他
の特徴は特許請求の範囲に記載され、以下詳細に説明さ
れる。

【００８０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について説
明する。

【００８１】［実施例１］実施例１は、図４ａ）に示さ
れるような多階調数高解像度１プレーン画像が入力さ
れ、入力画像をブロックに分割し、ブロック毎に第1の
画像特性の画素すなわち少階調数高解像度画素と、第２
の画像特性の画素すなわち多階調数低解像度画像の判別
を行い、ブロック内の多階調数低解像度画素の平均値を
計算することにより、多階調数低解像度画素値を算出す
る符号化装置に関する例である。以下、便宜的に、少階
調数高解像度画素を文字画素、多階調数低解像度画素を
背景画素と呼ぶこととする。実際には多階調数低解像度
画素であっても色文字や中間調の線画である場合もあ
る。また、少階調数高解像度画素と判別されても背景画
素である場合も有り得る。

【００８２】実施例１の考え方をまず示す。実施例１で
は、１画素あたり８ｂｉｔの６００ｄｐｉの画素が入力
されるとする。ここで、入力画像の解像度は、便宜的に
定めたものであり、実際にはどのような解像度でも良
い。実施例１は、入力画像を２×２のブロックに分割
し、このブロックを１２ｂｉｔの固定長の情報で表現す
る方式例の説明を行う。また、実施例１は、画素値０と
２５５の画素をすべて文字画像と判別し、それ以外の画
素をすべて背景画素と判別する例を示すものである。

【００８３】図８に実施例１の符号フォーマットが示さ
れる。２×２の４画素ブロックの情報は、図８の１２ｂ
ｉｔの情報に変換される。以下、それぞれの符号に関し
て述べる。ブロック種類識別符号は背景画素と文字画素
の画素数および位置パターンを識別する符号である。背
景画素値数と、背景画素値の位置関係に依存して、以下
の６種類のブロック種類が存在する。各ブロック種類は
図９に図示される。 ● 全画素背景 ● ３画素背景 ● 水平垂直２画素背景 ● 斜め２画素背景 ● １画素背景 ● ０画素背景同一のブロック種類において、背景画素と文字画素の配
置パターンが複数ある。この複数の配置パターンを認識
する符号が文字背景位置パターン符号である。図９に示
されるように、 ● 全画素背景ブロックの場合は、文字背景位置パター
ン符号は不要である。 ● ３画素背景ブロックの場合は、４種類のブロックが
存在するため、文字背景位置パターンは２ｂｉｔで示す
ことができる。 ● 水平垂直２画素背景ブロックの場合は、４種類のブ
ロックが存在するため、文字背景位置パターンは２ｂｉ
ｔで示すことができる。 ● 斜め２画素背景ブロックの場合は、２種類のブロッ
クが存在するため、文字背景位置パターンは１ｂｉｔで
示すことができる。 ● １画素背景ブロックの場合は、４種類のブロックが
存在するため、文字背景位置パターンは２ｂｉｔで示す
ことができる。 ● ０画素背景ブロックの場合は、文字背景位置パター
ン符号は不要である。

【００８４】各ブロックの文字背景位置パターン符号の
例は図９に示されている。文字画素値符号は、文字画素
値が０であるか２５５であるかを示す符号である。符号
長はブロック内の文字画素値数となる。すなわち、符号
長は以下である。 ● 全画素背景ブロック０ｂｉｔ ● ３画素背景ブロック１ｂｉｔ ● 水平垂直２画素背景ブロック２ｂｉｔ ● 斜め２画素背景ブロック２ｂｉｔ ●１画素背景ブロック３ｂｉｔ ● ０画素背景ブロック４ｂｉｔ一例として文字画素値符号は、０のとき画素値０を、１
のとき画素値２５５を示すとする。文字画素値符号の各
ｂｉｔは図１０に示される位置の文字画素値を示すとす
る。但し、図１０において、０はＬＳＢを表し、数値が
大きくなるに従い上位のｂｉｔを表すとする。図１０は
文字画素が複数ある場合のみ示している。

【００８５】次に、背景画素値符号は背景画素値の量子
化インデクスを示す。ブロック内の背景画素の平均値を
求め、さらに平均値を量子化したインデクスを背景画素
値符号とする。このとき、文字画素は平均値演算に入れ
ない。

【００８６】背景画素値の階調数はブロック種類に依存
して変更する。視覚的に重要なブロックの階調数は多
く、視覚的に重要度の低いブロックの階調数は小さくす
る。実施例１では、階調数を減少させる量子化ステップ
幅を２のべき乗とすることによって、演算量を削減す
る。

【００８７】さらに、以上の各符号に対して、ブロック
内のビット数が固定長になるように符号を与える。文字
背景位置パターン符号長と、文字画素値符号長はブロッ
ク種類が定まると固定される。まず、背景画素数が多い
ほど背景画素値符号長を大きくする、かつ、斜めに文字
画素が連続するよりも、水平垂直に文字画素が連続する
場合を重視するように設定する。例えば、図１２に示さ
れるように、背景画素値符号長を定める。

【００８８】さらに、ブロック種類識別符号に可変長の
符号を割り当てることにより、１ブロックの総符号長を
一定の長さになるように調整する。このようにしてブロ
ック種類識別符号を設計した例が図１３である。０画素
背景ブロック以外のブロック種類ではブロックの符号長
が１２ビットになっている。０画素背景ブロックの場
合、４ビットのダミー符号を加えることによって１２ビ
ットの固定長符号とする。

【００８９】以上で実施例１の考え方の説明を終わる。

【００９０】以下、図５を用いて実施例１を詳細に説明
する。

【００９１】図５において、１０１は入力画像、１０２
は入力画像をブロックに分割するブロック化回路、１０
３はブロック内の画素を文字画素あるいは背景画素に判
別する文字背景判別回路、１０４は文字背景判別結果か
ら、ブロック種類識別符号と文字背景位置パターン符号
および文字画素値符号を生成するパターン符号ＬＵＴ、
１０５はブロック種類識別符号と文字背景位置パターン
符号および文字画素値符号、１０６は背景画素を加算す
る平均値回路、１０７は加算された背景画素の量子化ス
テップ値を生成するシフト量ＬＵＴ、１０８は、加算さ
れた背景画素を量子化するシフト回路、１０９は背景画
素値符号、１１０は多重化回路、１１１は符号である。

【００９２】以下、実施例１の符号化装置の動作を示
す。

【００９３】入力画像１０１はブロック化回路１０２に
入力され、縦２画素、横２画素の計４画素から形成され
る画素ブロックに分割される。分割された画素ブロック
は、図７に示されるような形状である。ここで、以下、
図７に示されるように、ブロック中の各画素の画素値を
Ｐ（０）、Ｐ（１）、Ｐ（２）、Ｐ（３）とする。すな
わち、ブロック中の左上の画素の画素値をＰ（０）、右
上の画素の画素値をＰ（１）、ブロック中の左下の画素
の画素値をＰ（２）、右下の画素の画素値をＰ（３）と
する。

【００９４】文字背景判定回路１０３の出力値は、ａ
［３：０］、および、ｂ［３：０］の８ビットデータで
あるとする。ａ［３：０］は、ａ［０］，ａ［１］，ａ
［２］，ａ［３］の４ビットからなるデータとする（ａ
［ｉ］は１ビットデータとする）。また、ｂ［３：０］
は、ｂ［０］，ｂ［１］，ｂ［２］，ｂ［３］の４ビッ
トからなるデータとする（ｂ［ｉ］は１ビットデータと
する）ａは、各画素が文字画素か背景画素かを示す信号であ
る。ｂは、各画素が文字画素であるときの文字画素値を
示す信号である。

【００９５】文字背景判別回路１０３では、

【数１】の動作を行い、ａ［３：０］、ｂ［３：０］を出力す
る。Ｐ（ｉ）≠０、かつ、Ｐ（ｉ）≠２５５のときの、
ｂ［ｉ］は任意である。ここでは０としている。

【００９６】パターン符号ＬＵＴ１０４は、８ビットデ
ータａ［３：０］，ｂ［３：０］を入力して、ブロック
種類識別符号と文字背景位置パターン符号および文字画
素値符号を一度に出力する。図９、図１０、図１２、図
１３の内容に合致するように、ＬＵＴの内容は図１５の
ように作成することができる。図１５において、ブロッ
ク種類識別符号をＣ０、文字背景位置パターン符号をＣ
１、文字画素値符号をＣ２とし、２進数で表す。符号が
無い場合はφで表す。各行でｘ，ｙ，ｚ，ｗは、それぞ
れ、０または１のすべての場合をとるとする。また、各
行で同じ文字（ｘ，ｙ，ｚ，ｗ）は同じ数値を表すとす
る。また、”ｄｏｎ’ｔｃａｒｅ”の入力ビットは？
で表す。

【００９７】ここで、図１５では、ａ［３：０］＝１１
１１、すなわち、０画素背景ブロックの場合Ｃ２には文
字画素値符号４ビットのダミー符号（１１１１）が付加
されている。このダミービットは固定長符号化を実現し
ない場合には付加する必要はない。また、ダミー符号を
付加することにより、ＬＵＴの容量が大きくなってしま
うため、別途０画素背景ブロックの場合にダミー符号を
付加するような回路を付加しても良い。

【００９８】以上のように、パターン符号ＬＵＴ１０４
はブロック種類識別符号と文字背景位置パターン符号お
よび文字画素値符号を多重化回路１１０に出力する。

【００９９】さらに、ブロック化回路１０２の出力であ
る画素ブロックデータＰ（０），Ｐ（１），Ｐ（２），
Ｐ（３）は、平均値回路１０６に送られる。平均値回路
１０６には、ａ［３：０］も入力される。

【０１００】平均値回路１０６では、以下の計算を行
い、背景画素値平均値ＭＥＡＮを算出する。

【数２】平均値回路１０６で得られた平均値はシフト回路１０８
で量子化される。量子化はビットシフトで行う。シフト
量はシフト量ＬＵＴ１０７で得る。

【０１０１】シフト量ＬＵＴ１０７は、ａ［３：０］を
入力とし、シフト量を出力するＬＵＴである。シフト量
は、ブロック種類によって異なる。図１２に示す背景画
素値符号長を満たすためには、シフト量は、図１６に示
されるような値、すなわち、シフト量＋背景画素値符号
長＝８となるような値であれば良い。シフト量ＬＵＴ１
０７は、ａ［３：０］と、シフト量の関係を表せば良
い。図１７のように設計できる。ａ［３：０］＝１１１
１のときは、ＭＥＡＮ＝０であるため、シフト量は任意
である。図１７では０としている。

【０１０２】シフト回路１０８では、平均値回路１０６
の出力値を、シフト量ＬＵＴ１０７の出力値ビット分右
シフトすることによって量子化を行う。シフト回路１０
８の出力値は背景画素値符号１０９となる。

【０１０３】多重化回路１１０は、ブロック種類識別符
号と文字背景位置パターン符号および文字画素値符号１
０５と、背景画素値符号１０９を図８に示されるような
形態に多重化して１ブロックの符号を形成する。さら
に、各ブロックの符号を順に並べることにより、符号１
１１が出力される。

【０１０４】以上で実施例１の符号化器の動作の説明を
終える。

【０１０５】次に、図６を用いて実施例１の復号器を説
明する。

【０１０６】図６において、２００は入力符号、２０１
はブロック種類復号器、２０２はブロック種類、２０３
はブロック種類識別符号を取り除いた符号列、２０４は
文字背景位置パターン復号器、２０６は文字背景位置パ
ターン、２０６は文字背景位置パターン符号を取り除い
た符号列、２０７は文字画素値復号器、２０８は文字画
素値、２０９は文字画素値符号を取り除いた符号列、２
１０は文字ブロック復号器、２１１は文字画素のみから
なる文字ブロック、２１２は背景画素値復号器、２１３
は背景画素値、２１４は次のブロックの符号、２１５は
背景画素補間器、２１６はブロック復号器、２１７は復
号ブロックである。

【０１０７】以下、実施例１の復号器の動作の説明を行
う。以下、符号長等の符号の規定は符号化時に規定され
ていたものを一致していることを前提とする。

【０１０８】入力符号２００は、ブロック種類榎号器２
０１に入力されブロック種類２０２が復号される。ま
た、ブロック種類識別符号を取り除いた符号列２０６は
文字背景位置パターン復号器２０４に送られる。ブロッ
ク種類榎号器２０１では、一般のハフマン復号器と同様
の動作を行うことによってブロック種類を復号する。

【０１０９】文字背景位置パターン復号器２０４では、
ブロック種類２０２によって定まる文字背景位置パター
ン符号量分だけ符号を取り出し、取り出した符号列か
ら、図９に示されるような文字背景位置パターンを径号
する。例えば、ブロック種類が３画素背景の場合は、文
字画素位置パターン符号長が２ビットであるため、２ビ
ット符号から取り出し、その２ビットに応じて文字と背
景画素の位置を図９にしたがって定める。文字背景位置
パターンは文字ブロック径号器２１０に送られる。ま
た、文字背景位置パターン符号を取り除いた符号列２０
６は、文字画素値復号器２０７に送られる。

【０１１０】文字画素値復号器２０７では、ブロック種
類２０２によって定まる文字画素数分だけ文字画素値符
号を取り出し、取り出した符号列から、図１０に規定さ
れる順で文字画素値を復元する。復元された文字画素値
は文字ブロック復号器２１０に送られる。また、文字画
素値符号を取り除いた符号列２０９は背景画素値復号器
２１２に送られる。

【０１１１】文字ブロック復号器２１０では、文字背景
位置パターン２０５と、文字画素値２０８から、文字ブ
ロック２１１を復号する。文字画素の位置に文字画素値
を入れることで復号が行われる。復号された文字ブロッ
ク２１１は、例えば、前記のａ［３二０］と、ｂ［３：
０］で表すことができる。文字ブロック２１１はブロッ
ク復号器２１６に送られる。

【０１１２】背景画素値復号器２１２では、ブロック種
類２０２に応じた長さの符号を取り出し、取り出した符
号を逆量子化することにより背景画素値を復号する。取
り出す背景画素値符号長は例えば図１２に示されるもの
である（もちろん、符号化時の規定と同じものを用い
る）。また、逆量子化も符号化時の量子化に対応する。
ここで、背景画素値符号長をＮ、背景画素値符号をｘ、
符号後の背景画素値をｙとするとき、

【数３】の演算によって逆量子化を行う。ただし、Ａ＜＜Ｂは、
ＡをＢビット分だけ左シフト（Ｂが正のとき数値が大き
くなる方向にシフト）する演算を表す。

【０１１３】また、ブロック種類が０画素背景の場合
は、例えば、ここ（背景画素値復号器２１２）でダミー
符号を取り除く。背景画素値符号あるいはダミー符号を
取り除いた符号列は、次のブロックの符号２１４として
出力される。また復号された背景画素値２１３は背景画
素補間器２１５に送られる。

【０１１４】背景画素値復号器２１３の出力は、３００
ｄｐｉ、８ｂｉｔの画像である（入力画像の解像度を一
例として６００ｄｐｉとしたため、背景画素値の解像度
はその半分の３００ｄｐｉである）。背景画素補間器２
１５では、３００ｄｐｉの画像を最終復号画像の解像度
６００ｄｐｉに拡大する。

【０１１５】背景画素補間器２１５における、補間前の
背景画素と補間後（拡大後）の背景画素の位置関係は図
１１に示される。図１１においてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは補間
前の背景画素である。補間後の背景画素は補間前の背景
画素を縦横にそれぞれ２倍したものになる。図１１の正
方形の位置が補間後の画素となる。たとえば図１１のＸ
の位置の画素を補間によって得ることを考える。ここで
は線形補間による拡大手法を採るとする。Ｘの画素値を
得るために周囲４画素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの画素値を用い
る。以下、Ｘ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、各画素の画素値を表
すとする。通常の線形補間手法では、

【数４】とすれば良いが、本実施例では周囲画素Ｂ、Ｃ、Ｄに背
景画素値が存在しない場合がある。

【０１１６】そのため、以下の手法により補間画素値Ｘ
を得る。以下、Ａの背景画素値は存在するものとする
（存在しない場合には、補間の必要が無い）。 ● ＢＣＤすべて存在しないとき、Ｘ＝Ａ ● ＢＣＤすべて存在するとき、Ｘ＝（９Ａ＋３Ｂ＋３Ｃ＋Ｄ）／１６ ● Ｂのみ存在するとき、Ｘ＝（３Ａ＋Ｂ）／４ ● Ｃのみ存在するときＸ＝（３Ａ＋Ｃ）／４ ● ＢＤのみ存在するとき、Ｘ＝（９Ａ＋３Ｂ＋Ｄ）／１３ ● ＣＤのみ存在するときＸ＝（９Ａ＋３Ｃ＋Ｄ）／１３ ● ＢＣのみ存在するとき、Ｘ＝（３Ａ＋Ｂ＋Ｃ）／５ ● Ｄのみ存在するときＸ＝（９Ａ＋Ｄ）／１０周囲画素Ｂ、Ｃ、Ｄの背景画素値の存在情報を得るた
め、背景画素補間器２１５には文字背景位置パターン２
０５が入力される。

【０１１７】ブロック復号器２１６では、以上のように
生成された補間後の背景画素値と、文字フロック２１１
を合成して復号ブロック２１７を出力する。復号された
文字ブロック２１１を、前記のａ［３：０］と、ｂ
［３：０］で表すとしたとき、ａ［１］＝０の画素のみ
背景画素値で置換し、ａ［ｉ］＝１の画素は、ｂ［ｉ］
＝０の場合には０とし、ｂ［ｉ］＝１の場合には２５５
とすることで復号ができる。さらに復号ブロック２１７
をラスタスキャンに変換することにより復号が完了す
る。

【０１１８】以上で実施例１の復号器の動作の説明を終
える。

【０１１９】上記では、量子化は右ビットシフト（下位
ビット切り捨て）で行ったが、割り算を行うことによっ
て量子化を行っても良い。

【０１２０】上記では、書画素が文字画素であるか背景
画素であるかを示す情報ａ［３：０］をパターン符号Ｌ
ＵＴ１０４とシフト量ＬＵＴ１０７にも入力した。−ブ
ロックの画素数が多くなる場合、ａのビット数も多くな
ってしまう。一旦ブロック種類識別符号に変換してか
ら、各符号化器で使用しても良い。その場合、ブロック
種類識別符号は各画素が文字画素であるか背景画素であ
るかを示す情報ａよりも小さくできるため、伝送するビ
ット数あるいはＬＵＴの量を減少させることができる。
また、上記では、ａ［３：０］とｂ［３：０］をＬＵＴ
で一度に符号化したが、これではＬＵＴ量が大きくなっ
てしまう場合には、まずａ［３：０］をブロック種類識
別符号に符号化し、別に、文字背景位置パターン符号お
よび文字画素値符号を符号化しても良い。

【０１２１】上記では背景画素補間器２１５において、
周囲４点画素を用いた補間を行ったが、補間は周囲１６
点画素を用いる等の他の補間方式でも良い。１６点補間
を用いる場合、周囲１６点の存在にょって場合分けが必
要となる。また、補間を行わずに最近傍の画素の画素値
で置換しても良い。図１１の場合、Ｘ＝Ａとすることで
拡大が可能となる。

【０１２２】上記では、０画素背景ブロックの場合、ダ
ミー画素を付加したが、ダミー符号を付加しない符号構
成もありうる。

【０１２３】上記では入力解像度を６００ｄｐｉとした
が、本実施例は他の解像度でも成り立つことは明らかで
ある。

【０１２４】上記では、ブロックサイズを２×２とした
が、２×２以外の他のブロック画素数でも良い。

【０１２５】上記では、０画素背景ブロック種類を設け
た。０画素背景ブロック種類を設けなくても良い。

【０１２６】逆量子化の結果０あるいは２５５になるよ
うな背景画素値符号が存在していれば、０あるいは２５
５を背景画素とみなすことにより、他のブロック種類で
０画素背景ブロック種類を表すことができる。

【０１２７】また、上記で示した符号例とは別の符号を
設計することももちろん可能である。図１４は、０画素
背景ブロック種類を無くし、かつ、ブロックで固定長を
実現する符号の例である。

【０１２８】文字画素のビット数は１ビット以外でも構
わない。２ビットとした場合、文字画素の画素値種類数
は４となる。例えば、０、２５５、１２８、６４を文字
画素として判別する等の例が考えられる。また、文字画
素の画素値は０、２５５以外でももちろん良い。

【０１２９】ブロック種類識別符号は、等長符号でもも
ちろん良い。あるいは、発生確率に応じた非等長符号で
も良い。この場合、ブロック毎に固定長の符号とするこ
とはできないが、全体の圧縮効率は上がる可能性があ
る。

【０１３０】上記では、ブロック種類に応じて背景画素
値の量子化を行ったが、量子化を行わなくても（量子化
ステップ数を１としても）良い。

【０１３１】上記では、文字画素を画素値で判別した
が、文字画素判別手法は、他の絵文字判別手法等を利用
しても良い。

【０１３２】以上の回路はソフトウェアで実装すること
ももちろん可能である。

【０１３３】また、符号の順序は最も最初にブロック種
類識別符号が必要である以外は何でも良い。

【０１３４】［実施例２］実施例２は、図４ｂ）に示さ
れるような、多階調数低解像度画像と、少階調数高解像
度画像が入力される場合の例である。少階調数高解像度
画素となる画素値が１種類のみの場合である。

【０１３５】実施例２は、例えばＰＤＬデコンポーザの
生成した画像を符号化する場合に関するものである。一
部のプリンタは、ＰＤＬ（ページ記述言語）を入力し
て、プリントする画像を生成する。ＰＤＬ内には、文字
コード、描画命令、ビットマップデータ等が格納されて
いる。一般にＰＤＬは描画の上書きにより画像を生成す
る。後から発行された描画命令によって描かれた画像
は、前に発行された描画命今によって描かれた画像の上
に描画される。

【０１３６】例えば、ビットマップデータが３００ｄｐ
ｉで、その上に６００ｄｐｉの文字デルータが描画され
る場合を考える。このような場合が図４ｂ）に示される
ようなケースである。この場合、図５の文字背景判別回
路１０３では、上書きされた文字部分を画素値２５５の
文字画素であると判定する。それ以外の画素は背景画素
と判別する。

【０１３７】また、入力ビットマップデータが３００ｄ
ｐｉである場合には平均値回路１０６は不要である。

【０１３８】その他の動作は実施例１と同じである。

【０１３９】［実施例３］実施例３は、図４ｃ）に示さ
れるような、多階調数低解像度画像と、少階調数高解像
度画像、および、高解像度１ビットのマスク画像が入力
される場合の例である。ＩＴＵ−ＴＴ．４４勧告ＭＲＣ
ではこの画像形式が採用されている。

【０１４０】実施例３の場合、文字背景判別回路１０３
は、マスク画像をみて文字画素と背景画素を判別すれば
良い。

【０１４１】また、多階調数低解像度画像の解像度が３
００ｄｐｉである場合には平均値回路１０６は不要であ
る。

【０１４２】その他の動作は実施例１と同じである。

【０１４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像符号
化装置によれば、入力画像を第1の画像特性の画素、例
えば少階調数高解像度画素と、第２の画像特性の画素、
例えば多階調数低解像度画素の存在位置のパターンに対
応する位置パターン符号と、第１の画素符号と、第２の
画素符号により符号化し、第1の画像特性の画素と第２
の画像特性の画素の位置パターンに依存して第２の画像
特性の画素の量子化ステップ幅を変化させることによ
り、階調数が必要な画像と解像度が必要な画像が混在し
ている場合に、視覚的な画質劣化を発生すること無く、
かつ、高い効率で符号化を行うことの可能な画像符号化
技術を提供することができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概念を説明する図である。

【図２】本発明の概念を説明する図である。

【図３】本発明の概念を説明する図である。

【図４】入力画像形式を説明する図である。

【図５】本発明の実施例の符号化器の構成を示す図で
ある。

【図６】本発明の実施例の復号器の構成を示す図であ
る。

【図７】図５の符号化器のブロック化回路を説明する
図である。

【図８】図５の符号化器の符号フォーマットを説明す
る図である。

【図９】図５の符号化器のブロック種類を説明する図
である。

【図１０】図５の符号化器の文字画素値符号を説明す
る図である。

【図１１】図６の復号器の背景画素補間器を説明する
図である。

【図１２】図５の符号化器の符号のビット配分を説明
する図である。

【図１３】図５の符号化器のブロック種類識別符号表
を説明する図である。

【図１４】図５の符号化器の符号例を説明する図であ
る。

【図１５】図５の符号化器のパターン符号化ＬＵＴの
例を説明する図である。

【図１６】図５の符号化器のシフト量表を説明する図
である。

【図１７】図５の符号化器のシフト量ＬＵＴ表を説明
する図である。

【図１８】従来例１を説明する図である。

【図１９】従来例２を説明する図である。

【図２０】視覚周波数特性を説明する図である。

【図２１】文字線画、写真混在ブロックを説明する図
である。

【図２２】プリント画像を説明する図である。

【符号の説明】１０１入力画像１０２ブロック化回路１０３文字背景判別回路１０４パターン符号ＬＵＴ１０５ブロック種類識別符号、文字背景位置パターン
符号および文字画素値符号１０６平均値回路１０７シフト量ＬＵＴ１０８シフト回路１０９背景画素値符号１１０多重化回路１１１符号２００入力符号２０１ブロック種類復号器２０２ブロック種類２０３ブロック種類識別符号を取り除いた符号列２０４文字背景位置パターン復号器２０６文字背景位置パターン２０６文字背景位置パターン符号を取り除いた符号列２０７文字画素値復号器２０８文字画素値２０９文字画素値符号を取り除いた符号列２１０文字ブロック復号器２１１文字ブロック２１２背景画素値復号器２１３背景画素値２１４次のブロックの符号２１５背景画素補間器２１６ブロック復号器２１７復号ブロック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の画像特性の画素の画素値と第２の
画像特性の画素の画素値を取得する手段と、第１の画像特性の画素と第２の画像特性の画素との存在
位置をパターン化する位置パターン化手段と、前記位置パターンに対して符号を与える位置パターン符
号化手段と、第１の画像特性の画素と第２の画像特性の画素との位置
パターンに依存して第２の画像特性の画素の量子化方法
が変化する第２の画像特性の画素用の量子化手段と、前記量子化手段によって量子化された第２の画像特性の
画素を符号化する画素符号化手段とを具備することを特
徴とする画像符号化装置。
【請求項２】第１の画像特性の画素の画素値と第２の
画像特性の画素の画素値を取得する手段と、第１の画像特性の画素と第２の画像特性の画素との存在
位置をパターン化する位置パターン化手段と、前記位置パターンに対して符号を与える位置パターン符
号化手段と、第１の画像特性の画素数分だけ第１の画像特性に対応し
て画素値を符号化する画素符号化手段とを具備すること
を特徴とする画像符号化装置。
【請求項３】第１の画像特性の画素は少階調数高解像
度画素であり、第２の画像特性の画素は多階調数低解像
度画素であることを特徴とする請求項１あるいは２記載
の画像符号化装置。
【請求項４】第１の画像特性の画素の画素値と第２の
画像特性の画素の画素値を取得する手段は、入力画素を第１の画像特性の画素と第２の画像特性の画
素とのいずれかに判別する判別手段と、第２の画像特性の画素と判別された１つまたは複数の画
素から第２の画像特性の画素の画素値を取得する第２の
画素の画素値取得手段とからなることを特徴とする請求
項１あるいは２記載の画像符号化装置。
【請求項５】前記判別手段では、入力画素値と、予め
与えられた１つまたは複数の所定の画素値との比較を行
い、入力画素値が所定の画素値のいずれかに等しい場
合、この入力画素値を第１の画像特性の画素と判別し、
それ以外の場合、第２の画像特性の画素と判断すること
を特徴とする請求項４記載の画像符号化装置。
【請求項６】前記所定の画素値は、０および２５５で
あることを特徴とする請求項５記載の画像符号化装置。
【請求項７】出力符号は、位置パターン符号と、第１
の画像特性の画素符号と、第２の画像特性の画素符号か
らなることを特徴とする請求項１あるいは２記載の画像
符号化装置。
【請求項８】第１の画像特性の画素がとりうる画素値
は予め定められた１つのみの画素値であり、出力符号
は、位置パターン符号と、第２の画像特性の画素符号と
からなることを特徴とする請求項１記載の画像符号化装
置。
【請求項９】前記位置パターン符号化手段は、回転あるいは対称変換によって相互に変換可能なパター
ン群を示す第１の位置パターン符号化手段と、前記パターン群中から前記位置パターンを特定する第２
の位置パターン符号化手段からなることを特徴とする請
求項１記載の画像符号化装置。
【請求項１０】前記位置パターン符号化手段は、回転あるいは対称変換によって相互に変換可能なパター
ン群を示す第１の位置パターン符号化手段と、前記パターン群中から前記位置パターンを特定する第２
の位置パターン符号化手段からなることを特徴とする請
求項２記載の画像符号化装置。
【請求項１１】前記位置パターン符号化手段におい
て、前記位置パターン符号は一意に復号可能な可変長符
号で形成されることを特徴とする請求項１あるいは２記
載の画像符号化装置。
【請求項１２】前記位置パターン符号化手投は、第１の位置パターンを一意に復号可能な可変長符号に符
号化する第１の位置パターン符号化手段と、第１の位置パターンによって定まる符号長を持つ第２の
位置パターン符号を割り当てる、第２の位置パターン符
号化手段とからなることを特徴とする請求項９または１
０記載の画像符号化装置。
【請求項１３】前記第２の位置パターン符号化手段
は、第２の位置パターン番号をそのまま符号化すること
を特徴とする請求項１２記載の画像符号化装置。
【請求項１４】前記第１の位置パターンに対応するそ
れぞれの第２の位置パターンの数が２のべき乗であるこ
とを特徴とする請求項９または１０記載の画像符号化装
置。
【請求項１５】前記量子化手段は、第１の画像特性の
画素数が多く、第２の画像特性の画素数が少ないほど、
量子化ステップ幅が大きくなるように前記位置パターン
に依存することを特徴とする請求項１記載の画像符号化
装置。
【請求項１６】前記量子化手段は、前記第１の位置パ
ターンに依存して量子化ステップ幅を変更することを特
徴とする請求項９記載の画像符号化装置。
【請求項１７】前記量子化手段は、下位ビットを切り
捨てることにより量子化を行うことを特徴とする請求項
１記載の画像符号化装置。
【請求項１８】前記第２の画素符号化手段は、前記量
子化手投によって量子化された第２の画像特性の画素の
量子化インデクスをそのまま第２の画像特性の画素の符
号とすることを特徴とする請求項１記載の画像符号化装
置。
【請求項１９】前記第１の画像特性に対応して画素値
を符号化する画素符号化手段は、前記第１の位置パター
ンに依存して、符号化を行う第１の画像特性の画素の画
素数を定めることを特徴とする請求項１０記載の画像符
号化装置。
【請求項２０】前記第１の画像特性に対応して画素値
を符号化する画素符号化手段は、第１の画像特性の画素
の画素値を入力画素のビット数より小さいインデクスに
変換してから符号化を行うことを特徴とする請求項２記
載の画像符号化装置。
【請求項２１】前記第１の画像特性に対応して画素値
を符号化する画素符号化手段は、第１の画像特性の画素
の画素値を入力画素のビット数より小さいインデクスに
変換し、該インデクスをそのまま符号とすることを特徴
とする請求項２０記載の画像符号化装置。
【請求項２２】ダミー符号を付加するダミー符号付加
手段をさらに具備し、ダミー符号付加手段では、符号化
の結果、所定の符号量に達しない場合は、ダミー符号を
付加し、所定の符号量に一致させることを特徴とする請
求項１あるいは２記載の画像符号化装置。
【請求項２３】前記ダミー符号付加手段では、前記位
置パターンから、ダミー符号長を決定することを特徴と
する請求項２２記載の画像符号化装置。
【請求項２４】前記ダミー符号付加手段では、前記第
１の位置パターンから、ダミー符号長を決定することを
特徴とする請求項２２記載の画像符号化装置。
【請求項２５】第１の画像特性の画素の画素値、第２
の画像特性の画素の画素値およびこれらの画素の位置パ
ターンをそれぞれ符号化してなる符号を復号する画像復
号装置において、位置パターンを復号する位置パターン復号手段と、第２の画像特性の画素値の代表値を復号する画素値復号
手段と、画素値復号手段で復号された画素値の代表値から第２の
画像特性の各画素値を補間する画素補間手段とを具備
し、画素補間手段は、復号された周囲画素の第２の画像特性の画素の存在の有
無のパターンに応じて、第２の画像特性の画素値の補間
手法を変更することを特徴とする画像復号装置。
【請求項２６】少階調数高解像度画素の画素値と多階
調数低解像度画素の画素値を取得する手段と、少階調数高解像度画素の画素数と多階調数低解像度画素
の画素数との比に基づいて多階調数低解像度画素の画素
値の量子化ステップ幅を決定する手段と、決定した量子化ステップ幅を用いて多階調数低解像度画
素の画素値を量子化する量子化手段とを具備することを
特徴とする画像符号化装置。
【請求項２７】前記量子化手段は、少階調数高解像度
画素の画素数が多く、多階調数低解像度画素の画素数が
少ないほど、量子化ステップ幅が大きくなるようにする
請求項２６記載の画像符号化装置。
【請求項２８】第１の画像特性の画素の画素値と第２
の画像特性の画素の画素値を取得するステップと、第１の画像特性の画素と第２の画像特性の画素との存在
位置をパターン化する位置パターン化ステップと、前記位置パターンに対して符号を与える位置パターン符
号化ステップと、第１の画像特性の画素と第２の画像特性の画素との位置
パターンに依存して第２の画像特性の画素の量子化方法
を変化させて第２の画像特性の画素を量子化するステッ
プと、前記量子化された第２の画像特性の画素を符号化する画
素符号化ステップとをコンピュータに実行させるために
用いられる画像符号化用コンピュータ・プログラムをコ
ンピュータ読出し可能に記録した記録媒体。
【請求項２９】第１の画像特性の画素の画素値と第２
の画像特性の画素の画素値を取得するステップと、第１の画像特性の画素と第２の画像特性の画素との存在
位置をパターン化する位置パターン化ステップと、前記位置パターンに対して符号を与える位置パターン符
号化ステップと、第１の画像特性の画素数分だけ第１の画像特性に対応し
て画素値を符号化する画素符号化ステップとをコンピュ
ータに実行させるために用いられることを特徴とする画
像符号化用コンピュータ・プログラムをコンピュータ読
出し可能に記録した記録媒体。
【請求項３０】第１の画像特性の画素の画素値、第２
の画像特性の画素の画素値およびこれらの画素の位置パ
ターンをそれぞれ符号化してなる符号を復号するための
画像復号用コンピュータ・プログラムをコンピュータ読
出し可能に記録した記録媒体において、位置パターンを復号する位置パターン復号ステップと、第２の画像特性の画素値の代表値を復号する画素値復号
ステップと、画素値復号手段で復号された画素値の代表値から第２の
画像特性の各画素値を補間する画素補間ステップとをコ
ンピュータに実行させるために用いられ、画素補間ステップは、復号された周囲画素の第２の画像特性の画素の存在の有
無のパターンに応じて、第２の画像特性の画素値の補間
手法を変更するステップを含む画像復号用コンピュータ
・プログラムをコンピュータ読出し可能に記録した記録
媒体。
【請求項３１】少階調数高解像度画素の画素値と多階
調数低解像度画素の画素値を取得するステップと、少階調数高解像度画素の画素数と多階調数低解像度画素
の画素数との比に基づいて多階調数低解像度画素の画素
値の量子化ステップ幅を決定するステップと、決定した量子化ステップ幅を用いて多階調数低解像度画
素の画素値を量子化するステップとをコンピュータに実
行させるために用いられる画像符号化用コンピュータ・
プログラムをコンピュータ読出し可能に記録した記録媒
体。