JP2003274400A - 画像処理方法、画像処理装置、コンピュータプログラム及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 段階的なベクトル量子化処理を行い、このベ
クトル量子化処理による量子化データのデータ量及び画
像データの劣化を考慮し、量子化データを適切な圧縮率
で圧縮処理を行う画像処理方法，該画像処理方法を利用
した画像処理装置を提供する。 【解決手段】 第１量子化部２３が２×２画素のＤＣＴ
係数単位でベクトル量子化し、更に第２量子化部２４が
２×２ユニットのコード１単位でベクトル量子化する。
また、元のＤＣＴ係数パターンとコード１パターンを復
元した近似ＤＣＴ係数パターンとのＤＣＴ差分データ
１、及び前記近似ＤＣＴ係数パターンとコード２パター
ンを復元した近似ＤＣＴ係数パターンとのＤＣＴ差分デ
ータ２を算出し、算出したＤＣＴ差分データ１，２、コ
ード１パターン及びコード２パターンに基づき、コード
１パターン又はコード２パターンを符号データに変換す
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、複数画素からなる
画像データを符号化して符号データを生成する画像処理
方法、該画像処理方法を利用した画像処理装置、コンピ
ュータを該画像処理装置として動作させるためのコンピ
ュータプログラム及び該コンピュータプログラムを記録
した記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像データを圧縮してデータ量を減少さ
せることにより、画像データを伝送又は記憶する際の効
率化及び記憶容量の削減が図られており、近年では特
に、インターネット技術，ワイヤレス通信技術に適した
画像圧縮技術が必要となっている。パーソナルコンピュ
ータを中心とした多値画像圧縮技術として最も汎用性の
ある技術にＪＰＥＧ(Joint Photographic Expert Grou
p)がある。ＪＰＥＧは、取得した多値の画像データを、
所定の色空間であるＹＣｒＣｂ空間に変換した後、ＤＣ
Ｔ(Discrete Cosine Transform) 処理を施すことによ
り、周波数成分の画像データへ系列変換する。そして、
この画像データを系列変換して得られる周波数成分の画
像データが低周波成分に集中することを利用して、所定
値以上の高周波成分の画像データを削除することによ
り、画像データのデータ量を減少させ、更に符号化する
ことにより画像データを圧縮する技術である。

【０００３】また、プリンタ，監視カメラ等の独自シス
テム内において用いられている画像圧縮技術としてベク
トル量子化処理がある。ベクトル量子化処理は、所定の
ブロックサイズ、例えば、４×４画素にて処理を行う場
合、予め複数のコードブックと呼ばれる出現確率の高い
４×４画素からなるブロックパターンを保持しておき、
取得した多値の画像データを４×４画素のブロックに分
割し、各ブロックに最も相関の高いコードブックを選択
し、このコードブックに置き換えることにより近似す
る。このように、各ブロックを予め作成しておいたコー
ドブックに置き換えることにより、画像データのデータ
量を減少させ、更に符号化することにより画像データを
圧縮することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したベク
トル量子化処理においては、画像データの各ブロックに
対応するコードブックを、複数のコードブックから選択
するためコードブックの選択に時間がかかってしまう。
そこで周波数成分とコードブックとを対応付けるルック
アップテーブルを生成しておき、このルックアップテー
ブルを参照することによりコードブックの選択の高速化
を図っているが、ＤＣＴ等の周波数変換処理を行うこと
により生成される周波数成分の画像データは、元の画像
データよりも広い範囲の値をとることがあり、膨大なデ
ータ量のルックアップテーブルとなる場合がある。また
画像データを圧縮することによる画質の劣化は、ルック
アップテーブルに含まれるコードブックの精度に依存し
ており、精度の高いコードブックを作成することが困難
であるため、画質の劣化を軽減することは難しいという
問題があった。

【０００５】更に、特許第２９４３９２５号において
は、多値の画像データに対して周波数変換処理を施し、
得られた周波数成分の画像データが、低周波成分からな
る平坦な画像データであるか、高周波成分からなるエッ
ジを含んだ画像データであるかを判断し、その判断結果
に基づきベクトル量子化処理を行うことにより、画像デ
ータのエッジの再現性を保持して高圧縮率を実現してい
るが、この場合は、圧縮画像データの復元時に逆周波数
変換が必要となり、復元処理速度が遅いという問題があ
った。

【０００６】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、周波数成分の画像データを、第１画素数のブロ
ック単位でベクトル量子化し、更に第２画素数のブロッ
ク単位でベクトル量子化するように、段階的なベクトル
量子化処理を実行することにより、一度に多い画素数に
てベクトル量子化する場合と比較して、夫々のベクトル
量子化手段が処理対象とする画素数が少なく、少ない画
素数にてコードブックを表現することができ、ベクトル
量子化時のコードブックの選択が容易となり、また、周
波数成分の画像データと第１画素数のブロック単位での
ベクトル量子化処理による第１量子化データとの差分デ
ータ、及び第１量子化データと第２画素数のブロック単
位でのベクトル量子化処理による第２量子化データとの
差分データを夫々算出し、算出した２つの差分データに
基づき、第１量子化データ又は第２量子化データを符号
データに変換することにより、ベクトル量子化処理によ
り得られる量子化データのデータ量及び夫々のベクトル
量子化処理により生じる差分データが示す画像データの
劣化を考慮したベクトル量子化処理を選択することがで
き、適切な圧縮率による圧縮処理を実行できる画像処理
方法、該画像処理方法を利用した画像処理装置、コンピ
ュータを該画像処理装置として動作させるためのコンピ
ュータプログラム及び該コンピュータプログラムを記録
した記録媒体を提供することを目的とする。

【０００７】本発明の他の目的は、符号化手段が、第１
差分算出手段及び第２差分算出手段が夫々算出した差分
データを可逆符号化する手段を備えることにより、圧縮
画像データを前記差分データを用いて復元する際に、略
可逆に復元することができ、圧縮することによる画像デ
ータの劣化をより防止できる画像処理装置を提供するこ
とにある。

【０００８】本発明の更に他の目的は、第１差分算出手
段及び第２差分算出手段が夫々算出した差分データに、
該差分データに対応する重み係数を人間の視覚特性を考
慮した値に設定して乗算する乗算手段を備え、該乗算手
段が算出した乗算値に基づき、第１量子化データ又は第
２量子化データを符号データに変換する構成とすること
により、人間の視覚特性を考慮したベクトル量子化処理
及び適切な圧縮処理を実行できる画像処理装置を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像処理方
法は、複数画素からなる画像データを符号化して符号デ
ータを生成する画像処理方法において、前記画像データ
を複数画素からなるブロック単位で周波数成分の画像デ
ータに変換し、変換された周波数成分の画像データを第
１画素数のブロック単位でベクトル量子化して第１量子
化データを生成し、前記周波数成分の画像データと前記
第１量子化データとの差分データを算出し、前記第１量
子化データを前記第１画素数よりも多い第２画素数のブ
ロック単位でベクトル量子化して第２量子化データを生
成し、前記第１量子化データと前記第２量子化データと
の差分データを算出し、夫々算出された差分データに基
づき、前記第１量子化データ又は第２量子化データを符
号データに変換することを特徴とする。

【００１０】本発明による場合は、画像データをブロッ
ク単位で周波数成分の画像データに変換し、このブロッ
ク単位でベクトル量子化及び符号化処理を行うことによ
り、各処理の高速化及び効率化を図ることができる。ま
た、周波数成分の画像データを、第１画素数のブロック
単位でベクトル量子化し、更に第２画素数のブロック単
位でベクトル量子化するように、段階的なベクトル量子
化処理を実行することにより、一度に多い画素数にてベ
クトル量子化する場合と比較して、夫々のベクトル量子
化手段が処理対象とする画素数が少なく、少ない画素数
にてコードブックを表現することができ、ベクトル量子
化時のコードブックの選択が容易となる。更に、少ない
画素数にてコードブックを表現することにより、コード
ブックを精度良く作成できるだけでなく、ルックアップ
テーブルを少ないデータ量で作成することができる。

【００１１】また、周波数成分の画像データと第１画素
数のブロック単位でのベクトル量子化処理による第１量
子化データとの差分データ、及び第１量子化データと第
２画素数のブロック単位でのベクトル量子化処理による
第２量子化データとの差分データを夫々算出し、算出し
た２つの差分データに基づき、第１量子化データ又は第
２量子化データを符号データに変換することにより、ベ
クトル量子化処理により得られる量子化データのデータ
量及び夫々のベクトル量子化処理により生じる差分デー
タが示す画像データの劣化を考慮したベクトル量子化処
理を選択することができ、適切な圧縮率による圧縮処理
を実行できる。更に、ベクトル量子化処理に用いるコー
ドブックを逆周波数変換したデータを予めルックアップ
テーブルに含めておき、このルックアップテーブルを用
いて、圧縮画像データを復元する場合、復元時に圧縮画
像データに逆周波数変換を行う必要がなく、復元処理の
高速化及び効率化を図ることもできる。

【００１２】本発明に係る画像処理装置は、複数画素か
らなる画像データを符号化して符号データを生成する画
像処理装置において、前記画像データを複数画素からな
るブロック単位で周波数成分の画像データに変換する周
波数変換手段と、該周波数変換手段が変換した周波数成
分の画像データを第１画素数のブロック単位でベクトル
量子化して第１量子化データを生成する第１量子化手段
と、前記周波数成分の画像データと前記第１量子化手段
が生成した第１量子化データとの差分データを算出する
第１差分算出手段と、前記第１量子化手段が生成した第
１量子化データを前記第１画素数よりも多い第２画素数
のブロック単位でベクトル量子化して第２量子化データ
を生成する第２量子化手段と、前記第１量子化手段が生
成した第１量子化データと前記第２量子化手段が生成し
た第２量子化データとの差分データを算出する第２差分
算出手段と、前記第１差分算出手段及び第２差分算出手
段が夫々算出した差分データに基づき、前記第１量子化
データ又は第２量子化データを符号データに変換する符
号化手段とを備えることを特徴とする。

【００１３】本発明による場合は、画像データをブロッ
ク単位で周波数成分の画像データに変換し、このブロッ
ク単位でベクトル量子化及び符号化処理を行う構成を備
えることにより、各処理の高速化及び効率化を図ること
ができる。また、周波数成分の画像データを第１画素数
のブロック単位でベクトル量子化する第１量子化手段
と、第１量子化データを第２画素数のブロック単位でベ
クトル量子化する第２量子化手段とを備え、段階的なベ
クトル量子化処理を実行する構成とすることにより、一
度に多い画素数にてベクトル量子化する場合と比較し
て、夫々のベクトル量子化手段が処理対象とする画素数
が少なく、少ない画素数にてコードブックを表現するこ
とができ、ベクトル量子化時のコードブックの選択が容
易となる。更に、少ない画素数にてコードブックを表現
することにより、コードブックを精度良く作成できるだ
けでなく、ルックアップテーブルを少ないデータ量で作
成することができる。

【００１４】また、周波数成分の画像データと第１量子
化データとの差分データを算出する第１差分算出手段、
及び第１量子化データと第２量子化データとの差分デー
タを算出する第２差分算出手段を備え、第１差分算出手
段及び第２差分算出手段が夫々算出した差分データに基
づき、第１量子化データ又は第２量子化データを符号デ
ータに変換する構成とすることにより、ベクトル量子化
処理により得られる量子化データのデータ量及び夫々の
ベクトル量子化処理により生じる差分データが示す画像
データの劣化を考慮したベクトル量子化処理を選択する
ことができ、適切な圧縮率による圧縮処理を実行でき
る。更に、ベクトル量子化処理に用いるコードブックを
逆周波数変換したデータを予めルックアップテーブルに
含めておき、このルックアップテーブルを用いて、圧縮
画像データを復元する場合、復元時に圧縮画像データに
逆周波数変換を行う必要がなく、復元処理の高速化及び
効率化を図ることもできる。

【００１５】本発明に係る画像処理装置は、前記符号化
手段は、前記第１差分算出手段及び第２差分算出手段が
夫々算出した差分データを可逆符号化する手段を備える
ことを特徴とする。

【００１６】本発明による場合は、符号化手段が、第１
差分算出手段及び第２差分算出手段が夫々算出した差分
データを可逆符号化する手段を備えることにより、圧縮
画像データを前記差分データを用いて復元する際に、略
可逆に復元することができ、圧縮することによる画像デ
ータの劣化をより防止することができる。

【００１７】本発明に係る画像処理装置は、前記周波数
成分の画像データの各画素に、周波数に応じた重み係数
を割り当てる重み係数テーブルと、前記第１差分算出手
段及び第２差分算出手段が夫々算出した差分データの各
画素に、該各画素に対応する重み係数を前記重み係数テ
ーブルから取得して乗算する乗算手段とを備え、前記符
号化手段は、前記乗算手段が算出した乗算値に基づき、
前記第１量子化データ又は第２量子化データを符号デー
タに変換すべくなしてあることを特徴とする。

【００１８】本発明による場合は、第１差分算出手段及
び第２差分算出手段が夫々算出した差分データに、該差
分データに対応する重み係数を人間の視覚特性を考慮し
た値に設定して乗算する乗算手段を備え、該乗算手段が
算出した乗算値に基づき、第１量子化データ又は第２量
子化データを符号データに変換する構成とすることによ
り、人間の視覚特性を考慮したベクトル量子化処理及び
適切な圧縮処理を実行することができる。

【００１９】本発明に係るコンピュータプログラムは、
コンピュータに、複数画素からなる画像データを符号化
させて符号データを生成させるためのコンピュータプロ
グラムにおいて、コンピュータに、前記画像データを複
数画素からなるブロック単位で周波数成分の画像データ
に変換する周波数変換手段と、該周波数変換手段が変換
した周波数成分の画像データを第１画素数のブロック単
位でベクトル量子化して第１量子化データを生成する第
１量子化手段と、前記周波数成分の画像データと前記第
１量子化手段が生成した第１量子化データとの差分デー
タを算出する第１差分算出手段と、前記第１量子化手段
が生成した第１量子化データを前記第１画素数よりも多
い第２画素数のブロック単位でベクトル量子化して第２
量子化データを生成する第２量子化手段と、前記第１量
子化手段が生成した第１量子化データと前記第２量子化
手段が生成した第２量子化データとの差分データを算出
する第２差分算出手段と、前記第１差分算出手段及び第
２差分算出手段が夫々算出した差分データに基づき、前
記第１量子化データ又は第２量子化データを符号データ
に変換する符号化手段として機能させることを特徴とす
る。

【００２０】本発明による場合は、本発明に係るコンピ
ュータプログラムを読み込ませたコンピュータが、画像
データをブロック単位で周波数成分の画像データに変換
し、このブロック単位でベクトル量子化及び符号化処理
を行う構成を備えることにより、各処理の高速化及び効
率化を図ることができる。また、周波数成分の画像デー
タを第１画素数のブロック単位でベクトル量子化する第
１量子化手段と、第１量子化データを第２画素数のブロ
ック単位でベクトル量子化する第２量子化手段とを備
え、段階的なベクトル量子化処理を実行する構成とする
ことにより、一度に多い画素数にてベクトル量子化する
場合と比較して、夫々のベクトル量子化手段が処理対象
とする画素数が少なく、少ない画素数にてコードブック
を表現することができ、ベクトル量子化時のコードブッ
クの選択が容易となる。

【００２１】また、周波数成分の画像データと第１量子
化データとの差分データを算出する第１差分算出手段、
及び第１量子化データと第２量子化データとの差分デー
タを算出する第２差分算出手段を備え、第１差分算出手
段及び第２差分算出手段が夫々算出した差分データに基
づき、第１量子化データ又は第２量子化データを符号デ
ータに変換する構成とすることにより、ベクトル量子化
処理により得られる量子化データのデータ量及び夫々の
ベクトル量子化処理により生じる差分データが示す画像
データの劣化を考慮したベクトル量子化処理を選択する
ことができ、適切な圧縮率による圧縮処理を実行する画
像処理装置としてコンピュータを動作させることができ
る。

【００２２】本発明に係る記録媒体は、コンピュータ
に、複数画素からなる画像データを符号化させて符号デ
ータを生成させるためのコンピュータプログラムが記録
してあるコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体に
おいて、コンピュータに、前記画像データを複数画素か
らなるブロック単位で周波数成分の画像データに変換す
る周波数変換手段と、該周波数変換手段が変換した周波
数成分の画像データを第１画素数のブロック単位でベク
トル量子化して第１量子化データを生成する第１量子化
手段と、前記周波数成分の画像データと前記第１量子化
手段が生成した第１量子化データとの差分データを算出
する第１差分算出手段と、前記第１量子化手段が生成し
た第１量子化データを前記第１画素数よりも多い第２画
素数のブロック単位でベクトル量子化して第２量子化デ
ータを生成する第２量子化手段と、前記第１量子化手段
が生成した第１量子化データと前記第２量子化手段が生
成した第２量子化データとの差分データを算出する第２
差分算出手段と、前記第１差分算出手段及び第２差分算
出手段が夫々算出した差分データに基づき、前記第１量
子化データ又は第２量子化データを符号データに変換す
る符号化手段として機能させるためのコンピュータプロ
グラムが記録してあることを特徴とする。

【００２３】本発明による場合は、本発明に係る記録媒
体に記憶してあるコンピュータプログラムを読み込ませ
たコンピュータが、画像データをブロック単位で周波数
成分の画像データに変換し、このブロック単位でベクト
ル量子化及び符号化処理を行う構成を備えることによ
り、各処理の高速化及び効率化を図ることができる。ま
た、周波数成分の画像データを第１画素数のブロック単
位でベクトル量子化する第１量子化手段と、第１量子化
データを第２画素数のブロック単位でベクトル量子化す
る第２量子化手段とを備え、段階的なベクトル量子化処
理を実行する構成とすることにより、一度に多い画素数
にてベクトル量子化する場合と比較して、夫々のベクト
ル量子化手段が処理対象とする画素数が少なく、少ない
画素数にてコードブックを表現することができ、ベクト
ル量子化時のコードブックの選択が容易となる。

【００２４】また、周波数成分の画像データと第１量子
化データとの差分データを算出する第１差分算出手段、
及び第１量子化データと第２量子化データとの差分デー
タを算出する第２差分算出手段を備え、第１差分算出手
段及び第２差分算出手段が夫々算出した差分データに基
づき、第１量子化データ又は第２量子化データを符号デ
ータに変換する構成とすることにより、ベクトル量子化
処理により得られる量子化データのデータ量及び夫々の
ベクトル量子化処理により生じる差分データが示す画像
データの劣化を考慮したベクトル量子化処理を選択する
ことができ、適切な圧縮率による圧縮処理を実行する画
像処理装置としてコンピュータを動作させるためのコン
ピュータプログラムが記録してある記録媒体を実現する
ことができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態であ
るデジタルカラースキャナを用いて詳述する。図１は本
発明に係る画像処理装置を備えるデジタルカラースキャ
ナの要部構成を示すブロック図である。本実施の形態に
係るデジタルカラースキャナは、該デジタルカラースキ
ャナを操作するための操作部３と、原稿を読み取り、画
像データを取得する画像読取部２と、画像読取部２が読
み取った画像データに所定の処理を行う画像処理装置１
とを備えており、画像処理装置１にて所定の処理を施さ
れた画像データはコンピュータ４へ送られる。

【００２６】画像読取部２は、例えばＣＣＤ（Charge C
ouple Device）を備えたスキャナ部により構成され、原
稿からの反射光像を、ＲＧＢ（Ｒ：赤，Ｇ：緑，Ｂ：
青）のアナログ信号としてＣＣＤにより読み取り、画像
処理装置１に入力する。画像処理装置１は、入力された
アナログ信号を、Ａ／Ｄ変換部１０，シェーディング補
正部１１，入力γ補正部１２，色変換部１３，領域分離
部１４，空間フィルタ処理部１５により順次処理するこ
とにより、デジタルカラー信号を取得する。また、画像
処理装置１は、デジタルカラー信号を、ユーザによる操
作部３の操作に基づき切替部１６を切り替えることによ
り、色変換部１７又は圧縮部１８に入力し、適宜の処理
を行った後、記憶部１９に記憶させる構成を有してい
る。

【００２７】Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部１０
は、ＲＧＢのアナログ信号をデジタル信号に変換してシ
ェーディング補正部１１に入力する。シェーディング補
正部１１は、入力されたＲＧＢのデジタル信号に対し
て、画像読取部２の照明系，結像系及び撮像系で生じた
各種の歪みを取り除く補正を行い、補正したＲＧＢのデ
ジタル信号を入力γ補正部１２に入力する。入力γ補正
部１２は、入力されたＲＧＢのデジタル信号を濃度信号
に変換すると共に、階調再現及びカラーバランスを整
え、色変換部１３に入力する。

【００２８】色変換部１３は、入力されたＲＧＢのデジ
タル信号を、画像処理装置１で採用されている画像処理
システムが扱い易い、例えばＬＣＣ（Ｌ：輝度情報，Ｃ
Ｃ：色情報）色空間等の標準色空間に変換し、このＬＣ
Ｃのデジタル信号を領域分離部１４に入力する。領域分
離部１４は、入力されたＬＣＣのデジタル信号に基づ
き、各画素を文字領域又は写真領域の画像データに分離
し、この分離結果を、空間フィルタ処理部１５及び圧縮
部１８に入力する。また、領域分離部１４は、色変換部
１３により入力されたＬＣＣのデジタル信号も空間フィ
ルタ処理部１５に与える。空間フィルタ処理部１５は、
領域分離部１４により文字領域に分離された画像データ
に、黒文字又は色文字の再現性を高めるために、鮮鋭強
調処理を行い高周波数の強調量を増大させ、切替部１６
に入力する。

【００２９】切替部１６は、ユーザが圧縮処理をすべく
操作部３を操作した場合、空間フィルタ処理部１５から
入力されたＬＣＣのデジタル信号を圧縮部１８に入力
し、ユーザが圧縮処理をしないように操作部３を操作し
た場合、ＬＣＣのデジタル信号を色変換部１７に入力す
る。色変換部１７は、入力されたＬＣＣのデジタル信号
をＲＧＢのデジタル信号に変換し記憶部１９に記憶させ
る。

【００３０】圧縮部１８は、画像処理装置１からコンピ
ュータ４へのデータ転送時間の短縮等を図るため、入力
されたＬＣＣのデジタル信号を圧縮し、記憶部１９に記
憶させる。尚、領域分離部１４による分離結果に基づ
き、画像データを文字領域及び写真領域毎に適切な圧縮
処理にて圧縮した場合、画像データの劣化をより防止す
ることができる。記憶部１９は、色変換部１７又は圧縮
部１８から取得した画像データを所定のタイミングでコ
ンピュータ４等に送信を行う。以上の処理は、図示しな
いＣＰＵ(Central Processing Unit)により制御されて
いる。

【００３１】尚、上述した画像処理装置１においては、
領域分離部１４及び空間フィルタ処理部１５を備え、画
像データを文字領域又は写真領域夫々に分離し、夫々の
領域毎に適切な圧縮処理を行うことにより、画像データ
の劣化をより防止することができるが、画像データを文
字領域又は写真領域に分離する必要がない場合等では、
領域分離部１４及び空間フィルタ処理部１５を有しない
構成としてもよい。また、本実施の形態に係る圧縮部１
８は、後述するように、領域分離部１４から取得する分
離結果を用いずに切替部１６から取得したデジタル信号
を圧縮することとする。

【００３２】以下に、圧縮部１８におけるＬＣＣのデジ
タル信号の圧縮処理について説明する。図２は圧縮部１
８の要部構成を示すブロック図である。尚、空間フィル
タ処理部１５により適宜の処理を施され、切替部１６に
より圧縮部１８に入力されたＬＣＣ色空間のデジタル信
号は、２５６階調を有するカラー画像データとしてあ
る。また本実施の形態では、画像処理装置１は処理対象
のデジタル信号を８×８画素からなるブロック単位で処
理することとする。圧縮部１８に入力されたデジタル信
号は、まず周波数変換手段としての直交系列変換部２０
に入力される。直交系列変換部２０は、入力されたデジ
タル信号を８×８画素からなるブロックに分割し、ブロ
ック単位で直交系列変換処理として次式を用いてＤＣＴ
を行ってＤＣＴ係数を算出し、図３（ａ）に示すような
ＤＣＴ係数パターンを取得する。

【００３３】

【数１】

【００３４】但し、Ｎは基底数を表し、ｍ及びｎは夫々
主走査線方向及び副走査線方向を表す。また、ｘｉは入
力されたデジタル信号である画像データを表し、Ｘ
（ｕ，ｖ）は直交系列変換後のＤＣＴ係数を表す。尚、
本実施の形態では、８×８画素からなるブロック単位で
処理を行うこととしており、（数１）式においてＮ＝８
とする。また、直交系列変換処理はＤＣＴに限ったもの
ではなく、例えば、ＤＷＴ（Discrete Wavelet Transfo
rm：離散ウェーブレット変換）又はＤＦＴ（Discrete F
ourier Transform：離散フーリエ変換）等を用いてもよ
い。

【００３５】上述の（数１）式を用いたＤＣＴを行うこ
とにより得られるＤＣＴ係数パターンに含まれるＤＣＴ
係数には、ＤＣ係数及びＡＣ係数があり、各ＤＣＴ係数
パターンについて、ＤＣ係数＝Ｘ（０，０），ＡＣ係数
≠Ｘ（０，０）とする。図３（ａ）に示すＤＣＴ係数パ
ターンについては、ＤＣ係数は１１４８であり、その他
のＤＣＴ係数がＡＣ係数となる。

【００３６】圧縮部１８は、直交系列変換部２０により
各ブロックのＤＣＴ係数パターンを取得した場合、ＤＣ
Ｔ係数パターン毎にベクトル量子化部（ベクトル量子化
手段）２２によりベクトル量子化処理を行う。本実施の
形態においては、直交系列変換部２０が処理を行うデジ
タル信号は２５６階調を有するカラー画像データであ
り、上述のように取得したＤＣＴ係数パターン内のＡＣ
係数はー１０２３〜１０２３の範囲の値を取り得る。し
かし、実際の画像データにおいては前記範囲を必要とし
ない場合が多いため、圧縮部１８は、ベクトル量子化処
理を行う前に所定数以上の絶対値を有するＡＣ係数に対
してスカラー量子化部２１によりスカラー量子化処理を
行う。

【００３７】図４はスカラー量子化処理の一例を示す図
であり、図に示すように、絶対値が２５６を超える値を
有するＡＣ係数に対してスカラー量子化処理を行うこと
により、ＡＣ係数が取り得る値を減少させることができ
る。これにより、ベクトル量子化処理に用いるコードブ
ックの数を減少させることができ、更にルックアップテ
ーブルを少ないデータ量にて作成することができる。
尚、図３（ａ）で示すＤＣＴ係数パターンにおいては、
絶対値が２５６よりも大きい値をとるＡＣ係数がないた
め、スカラー量子化処理を行うことなく、ベクトル量子
化処理を行うことになる。

【００３８】本実施の形態のベクトル量子化部２２は、
第１量子化手段としての第１量子化部２３及び第２量子
化手段としての第２量子化部２４を備えており、入力さ
れたＤＣＴ係数パターンに対してまず第１量子化部２３
にて２×２画素単位のベクトル量子化処理を行って第１
量子化データを取得する。また、第１量子化データに対
して第２量子化部２４にて４×４画素単位のベクトル量
子化処理を行って第２量子化データを取得することによ
り、２段階の階層ベクトル量子化処理を行う構成を有し
ている。またベクトル量子化部２２は、入力されたＤＣ
Ｔ係数パターンと第１量子化部２３により取得した第１
量子化データとの差分データを算出する第１差分算出手
段、及び第１量子化データと第２量子化部２４により取
得した第２量子化データとの差分データを算出する第２
差分算出手段としての差分算出部２５を備えている。

【００３９】以下に、上述の構成のベクトル量子化部２
２による階層ベクトル量子化処理をフローチャートを参
照して説明する。図５及び図６はベクトル量子化部２２
のベクトル量子化処理手順を示すフローチャートであ
る。ベクトル量子化部２２は、スカラー量子化部２１か
ら入力されたＤＣＴ係数パターンを記憶部２６に記憶し
ており、記憶部２６から１つの８×８画素のＤＣＴ係数
パターンを読み出し（Ｓ１）、読み出したＤＣＴ係数パ
ターンを周波数成分に基づき４×４画素からなる４つの
ブロックに分割し夫々を区分する（Ｓ２）。

【００４０】図７はＤＣＴ係数パターンの区分例を示し
ており、区分１はｕ方向及びｖ方向共に低周波数成分か
らなる画像データであり、区分２はｕ方向又はｖ方向の
一方が高周波成分からなり、他方が低周波成分からなる
画像データであり、区分３はｕ方向及びｖ方向共に高周
波数成分からなる画像データである。図３（ａ）に示す
ＤＣＴ係数パターンにおいては、太線にて４つの区分に
分割された夫々４×４画素からなるブロックについて、
左上のブロックは区分１、右上及び左下のブロックは区
分２、右下のブロックは区分３に区分される。

【００４１】ここで、ＤＣＴ係数パターン中のＤＣ係数
（図においては１１４８）は、（ブロック内の全画素値
の総和）／Ｎに相当するため非常に大きい値となってい
る。そこでベクトル量子化部２２は、ＤＣ係数／Ｎ（１
１４８／８＝１４３）を算出し、この値をこのブロック
における平均画素値として記憶部２６に記憶する（Ｓ
３）。また、ＤＣ係数を０に置き換えて（Ｓ４）、図３
（ｂ）に示すＤＣＴ係数パターンを生成し、第１量子化
部２３に入力する。尚、図３（ｂ）に示すＤＣＴ係数パ
ターンは、入力されたデジタル信号から各ブロックの平
均画素値を減算したデータに対してＤＣＴを行った場合
と同じ値をとる。

【００４２】図８はルックアップテーブル（以下、ＬＵ
Ｔという）を示す図であり、第１量子化部２３は、図８
（ａ）に示すような２×２画素のＤＣＴ係数で表現され
たコードブックからなるＬＵＴを、上述のように周波数
成分にて区分された３種類の区分毎に、夫々ＬＵＴ１，
ＬＵＴ２，ＬＵＴ３として備えており、ＬＵＴ１，２，
３は、夫々ＬＵＴ１，２，３に含まれるコードブック毎
にコード１を割り当てている。このように、区分夫々に
対応するＬＵＴを備えることにより、各区分に適したコ
ードブックによるベクトル量子化処理を行うことができ
る。特に、区分１は区分２及び３に比べて取り得るＤＣ
Ｔ係数の範囲が広く、より多くのコードブックを用意す
る必要があり、同じＬＵＴを区分２及び３にも適用した
場合、実際には区分１にしか出現しないコードブックを
含んだ冗長性の高いＬＵＴを用いることになり、効率の
悪いベクトル量子化処理となってしまう。

【００４３】第１量子化部２３は、図３（ｂ）に示すＤ
ＣＴ係数パターンの区分１について、２×２画素からな
る４つのブロックに分割し、夫々のブロックに最も相関
の高いコードブックをＬＵＴ１から選択し、選択したコ
ードブックにより近似する（Ｓ５）。また、選択したコ
ードブックに対応するコード１をＬＵＴ１から読み出す
（Ｓ６）。次に第１量子化部２３は、区分２について、
２×２画素からなる８つのブロックに分割し、夫々のブ
ロックに最も相関の高いコードブックをＬＵＴ２から選
択し、選択したコードブックにより近似する（Ｓ７）。
また、選択したコードブックに対応するコード１をＬＵ
Ｔ２から読み出す（Ｓ８）。

【００４４】更に第１量子化部２３は、区分３につい
て、２×２画素からなる４つのブロックに分割し、夫々
のブロックに最も相関の高いコードブックをＬＵＴ３か
ら選択し、選択したコードブックにより近似する（Ｓ
９）。また、選択したコードブックに対応するコード１
をＬＵＴ３から読み出す（Ｓ１０）。第１量子化部２３
は、２×２画素毎に分割した各ブロックを夫々ＬＵＴ
１，２，３から読み出したコード１に置き換え、４×４
ユニットのコード１パターンを生成して記憶部２６に記
憶させる（Ｓ１１）。図９は第１量子化部２３によるベ
クトル量子化処理結果を示す図であり、上述した第１量
子化部２３による２×２画素単位のベクトル量子化処理
を行うことにより、図９（ｂ）に示すような８×８画素
の近似ＤＣＴ係数パターンと、図９（ａ）に示すような
４×４ユニットのコード１パターンとを生成することが
できる。

【００４５】第１量子化部２３は、記憶部２６のＤＣＴ
係数パターンに、ベクトル量子化処理が行われていない
パターンがあるか否かを判断し（Ｓ１２）、全てのＤＣ
Ｔ係数パターンに上述したステップＳ１からステップＳ
１１までの処理を行い、入力された全てのＤＣＴ係数パ
ターンに対応する近似ＤＣＴ係数パターンとコード１パ
ターンとを取得する。

【００４６】ベクトル量子化部２２は、差分算出部２５
により、元の８×８画素のＤＣＴ係数パターンと、第１
量子化部２３がＬＵＴ１，２，３に基づき取得した近似
ＤＣＴ係数パターンとの差分データを算出し、ＤＣＴ差
分データ１として記憶部２６に記憶させる（Ｓ１３）。
次にベクトル量子化部２２は、記憶部２６に記憶してあ
るコード１パターンから１つの４×４ユニットのコード
１パターンを読み出し（Ｓ１４）、第２量子化部２４に
入力する。

【００４７】第２量子化部２４は、図８（ｂ）に示すよ
うな２×２ユニットのコード１で表現されたコードブッ
クからなるＬＵＴを、第１量子化部２３と同様に、周波
数成分にて区分された３種類の区分毎に、夫々ＬＵＴ
４，ＬＵＴ５，ＬＵＴ６として備えており、ＬＵＴ４，
５，６は、夫々ＬＵＴ４，５，６に含まれるコードブッ
ク（２×２ユニットのコード１）毎にコード２を割り当
てている。第２量子化部２４は、図９（ａ）に示すコー
ド１パターンについて区分１の２×２ユニットのコード
１に最も相関の高いコードブックをＬＵＴ４から選択
し、選択したコードブックにより近似する（Ｓ１５）。
また、選択したコードブックに対応するコード２をＬＵ
Ｔ４から読み出す（Ｓ１６）。

【００４８】第２量子化部２４は、区分２の２つの２×
２ユニットのコード１夫々に最も相関の高いコードブッ
クをＬＵＴ５から選択し、選択したコードブックにより
近似する（Ｓ１７）。また、選択したコードブックに対
応するコード２をＬＵＴ５から読み出す（Ｓ１８）。次
に第２量子化部２４は、区分３の２×２ユニットのコー
ド１に最も相関の高いコードブックをＬＵＴ６から選択
し、選択したコードブックにより近似する（Ｓ１９）。
また、選択したコードブックに対応するコード２をＬＵ
Ｔ６から読み出す（Ｓ２０）。

【００４９】第２量子化部２４は、各２×２ユニット毎
に夫々ＬＵＴ４，５，６から読み出したコード２に置き
換え、２×２ユニットからなるコード２パターンを生成
して記憶部２６に記憶させる（Ｓ２１）。図１０は第２
量子化部２４によるベクトル量子化処理結果を示す図で
あり、上述した第２量子化部２４による２×２ユニット
単位の量子化処理を行うことにより、図１０（ｂ）に示
すような４×４ユニットの近似コード１パターンと、図
１０（ａ）に示すような２×２ユニットのコード２パタ
ーンとを生成することができる。

【００５０】第２量子化部２４は、記憶部２６のコード
１パターンに、ベクトル量子化処理が行われていないパ
ターンがあるか否かを判断し（Ｓ２２）、全てのコード
１パターンに上述したステップＳ１４からステップＳ２
１までの処理を行い、第１量子化部２３により取得した
全てのコード１パターンに対応する近似コード１パター
ンとコード２パターンとを取得する。ベクトル量子化部
２２は、上述のように取得した近似コード１パターンを
第１量子化部２３が用いるＬＵＴ１，２，３に基づきＤ
ＣＴ係数に復元し、復元することにより得られた８×８
画素の近似ＤＣＴ係数パターンと、第１量子化部２３に
より取得した８×８画素の近似ＤＣＴ係数パターンとの
差分データを差分算出部２５により算出し、ＤＣＴ差分
データ２として記憶部２６に記憶させる（Ｓ２３）。

【００５１】上述した処理により、第１量子化部２３の
２×２画素のＤＣＴ係数単位のベクトル量子化処理よる
コード１パターンと、第２量子化部２４の２×２ユニッ
トのコード１単位のベクトル量子化処理によるコード２
パターンとを生成することができる。上述のような階層
ベクトル量子化処理を行うことにより、１回のベクトル
量子化処理にて４×４画素のＤＣＴ係数単位のベクトル
量子化処理を行う場合と比較して、データ量の少ないＬ
ＵＴを用いることができる。尚、上述した階層ベクトル
量子化処理による場合、１画素を８ビットのＤＣＴ係数
で表現した８×８画素からなるＤＣＴ係数パターンを、
第１量子化部２３により１ユニットを９ビットのコード
１で表現した４×４ユニットからなるコード１パターン
に圧縮することができ、更にこのコード１パターンを第
２量子化部２４により１ユニットを１０ビットのコード
２で表現した２×２ユニットからなるコード２パターン
に圧縮することができる。

【００５２】ベクトル量子化部２２は、第１量子化部２
３，第２量子化部２４，差分算出部２５により上述のよ
うに算出して記憶部２６に記憶した平均画素値，コード
１パターン，コード２パターン，ＤＣＴ差分データ１及
びＤＣＴ差分データ２を可逆符号化する手段としての符
号化部２７に入力する。符号化部２７は、入力された上
述の各データに基づき区分毎に、第１量子化部２３及び
第２量子化部２４のベクトル量子化処理による圧縮率及
び画像データの劣化度を算出し、より適切なベクトル量
子化処理、具体的には第１量子化部２３又は第２量子化
部２４によるベクトル量子化処理を選択し、選択された
ベクトル量子化処理により生成された量子化データを符
号データに変換する。

【００５３】ここで、第１量子化部２３のベクトル量子
化処理により生成されたコード１パターンを復元するた
めに必要なデータは、ＤＣＴ差分データ１であり、復元
するために必要なデータ量は、コード１パターンのデー
タ量及びＤＣＴ差分データ１のデータ量の和である。ま
た、第２量子化部２４のベクトル量子化処理により生成
されたコード２パターンを復元するために必要なデータ
は、ＤＣＴ差分データ１及びＤＣＴ差分データ２であ
り、復元するために必要なデータ量は、コード２パター
ンのデータ量、ＤＣＴ差分データ１のデータ量及びＤＣ
Ｔ差分データ２のデータ量の和である。

【００５４】従って、符号化部２７は、コード１パター
ンを復元するために必要なデータ量と、コード２パター
ンを復元するために必要なデータ量とを比較することに
より、より適切な圧縮率を実現するベクトル量子化処理
を選択することができる。具体的には、コード１パター
ンを復元するために必要なデータ量が、コード２パター
ンを復元するために必要なデータ量よりも少ない場合
は、コード１パターンがコード２パターンよりも効率良
く圧縮されていることとなり、符号化部２７はコード１
パターンを符号データに変換する。

【００５５】一方、ＤＣＴ差分データ２は、値が大きい
ほど高品質な画質を再現するための画像情報が多く必要
であり、画像データの劣化が激しいことを示しており、
十分な画質にてコード２パターンを復元するためのデー
タ量が多くなる。従って、符号化部２７は、区分毎のＤ
ＣＴ差分データ２の総和が所定閾値（例えば５１２）よ
りも大きい場合は、画像データの劣化が激しいとして、
コード１パターンを符号データに変換する。

【００５６】以下に、上述のように圧縮率及び画像デー
タの劣化度に基づき適切なベクトル量子化処理を選択
し、選択したベクトル量子化処理による量子化データを
符号データに変換する符号化処理を説明する。図１１は
符号化部２７による符号化処理手順を示すフローチャー
トである。符号化部２７は、入力された各データから１
つのブロックについての平均画素値，コード１パター
ン，コード２パターン，ＤＣＴ差分データ１及びＤＣＴ
差分データ２を読み出し、平均画素値を記憶部１９に記
憶する（Ｓ３０）。次に符号化部２７は、区分毎にＤＣ
Ｔ差分データ２の総和を算出し（Ｓ３１）、算出したＤ
ＣＴ差分データ２の総和が所定閾値（例えば５１２）よ
りも大きいか否かを判断する（Ｓ３２）。

【００５７】算出したＤＣＴ差分データ２の総和が所定
閾値よりも小さいと判断した場合、即ち画像データの劣
化が激しくない区分である場合、符号化部２７は、ＤＣ
Ｔ差分データ１に可逆符号化処理を行う。本実施の形態
においては、符号化部２７は、ＤＣＴ差分データ１にジ
グザグスキャンしながらランレングス符号化を行い、符
号コードからなる差分情報１を生成する（Ｓ３３）。図
１２はジグザグスキャンの順序を示す図であり、図１２
に示す番号の順序でＤＣＴ差分データ１を走査し、ゼロ
が連続するカウント数と、非ゼロとなるＤＣＴ差分デー
タ１とに基づき符号化する。また図１３は符号化処理に
用いるテーブルを示す図であり、符号化部２７は、図１
３（ａ）に示すシンボルテーブルから、非ゼロとなるＤ
ＣＴ差分データ１を表すために必要なビット長に対応す
るシンボルを決定する。更に図１３（ｂ）に示す符号テ
ーブルに基づき、決定したシンボルとゼロが連続するカ
ウント数とに対応する符号コードを決定し、この符号コ
ードを差分情報１とする。

【００５８】次に符号化部２７は、ＤＣＴ差分データ１
とＤＣＴ差分データ２とを加算し（Ｓ３４）、この算出
されたＤＣＴ差分データを、差分情報１と同様に、ラン
レングス符号化することにより差分情報２を生成する
（Ｓ３５）。ＤＣＴ差分データ１，２は圧縮画像データ
の復元時に用いるため、上述のようにＤＣＴ差分データ
１と、ＤＣＴ差分データ１及び２の和とにランレングス
符号化等の可逆符号化を行うことにより、ＤＣＴ差分デ
ータ１と、ＤＣＴ差分データ１及び２を略可逆に復号す
ることができ、圧縮画像データをより高度な再現性を有
して復元することができる。

【００５９】次に符号化部２７は、コード１パターンを
復元するために必要なデータの復元情報量１を算出し
（Ｓ３６）、同様に、コード２パターンを復元するため
に必要なデータの復元情報量２を算出する（Ｓ３７）。
尚、復元情報量１は、コード１パターンのデータ量（９
ビット×１６画素）と、上述のように生成した差分情報
１に必要なビット数との和であり、復元情報量２は、コ
ード２パターンのデータ量（１０ビット×４画素）と、
上述のように生成した差分情報２に必要なビット数との
和である。符号化部２７は、上述のように算出した復元
情報量１が復元情報量２よりも小さいか否かを判断し
（Ｓ３８）、復元情報量１が復元情報量２よりも大きい
と判断した場合、即ちコード２パターンがコード１パタ
ーンよりも効率良く圧縮されている場合、コード２パタ
ーンを差分情報２と共に記憶部１９に記憶させる（Ｓ３
９）。

【００６０】また、復元情報量１が復元情報量２よりも
小さいと判断した場合、即ちコード１パターンがコード
２パターンよりも効率良く圧縮されている場合、及びス
テップＳ３２によりＤＣＴ差分データ２の総和が所定閾
値よりも大きいと判断した場合、即ち画像データの劣化
が激しい区分である場合、符号化部２７は、コード１パ
ターンに、コード１パターンであることを示すエスケー
プシーケンス（一般的に現れないビット系列を用いて後
続するブロックが特別であることを知らせるもの）を付
加し、差分情報１と共に記憶部１９に記憶させる（Ｓ４
０）。次に符号化部２７は、符号化処理を施していない
ブロックがあるか否かを判断し（Ｓ４１）、全てのブロ
ックに対して上述のステップＳ３０からステップＳ４０
までの処理を繰り返すことにより、全てのブロックに対
する符号コードを取得する。

【００６１】上述した処理により、画像処理装置１の記
憶部１９には、各ブロックについての平均画素値，各区
分毎のコードパターン及び差分情報（コード１パターン
及び差分情報１、又はコード２パターン及び差分情報
２）からなる圧縮画像データが記憶される。画像処理装
置１は、所定のタイミングにより記憶部１９に記憶して
ある圧縮画像データをコンピュータ４に送信し、コンピ
ュータ４は受信した圧縮画像データをハードディスク
（図示せず）等に記憶する。尚、コンピュータ４が受信
した圧縮画像データには、画像処理装置１の圧縮部１８
がベクトル量子化時に用いたＬＵＴ１，２，３，４，
５，６、及び符号化部２７がランレングス符号化時に用
いたシンボルテーブル及び符号テーブルも含まれてい
る。

【００６２】以下に、上述のようにコンピュータ４が取
得した圧縮画像データの復元処理について説明する。図
１４はコンピュータ４による圧縮画像データの復元処理
手順を示すフローチャート、図１５は復元処理を説明す
るための図である。コンピュータ４では、ＣＰＵ（図示
せず）が、ハードディスクから１つのブロックについて
の平均画素値，各区分毎のコードパターン及び差分情報
を読み出し、読み出した平均画素値により図１５（ａ）
に示すような８×８画素のブロックを生成する（Ｓ５
０）。次にＣＰＵは、読み出したコードパターンから１
つの区分（区分１）のコードパターンを抽出し（Ｓ５
１）、抽出したコードパターンにエスケープシーケンス
が付加されているか否かを判断する（Ｓ５２）。

【００６３】エスケープシーケンスが付加されたコード
パターンはコード１パターンであり、エスケープシーケ
ンスが付加されていると判断した場合、ＣＰＵは、その
コード１パターンをＬＵＴ１，２，３に基づきＤＣＴ係
数に復元し（Ｓ５３）、得られた近似ＤＣＴ係数パター
ンに逆ＤＣＴを行うことによりＬＣＣの画像データに更
に復元し、ステップＳ５０にて生成した画像データに加
算する（Ｓ５４）。一方、エスケープシーケンスが付加
されていないコードパターンはコード２パターンであ
り、エスケープシーケンスが付加されていないと判断し
た場合、ＣＰＵは、そのコード２パターンをＬＵＴ１，
２，３，４，５，６に基づきＤＣＴ係数に復元し（Ｓ５
５）、得られた近似ＤＣＴ係数パターンに逆ＤＣＴを行
うことによりＬＣＣの画像データに更に復元し、ステッ
プＳ５０にて生成した画像データに加算する（Ｓ５
６）。

【００６４】次にＣＰＵは、読み出したブロックについ
て区分３のコードパターンの復元処理が終了したか否か
を判断し（Ｓ５７）、区分３のコードパターンの復元処
理が終了するまで、即ち区分２及び区分３について上述
のステップＳ５１からステップＳ５６までの処理を行
う。図１５（ｂ）は各区分のコードパターンを復元する
ことにより得られた画像データであり、この画像データ
を図１５（ａ）に示す平均画素値に加算することによ
り、図１５（ｃ）に示すように、ＬＣＣの画像データに
復元することができる。

【００６５】次にＣＰＵは、読み出した差分情報１（又
は差分情報２）の符号コードを、シンボルテーブル及び
符号テーブルに基づきＤＣＴ差分データ１（又はＤＣＴ
差分データ２）に復号する（Ｓ５８）。また、復号され
たＤＣＴ差分データ１（又はＤＣＴ差分データ２）に逆
ＤＣＴを行うことによりＬＣＣの画像データに復元し、
ステップＳ５４（又はステップＳ５６）にて取得した画
像データに更に加算する（Ｓ５９）。尚、上述のように
ＤＣＴ差分データ１，２にランレングス符号化等の可逆
符号化処理を行うことにより、圧縮することによる画像
データの画質の劣化をより防止することができる。

【００６６】ＣＰＵは、まだ復元されていないブロック
があるか否かを判断し（Ｓ６０）、全てのブロックに対
して上述のステップＳ５０からステップＳ５９までの処
理を繰り返すことにより、デジタルカラースキャナによ
り圧縮された画像データを復元することができる。

【００６７】上述した実施の形態においては、コードパ
ターンを復元して得られる近似ＤＣＴ係数パターンを逆
ＤＣＴすることによりＬＣＣの画像データを取得してい
るが、ＬＵＴに含まれるコードブックを逆ＤＣＴするこ
とにより得られるＤＣＴ係数パターンを予めＬＵＴに含
めておくことにより、圧縮画像データの復元時に逆ＤＣ
Ｔを行う必要がなく、より高速な復元処理を行うことが
できる。また、ＤＣＴ差分データ１及び２を、単に第１
量子化部２３及び第２量子化部２４が行うベクトル量子
化処理における誤差にて表現しているが、図１６に示す
ような重み係数テーブルを用いて、この重み係数テーブ
ルが示す人間の視覚特性を考慮した各周波数成分に応じ
た重み係数をＤＣＴ差分データ１及び２に乗算する乗算
手段を備え、この乗算手段が算出した乗算値に基づき、
より適切なベクトル量子化処理、具体的には第１量子化
部２３又は第２量子化部２４によるベクトル量子化処理
を選択し、選択されたベクトル量子化処理により生成さ
れる量子化データを符号化することにより、人間の視覚
特性を考慮した圧縮画像データを生成するようにしても
よい。

【００６８】本実施の形態におけるコンピュータ４で
は、先に取得したデータを用いて復号し、差分データを
取得する度に復号画像の画質を高めているが、これ以上
画質を高める必要がない場合はデータの受信処理を中止
することにより、オンデマンドな画質を得ることができ
る。また、画像データの記憶容量に余裕がない場合は、
一部の画像毎、例えば１２８ライン毎にプログレッシブ
レイヤー構成を行い、１２８ライン毎に転送を中止する
か否かの判定を行い、送信データを制御する構成として
もよい。

【００６９】また、本実施の形態はデジタルカラースキ
ャナを例としているが、本発明に係るコンピュータプロ
グラムをパーソナルコンピュータに読み取らせることに
より、画像データの圧縮、圧縮画像データの表示、画像
データの伝送を必要とするパーソナルコンピュータにも
利用可能である。また、インターネット、ワイヤレス通
信、ＤＳＣ(Digital Still Camera:デジタルカメラ)等
多岐に渡って利用可能であり、特にＤＳＣにおいては、
既撮像画像データを表示するための時間の短縮に効果的
である。尚、この場合のコンピュータプログラムは、可
搬型記録媒体から取得してもよいし、通信インタフェー
スを介してインターネット等の外部ネットワークから取
得してもよく、予めマイクロコンピュータにて行われる
ために図示しないメモリ、例えばＲＯＭ等に記憶してお
いてもよい。更に、読み取られるコンピュータプログラ
ムはマイクロプロセッサがアクセスして実行させる構成
であってもよいし、読み取られたコンピュータプログラ
ムはマイクロコンピュータのプログラム記憶エリアにダ
ウンロードされて実行される構成であってもよい。

【００７０】ここで、上述の記憶媒体は、コンピュータ
等と分離可能に構成されるものであり、磁気テープ及び
カセットテープ等のテープ系、フレキシブルディスク及
びハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ，Ｍ
Ｏ，ＭＤ及びＤＶＤ等の光ディスクのディスク系、ＩＣ
(Integrated Circuit)カード及び光カード等のカード
系、マスクＲＯＭ，ＥＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ，フラッ
シュＲＯＭ等の半導体メモリ等の固定的にコンピュータ
プログラムを記憶する媒体であってもよい。

【００７１】

【発明の効果】本発明による場合は、画像データをブロ
ック単位で周波数成分の画像データに変換し、このブロ
ック単位でベクトル量子化及び符号化処理を行うことに
より、各処理の高速化及び効率化を図ることができる。
また、周波数成分の画像データを、第１画素数のブロッ
ク単位でベクトル量子化し、更に第２画素数のブロック
単位でベクトル量子化するように、段階的なベクトル量
子化処理を実行することにより、一度に多い画素数にて
ベクトル量子化する場合と比較して、夫々のベクトル量
子化手段が処理対象とする画素数が少なく、少ない画素
数にてコードブックを表現することができ、ベクトル量
子化時のコードブックの選択が容易となる。更に、少な
い画素数にてコードブックを表現することにより、コー
ドブックを精度良く作成できるだけでなく、ルックアッ
プテーブルを少ないデータ量で作成することができる。

【００７２】また、周波数成分の画像データと第１画素
数のブロック単位でのベクトル量子化処理による第１量
子化データとの差分データ、及び第１量子化データと第
２画素数のブロック単位でのベクトル量子化処理による
第２量子化データとの差分データを夫々算出し、算出し
た２つの差分データに基づき、第１量子化データ又は第
２量子化データを符号データに変換することにより、ベ
クトル量子化処理により得られる量子化データのデータ
量及び夫々のベクトル量子化処理により生じる差分デー
タが示す画像データの劣化を考慮したベクトル量子化処
理を選択することができ、適切な圧縮率による圧縮処理
を実行できる。更に、ベクトル量子化処理に用いるコー
ドブックを逆周波数変換したデータを予めルックアップ
テーブルに含めておき、このルックアップテーブルを用
いて、圧縮画像データを復元する場合、復元時に圧縮画
像データに逆周波数変換を行う必要がなく、復元処理の
高速化及び効率化を図ることもできる。

【００７３】本発明による場合は、画像データをブロッ
ク単位で周波数成分の画像データに変換し、このブロッ
ク単位でベクトル量子化及び符号化処理を行う構成を備
えることにより、各処理の高速化及び効率化を図ること
ができる。また、周波数成分の画像データを第１画素数
のブロック単位でベクトル量子化する第１量子化手段
と、第１量子化データを第２画素数のブロック単位でベ
クトル量子化する第２量子化手段とを備え、段階的なベ
クトル量子化処理を実行する構成とすることにより、一
度に多い画素数にてベクトル量子化する場合と比較し
て、夫々のベクトル量子化手段が処理対象とする画素数
が少なく、少ない画素数にてコードブックを表現するこ
とができ、ベクトル量子化時のコードブックの選択が容
易となる。更に、少ない画素数にてコードブックを表現
することにより、コードブックを精度良く作成できるだ
けでなく、ルックアップテーブルを少ないデータ量で作
成することができる。

【００７４】また、周波数成分の画像データと第１量子
化データとの差分データを算出する第１差分算出手段、
及び第１量子化データと第２量子化データとの差分デー
タを算出する第２差分算出手段を備え、第１差分算出手
段及び第２差分算出手段が夫々算出した差分データに基
づき、第１量子化データ又は第２量子化データを符号デ
ータに変換する構成とすることにより、ベクトル量子化
処理により得られる量子化データのデータ量及び夫々の
ベクトル量子化処理により生じる差分データが示す画像
データの劣化を考慮したベクトル量子化処理を選択する
ことができ、適切な圧縮率による圧縮処理を実行でき
る。更に、ベクトル量子化処理に用いるコードブックを
逆周波数変換したデータを予めルックアップテーブルに
含めておき、このルックアップテーブルを用いて、圧縮
画像データを復元する場合、復元時に圧縮画像データに
逆周波数変換を行う必要がなく、復元処理の高速化及び
効率化を図ることもできる。

【００７５】本発明による場合は、符号化手段が、第１
差分算出手段及び第２差分算出手段が夫々算出した差分
データを可逆符号化する手段を備えることにより、圧縮
画像データを前記差分データを用いて復元する際に、略
可逆に復元することができ、圧縮することによる画像デ
ータの劣化をより防止することができる。

【００７６】本発明による場合は、第１差分算出手段及
び第２差分算出手段が夫々算出した差分データに、該差
分データに対応する重み係数を人間の視覚特性を考慮し
た値に設定して乗算する乗算手段を備え、該乗算手段が
算出した乗算値に基づき、第１量子化データ又は第２量
子化データを符号データに変換する構成とすることによ
り、人間の視覚特性を考慮したベクトル量子化処理及び
適切な圧縮処理を実行することができる。

【００７７】本発明による場合は、本発明に係るコンピ
ュータプログラムを読み込ませたコンピュータが、画像
データをブロック単位で周波数成分の画像データに変換
し、このブロック単位でベクトル量子化及び符号化処理
を行う構成を備えることにより、各処理の高速化及び効
率化を図ることができる。また、周波数成分の画像デー
タを第１画素数のブロック単位でベクトル量子化する第
１量子化手段と、第１量子化データを第２画素数のブロ
ック単位でベクトル量子化する第２量子化手段とを備
え、段階的なベクトル量子化処理を実行する構成とする
ことにより、一度に多い画素数にてベクトル量子化する
場合と比較して、夫々のベクトル量子化手段が処理対象
とする画素数が少なく、少ない画素数にてコードブック
を表現することができ、ベクトル量子化時のコードブッ
クの選択が容易となる。

【００７８】また、周波数成分の画像データと第１量子
化データとの差分データを算出する第１差分算出手段、
及び第１量子化データと第２量子化データとの差分デー
タを算出する第２差分算出手段を備え、第１差分算出手
段及び第２差分算出手段が夫々算出した差分データに基
づき、第１量子化データ又は第２量子化データを符号デ
ータに変換する構成とすることにより、ベクトル量子化
処理により得られる量子化データのデータ量及び夫々の
ベクトル量子化処理により生じる差分データが示す画像
データの劣化を考慮したベクトル量子化処理を選択する
ことができ、適切な圧縮率による圧縮処理を実行する画
像処理装置としてコンピュータを動作させることができ
る。

【００７９】本発明による場合は、本発明に係る記録媒
体に記憶してあるコンピュータプログラムを読み込ませ
たコンピュータが、画像データをブロック単位で周波数
成分の画像データに変換し、このブロック単位でベクト
ル量子化及び符号化処理を行う構成を備えることによ
り、各処理の高速化及び効率化を図ることができる。ま
た、周波数成分の画像データを第１画素数のブロック単
位でベクトル量子化する第１量子化手段と、第１量子化
データを第２画素数のブロック単位でベクトル量子化す
る第２量子化手段とを備え、段階的なベクトル量子化処
理を実行する構成とすることにより、一度に多い画素数
にてベクトル量子化する場合と比較して、夫々のベクト
ル量子化手段が処理対象とする画素数が少なく、少ない
画素数にてコードブックを表現することができ、ベクト
ル量子化時のコードブックの選択が容易となる。

【００８０】また、周波数成分の画像データと第１量子
化データとの差分データを算出する第１差分算出手段、
及び第１量子化データと第２量子化データとの差分デー
タを算出する第２差分算出手段を備え、第１差分算出手
段及び第２差分算出手段が夫々算出した差分データに基
づき、第１量子化データ又は第２量子化データを符号デ
ータに変換する構成とすることにより、ベクトル量子化
処理により得られる量子化データのデータ量及び夫々の
ベクトル量子化処理により生じる差分データが示す画像
データの劣化を考慮したベクトル量子化処理を選択する
ことができ、適切な圧縮率による圧縮処理を実行する画
像処理装置としてコンピュータを動作させるためのコン
ピュータプログラムが記録してある記録媒体を実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像処理装置を備えるデジタルカ
ラースキャナの要部構成を示すブロック図である。

【図２】圧縮部の要部構成を示すブロック図である。

【図３】ＤＣＴ係数パターンの例を示す図である。

【図４】スカラー量子化処理の一例を示す図である。

【図５】ベクトル量子化部のベクトル量子化処理手順を
示すフローチャートである。

【図６】ベクトル量子化部のベクトル量子化処理手順を
示すフローチャートである。

【図７】ＤＣＴ係数パターンの区分例を示す図である。

【図８】ルックアップテーブルを示す図である。

【図９】第１量子化部によるベクトル量子化処理結果を
示す図である。

【図１０】第２量子化部によるベクトル量子化処理結果
を示す図である。

【図１１】符号化部による符号化処理手順を示すフロー
チャートである。

【図１２】ジグザグスキャンの順序を示す図である。

【図１３】符号化処理に用いるテーブルを示す図であ
る。

【図１４】コンピュータによる圧縮画像データの復元処
理手順を示すフローチャートである。

【図１５】復元処理を説明するための図である。

【図１６】重み係数テーブルを示す図である。

【符号の説明】

１ 画像処理装置 ４ コンピュータ ２０ 直交系列変換部 ２１ スカラー量子化部 ２２ ベクトル量子化部 ２３ 第１量子化部 ２４ 第２量子化部 ２５ 差分算出部 ２７ 符号化部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C059 MA05 MA23 MC11 MC38 MD07 PP01 PP14 SS06 SS11 SS20 UA02 UA38 UA39 5J064 AA01 BA08 BA13 BA16 BB03 BB13 BC01 BC08 BC14 BC16 BC29 BD03 BD04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数画素からなる画像データを符号化し
   て符号データを生成する画像処理方法において、 前記画像データを複数画素からなるブロック単位で周波
   数成分の画像データに変換し、 変換された周波数成分の画像データを第１画素数のブロ
   ック単位でベクトル量子化して第１量子化データを生成
   し、 前記周波数成分の画像データと前記第１量子化データと
   の差分データを算出し、 前記第１量子化データを前記第１画素数よりも多い第２
   画素数のブロック単位でベクトル量子化して第２量子化
   データを生成し、 前記第１量子化データと前記第２量子化データとの差分
   データを算出し、 夫々算出された差分データに基づき、前記第１量子化デ
   ータ又は第２量子化データを符号データに変換すること
   を特徴とする画像処理方法。
2. 【請求項２】 複数画素からなる画像データを符号化し
   て符号データを生成する画像処理装置において、 前記画像データを複数画素からなるブロック単位で周波
   数成分の画像データに変換する周波数変換手段と、 該周波数変換手段が変換した周波数成分の画像データを
   第１画素数のブロック単位でベクトル量子化して第１量
   子化データを生成する第１量子化手段と、 前記周波数成分の画像データと前記第１量子化データと
   の差分データを算出する第１差分算出手段と、 前記第１量子化データを前記第１画素数よりも多い第２
   画素数のブロック単位でベクトル量子化して第２量子化
   データを生成する第２量子化手段と、 前記第1量子化データと前記第２量子化データとの差分
   データを算出する第２差分算出手段と、 前記第１差分算出手段及び第２差分算出手段が夫々算出
   した差分データに基づき、前記第１量子化データ又は第
   ２量子化データを符号データに変換する符号化手段とを
   備えることを特徴とする画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記符号化手段は、前記第１差分算出手
   段及び第２差分算出手段が夫々算出した差分データを可
   逆符号化する手段を備えることを特徴とする請求項２に
   記載の画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記周波数成分の画像データの各画素
   に、周波数に応じた重み係数を割り当てる重み係数テー
   ブルと、 前記第１差分算出手段及び第２差分算出手段が夫々算出
   した差分データの各画素に、該各画素に対応する重み係
   数を前記重み係数テーブルから取得して乗算する乗算手
   段とを備え、 前記符号化手段は、前記乗算手段が算出した乗算値に基
   づき、前記第１量子化データ又は第２量子化データを符
   号データに変換すべくなしてあることを特徴とする請求
   項２又は３に記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 コンピュータに、複数画素からなる画像
   データを符号化させて符号データを生成させるためのコ
   ンピュータプログラムにおいて、 コンピュータに、前記画像データを複数画素からなるブ
   ロック単位で周波数成分の画像データに変換する周波数
   変換手段と、該周波数変換手段が変換した周波数成分の
   画像データを第１画素数のブロック単位でベクトル量子
   化して第１量子化データを生成する第１量子化手段と、
   前記周波数成分の画像データと前記第１量子化データと
   の差分データを算出する第１差分算出手段と、前記第１
   量子化データを前記第１画素数よりも多い第２画素数の
   ブロック単位でベクトル量子化して第２量子化データを
   生成する第２量子化手段と、前記第１量子化データと前
   記第２量子化データとの差分データを算出する第２差分
   算出手段と、前記第１差分算出手段及び第２差分算出手
   段が夫々算出した差分データに基づき、前記第１量子化
   データ又は第２量子化データを符号データに変換する符
   号化手段として機能させることを特徴とするコンピュー
   タプログラム。
6. 【請求項６】 コンピュータに、複数画素からなる画像
   データを符号化させて符号データを生成させるためのコ
   ンピュータプログラムが記録してあるコンピュータでの
   読み取りが可能な記録媒体において、 コンピュータに、前記画像データを複数画素からなるブ
   ロック単位で周波数成分の画像データに変換する周波数
   変換手段と、該周波数変換手段が変換した周波数成分の
   画像データを第１画素数のブロック単位でベクトル量子
   化して第１量子化データを生成する第１量子化手段と、
   前記周波数成分の画像データと前記第１量子化データと
   の差分データを算出する第１差分算出手段と、前記第１
   量子化データを前記第１画素数よりも多い第２画素数の
   ブロック単位でベクトル量子化して第２量子化データを
   生成する第２量子化手段と、前記第１量子化データと前
   記第２量子化データとの差分データを算出する第２差分
   算出手段と、前記第１差分算出手段及び第２差分算出手
   段が夫々算出した差分データに基づき、前記第１量子化
   データ又は第２量子化データを符号データに変換する符
   号化手段として機能させるためのコンピュータプログラ
   ムが記録してあることを特徴とするコンピュータでの読
   み取りが可能な記録媒体。