JP2003125206A - 画像処理装置及び方法及びコンピュータプログラム及び記憶媒体 - Google Patents
画像処理装置及び方法及びコンピュータプログラム及び記憶媒体Info
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- JP2003125206A JP2003125206A JP2001315670A JP2001315670A JP2003125206A JP 2003125206 A JP2003125206 A JP 2003125206A JP 2001315670 A JP2001315670 A JP 2001315670A JP 2001315670 A JP2001315670 A JP 2001315670A JP 2003125206 A JP2003125206 A JP 2003125206A
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Abstract
的とするサイズに収まる符号化を行う。 【解決手段】 入力部101から入力した多値カラー画
像データは、符号化部102内で、輝度、色差データに
変換された後、DCT変換、量子化を経て符号化され
る。符号化されたデータは第1のメモリ及び第2のメモ
リに格納される。また、符号量は第1のカウンタ107
で計数していて、目標値をオーバーすると判断した場
合、第1のメモリに格納されたデータを破棄すると共
に、符号化部102に対して、それ以降に入力される画
像のどの色成分の、直流成分又は交流成分について量子
化ステップを大きくするかを設定する。また、従前に符
号化されたデータについては、再符号化部109で、符
号化部102と同様の条件で再度符号化し、それを第1
のメモリ及び第2のメモリに格納する。
Description
圧縮符号化する画像処理装置及びその制御方法及びコン
ピュータプログラム並びにコンピュータ可読記憶媒体に
関するものである。
サイン変換を利用したJPEG方式や,Wavelet変換を
利用した方式が多く使われている。この種の符号化方式
は,可変長符号化方式であるので,符号化対象の画像毎
に符号量が変化するものである。
画像に対して1組の量子化マトリクスしか定義できな
い。従って、プリスキャン無しには、符号量調整が行え
ず、限られたメモリに記憶するシステムで使用する場合
においては、メモリオーバーを起こす危険性がある。
りオーバーした場合は、圧縮率を変更して、原稿の再読
み込みを行なう方法や、予めプリスキャンによる符号量
見積もりを行ない、符号量を調整するために,量子化パ
ラメータの再設定を行なう方法などがとられていた。
として、例えば、プリ圧縮したデータを内部バッファメ
モリに入れ、これを伸長し、圧縮パラメータを変え、本
圧縮し、外部記憶に出力する方式がある。このとき、本
圧縮では、プリ圧縮よりも圧縮率を高めにすることにな
る。
号量を求め、符号量を減らすために、DCT係数をn回
レベルシフトした係数をハフマン符号化する方式が知ら
れており、このシフト量nは許容符号量から決定され
る。
は、圧縮バッファとして、目標圧縮以上の圧縮バッファ
が必要となり,中間的に使うバッファのオーバーフロー
を防ぐには,原画のデータを記録できるほどの容量が必
要となることは避けられない。
圧縮した全データに対して、復号、再圧縮を行なう処理
が入るため、連続処理のスピードがあがらないという問
題がある。
であり、1度の画像入力により、効果的に設定したサイ
ズに収まる符号化データを生成することを可能ならし
め、特に、多値カラー画像データに対してその圧縮後の
品質の劣化を最小限に抑えることを可能ならしめる画像
処理装置及びその制御方法及びコンピュータプログラム
及び記憶媒体を提供しようとするものである。
め、例えば本発明の画像処理装置は以下の構成を備え
る。すなわち、複数の色成分で構成されるカラー多値画
像データを圧縮符号化する画像処理装置であって、圧縮
符号化後のデータを格納する記憶手段と、量子化ステッ
プに関するパラメータが変更可能な第1の圧縮符号化手
段と、量子化ステップに関するパラメータが変更可能で
あって、前記第1の圧縮符号化手段で圧縮した符号デー
タを復号し、再圧縮する第2の圧縮符号化手段と、前記
第1の圧縮符号化手段によって生成される符号量を監視
すると共に、当該符号データ量が所定量になったか否か
を判断する符号量監視手段と、該符号量監視手段によっ
て前記所定量に達したと判断した場合、前記第1、第2
の圧縮符号化手段における、量子化ステップの変更対象
となる色成分を決定するパラメータ設定手段と、該パラ
メータ設定手段によりパラメータを変更した場合、前記
第1の圧縮符号化手段で従前に生成された符号データを
前記第2の圧縮符号化手段によって再符号化させ、当該
再符号化を済ませた符号データを、前記第1の圧縮符号
化手段のパラメータ変更後の符号データとして前記記憶
手段に記憶すると共に、パラメータ変更後の前記第1の
圧縮符号化手段で生成された符号化データを、後続符号
データとして前記記憶手段に保存させる制御手段とを備
える。
係る実施形態を説明するが、先ず、基本部分について説
明する。
100の機能ブロック構成図である。以下、同図の各部
を簡単に説明する。
から画像を入力する入力部101を備えている。なお、
入力部101は、ページ記述言語レンダリングなどから
画像データを入力しても良いし、記憶媒体に格納された
画像ファイルを読込むことで実現しても良く、場合によ
ってはネットワークより受信するようにしても良い。
の符号化を行なう。なお、符号化方式は公知のJPEG
符号化方式を用い、8×8画素単位に相当する画像デー
タを直交変換し、後述する量子化ステップを用いた量子
化、ハフマン符号化処理を行なうものである。
制御部105は、上記符号化部102から夫々に出力さ
れてくる上記符号化データ(同じ符号化データ)を第1
のメモリ104と第2のメモリ106へ格納する様に制
御する。ここで、第1のメモリ104は、最終的に確定
した(目標値以内のデータ量に圧縮し終わった)符号化
データを、図1の基本構成の外部に接続されるネットワ
ーク機器、画像出力装置や大容量記憶装置等へ出力する
ために、該符号化データを保持するためのメモリであ
る。また、第2のメモリ106は、前記符号化データを
第1のメモリ上に形成するための圧縮符号化処理を補助
する作業用のメモリである。
て圧縮符号化された画像データのデータ量をカウント
し、該カウント値を保持すると共に、そのカウント結果
を符号化シーケンスの制御を行なう符号化シーケンス制
御部108に出力する。
ンタ107のカウント値がある設定値に達したかどうか
を検出し、その設定値に達した(目標値を越えた)こと
を検出した時にメモリ104内の格納済みのデータを廃
棄するよう第1のメモリ制御部103に制御信号を出力
する。上記第1のメモリ制御部103は、この制御信号
に基づいて、メモリアドレスカウンタをクリアするか、
あるいは符号化データ管理テーブルをクリアすることに
より、前記格納データを廃棄する。また、このとき、符
号化シーケンス制御部108は、第1のカウンタ107
をゼロクリアする(入力部101からの入力は継続して
いる)と共に、符号化部102に対して今までより、高
い圧縮率で符号化を行なうよう制御する。すなわち、本
装置の符号化処理で発生する符号化データのデータ量が
最終的に例えば1/2になるように制御する。なお、こ
こでは、1/2としたが任意に設定できることは言うま
でもない。
これまでと同様、第1のメモリ制御部103と第2のメ
モリ制御部105を経て、第1のメモリ104と第2の
メモリ106に夫々格納される。
は、第2のメモリ制御部105に対して、これまでに第
2のメモリ106に格納した符号化データを読み出し、
符号化データ変換手段である再符号化部109に該符号
化データを出力するよう制御信号を出す。
ータを復号化し、データ量を減らすための再量子化等を
行なった後に再び符号化処理を行ない、圧縮率が変更さ
れた符号化部102と同じ圧縮率のデータ量を第2のカ
ウンタ110に出力する。
化データは、第1のメモリ制御部103と第2のメモリ
制御部105を経由して、それぞれ、第1のメモリ10
4と第2のメモリ106に格納される。
のメモリ制御部が検出する。すなわち、再符号化処理す
るために読み出すデータが無くなれば、再符号化処理の
終了を符号化シーケンス制御部108に知らせる。実際
には、第2のメモリ制御部105の読みだし処理だけで
なく、再符号化部109の処理も終了した後に、符号化
処理が完了したことになる。
値は、再符号化処理が完了した後、第1のカウンタ10
7で保持されているカウンタ値に加算される。この加算
結果は再符号化処理が完了した直後における、第1のメ
モリ104内のデータ量の合計を表す。即ち、1画面分
の符号化部102と再符号化部109の符号化処理が終
了した時点では、上記加算後の第1のカウンタ107で
保持されているカウンタ値は、1画面分を本装置が符号
化した場合に発生した総データ量を表す(詳細は後
述)。
未終了に関わらず、符号化するべき入力部101からの
画像データが残っている限りは符号化処理を継続して行
なう。
に達したかどうかは入力部101から入力される1ペー
ジ分の画像データの符号化処理(符号化、再符号化)が
終わるまで繰り返され、上述した符号化と再符号化の処
理は、ここで得られる検出結果に応じた制御の上で実行
される。
力される切り替え信号がセレクタ111に供給され、こ
のセレクタ111は符号化対称信号を、再符号化部10
9に送るか、そのままメモリ制御部103、105に戻
すかを切り替える。
表わすフローチャートを図8に示すが、説明を簡単にす
るため、簡略化した図3のフローチャートに従って先ず
説明する。
置100は、スキャナ等の入力部101から入力した1
ページの画像データを所定のデータ量以下に圧縮符号化
する装置である。該符号化処理を実現するために、前記
入力部101以外に、符号化部102、再符号化部10
9、第1のメモリ104、第2のメモリ106等を有す
る。これらの機能ブロックを用い、図3に示すフローチ
ャートに基づいて符号化処理を行なう。
記の3つの処理フェーズに分かれる。 (1)符号化フェーズ (2)符号化・再符号化フェーズ (3)転送フェーズ 上記それぞれの処理フェーズおいて、どのように画像デ
ータ、符号化データ等が流れて処理され,メモリにどの
ように格納されるかを視覚的に解り易く示したのが図4
乃至図7である。
テップS303とS305に対応する符号化フェーズの
初期状態を表わす。また、図5はステップS307〜S
315に対応する符号化・再符号化フェーズの処理状態
を、図6はステップS317に対応する転送フェーズの
処理状態を、図7は転送フェーズ後の符号化フェーズの
処理状態を表わす。以下、各フェーズについて説明す
る。
データの符号化処理は、符号化パラメータの初期設定
(ステップS301)から始まる。ここでは符号化処理
する画像サイズ(スキャナ等の入力部101から読み取
る用紙サイズ)から一意的に定まる符号化データ量の上
限値や符号化部102(ここでは公知のJPEG符号化
方式を用いるものとする)に適用する量子化ステップ
(Q1)といったパラメータを設定する。
ウンタ107は、実際の符号化処理(画像の8×8画素
単位にJPEG圧縮)を行ない、出力される符号化デー
タのデータ量を累積カウントする。
カウント値が上記上限値をオーバーしたかどうかを検知
し、オーバーしていなければステップS303のJPE
G符号化処理を継続する。これが初期状態の符号化フェ
ーズである。
は、図4に示すように第1のメモリ104と第2のメモ
リ106の両方に格納されていく。縦縞で示した領域が
該格納した符号を表現している。
部102の符号化処理が進行し、前記データ量のカウン
ト値が設定されている上限値をオーバーすると、ステッ
プS307にて、第1のメモリ104内の符号化データ
を廃棄すると共に、ステップS309にて、符号化部1
02の量子化ステップをQ2に変更する。
定された上限値をオーバーするという事は、圧縮後のデ
ータ量が目標値以内に収まらないことを意味する。よっ
て同じ量子化ステップを用いて符号化処理を継続しても
意味が無いので、前よりもデータ量が少なくなるよう
に、Q1よりも量子化ステップ幅の大きい量子化ステッ
プQ2に変更するわけである。
311では符号化部102の符号化処理を再開し、図5
に示すように符号化データを第2のメモリ106のみに
格納する。それと並行して、ステップS313の再符号
化処理を行なう。再符号化処理では、第2のメモリ10
6に格納済みの符号化データを読み出して、再符号化部
109にて再符号化処理を行ない、前記2つのメモリ1
04、106に格納する。そして、縦縞の符号を全て
再符号化するまで、該符号化処理と再符号化処理を継続
する。再符号化部109から出力される再符号化データ
は、量子化ステップ変更後に符号化部102から出力さ
れる符号化データと同じ量子化ステップで符号化して得
られる符号化データと全く同一の符号化データである。
ータを一旦ハフマン復号した後の各量子化値に対して、
これら値を2nで割った結果と同様の結果が出るビット
シフト処理を施した後、再度ハフマン符号化を行なうこ
とにより実現される。この方法は、ビットシフトのみで
量子化ステップを変更する点と逆直交変換や再直交変換
処理を行なわない点で、高速な再符号化処理が可能であ
る。ステップ315では、再符号化処理の終了検知が行
なわれる。
化データのデータ量よりも少なくなるので、図5に示す
ように、再符号化前の符号を格納していたメモリ領域に
再符号化後の符号化データを上書きするように格納する
ことができる。再符号化処理が終了した時点で、縦縞
の符号化データのデータ量は図6に示すの斜め縞の符
号化データのデータ量へと減少する。
が、符号化・再符号化フェーズで行なう処理である。
したら、ステップS317では転送処理が行なわれる。
該転送処理では、図6に示すように、符号化・再符号化
フェーズで第2のメモリ106のみに格納した斜め縞
の符号化データを、第1のメモリ104内の斜め線の
符号化データに連結されるアドレスに転送し、格納す
る。その一方で、第2のメモリ106上で分散してしま
っている斜め縞の符号化データと斜め縞の符号化デ
ータが第1のメモリ104上で連続して格納される様
に、前記斜め縞の符号化データを第2のメモリ106
内で転送し、連結させる。これが、転送フェーズで行な
う処理である。
S303、S305の符号化フェーズに戻り、図7に示
すように斜め縞の符号を符号化部102から出力して
2つのメモリ104,106に格納する。この符号化フ
ェーズは、初期状態の符号化フェーズ(図4)と少し異
なり、符号化部102で符号化する際の量子化ステップ
がQ1からQ2に変更されていると共に、2つのメモリ
104,106に格納されている符号化データも様々な
フェーズで処理された符号の集まりである。それらの違
いを無視すれば、転送フェーズ直後の符号化フェーズと
初期状態の符号化フェーズは、同じと見なせる。
化フェーズと転送フェーズの3つを繰り返すことで、最
終的に1ページの画像データをデータ量設定値以下に圧
縮した符号を第1のメモリに格納することが出来る。し
かも、入力部101は一連の処理が終わるまで、入力を
継続するだけである。すなわち、画像を再度最初から入
力し直すということが無くなる。
解しやすいように、図4、図5、及び、図6に示した各
フェーズに対応する処理のみを記述した。しかしながら
実際には、1ページの画像データの入力はどこかのフェ
ーズで終了する。従って、どのフェーズで終了したかに
よって、それ以降の対応も多少異なる。それを考慮した
流れを示したのが図8のフローチャートである。図8の
フローチャートは、1ページ分の画像データの入力完了
と図3で説明した各種処理との関係を考慮したものであ
り、ここでは図3のフローチャートに、ステップS80
1、S803、S805、S807を追加している。
は、それぞれ、符号化フェーズ、符号化・再符号化フェ
ーズ、転送フェーズにおいて、入力部101からの1ペ
ージ分の画像データの入力が終了したことを検知する。
分の画像データの入力が終了したことを検知した場合
(ステップS801、S805)、ステップS807へ
移り、当該ページの圧縮符号化処理を終了し、次に処理
すべき1ページ以上の画像データがあれば、次の1ペー
ジ分の画像データの圧縮符号化処理を開始し、無ければ
停止状態に入る。
ジ分の画像データの入力終了を検知した場合(ステップ
S803)には、符号化部102では再符号化処理する
画像データが無くなるまで一旦動作を止める必要がある
ので、ステップS311の符号化処理をパスし、ステッ
プS313で、今までに符号化部102で符号化済みの
画像データを所定の符号化データ量に抑える為の再符号
化処理のみを継続して行なう。再符号化処理が全て終了
して、その後の転送処理が終わらないと、1ページ分の
画像データ全体の符号化データが第1のメモリ上に集ま
らないため、1ページ分の画像データの入力終了後も再
符号化処理及びそれに続く転送処理は継続して行われる
必要がある。この場合には、ステップS315にて、再
符号化処理が全て終了したことを検知すると、符号化・
再符号化フェーズ中に、第2のメモリ106のみに格納
された符号化データを第1のメモリに転送し(ステップ
S317)た後、次のステップS805にて、1ページ
分の画像データの入力終了が検知されてステップS80
7へ移ることになる。
る。
は図5、図6の概念図で示したメモリ格納方法の変形例
を示す図である。
化フェーズでは、符号化部102から出力する符号化デ
ータは第2のメモリ106のみに格納していたが、図9
に示すように符号化・再符号化フェーズ中に、符号化部
102から出力する符号化データを第1、第2メモリの
両方に直接格納する。
で符号化して出力する符号化データも両方のメモリへ格
納することになる。また、図6の概念図とは異なり、図
10に示す様に、転送フェーズでメモリ間のデータ転送
が必要なくなる。またこの変形例の場合には、符号化・
再符号化フェーズにおいて、符号化データと再符号化デ
ータを第1のメモリ104へ送った順序で順次格納され
る。そのため2種類のデータが入り混じってしまうとい
う問題は有る。
する為に符号化データをある単位で区切って、ファイル
或いはパケットとして管理する様にする。具体的には、
ファイル管理テーブル、或いは、パケット管理テーブル
等を別に作成して管理する。
のデータを第1メモリ104に格納する際、適当な単位
(例えば前記直交変換の単位が8×8のブロックである
ので、8×i(i=1、2…の整数)ライン分のデー
タ)毎に、画像データの先頭から管理番号を割り当て、
各管理番号に対応する符号化データの格納先頭アドレス
と該符号化データ量とを、管理番号順に格納できるよう
な管理テーブルを作成する。
中のデータの管理番号を保持し、該管理番号に基づい
て、符号化データ格納時の先頭アドレスと符号化データ
量とを管理テーブルに書き込む。このようにすれば、符
号化部102と再符号化部109で処理した符号化デー
タをランダムに格納したとしても、前記管理テーブルを
管理番号順にアクセスし、その時読み出させる先頭アド
レスと符号化データ量に基づいて、符号化データを第1
メモリ104から読み出せば、画像の先頭から順番に符
号化データを読み出すことができる。このような管理機
構を設ければ、画像上で連続するデータをメモリ上で連
続するように格納する必要性が無くなる。
符号化フェーズは、これまで説明した2つの符号化フェ
ーズ(図4、図7)とほとんど同じであり、第1のメモ
リ内における符号の格納状態が図11に示した様に若干
異なるだけである。よって、先の説明と本変形例は、3
つのフェーズを繰り返して処理することに変わりは無
い。
を行なう為の、第2の基本構成の例(これまで説明した
構成を第1の例という)を図2を用いて説明する。
00のブロック構成図である。
点は、最初に符号化を行なう符号化部が2つ並列に存在
する点である。画像処理装置200は、入力部201か
ら入力される画像データを、第1の符号化部202と第
2の符号化部205で並行して符号化し、互いに圧縮率
の異なる2種類の符号化データを生成する。本例でも、
符号化方式は公知のJPEG符号化方式を用い、8×8
画素単位に相当する画像データを直交変換し、後述する
量子化ステップを用いた量子化、ハフマン符号化処理を
行なうものである。
も、第2の符号化部205の方が適用する圧縮率を高く
設定する場合について説明する。具体的には、第1の符
号化部202における量子化ステップをQ1、第2の符
号化部205の量子化ステップをQ2(=2×Q1)と
する。
タは、第1のメモリ制御部203を経由して、第1のメ
モリ204に格納される。このとき、第1のカウンタ2
08は、符号化部202から出力される符号化データの
データ量をカウントし、これを保持すると共に、符号化
シーケンス制御部209にも出力する。
化データは、第2のメモリ制御部206を経由して、第
2のメモリ207に格納される。このとき、第2のカウ
ンタ210は、符号化部205から出力される符号化デ
ータのデータ量をカウントし、これを保持する。更に、
後述する第2のメモリ207に格納している符号化デー
タを第1のメモリ204に転送する時には、それと同時
に上記カウント値を、第1のカウンタ208に転送す
る。
02から出力される符号化データのデータ量をカウント
中に、該カウント値がある設定値に達した時には、符号
化シーケンス制御部209は、第1の例と同様、メモリ
制御部203に対してメモリ204に格納されているデ
ータを廃棄するよう制御信号を出す。
は、第2のメモリ207に格納している符号化データを
読み出して第1のメモリ204に転送し、第1のメモリ
204に格納するよう、メモリ制御部206とメモリ制
御部203に制御信号を出力する。この結果、第2のカ
ウンタ210のカウント値が第1のカウンタ208に転
送され、その値が第1のカウンタのカウント値としてロ
ード(上書き)される。
ウント値は、第2のメモリ207に格納している符号化
データのデータ量を表わしているので、そのカウント値
と符号化データを、互いの対応付けが変わらない様に、
そのまま第1のカウンタと第1のメモリへコピーしたと
考えれば良い。
第1の符号化部202および、第2の符号化部205に
対して、今までよりも、符号化データが少なくなるよう
な符号化を行なうように制御信号を出す。
2の符号化部205における量子化ステップSを2倍に
切り替えす。この結果、第1の符号化部202は、その
直前までの第2の符号化部205における量子化ステッ
プQ2(=2×Q1)を継承することになり、第2の符
号化部205は更に大きな量子化ステップQ2×2を用
いて、次のオーバーフローに備えた更に高い圧縮率の符
号化処理を行うことになる。
としたがこれに限らず、任意に設定できることは示すま
でもない。切り替えられた各符号化部202、205か
ら出力された符号化データは、それぞれ、対応するメモ
リ制御部203、206を経由して、対応するメモリ2
04、207に格納される。
メモリ制御部206に対し、既に第2のメモリ内に格納
している符号化データを読み出して、再符号化部211
にデータを送るよう制御信号を出す。再符号化部211
は、図1の再符号化部109と同様にして符号化データ
の再符号化処理を行なう。
1が出力したデータ量をカウントするもので、再符号化
処理を開始する直前にゼロにリセットされ、再符号化処
理中の出力データ量をカウントする。このカウンタ21
2は、再符号化処理が終了した時点で、そこで得られた
カウント値を第2のカウンタ210に転送する。
きたデータ量カウント値を、第2のカウンタ210内に
保持しているカウンタ値に加算することにより、再符号
化処理中にメモリ207に格納した、符号化データと再
符号化データの合計のデータ量を算出する。即ち、メモ
リ207に格納しているデータ量とカウンタ210のカ
ウント値とが一致する。
符号化するべき入力部201からの画像データが残って
いれば、2つの符号化部202と205による符号化処
理を継続して行なう。そして、カウンタ208のカウン
ト値がある設定値に達したかどうかの監視は入力部20
1から入力される1ページ分の画像データの符号化処理
(符号化、再符号化)が終わるまで繰り返され、上述し
た符号化と再符号化の処理は、ここで得られる検出結果
に応じた制御の上で実行される。
わすフローチャートを図12に示す。
場合は、図12に示すフローチャートに基づいて1ペー
ジ分の画像データの符号化を行なう。なお、図12の説
明は、符号化部が1つの場合のフローチャートである図
8とは、大半は類似しており、当業者であれば上記説明
から本第2の実施形態の特徴は十分に理解できるであろ
うから、符号化部1つの場合と同じように3つのフェー
ズで処理を説明する様にし、図8と異なる点を主に説明
することとする。
ーとの一番大きな違いは、ステップS317の転送処理
が、ステップS307とステップS309の間に移動し
ていることである。要するに、符号化・再符号化フェー
ズと転送フェーズが入れ替わったと見なせば良い(ステ
ップS307の符号化データの廃棄処理は例外であ
る)。
期設定では、第1の符号化部202に量子化ステップQ
1を、第2の符号化部205には量子化ステップQ2
(=2×Q1)を設定する。
S303、S305を繰り返し実行する。ステップS8
01とステップS305は符号化部が1つの場合と同じ
処理であるが、ステップS303の符号化処理だけは図
13に示すように異なっている。
タは圧縮率が段階的に高くなるようにするため、最初に
格納する符号化データは圧縮率が一番低い量子化ステッ
プQ1で符号化したデータを格納し、第2のメモリへ格
納する符号化データは量子化ステップQ2で符号化した
データを格納する。
設定されている上限値をオーバーしたら(ステップS3
05)、直ちに、第1のメモリ204で保持していた符
号化データを廃棄し(ステップS307)、第2のメモ
リ207で保持している圧縮率の高い符号化データを、
第1のメモリ204へ転送する(ステップS317、図
14参照)。これにより、第1の実施形態(図1)で説
明した1回目の再符号化処理の終了を待たずに、速やか
に、上限値をオーバーしない適切な2番目の候補の符号
化データを第1のメモリ207内に格納出来る。これ
が、図1に対する、2つの符号器を持つ図2を適用する
ことの最大の利点である。
4、207で同じ圧縮率の符号化データを持っているこ
とが無駄という考え方なので、第2のメモリ207に
は、第1のメモリ204に格納する符号化データよりも
圧縮率の高い符号化データを格納しておくようにしてい
る。従って、それ以降の処理もこの考え方に基づき行わ
れるものであり、第2のメモリ207内の符号化データ
を第1のメモリ204に転送する処理(転送フェーズ)
が終了した後は、第2のメモリ207の符号化データ
を、更に1段階圧縮率の高い符号化データを保持する様
に再符号化することとなる。
フェーズの次の符号化・再符号化フェーズでは、上記再
符号化の前に、2つの符号化部202,205に適用さ
れる各量子化ステップQ1、Q2をそれぞれQ2、Q3
へ変更し(ステップS309)、1ページの画像データ
の入力が終了せずに続いていれば(ステップS80
3)、後続の画像データは新たな量子化ステップが設定
された2つの符号化部で該入力データを符号化して(ス
テップS311)、対応する各メモリ204,207へ
格納する。そして、上記符号化処理と並行して第2のメ
モリに格納されている符号化データ(第1のメモリ20
4に転送したもの)は、第1のメモリ内の符号化データ
よりも1段階高い圧縮率の符号化データに変更するべ
く、再符号化部211にて量子化ステップQ3を用いて
符号化されたデータが得られる様な再符号化処理(S3
13)を行ない、再符号化データを第2のメモリ207
に格納し直す。
再符号化処理では、符号化データを一旦ハフマン復号し
た後の各量子化値に対して、これら値を2nで割った結
果と同様の結果が出るビットシフト処理を施した後、再
度ハフマン符号化を行なうことにより実現される。この
方法は、ビットシフトのみで量子化ステップを変更する
点と逆直交変換や再直交変換処理を行わない点で、高速
な再符号化処理が可能である。
2つ有る場合には、図15に示したように、第2のメモ
リ207に符号化データと再符号化データを混在して格
納する状況が発生する。従って、前述したように、符号
化データをある単位で区切って、ファイル或いはパケッ
トとして管理することが、第2のメモリ207に対して
も必要になる。その為には、例えば第1の例における変
形例と同様の構成を設ければ良いであろう。
テップS315で検知したら、また符号化フェーズ(ス
テップS801、S303)に移行する。なお、符号化
・再符号化フェーズ後の符号化フェーズでは、図16に
示すように、2つのメモリ204,207が保持する符
号化データは圧縮率が違うだけでなく、符号化データの
混在の仕方(アドレス)もかなり違ってくる。従って、
再度、第1のメモリ204のデータ量が設定値をオーバ
ーした場合には、第2のメモリ207で保持されている
符号化データ(+の横縞の領域の符号)が第1のメ
モリ204へ転送される必要が出てくる。これらを考慮
すると、第2のメモリ207だけでなく、第1のメモリ
204でも符号化データをファイル或いはパケットとし
て管理する必要がある。よって、第1のメモリ204に
も前述の管理テーブルを用いた管理機構が必要となる。
は、量子化ステップと符号化データの混在の仕方が、再
符号化処理の前後で異なっていること以外は、初期状態
の符号化フェーズ(図13)と同じである。よって、符
号化フェーズ、転送フェーズと符号化・再符号化フェー
ズを繰り返すことで、最終的に、1ページ分の画像デー
タを設定した上限値以下に圧縮した符号化データを確実
に第1のメモリ204に格納することが出来る。
と符号化・再符号化フェーズの配置順が逆であることか
ら、図8において転送処理後に行なっていた1ページ分
の画像データの入力終了検知(ステップS805)は、
符号化・再符号化フェーズで行なう1ページ分の画像デ
ータの入力終了検知(ステップS803)と、ほとんど
同じタイミングになってしまう。また、2つの検知処理
は、機能的にはステップS805と同じで、タイミング
的にはステップS803と同じである、従って、これら
2つのステップは、新たな1ページ分の画像データの入
力終了を検知するステップとして統合し、ステップS1
201と表記しておく。
メモリと第2のメモリは物理的に別のメモリであるとし
て説明をしてきた。これは、2つのメモリに対するアク
セスが独立したものとすることができるので有利なため
であり、本発明の特徴となす。しかしながら、第1のメ
モリと第2のメモリを、物理的に別のメモリとしない場
合も本発明の範疇に含まれる。物理的に1つのメモリ上
に、前記第1のメモリと第2のメモリに相当する2つの
領域を確保して、第1のメモリを第1のメモリ領域、第
2のメモリを第2のメモリ領域と言い直して、これまで
の説明を読み直せば、本発明は、1つのメモリでも実現
できることが分かる。
現する場合には、前記転送フェーズで説明したデータ転
送処理のいくつかは不要となる。その詳細はその都度容
易に想像できるので説明は省略するが、前記2つの領域
を厳密に別けて使用する場合、物理的に2つのメモリを
持つ時と同じようにデータ転送処理が必要であるが、2
つの領域間で同じデータを共有することになれば、デー
タ転送処理が不要になるだけでなく記憶容量の削減も図
れる。
符号化データを、第1のメモリ領域へ転送する際、該符
号化データが格納されている先頭アドレスとデータサイ
ズの2つの情報を第2のメモリ制御部から第1のメモリ
制御部へ転送するだけで、前記符号化データを転送した
のと同じ効果が得られる。
ット形式で格納している場合は、メモリ制御部の間で転
送する情報は少し増え、該符号化データに関連する管理
テーブル情報を転送する必要がある。それでも、符号化
データを転送するよりは、効率が良い。
力した画像データを符号化していく際に、目的とするサ
イズに越えるような場合であっても、その入力を継続し
つつ目標とするサイズに収めるよう処理を継続すること
ができるようになる。本発明では、上記構造をその基礎
とし、更に、カラー画像の符号化に特に有効に機能させ
ることを特徴とするものである。以下に、その具体的な
例を実施形態として説明する。
適用するデジタル画像処理装置のブロック構成図であ
る。
(像域情報及びカラー画像データ)である。この入力ポ
ート1000には、図示に示す如く、イメージスキャナ
ー1020及びホストコンピュータから出力されてきた
印刷データに基づくレンダリングエンジン1021のい
ずれか一方を選択するセレクタ1023が接続されてい
る(不図示の操作パネルで選択するか、入力があった方
を自動選択する)。いずれからもカラー画像データ10
31、1032と像域情報1033、1034(画素毎
に、その画素が文字・線画領域か中間調領域にあるか、
及び、カラーかモノクロかを識別する情報)が出力され
てくるものとする。レンダリングエンジン1021にお
いては、印刷データに基づいて像域情報を生成できる
(中間調画像の場合にはホストコンピュータコンピュー
タからイメージデータとして転送されてくるし、文字線
画の場合には描画コマンドに従うからである)。一方、
イメージスキャナ部1020では、基本的に原稿画像を
読み取って、その読み取った画像に基づいて文字線画領
域か中間調領域かの判断、及び、カラーかモノクロかを
判断する必要がある。従ってこの像域情報を生成する回
路が内臓されているものとする。
述するタイルを抽出するだけの容量)を有するラインバ
ッファである。また、1002はカラー画像符号化器で
あり、図1における符号化部102に対応する。ただ
し、本実施形態におけるカラー画像符号化器1002内
には、入力したカラー画像データを一旦、輝度信号と色
差信号に変換する変換回路を備え、その変換された後の
データについて圧縮符号化するものとする。輝度、色差
信号としては、Y、Cr、Cb等で代表される色空間が
あるが、YIQでも構わない。従って、実施形態では便
宜上、輝度データをY、色差信号をC1、C2と表記す
ることとする。
する外部メモリである(例えばハードディスク等)。1
005は外部メモリ1004から読み込んだ符号化済み
画像データに対して復号処理するために一時的に格納す
る復号バッファであり、1006は復号器である。10
07は復号された画像を一時的に記憶するラインバッフ
ァである。1008は接続されたプリンタ部1009
に、ラインバッファ1008に格納された画像を出力す
るための出力ポートである。なお、プリンタ部1009
内には、Y、C1、C2のデータを記録色成分である
Y、M、C(もしくはY、M、C、Bk)に変換する変
換回路が設けられているものとする。また、プリンタ部
1009の記録方式は例えばレーザビームプリンタ、イ
ンク液滴を吐出するタイプのプリンタ等、その印刷方式
は如何なるものでも良い。
格納される符号データ量を監視する符号量監視部であ
り、1011は再度符号化を行う符号変換部である。
003が、図1における第1のメモリ、第2のメモリを
兼用することになる。また、符号シーケンス制御部10
8、第1カウンタ107、第2カウンタ110、セレク
タ111が符号量監視部1010に対応し、再符号化部
109が符号変換部1011に対応することになる。
バッファ1001に格納された画像データを8×8画素
のサイズのタイルに分割し(各タイルは8×8に限らず
M×M画素でも良い)、この8×8画素毎にカラー情報
の符号化を行う。カラー画像については離散コサイン変
換符号化(JPEG)、像域情報についてはランレングス符
号化に分けて符号化される。
あるが、本実施形態のように8×8ブロック毎にDCT
で処理するものに対しては,ブロック毎に,像域フラグ
を代表させて用いられることになる。像域の分け方とし
ては、先に説明したように、画像の文字領域と写真領
域、カラーかモノクロかであるものとするが、これ以外
であってもよいし、これに更なる成分を追加しても構わ
ない。
像符号化器1002によって生成される符号量の監視を
行い、設定量を超えると予想された場合は、符号化器1
002に対してそれ以降に入力されるカラー画像データ
(及び属性情報)についてはより高くなるように符号化
を行わせ、従前に符号化されたデータについては、符号
変換器1011で再符号化をしてより高い符号化を行う
ことになる。
と判断する毎に、徐々に符号化効率を上げるため、以下
に説明するようにした。
像を符号化するものである。そして、カラー画像データ
は輝度データYと色差データC1、C2の色空間形式で
表現した。
化シーケンス制御部108)は、或るページの符号化を
開始してから、符号化部102で生成した符号量が目標
値を越えたと判断した場合、符号化部102に対して、
色差成分C1、C2を直交変換した後の交流成分(A
C)について、量子化ステップをそれまでよりも高く設
定して符号化させる。これにより、目標値オーバーと判
断した以降に入力されるカラー画像については、より高
い圧縮率で符号化がなされることになる。
直前までの符号化されたデータは、第2のメモリに格納
されているので、第2メモリ制御部105に対して符号
化された色差成分データC1、C2のみを再符号化部1
09に出力させ、セレクタ111に対して再符号化部1
09に出力するよう制御指令を発行する。また、符号化
シーケンス制御部108は、再符号化部109に対し
て、符号化された色差データC1、C2それぞれを復号
化させ、その交流成分(AC成分)の量子化ステップを
高くして再符号化させる。再符号化された色差成分デー
タは、第1のメモリ104、第2のメモリ106に格納
させる。この結果、目標値オーバーとなる以前の符号化
データについても、高い圧縮率で符号化が行われること
になる。
を入力して符号化している場合に、最初に目標値オーバ
となった場合には、色差成分C1、C2に対して量子化
ステップをより高くして、符号化を継続することにな
る。
に、再度目標値オーバーとなった場合には、今度は、輝
度Yの交流成分を変更対象として決定する。
る毎に、輝度成分Y及び色差成分C1、C2それぞれの
交流成分、直流成分についての量子化ステップを変更
(大きく)し、圧縮率を徐々に上げていくことになる。
は、図18に示すようなシナリオテーブルを有し、或る
ページについて目標値オーバーとなる回数をカウントし
ていくに従って、図示の1番目のシナリオから2番目、
3番目…と、圧縮率を徐々に上げていくよう制御する。
標値オーバーとなった場合には、図18に従えば、色差
成分C1、C2の交流成分ACが選択対象となるので、
先に説明した処理が行われることになる。
との関係の説明図である。以下、同図に従って、動作シ
ーケンスについて簡単に説明する。
(初期段階での符号化パラメータ)での符号化データ量
がオーバーフローしたことを示している。実施形態によ
れば、このとき以降については、色差成分C1、C2の
直交変換後の交流成分の量子化ステップを大きくしてカ
ラー画像データを継続して符号化させ、既に符号化済み
のデータについては、その中の色差成分を復号してその
交流成分の量子化ステップを大きくして、再符号化処理
スタートすることになる。
と判断されたとき以前の再符号化が完了し、第1のメモ
リ104への転送処理が完了したことを示している。
ローするので,再符号化処理をスタートする。このとき
のオーバーフローは2回めであるので、図18に従え
ば、今度は輝度成分の交流成分を選択して、処理を行う
ことになる。5/8の時点で、この再符号化が終了し、
転送処理を完了していることを示している。
化が完了していることを示している。
25%オーバーランしているが、これは、圧縮率と再符
号化時間で、決まってくるものであり、実機では、設計
パラメータとして、バッファメモリの余裕分として確保
する必要があるが、それほど大きくなるものではない。
処理時間は、図からわかるように、1枚画像を符号化す
る時間内で終了している。
施形態では色差成分及び輝度成分について、それぞれの
直流成分と交流成分の量子化ステップが独立して設定す
ることができるようになるので、第1のメモリ104に
は、輝度、色差それぞれの交流成分、直流成分における
量子化ステップの値を格納することになる。
直流係数(DC係数)の説明図である。同図(b)はDC係
数符号化の説明図である。8×8のDCT変換されたD
C係数値(図の左上の小さい正方形)とその隣接するブ
ロックのDC係数値との差分をとり、これを可変長符号化
する。
C係数1205は、ブロック遅延器1201で遅延され
た直前のブロックのDC係数との差分が差分器1202で
とられる。差分値は,グループ化処理でグループ番号SS
SSに変換される。
たように、DC差分値に応じた付加ビット数が決定され
る。また、グループ番号SSSSは1次元ハフマン符号化器
1204,同図(d)で示した表にしたがって、ハフマ
ン符号化される。
い方がハフマン符号と付加ビット数が少ないことがわか
る(場合によっては同じ)。
と,グループ番号が1つ小さくなり、ハフマン符号と付
加ビットを合わせた可変長符号部が1〜2ビット短くな
ることがわかる。
係数の符号化方式の説明図である。
に並び替えて,判定器1302で0の場合は,ランレン
グスカウンタ1303で0の係数の連続数(ラン長)を
計数しラン長NNNN1306を出力する。また0以外の係
数値は、図20と同じようにグループ化器1304でグ
ループ番号1307と付加ビット1302を出力する。
二次元ハフマン符号化器1305では,ラン長NNNNとグ
ループ番号SSSSを組み合わせてハフマン符号化する(図
23参照)。
16を示すZRLを必要な数だけ出力する。たとえば,ラ
ン長35は,ZRL+ZRL+ラン長3に変換し、符号化す
る。
後に,EOB(End of Block)を付加する。
ついてDCT処理することになるので、ジグザグスキャ
ンする順番は図22に示すようになる。
ン符号テーブルの一部を示したものである。
と、グループ番号が1つ小さくなり、ハフマン符号と付
加ビットを合わせた可変長符号部が1〜2ビット短くな
ることがわかる。
なるので、符号化対象となる優位シンボルの数も減少す
るので、符号長がさらに短くなる。
ポイントにより、色信号選択テーブルのインデックスを
設定する例を第2の実施形態として説明する。
との関係の説明図である。
ステップでの符号化がオーバーフローして、再符号化処
理スタートし、また符号化は、量子化ステップを変更し
て続行を行う。この例では、6/8時点で終了が近いと
ころで、オーバーフローした例であるので、ここでも
し、全色成分を再符号化すると、ここから約半分の符号
に削減してしまうことになり、予定符号量より圧縮し過
ぎてしまうことが充分予想される。そこで、たとえば、
色選択テーブルの色差成分のAC成分のみ再符号化の対
象にするように、符号化シーケンス制御部で、1枚の画
像の処理量のカウントをもとに、インデックス制御する
と、それ以降の、圧縮のし過ぎを防ぐことができる。
キャナから画像を読み取る装置を例にし、その装置の機
能動作について説明した。そして、その機能のほとんど
(符号化処理も含む)は、上述した様にコンピュータプ
ログラムによって実現できる。
等の汎用情報処理装置上で動作するアプリケーションプ
ログラムに適用しても構わない。アプリケーションプロ
グラムに適用する場合には、圧縮元となる画像ファイル
をユーザに指定させると共に、目標サイズをユーザに選
択させる等のGUIを設ければ良いであろう。このとき
の目標値は、ユーザーが任意に設定できるものとする
が、数値での設定はわかりずらいので、原稿サイズと画
質(高中低等)を加味した直感的に分かりやすいメニュ
ーから選択させることで、決定するようにすれば良いで
あろう。
量子化ステップを例にして説明したが、圧縮率の異なる
データが混在した際に、それらの間での画質が違和感が
発生しないようにする限りは、他のパラメータを用いて
も良い。但し、例えば、図1の構成においては、再符号
化部109からの再度符号化するデータが、パラメータ
変更後の符号化部102からの符号化データと実質的に
同じにするには、上記実施形態に示す如く、量子化ステ
ップを増加する手法が好ましい。
色差データとして圧縮符号化する例を説明したが、色成
分を表現する色空間として輝度、色差に限定されるもの
ではない。例えば、La*b*表色空間等を用いてもよ
い。
タを変更するが、その対象としては人間の視覚では判別
しずらい色成分を優先して量子化ステップを大きくする
ことが望ましい。従って、RGB色空間よりは、むし
ろ、輝度、色差(色相、彩度)といった、人間の視覚特
性に適合する色空間を採用することが望ましい。
で動作するアプリケーションプログラムによって実現で
きるものであるので、本発明はコンピュータプログラム
をも含むものである。また、コンピュータプログラム
は、通常、フロッピー(登録商標)ディスクやCDRO
M等の記憶媒体を装置にセットしてコピー或いはインス
トールことで行われるので、かかる記憶媒体も本発明の
範疇に当然に含まれる。
ータを入力するものとして説明したが、ホストコンピュ
ータ上で動作するプリンタドライバに適用しても良い。
プリンタドライバに適用する場合には、上位処理(アプ
リケーション等)から印刷対象のデータを受信したとき
に、その時点で、そのデータが中間調画像か、文字・線
画かは勿論は判別できるので、像域情報生成処理にかか
る構成を省くか、或いはより簡素なものとすることがで
きる。
と適当なハードウェア(符号化回路等)の組み合わせに
も適用できる。
値カラー画像の符号化において、再入力を行うことな
く、目標サイズに収まるよう符号化させ、且つ、カラー
画像の品質の劣化を最小限にさせることが可能になる。
成を示す図である。
成を示す図である。
ローチャートである。
ーとメモリ内容を表わす図である。
ーとメモリ内容を表わす図である。
容を表わす図である。
タフローとメモリ内容を表わす図である。
ャートである。
フェーズにおけるデータフローとメモリ内容を表わす図
である。
データフローとメモリ内容を表わす図である。
化フェーズにおけるデータフローとメモリ内容を表わす
図である。
ャートである。
ーズにおけるデータフローとメモリ内容を表わす図であ
る。
データフローとメモリ内容を表わす図である。
ーズにおけるデータフローとメモリ内容を表わす図であ
る。
ーズ後の符号化フェーズにおけるデータフローとメモリ
内容を表わす図である。
構成図である。
テーブルの内容を示す図である。
る。
動作を説明するための図である。
図である。
図である。
ある。
ーブルの一部を示す図である。
モリ充足率との関係の一例を示す図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 複数の色成分で構成されるカラー多値画
像データを圧縮符号化する画像処理装置であって、 圧縮符号化後のデータを格納する記憶手段と、 量子化ステップに関するパラメータが変更可能な第1の
圧縮符号化手段と、 量子化ステップに関するパラメータが変更可能であっ
て、前記第1の圧縮符号化手段で圧縮した符号データを
復号し、再圧縮する第2の圧縮符号化手段と、 前記第1の圧縮符号化手段によって生成される符号量を
監視すると共に、当該符号データ量が所定量になったか
否かを判断する符号量監視手段と、 該符号量監視手段によって前記所定量に達したと判断し
た場合、前記第1、第2の圧縮符号化手段における、量
子化ステップの変更対象となる色成分を決定するパラメ
ータ設定手段と、 該パラメータ設定手段によりパラメータを変更した場
合、前記第1の圧縮符号化手段で従前に生成された符号
データを前記第2の圧縮符号化手段によって再符号化さ
せ、当該再符号化を済ませた符号データを、前記第1の
圧縮符号化手段のパラメータ変更後の符号データとして
前記記憶手段に記憶すると共に、 パラメータ変更後の前記第1の圧縮符号化手段で生成さ
れた符号化データを、後続符号データとして前記記憶手
段に保存させる制御手段とを備えることを特徴とする画
像処理装置。 - 【請求項2】 前記パラメータ設定手段は、更に、交流
成分と直流成分のいずれの量子化ステップを変更するか
を決定することを特徴とする請求項第1項に記載の画像
処理装置。 - 【請求項3】 前記色成分は、輝度情報、色差情報であ
り、 前記パラメータ設定手段は、符号量監視手段が所定量を
越えると判断する毎に、色差情報の交流成分、輝度情報
の交流成分、色差成分の直流成分、輝度情報の直流成分
の順に、量子化ステップを上げていくことを特徴とする
請求項第2項に記載の画像処理装置。 - 【請求項4】 前記パラメータ設定手段は、符号量監視
手段が所定量を越えると判断する順番と、その場合の設
定内容の関係を示すテーブルを参照して設定することを
特徴とする請求項第3項に記載の画像処理装置。 - 【請求項5】 複数の色成分で構成されるカラー多値画
像データを圧縮符号化する画像処理装置の制御方法であ
って、 量子化ステップに関するパラメータが変更可能な第1の
圧縮符号化工程と、 量子化ステップに関するパラメータが変更可能であっ
て、前記第1の圧縮符号化工程で圧縮した符号データを
復号し、再圧縮する第2の圧縮符号化工程と、 前記第1の圧縮符号化工程によって生成される符号量を
監視すると共に、当該符号データ量が所定量になったか
否かを判断する符号量監視工程と、 該符号量監視工程によって前記所定量に達したと判断し
た場合、前記第1、第2の圧縮符号化工程における、量
子化ステップの変更対象となる色成分を決定するパラメ
ータ設定工程と、 該パラメータ設定工程によりパラメータを変更した場
合、前記第1の圧縮符号化工程で従前に生成された符号
データを前記第2の圧縮符号化工程によって再符号化さ
せ、当該再符号化を済ませた符号データを、前記第1の
圧縮符号化工程のパラメータ変更後の符号データとして
所定の記憶手段に記憶すると共に、 パラメータ変更後の前記第1の圧縮符号化工程で生成さ
れた符号化データを、後続符号データとして前記記憶手
段に保存させる制御工程とを備えることを特徴とする画
像処理装置の制御方法。 - 【請求項6】 複数の色成分で構成されるカラー多値画
像データを圧縮符号化する画像処理装置として機能する
コンピュータプログラムであって、 量子化ステップに関するパラメータが変更可能な第1の
圧縮符号化工程のプログラムコードと、 量子化ステップに関するパラメータが変更可能であっ
て、前記第1の圧縮符号化工程で圧縮した符号データを
復号し、再圧縮する第2の圧縮符号化工程のプログラム
コードと、 前記第1の圧縮符号化工程によって生成される符号量を
監視すると共に、当該符号データ量が所定量になったか
否かを判断する符号量監視工程のプログラムコードと、 該符号量監視工程によって前記所定量に達したと判断し
た場合、前記第1、第2の圧縮符号化工程における、量
子化ステップの変更対象となる色成分を決定するパラメ
ータ設定工程のプログラムコードと、 該パラメータ設定工程によりパラメータを変更した場
合、前記第1の圧縮符号化工程で従前に生成された符号
データを前記第2の圧縮符号化工程によって再符号化さ
せ、当該再符号化を済ませた符号データを、前記第1の
圧縮符号化工程のパラメータ変更後の符号データとして
所定の記憶手段に記憶すると共に、 パラメータ変更後の前記第1の圧縮符号化工程で生成さ
れた符号化データを、後続符号データとして前記記憶手
段にに保存させる制御工程のプログラムコードとを備え
ることを特徴とするコンピュータプログラム。 - 【請求項7】 請求項第6項に記載のコンピュータプロ
グラムを格納するコンピュータ可読記憶媒体。
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