JP2004007251A - 画像処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】プログラム規模が大きくなるのを防止しつつ、符号化効率を向上できる画像処理装置を提供する。
【解決手段】ＣＰＵ１１等を利用し、予め定められた条件を用いて、処理対象となった画像データを複数の画像データ要素に分離し、各画像データ要素のうちの少なくとも一つを選択して、その選択した画像データ要素に対して直交変換処理並びに量子化処理による前段処理を行って中間データを生成し、この中間データと、選択手段において選択されなかった画像データ要素とに対して、エントロピー符号化処理を行って圧縮データを生成する画像処理装置である。
【選択図】 図１
【解決手段】ＣＰＵ１１等を利用し、予め定められた条件を用いて、処理対象となった画像データを複数の画像データ要素に分離し、各画像データ要素のうちの少なくとも一つを選択して、その選択した画像データ要素に対して直交変換処理並びに量子化処理による前段処理を行って中間データを生成し、この中間データと、選択手段において選択されなかった画像データ要素とに対して、エントロピー符号化処理を行って圧縮データを生成する画像処理装置である。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データを圧縮処理する画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自然画（写真など）の画像データを圧縮する手法として、近年、ＪＰＥＧ２０００（Ｊｏｉｎｔ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ ２０００、以下、Ｊ２Ｋと称する）が開発され、標準化の作業が進められている。Ｊ２Ｋは、一般的なコンピュータによって実行されるプログラムとして実装され、その基本的な機能ブロックは、図６に示すように、ウエーブレット変換部１と、量子化部２と、エントロピー符号化部３と、符号出力部４とからなる。これら各部の動作は、Ｊ２Ｋの仕様書に詳細に記述されているが、その概要を示せば次のようになる。
【０００３】
ウエーブレット変換部１は、画像データを複数の空間周波数成分の情報に分離する。量子化部２は、ウエーブレット変換部１により分離された、各空間周波数成分の情報をそれぞれ量子化した情報を生成して出力する。エントロピー符号化部３は、量子化された各情報に対してエントロピー符号化を行い、その結果を圧縮処理結果として出力する。
【０００４】
ここでエントロピー符号化部３は、ＥＢＣＯＴ（Ｅｍｂｅｄｅｄ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｔｒｕｎｃａｔｉｏｎ）と呼ばれ、量子化された情報をビットプレーンに分割し、さらに各ビットプレーンを、サブビットプレーンに分割する。サブビットプレーンへの分割は、復号の際に重要（ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ）となると予測される情報を含むプレーンと、重要ではないが再現に影響を与えると予測される情報を含むプレーンと、重要でないと予測される情報を含むプレーンとに分割することを意味する。そしてエントロピー符号化部３は、サブビットプレーンの各ビットごとに算術符号化を行っている。
【０００５】
符号出力部４は、圧縮処理結果として、各空間周波数成分の情報に対応して順次入力される情報に基づき、ビットストリームを生成して出力する。具体的には、空間周波数の低い順に、各成分の情報に対応する圧縮処理結果の情報を配列したデータ構造として出力する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このＪ２Ｋは、自然画の画像データに対する圧縮処理を目的にしているので、高周波成分の多い、テキスト画像やコンピュータグラフィックス（ＣＧ）画像に対しての圧縮効率が低いうえ、その再現性が低下する。
【０００７】
一方、画像データの中には自然画とテキスト画像とが含まれているようなものも多くあり、自然画だけでなく、テキスト画像やＣＧ画像の圧縮効率をも向上できるＪ２Ｋのアメンドメントが求められている。
【０００８】
そこで、いわゆるＭＲＣ（Ｍｉｘｅｄ Ｒａｓｔｅｒ Ｃｏｎｔｅｘｔ）において、自然画部分と、テキスト画像やＣＧ画像等からなる部分とに分離して、自然画部分に対しては上述のＪ２Ｋを適用するとともに、テキスト画像等の部分に対してはＪ２Ｋとは異なる圧縮処理を適用する方法がＪ２Ｋパート６として策定されつつある。しかし、Ｊ２Ｋパート６で策定されつつある方法では、各画像データ部分ごとに固有の符号化処理機能を実装しなければならず、プログラムの規模が大きくなる。
【０００９】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、プログラム規模が大きくなるのを防止しつつ、符号化効率を向上できる画像処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明のある態様では、画像処理装置において、予め定められた条件を用いて、処理対象となった画像データを複数の画像データ要素に分離する分離手段と、前記分離により得られた画像データ要素のうちの少なくとも一つを選択する選択手段と、当該選択された画像データ要素に対して直交変換処理並びに量子化処理による前段処理を行って中間データを生成する手段と、前記中間データと、前記選択手段において選択されなかった画像データ要素とに対して、エントロピー符号化処理を行って圧縮データを生成する手段と、を含むこととした。
【００１１】
また別の態様では、画像処理装置において、予め定められた条件を用いて、処理対象となった画像データを複数の画像データ要素に分離する分離手段と、前記分離により得られた画像データ要素のうちの少なくとも一つを選択する選択手段と、当該選択された画像データ要素に対して直交変換処理並びに量子化処理による前段処理を行って第１中間データを生成する手段と、前記選択手段において選択されなかった画像データ要素に対し、前記前段処理とは異なる所定の処理を行って第２中間データを生成する手段と、前記第１中間データと、第２中間データとに対して、エントロピー符号化処理を行って圧縮データを生成する手段と、を含むこととした。
【００１２】
なお、前記処理対象となった画像データは、複数のページ分のデータを含んでなるときは、前記分離手段は、当該ページ単位で画像データ要素への分離を行うことも好ましいし、前記処理対象となった画像データが所定の記述言語によって記述されているならば、前記分離手段は、記述言語の解釈の処理との関係において、前記画像データ要素への分離を実行することとするのも好ましい。
【００１３】
さらに前記分離手段は、予め定められた条件を用いて、処理対象となった画像データに含まれる画素集合を、互いに共通な画素を有しない部分画素集合ごとに分離し、当該分離された各部分画素集合をそれぞれ含んでなる、複数の画像データ要素を生成し、これにより複数の画像データ要素への分離を行うこととしても好ましい。
【００１４】
さらに、前記分離手段は、処理対象となった画像データを複数の画素ブロックに分割し、画素ブロック単位で画像データ要素への分離を行うこととしても好ましい。
【００１５】
また、前記直交変換処理は、離散ウエーブレット変換であってもよいし、前記エントロピー符号化処理は、ビットプレーン分割処理と、算術符号化処理と、ビット打ち切り処理とを含んでなることとするのも好ましい。
【００１６】
本発明のさらに別の態様によると、画像処理の方法としての圧縮データの製造方法において、予め定められた条件を用いて、処理対象となった画像データを複数の画像データ要素に分離する工程と、前記分離により得られた画像データ要素のうちの少なくとも一つを選択する選択工程と、当該選択された画像データ要素に対して直交変換処理並びに量子化処理による前段処理を行って中間データを生成する工程と、前記中間データと、前記選択工程にて選択されなかった画像データ要素とに対して、エントロピー符号化処理を行う工程と、を含むこととした。
【００１７】
また、本発明のさらに別の態様では、コンピュータにより実行される画像処理プログラムとして、予め定められた条件を用いて、処理対象となった画像データを複数の画像データ要素に分離する手順と、前記分離により得られた画像データ要素のうちの少なくとも一つを選択する選択手順と、当該選択された画像データ要素に対して直交変換処理並びに量子化処理による前段処理を行って中間データを生成する手順と、前記中間データと、前記選択手順にて選択されなかった画像データ要素とに対して、エントロピー符号化処理を行って圧縮データを生成する手順と、を実行させるものとした。
【００１８】
また、本発明のある態様によると、データ構造であって、エントロピー復号処理と、逆量子化処理と、直交変換処理とを含んでなる処理過程で処理されることにより、第１の画像データ要素を生成可能な第１データ要素と、エントロピー復号処理を含み、逆量子化処理と直交変換処理との少なくとも一方を含まない処理過程で処理されることにより、第２の画像データ要素を生成可能な第２データ要素と、を含んでなる。このデータ構造は、上述の画像処理装置、圧縮データの製造方法、画像処理プログラムのいずれか一によっても得られるものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態
本発明に係る実施の形態のある側面としての第１の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。本実施の形態に係る画像処理装置は、一般的なコンピュータとして実現可能であり、具体的には図１に示すように、互いにバスによって接続された、ＣＰＵ１１と、記憶部１２と、ハードディスク１３と、入出力部１４とを含んで構成される。
【００２０】
ＣＰＵ１１は、ハードディスク１３に格納されているプログラムに従って動作し、入力された画像データを処理対象として記憶部１２に格納し、これに対して圧縮処理を実行して、その結果を記憶部１２に格納する。また、この圧縮処理の結果を入出力部１４を介して出力する。この圧縮処理の具体的内容については、後に詳しく述べる。記憶部１２は、読み書き可能なメモリであり、ＣＰＵ１１のワークメモリとして動作する。ハードディスク１３は、コンピュータ読取可能な記録媒体の一例であり、ＣＰＵ１１によって実行されるプログラムが格納されている。入出力部１４は、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）やネットワークインタフェースなどであり、外部から入力されるデータをＣＰＵ１１に出力し、また、ＣＰＵ１１から入力される指示に従って、外部にデータを出力する。
【００２１】
ここで、ＣＰＵ１１が実行する圧縮処理の内容について説明する。ハードディスク１３に格納されている画像処理プログラムは、図２に示すような機能ブロックを含んでなる。すなわち、このプログラムは、データ分離部２１と、直交変換部２２と、量子化部２３と、セレクタ２４と、エントロピー符号化部２５と、符号出力部２６とを含んで構成されている。データ分離部２１は、処理対象となった画像データを読み込み、予め定められた条件に従って当該画像データを所定単位の画像データ要素に分割し、各画像データ要素について直交変換処理を適用するか否かを表す選択信号を生成し、セレクタ２４に出力する。また、このデータ分離部２１は、各画像データ要素をそのまま直交変換部２２とセレクタ２４とに出力する。このデータ分離部２１が出力する画像データ要素の具体的な例については、後に詳しく述べる。
【００２２】
直交変換部２２は、データ分離部２１から入力される画像データ要素に対して直交変換処理を行って、その結果を出力する。具体的には、入力される画像データ要素に含まれる各ピクセルの値を所定の順序で取りだしてピクセルの値からなるベクトル値を生成し、このベクトル値に対して、例えばＤＷＴ（離散ウエーブレット変換）を用いて直交変換を行い、その結果を出力する。量子化部２３は、直交変換部２２が出力する直交変換結果に対して量子化処理を行い、量子化した結果を中間データとして出力する。これら直交変換部２２と量子化部２３との動作についてはＪＰＥＧ（又はＪ２Ｋ）の仕様として広く知られているので、その詳しい説明を省略する。
【００２３】
セレクタ２４は、データ分離部２１から入力される、画像データ要素そのものと、量子化部２３から入力される中間データと、のいずれか一方を、データ分離部２１から入力される選択信号に基づいて選択的に出力する。具体的にこのセレクタ２４は、選択信号が、直交変換処理を適用すべきとなっているときには、量子化部２３から入力される中間データを選択してエントロピー符号化部２５に出力する。また選択信号が、直交変換処理を適用すべきものとなっていないときには、セレクタ２４は、データ分離部２１から入力される画像データ要素そのものを選択してエントロピー符号化部２５に出力する。
【００２４】
つまり、データ分離部２１とセレクタ２４とは、処理対象となった画像データについて、予め定められた画像データ要素の単位に分離して、各画像データ要素について直交変換をすべきか否かを判断し、その判断結果に応じて、当該画像データ要素について直交変換処理と量子化処理とを含む処理を実行させるか、又は当該処理をバイパスさせるかの制御を行う。
【００２５】
エントロピー符号化部２５は、セレクタ２４が出力するデータについて、ビットプレーン分割処理と、算術符号化処理と、ビット打ち切り処理とを少なくとも実行して、データを圧縮処理する。具体的にこのエントロピー符号化部２５には、従来のものと同様のＥＢＣＯＴを用いればよい。符号出力部２６は、各画像データ要素ごとの圧縮処理結果を一連のデータファイルにまとめて記憶部１２に格納する。このデータファイルのデータ構造は具体的に、図３に示すように、直交変換処理と量子化処理とエントロピー符号化とが行われた画像データ要素に対応する第１データ要素（Ａ）と、エントロピー符号化だけが行われた画像データ要素に対応する第２データ要素（Ｂ）と、を含んでなる。ここで第１データ要素は、エントロピー符号化に対応する復号処理と逆量子化処理と直交変換に対応する逆変換の処理とを経て元の画像データ要素が再現される部分であり、第２データ要素は、エントロピー符号化に対応する復号処理によって元の画像データ要素を再現できる部分である。このように、自然画部分は直交変換処理と量子化処理とエントロピー符号化とによって効率よく圧縮され、その他の部分については、直交変換処理と量子化処理とがバイパスされ、エントロピー符号化のみが行われることで、当該部分も効率よく圧縮される。このとき、自然画以外の部分についての処理としてＪ２Ｋに含まれるエントロピー符号化の処理が適用されるので、プログラム規模の増大も防止される。
【００２６】
ここで、データ分離部２１が出力する画像データ要素は、例えば、ページ単位のデータ等である。ここでは、データ分離部２１の動作について、ページ単位に分離する場合と、記述言語との関係において分離する場合と、ピクセル単位で分離する場合と、ブロック単位で分離する場合とに分けて説明する。
【００２７】
ページ単位に分離する場合、データ分離部２１は、複数のページ分の画像データの入力を受けて、図４に示すような処理を開始して、画像データに含まれる各ページのデータを順次選択し（Ｓ１）、選択したデータが自然画（写真など）であるか否かを判断する（Ｓ２）。ここで選択したデータが自然画である場合（Ｙｅｓの場合）、直交変換処理を適用する旨の選択信号をセレクタ２４に出力し（Ｓ３）、当該ページのデータ（画像データ要素）を直交変換部２２とセレクタ２４とにそれぞれ出力する（Ｓ４）。そしてデータ分離部２１は、入力された画像データのうち、未だ選択していないページのデータがあるかを判断し（Ｓ５）、選択していないページのデータがあれば（Ｙｅｓならば）処理Ｓ１に戻って処理を続ける。また、処理Ｓ５において選択していないページのデータがなければ、すなわちすべてのページのデータについての処理を完了したならば（Ｎｏならば）、処理を終了する。一方、処理Ｓ２において、選択したデータが自然画でない場合（Ｎｏの場合）、セレクタ２４に直交変換処理を適用しない旨の選択信号をセレクタ２４に出力して（Ｓ６）、処理Ｓ４に移行する。
【００２８】
なお、処理Ｓ２の判断において、ページのデータに自然画とそうでない部分とが含まれている場合、事前にされた設定に基づき選択信号を出力する。例えば、選択したページのデータに自然画とそうでない部分とが含まれているときには、直交変換処理を適用しない選択信号を出力するよう設定しておくことで、圧縮効率を犠牲にして再現時の画質を向上できる。逆に直交変換処理を適用する選択信号を出力するよう設定しておくと、再現時の画質を犠牲にして圧縮効率を向上できる。さらに、自然画がどの程度含まれているかを判別し、その割合が事前に設定されたしきい値より大きい場合に直交変換処理を適用する選択信号を出力し、そうでない場合には直交変換処理を適用しない選択信号を出力するようにしておいてもよい。
【００２９】
さらに、処理Ｓ２の判断においては、予めページごとに自然画であるか否かの情報を付しておき、この情報を参照して判断を行ってもよいし、テクスチャ分析等の公知の処理によって自然画であるか否かを判断してもよい。
【００３０】
［記述言語との関係において分離する場合］
また、処理対象画像データが例えばＰｏｓｔＳｃｒｉｐｔ（登録商標）のような記述言語によって記述されている場合、データ分離部２１は、当該記述言語に基づいて可視画像データを生成するラスタライザとしての動作も行い、ラスタライザとしての動作の過程で、記述言語を解釈する処理との関係において、画像データ要素への分離を実行する。例えば自然画のビットマップデータの部分と、ＣＧのビットマップデータやテキスト等のデータ部分とをそれぞれ異なる画像データ要素として分離し、自然画のビットマップデータ部分を出力する際には、その部分に直交変換処理を適用する選択信号を出力する。また、ＣＧのビットマップデータやテキスト等のデータ部分を出力する際には、その部分に直交変換処理を適用しない選択信号を出力する。すなわちこの場合、画像データ要素は、いわばオブジェクト単位に分離されることになる。
【００３１】
［ピクセル単位で分離する場合］
さらに、処理対象となった画像データがラスタ画像データの場合、画像データの各ピクセルを順次選択しながら、それが自然画を構成するピクセルか否かに応じて、自然画を構成するピクセルからなるビットマップデータを含んだ第１プレーンと、そうでないピクセルからなるビットマップデータを含んだ第２プレーンと、処理対象の画像データに含まれる各ピクセルがどちらのプレーンに属するかを表したマスクデータとを生成する。そして、セレクタ２４に対して直交変換処理を適用する選択信号を出力するとともに第１プレーンを直交変換部２２とセレクタ２４とに出力する。また、セレクタ２４に対して直交変換処理を適用しない選択信号を出力するとともに第２プレーンとマスクデータとを直交変換部２２とセレクタ２４とに出力する。
【００３２】
これにより、第１プレーンのデータに対しては直交変換と量子化とが行われ、第２プレーンとマスクデータとに対しては、直交変換と量子化とがバイパスされる。
【００３３】
［ブロック単位で分離する場合］
さらに、Ｊ２Ｋにおいては処理対象となった画像データを画素ブロック単位に分割して処理することもある。そこで、この画素ブロックごとに直交変換処理を適用するか否かを判断することとするのも好ましい。この場合、各画素ブロックを順次選択し、選択した各画素ブロックが、自然画の一部をなす画素ブロックであるか否かを判断する。そして、自然画の一部をなすと判断されたときには、セレクタ２４に対して直交変換処理を適用する選択信号を出力するとともに当該画素ブロックを直交変換部２２とセレクタ２４とに出力する。また、自然画の一部をなすものでないと判断されたときには、セレクタ２４に対して直交変換処理を適用しない選択信号を出力するとともに、当該画素ブロックを直交変換部２２とセレクタ２４とに出力する。
【００３４】
［動作］
次に本実施の形態の画像処理装置の動作について説明する。処理対象となった画像データの入力を受けると、ＣＰＵ１１は、データ分離部２１に対応する処理として、ページ単位、記述言語との関係において定まる単位、ピクセル単位、ブロック単位など、所定の単位の画像データ要素ごとに、直交変換処理を適用するか否かを判断して、その判断結果に応じた選択信号を記憶部１２に格納する。そしてＣＰＵ１１は、当該画像データ要素を記憶部１２に格納し、直交変換処理部２２としての処理を開始する。
【００３５】
ＣＰＵ１１は、直交変換処理部２２の処理として、記憶部１２に格納されている画像データ要素に対して直交変換処理を適用した結果を生成し、記憶部１２に格納する。さらに、この結果に対してＣＰＵ１１は、量子化部２３の処理としての量子化処理を実行し、量子化の結果としての中間データを記憶部１２に格納する。
【００３６】
ＣＰＵ１１は、セレクタ２４の処理として、記憶部１２に格納された選択信号を参照し、それが直交変換処理を適用する旨の信号となっているときには、記憶部１２に格納されている中間データを選択的に読み込んで、エントロピー符号化部２５としての処理を実行し、その結果を圧縮されたデータ要素として記憶部１２に格納する。
【００３７】
一方、ＣＰＵ１１は、記憶部１２に格納されている選択信号が、直交変換処理を適用しない旨の信号となっているときには、記憶部１２に格納されている、画像データ要素そのものを選択的に読み込んで、エントロピー符号化部２５としての処理を実行し、その結果を圧縮されたデータ要素として記憶部１２に出力する。
【００３８】
さらにＣＰＵ１１は、未だ処理していない画像データ要素があるか否かを判断して、処理していない画像データ要素があれば、当該画像データ要素の一つを選択して、直交変換処理を適用するか否かの判断から処理を繰り返す。処理していない画像データ要素がなくなれば、ＣＰＵ１１は、符号出力部２６の処理として、各画像データ要素ごとの圧縮処理結果を一連のデータファイルにまとめて記憶部１２に格納する。
【００３９】
こうして得られた圧縮データは、図３に示したように、直交変換処理と量子化処理とエントロピー符号化とが行われた画像データ要素に対応する第１データ要素（Ａ）と、エントロピー符号化だけが行われた画像データ要素に対応する第２データ要素（Ｂ）と、を含んでなる。従って、復号の際には、第１データ要素に対しては、エントロピー符号化に対応する復号処理と逆量子化処理と直交変換に対応する逆変換の処理とを経て元の画像データ要素を再現し、また、第２データ要素に対しては、エントロピー符号化に対応する復号処理によって元の画像データ要素を再現しておき、その後、各画像データ要素に基づいて元の画像データを再現することになる。
【００４０】
第２の実施の形態
本発明に係る実施の形態の別の側面としての第２の実施の形態について、次に説明する。本実施の形態に係る画像処理装置は、第１の実施の形態に係るものと同様のものであるが、直交変換処理と量子化処理とが行われない画像データ要素について、そのままエントロピー符号化が行われるのではなく、エントロピー符号化の前処理が行われる点が異なる。すなわち、本実施の形態に係る画像処理装置は、図１に示したものと同様の構成をとるものであるが、ＣＰＵ１１によって実行される画像処理プログラムが、図２に示したものに代えて、図５に示すように、データ分離部２１と、直交変換部２２と、量子化部２３と、セレクタ２４と、エントロピー符号化部２５と、符号出力部２６と、前処理部２７とを含んでなる点が異なる。
【００４１】
ここで第１の実施の形態と同様の動作を行うものについては同じ符号を付して詳細な説明を省略する。本実施の形態における前処理部２７は、データ分離部２１から画像データ要素の入力を受けて、これに所定の前処理を適用し、その結果をセレクタ２４に出力する。具体的には、所定の前処理として予測符号化の処理を行う。例えば、画像データ要素を構成する各ピクセルを所定の経路で順次選択し、選択されたピクセルが経路上で既に選択されたピクセルと同じ値であれば、当該既に選択されたピクセルの値をそのまま用いるべき符号を付する。これにより、エントロピー符号化処理の効率を向上する。
【００４２】
本実施の形態の画像処理装置によると、処理対象となった画像データの入力を受けたＣＰＵ１１が、データ分離部２１に対応する処理として、ページ単位、記述言語との関係において定まる単位、ピクセル単位、ブロック単位など、所定の単位の画像データ要素ごとに、直交変換処理を適用するか否かを判断して、その判断結果に応じた選択信号を記憶部１２に格納する。そしてＣＰＵ１１は、当該画像データ要素を記憶部１２に格納し、直交変換処理部２２としての処理を開始する。
【００４３】
ＣＰＵ１１は、直交変換処理部２２の処理として、記憶部１２に格納されている画像データ要素に対して直交変換処理を適用した結果を生成し、記憶部１２に格納する。さらに、この結果に対してＣＰＵ１１は、量子化部２３の処理としての量子化処理を実行し、量子化された中間データを記憶部１２に格納する。
【００４４】
またＣＰＵ１１は、前処理部２７の処理として記憶部１２に格納されている画像データ要素に対して所定の前処理を適用し、その結果を記憶部１２に格納する。そしてＣＰＵ１１は、セレクタ２４の処理として、記憶部１２に格納された選択信号を参照し、それが直交変換処理を適用する旨の信号となっているときには、記憶部１２に格納されている中間データを選択的に読み込んで、エントロピー符号化部２５としての処理を実行し、その結果を圧縮されたデータ要素として記憶部１２に格納する。
【００４５】
一方、ＣＰＵ１１は、記憶部１２に格納されている選択信号が、直交変換処理を適用しない旨の信号となっているときには、記憶部１２に格納されている、前処理された画像データ要素を選択的に読み込んで、エントロピー符号化部２５としての処理を実行し、その結果を圧縮されたデータ要素として記憶部１２に出力する。
【００４６】
さらにＣＰＵ１１は、未だ処理していない画像データ要素があるか否かを判断して、処理していない画像データ要素があれば、当該画像データ要素の一つを選択して、直交変換処理を適用するか否かの判断から処理を繰り返す。処理していない画像データ要素がなくなれば、ＣＰＵ１１は、符号出力部２６の処理として、各画像データ要素ごとの圧縮処理結果を一連のデータファイルにまとめて記憶部１２に格納する。
【００４７】
こうして得られた圧縮データは、図３に示したものと同様の構造を有する。本実施の形態の画像処理装置が生成する圧縮データでは、第２データ要素（Ｂ）は、前処理とエントロピー符号化とが行われた画像データ要素に対応するものとなる。従って、復号の際には、第１データ要素に対しては、エントロピー符号化に対応する復号処理と逆量子化処理と直交変換に対応する逆変換の処理とを経て元の画像データ要素を再現し、また、第２データ要素に対しては、エントロピー符号化に対応する復号処理と、前処理に対応する復号処理とを経て元の画像データ要素を再現しておき、その後、各画像データ要素に基づいて元の画像データを再現することになる。
【００４８】
なお、ここまでの説明において、自然画に関係する画像データ要素に対しては直交変換処理と量子化処理とを行うこととしているが、これに加えてさらに別の処理を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る画像処理プログラムの機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る画像処理装置により生成されるデータ構造の一例を表す説明図である。
【図４】データ分離部の動作の一例を表すフローチャート図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る画像処理プログラムの機能ブロック図である。
【図６】ＪＰＥＧ２０００の圧縮処理を行うための機能ブロック図である。
【符号の説明】
１ ウエーブレット変換部、２，２３ 量子化部、３，２５ エントロピー符号化部、４，２６ 符号出力部、１１ ＣＰＵ、１２ 記憶部、１３ ハードディスク、１４ 入出力部、２１ データ分離部、２２ 直交変換部、２４ セレクタ、２７ 前処理部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データを圧縮処理する画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自然画（写真など）の画像データを圧縮する手法として、近年、ＪＰＥＧ２０００（Ｊｏｉｎｔ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ ２０００、以下、Ｊ２Ｋと称する）が開発され、標準化の作業が進められている。Ｊ２Ｋは、一般的なコンピュータによって実行されるプログラムとして実装され、その基本的な機能ブロックは、図６に示すように、ウエーブレット変換部１と、量子化部２と、エントロピー符号化部３と、符号出力部４とからなる。これら各部の動作は、Ｊ２Ｋの仕様書に詳細に記述されているが、その概要を示せば次のようになる。
【０００３】
ウエーブレット変換部１は、画像データを複数の空間周波数成分の情報に分離する。量子化部２は、ウエーブレット変換部１により分離された、各空間周波数成分の情報をそれぞれ量子化した情報を生成して出力する。エントロピー符号化部３は、量子化された各情報に対してエントロピー符号化を行い、その結果を圧縮処理結果として出力する。
【０００４】
ここでエントロピー符号化部３は、ＥＢＣＯＴ（Ｅｍｂｅｄｅｄ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｔｒｕｎｃａｔｉｏｎ）と呼ばれ、量子化された情報をビットプレーンに分割し、さらに各ビットプレーンを、サブビットプレーンに分割する。サブビットプレーンへの分割は、復号の際に重要（ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ）となると予測される情報を含むプレーンと、重要ではないが再現に影響を与えると予測される情報を含むプレーンと、重要でないと予測される情報を含むプレーンとに分割することを意味する。そしてエントロピー符号化部３は、サブビットプレーンの各ビットごとに算術符号化を行っている。
【０００５】
符号出力部４は、圧縮処理結果として、各空間周波数成分の情報に対応して順次入力される情報に基づき、ビットストリームを生成して出力する。具体的には、空間周波数の低い順に、各成分の情報に対応する圧縮処理結果の情報を配列したデータ構造として出力する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このＪ２Ｋは、自然画の画像データに対する圧縮処理を目的にしているので、高周波成分の多い、テキスト画像やコンピュータグラフィックス（ＣＧ）画像に対しての圧縮効率が低いうえ、その再現性が低下する。
【０００７】
一方、画像データの中には自然画とテキスト画像とが含まれているようなものも多くあり、自然画だけでなく、テキスト画像やＣＧ画像の圧縮効率をも向上できるＪ２Ｋのアメンドメントが求められている。
【０００８】
そこで、いわゆるＭＲＣ（Ｍｉｘｅｄ Ｒａｓｔｅｒ Ｃｏｎｔｅｘｔ）において、自然画部分と、テキスト画像やＣＧ画像等からなる部分とに分離して、自然画部分に対しては上述のＪ２Ｋを適用するとともに、テキスト画像等の部分に対してはＪ２Ｋとは異なる圧縮処理を適用する方法がＪ２Ｋパート６として策定されつつある。しかし、Ｊ２Ｋパート６で策定されつつある方法では、各画像データ部分ごとに固有の符号化処理機能を実装しなければならず、プログラムの規模が大きくなる。
【０００９】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、プログラム規模が大きくなるのを防止しつつ、符号化効率を向上できる画像処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明のある態様では、画像処理装置において、予め定められた条件を用いて、処理対象となった画像データを複数の画像データ要素に分離する分離手段と、前記分離により得られた画像データ要素のうちの少なくとも一つを選択する選択手段と、当該選択された画像データ要素に対して直交変換処理並びに量子化処理による前段処理を行って中間データを生成する手段と、前記中間データと、前記選択手段において選択されなかった画像データ要素とに対して、エントロピー符号化処理を行って圧縮データを生成する手段と、を含むこととした。
【００１１】
また別の態様では、画像処理装置において、予め定められた条件を用いて、処理対象となった画像データを複数の画像データ要素に分離する分離手段と、前記分離により得られた画像データ要素のうちの少なくとも一つを選択する選択手段と、当該選択された画像データ要素に対して直交変換処理並びに量子化処理による前段処理を行って第１中間データを生成する手段と、前記選択手段において選択されなかった画像データ要素に対し、前記前段処理とは異なる所定の処理を行って第２中間データを生成する手段と、前記第１中間データと、第２中間データとに対して、エントロピー符号化処理を行って圧縮データを生成する手段と、を含むこととした。
【００１２】
なお、前記処理対象となった画像データは、複数のページ分のデータを含んでなるときは、前記分離手段は、当該ページ単位で画像データ要素への分離を行うことも好ましいし、前記処理対象となった画像データが所定の記述言語によって記述されているならば、前記分離手段は、記述言語の解釈の処理との関係において、前記画像データ要素への分離を実行することとするのも好ましい。
【００１３】
さらに前記分離手段は、予め定められた条件を用いて、処理対象となった画像データに含まれる画素集合を、互いに共通な画素を有しない部分画素集合ごとに分離し、当該分離された各部分画素集合をそれぞれ含んでなる、複数の画像データ要素を生成し、これにより複数の画像データ要素への分離を行うこととしても好ましい。
【００１４】
さらに、前記分離手段は、処理対象となった画像データを複数の画素ブロックに分割し、画素ブロック単位で画像データ要素への分離を行うこととしても好ましい。
【００１５】
また、前記直交変換処理は、離散ウエーブレット変換であってもよいし、前記エントロピー符号化処理は、ビットプレーン分割処理と、算術符号化処理と、ビット打ち切り処理とを含んでなることとするのも好ましい。
【００１６】
本発明のさらに別の態様によると、画像処理の方法としての圧縮データの製造方法において、予め定められた条件を用いて、処理対象となった画像データを複数の画像データ要素に分離する工程と、前記分離により得られた画像データ要素のうちの少なくとも一つを選択する選択工程と、当該選択された画像データ要素に対して直交変換処理並びに量子化処理による前段処理を行って中間データを生成する工程と、前記中間データと、前記選択工程にて選択されなかった画像データ要素とに対して、エントロピー符号化処理を行う工程と、を含むこととした。
【００１７】
また、本発明のさらに別の態様では、コンピュータにより実行される画像処理プログラムとして、予め定められた条件を用いて、処理対象となった画像データを複数の画像データ要素に分離する手順と、前記分離により得られた画像データ要素のうちの少なくとも一つを選択する選択手順と、当該選択された画像データ要素に対して直交変換処理並びに量子化処理による前段処理を行って中間データを生成する手順と、前記中間データと、前記選択手順にて選択されなかった画像データ要素とに対して、エントロピー符号化処理を行って圧縮データを生成する手順と、を実行させるものとした。
【００１８】
また、本発明のある態様によると、データ構造であって、エントロピー復号処理と、逆量子化処理と、直交変換処理とを含んでなる処理過程で処理されることにより、第１の画像データ要素を生成可能な第１データ要素と、エントロピー復号処理を含み、逆量子化処理と直交変換処理との少なくとも一方を含まない処理過程で処理されることにより、第２の画像データ要素を生成可能な第２データ要素と、を含んでなる。このデータ構造は、上述の画像処理装置、圧縮データの製造方法、画像処理プログラムのいずれか一によっても得られるものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態
本発明に係る実施の形態のある側面としての第１の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。本実施の形態に係る画像処理装置は、一般的なコンピュータとして実現可能であり、具体的には図１に示すように、互いにバスによって接続された、ＣＰＵ１１と、記憶部１２と、ハードディスク１３と、入出力部１４とを含んで構成される。
【００２０】
ＣＰＵ１１は、ハードディスク１３に格納されているプログラムに従って動作し、入力された画像データを処理対象として記憶部１２に格納し、これに対して圧縮処理を実行して、その結果を記憶部１２に格納する。また、この圧縮処理の結果を入出力部１４を介して出力する。この圧縮処理の具体的内容については、後に詳しく述べる。記憶部１２は、読み書き可能なメモリであり、ＣＰＵ１１のワークメモリとして動作する。ハードディスク１３は、コンピュータ読取可能な記録媒体の一例であり、ＣＰＵ１１によって実行されるプログラムが格納されている。入出力部１４は、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）やネットワークインタフェースなどであり、外部から入力されるデータをＣＰＵ１１に出力し、また、ＣＰＵ１１から入力される指示に従って、外部にデータを出力する。
【００２１】
ここで、ＣＰＵ１１が実行する圧縮処理の内容について説明する。ハードディスク１３に格納されている画像処理プログラムは、図２に示すような機能ブロックを含んでなる。すなわち、このプログラムは、データ分離部２１と、直交変換部２２と、量子化部２３と、セレクタ２４と、エントロピー符号化部２５と、符号出力部２６とを含んで構成されている。データ分離部２１は、処理対象となった画像データを読み込み、予め定められた条件に従って当該画像データを所定単位の画像データ要素に分割し、各画像データ要素について直交変換処理を適用するか否かを表す選択信号を生成し、セレクタ２４に出力する。また、このデータ分離部２１は、各画像データ要素をそのまま直交変換部２２とセレクタ２４とに出力する。このデータ分離部２１が出力する画像データ要素の具体的な例については、後に詳しく述べる。
【００２２】
直交変換部２２は、データ分離部２１から入力される画像データ要素に対して直交変換処理を行って、その結果を出力する。具体的には、入力される画像データ要素に含まれる各ピクセルの値を所定の順序で取りだしてピクセルの値からなるベクトル値を生成し、このベクトル値に対して、例えばＤＷＴ（離散ウエーブレット変換）を用いて直交変換を行い、その結果を出力する。量子化部２３は、直交変換部２２が出力する直交変換結果に対して量子化処理を行い、量子化した結果を中間データとして出力する。これら直交変換部２２と量子化部２３との動作についてはＪＰＥＧ（又はＪ２Ｋ）の仕様として広く知られているので、その詳しい説明を省略する。
【００２３】
セレクタ２４は、データ分離部２１から入力される、画像データ要素そのものと、量子化部２３から入力される中間データと、のいずれか一方を、データ分離部２１から入力される選択信号に基づいて選択的に出力する。具体的にこのセレクタ２４は、選択信号が、直交変換処理を適用すべきとなっているときには、量子化部２３から入力される中間データを選択してエントロピー符号化部２５に出力する。また選択信号が、直交変換処理を適用すべきものとなっていないときには、セレクタ２４は、データ分離部２１から入力される画像データ要素そのものを選択してエントロピー符号化部２５に出力する。
【００２４】
つまり、データ分離部２１とセレクタ２４とは、処理対象となった画像データについて、予め定められた画像データ要素の単位に分離して、各画像データ要素について直交変換をすべきか否かを判断し、その判断結果に応じて、当該画像データ要素について直交変換処理と量子化処理とを含む処理を実行させるか、又は当該処理をバイパスさせるかの制御を行う。
【００２５】
エントロピー符号化部２５は、セレクタ２４が出力するデータについて、ビットプレーン分割処理と、算術符号化処理と、ビット打ち切り処理とを少なくとも実行して、データを圧縮処理する。具体的にこのエントロピー符号化部２５には、従来のものと同様のＥＢＣＯＴを用いればよい。符号出力部２６は、各画像データ要素ごとの圧縮処理結果を一連のデータファイルにまとめて記憶部１２に格納する。このデータファイルのデータ構造は具体的に、図３に示すように、直交変換処理と量子化処理とエントロピー符号化とが行われた画像データ要素に対応する第１データ要素（Ａ）と、エントロピー符号化だけが行われた画像データ要素に対応する第２データ要素（Ｂ）と、を含んでなる。ここで第１データ要素は、エントロピー符号化に対応する復号処理と逆量子化処理と直交変換に対応する逆変換の処理とを経て元の画像データ要素が再現される部分であり、第２データ要素は、エントロピー符号化に対応する復号処理によって元の画像データ要素を再現できる部分である。このように、自然画部分は直交変換処理と量子化処理とエントロピー符号化とによって効率よく圧縮され、その他の部分については、直交変換処理と量子化処理とがバイパスされ、エントロピー符号化のみが行われることで、当該部分も効率よく圧縮される。このとき、自然画以外の部分についての処理としてＪ２Ｋに含まれるエントロピー符号化の処理が適用されるので、プログラム規模の増大も防止される。
【００２６】
ここで、データ分離部２１が出力する画像データ要素は、例えば、ページ単位のデータ等である。ここでは、データ分離部２１の動作について、ページ単位に分離する場合と、記述言語との関係において分離する場合と、ピクセル単位で分離する場合と、ブロック単位で分離する場合とに分けて説明する。
【００２７】
ページ単位に分離する場合、データ分離部２１は、複数のページ分の画像データの入力を受けて、図４に示すような処理を開始して、画像データに含まれる各ページのデータを順次選択し（Ｓ１）、選択したデータが自然画（写真など）であるか否かを判断する（Ｓ２）。ここで選択したデータが自然画である場合（Ｙｅｓの場合）、直交変換処理を適用する旨の選択信号をセレクタ２４に出力し（Ｓ３）、当該ページのデータ（画像データ要素）を直交変換部２２とセレクタ２４とにそれぞれ出力する（Ｓ４）。そしてデータ分離部２１は、入力された画像データのうち、未だ選択していないページのデータがあるかを判断し（Ｓ５）、選択していないページのデータがあれば（Ｙｅｓならば）処理Ｓ１に戻って処理を続ける。また、処理Ｓ５において選択していないページのデータがなければ、すなわちすべてのページのデータについての処理を完了したならば（Ｎｏならば）、処理を終了する。一方、処理Ｓ２において、選択したデータが自然画でない場合（Ｎｏの場合）、セレクタ２４に直交変換処理を適用しない旨の選択信号をセレクタ２４に出力して（Ｓ６）、処理Ｓ４に移行する。
【００２８】
なお、処理Ｓ２の判断において、ページのデータに自然画とそうでない部分とが含まれている場合、事前にされた設定に基づき選択信号を出力する。例えば、選択したページのデータに自然画とそうでない部分とが含まれているときには、直交変換処理を適用しない選択信号を出力するよう設定しておくことで、圧縮効率を犠牲にして再現時の画質を向上できる。逆に直交変換処理を適用する選択信号を出力するよう設定しておくと、再現時の画質を犠牲にして圧縮効率を向上できる。さらに、自然画がどの程度含まれているかを判別し、その割合が事前に設定されたしきい値より大きい場合に直交変換処理を適用する選択信号を出力し、そうでない場合には直交変換処理を適用しない選択信号を出力するようにしておいてもよい。
【００２９】
さらに、処理Ｓ２の判断においては、予めページごとに自然画であるか否かの情報を付しておき、この情報を参照して判断を行ってもよいし、テクスチャ分析等の公知の処理によって自然画であるか否かを判断してもよい。
【００３０】
［記述言語との関係において分離する場合］
また、処理対象画像データが例えばＰｏｓｔＳｃｒｉｐｔ（登録商標）のような記述言語によって記述されている場合、データ分離部２１は、当該記述言語に基づいて可視画像データを生成するラスタライザとしての動作も行い、ラスタライザとしての動作の過程で、記述言語を解釈する処理との関係において、画像データ要素への分離を実行する。例えば自然画のビットマップデータの部分と、ＣＧのビットマップデータやテキスト等のデータ部分とをそれぞれ異なる画像データ要素として分離し、自然画のビットマップデータ部分を出力する際には、その部分に直交変換処理を適用する選択信号を出力する。また、ＣＧのビットマップデータやテキスト等のデータ部分を出力する際には、その部分に直交変換処理を適用しない選択信号を出力する。すなわちこの場合、画像データ要素は、いわばオブジェクト単位に分離されることになる。
【００３１】
［ピクセル単位で分離する場合］
さらに、処理対象となった画像データがラスタ画像データの場合、画像データの各ピクセルを順次選択しながら、それが自然画を構成するピクセルか否かに応じて、自然画を構成するピクセルからなるビットマップデータを含んだ第１プレーンと、そうでないピクセルからなるビットマップデータを含んだ第２プレーンと、処理対象の画像データに含まれる各ピクセルがどちらのプレーンに属するかを表したマスクデータとを生成する。そして、セレクタ２４に対して直交変換処理を適用する選択信号を出力するとともに第１プレーンを直交変換部２２とセレクタ２４とに出力する。また、セレクタ２４に対して直交変換処理を適用しない選択信号を出力するとともに第２プレーンとマスクデータとを直交変換部２２とセレクタ２４とに出力する。
【００３２】
これにより、第１プレーンのデータに対しては直交変換と量子化とが行われ、第２プレーンとマスクデータとに対しては、直交変換と量子化とがバイパスされる。
【００３３】
［ブロック単位で分離する場合］
さらに、Ｊ２Ｋにおいては処理対象となった画像データを画素ブロック単位に分割して処理することもある。そこで、この画素ブロックごとに直交変換処理を適用するか否かを判断することとするのも好ましい。この場合、各画素ブロックを順次選択し、選択した各画素ブロックが、自然画の一部をなす画素ブロックであるか否かを判断する。そして、自然画の一部をなすと判断されたときには、セレクタ２４に対して直交変換処理を適用する選択信号を出力するとともに当該画素ブロックを直交変換部２２とセレクタ２４とに出力する。また、自然画の一部をなすものでないと判断されたときには、セレクタ２４に対して直交変換処理を適用しない選択信号を出力するとともに、当該画素ブロックを直交変換部２２とセレクタ２４とに出力する。
【００３４】
［動作］
次に本実施の形態の画像処理装置の動作について説明する。処理対象となった画像データの入力を受けると、ＣＰＵ１１は、データ分離部２１に対応する処理として、ページ単位、記述言語との関係において定まる単位、ピクセル単位、ブロック単位など、所定の単位の画像データ要素ごとに、直交変換処理を適用するか否かを判断して、その判断結果に応じた選択信号を記憶部１２に格納する。そしてＣＰＵ１１は、当該画像データ要素を記憶部１２に格納し、直交変換処理部２２としての処理を開始する。
【００３５】
ＣＰＵ１１は、直交変換処理部２２の処理として、記憶部１２に格納されている画像データ要素に対して直交変換処理を適用した結果を生成し、記憶部１２に格納する。さらに、この結果に対してＣＰＵ１１は、量子化部２３の処理としての量子化処理を実行し、量子化の結果としての中間データを記憶部１２に格納する。
【００３６】
ＣＰＵ１１は、セレクタ２４の処理として、記憶部１２に格納された選択信号を参照し、それが直交変換処理を適用する旨の信号となっているときには、記憶部１２に格納されている中間データを選択的に読み込んで、エントロピー符号化部２５としての処理を実行し、その結果を圧縮されたデータ要素として記憶部１２に格納する。
【００３７】
一方、ＣＰＵ１１は、記憶部１２に格納されている選択信号が、直交変換処理を適用しない旨の信号となっているときには、記憶部１２に格納されている、画像データ要素そのものを選択的に読み込んで、エントロピー符号化部２５としての処理を実行し、その結果を圧縮されたデータ要素として記憶部１２に出力する。
【００３８】
さらにＣＰＵ１１は、未だ処理していない画像データ要素があるか否かを判断して、処理していない画像データ要素があれば、当該画像データ要素の一つを選択して、直交変換処理を適用するか否かの判断から処理を繰り返す。処理していない画像データ要素がなくなれば、ＣＰＵ１１は、符号出力部２６の処理として、各画像データ要素ごとの圧縮処理結果を一連のデータファイルにまとめて記憶部１２に格納する。
【００３９】
こうして得られた圧縮データは、図３に示したように、直交変換処理と量子化処理とエントロピー符号化とが行われた画像データ要素に対応する第１データ要素（Ａ）と、エントロピー符号化だけが行われた画像データ要素に対応する第２データ要素（Ｂ）と、を含んでなる。従って、復号の際には、第１データ要素に対しては、エントロピー符号化に対応する復号処理と逆量子化処理と直交変換に対応する逆変換の処理とを経て元の画像データ要素を再現し、また、第２データ要素に対しては、エントロピー符号化に対応する復号処理によって元の画像データ要素を再現しておき、その後、各画像データ要素に基づいて元の画像データを再現することになる。
【００４０】
第２の実施の形態
本発明に係る実施の形態の別の側面としての第２の実施の形態について、次に説明する。本実施の形態に係る画像処理装置は、第１の実施の形態に係るものと同様のものであるが、直交変換処理と量子化処理とが行われない画像データ要素について、そのままエントロピー符号化が行われるのではなく、エントロピー符号化の前処理が行われる点が異なる。すなわち、本実施の形態に係る画像処理装置は、図１に示したものと同様の構成をとるものであるが、ＣＰＵ１１によって実行される画像処理プログラムが、図２に示したものに代えて、図５に示すように、データ分離部２１と、直交変換部２２と、量子化部２３と、セレクタ２４と、エントロピー符号化部２５と、符号出力部２６と、前処理部２７とを含んでなる点が異なる。
【００４１】
ここで第１の実施の形態と同様の動作を行うものについては同じ符号を付して詳細な説明を省略する。本実施の形態における前処理部２７は、データ分離部２１から画像データ要素の入力を受けて、これに所定の前処理を適用し、その結果をセレクタ２４に出力する。具体的には、所定の前処理として予測符号化の処理を行う。例えば、画像データ要素を構成する各ピクセルを所定の経路で順次選択し、選択されたピクセルが経路上で既に選択されたピクセルと同じ値であれば、当該既に選択されたピクセルの値をそのまま用いるべき符号を付する。これにより、エントロピー符号化処理の効率を向上する。
【００４２】
本実施の形態の画像処理装置によると、処理対象となった画像データの入力を受けたＣＰＵ１１が、データ分離部２１に対応する処理として、ページ単位、記述言語との関係において定まる単位、ピクセル単位、ブロック単位など、所定の単位の画像データ要素ごとに、直交変換処理を適用するか否かを判断して、その判断結果に応じた選択信号を記憶部１２に格納する。そしてＣＰＵ１１は、当該画像データ要素を記憶部１２に格納し、直交変換処理部２２としての処理を開始する。
【００４３】
ＣＰＵ１１は、直交変換処理部２２の処理として、記憶部１２に格納されている画像データ要素に対して直交変換処理を適用した結果を生成し、記憶部１２に格納する。さらに、この結果に対してＣＰＵ１１は、量子化部２３の処理としての量子化処理を実行し、量子化された中間データを記憶部１２に格納する。
【００４４】
またＣＰＵ１１は、前処理部２７の処理として記憶部１２に格納されている画像データ要素に対して所定の前処理を適用し、その結果を記憶部１２に格納する。そしてＣＰＵ１１は、セレクタ２４の処理として、記憶部１２に格納された選択信号を参照し、それが直交変換処理を適用する旨の信号となっているときには、記憶部１２に格納されている中間データを選択的に読み込んで、エントロピー符号化部２５としての処理を実行し、その結果を圧縮されたデータ要素として記憶部１２に格納する。
【００４５】
一方、ＣＰＵ１１は、記憶部１２に格納されている選択信号が、直交変換処理を適用しない旨の信号となっているときには、記憶部１２に格納されている、前処理された画像データ要素を選択的に読み込んで、エントロピー符号化部２５としての処理を実行し、その結果を圧縮されたデータ要素として記憶部１２に出力する。
【００４６】
さらにＣＰＵ１１は、未だ処理していない画像データ要素があるか否かを判断して、処理していない画像データ要素があれば、当該画像データ要素の一つを選択して、直交変換処理を適用するか否かの判断から処理を繰り返す。処理していない画像データ要素がなくなれば、ＣＰＵ１１は、符号出力部２６の処理として、各画像データ要素ごとの圧縮処理結果を一連のデータファイルにまとめて記憶部１２に格納する。
【００４７】
こうして得られた圧縮データは、図３に示したものと同様の構造を有する。本実施の形態の画像処理装置が生成する圧縮データでは、第２データ要素（Ｂ）は、前処理とエントロピー符号化とが行われた画像データ要素に対応するものとなる。従って、復号の際には、第１データ要素に対しては、エントロピー符号化に対応する復号処理と逆量子化処理と直交変換に対応する逆変換の処理とを経て元の画像データ要素を再現し、また、第２データ要素に対しては、エントロピー符号化に対応する復号処理と、前処理に対応する復号処理とを経て元の画像データ要素を再現しておき、その後、各画像データ要素に基づいて元の画像データを再現することになる。
【００４８】
なお、ここまでの説明において、自然画に関係する画像データ要素に対しては直交変換処理と量子化処理とを行うこととしているが、これに加えてさらに別の処理を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る画像処理プログラムの機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る画像処理装置により生成されるデータ構造の一例を表す説明図である。
【図４】データ分離部の動作の一例を表すフローチャート図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る画像処理プログラムの機能ブロック図である。
【図６】ＪＰＥＧ２０００の圧縮処理を行うための機能ブロック図である。
【符号の説明】
１ ウエーブレット変換部、２，２３ 量子化部、３，２５ エントロピー符号化部、４，２６ 符号出力部、１１ ＣＰＵ、１２ 記憶部、１３ ハードディスク、１４ 入出力部、２１ データ分離部、２２ 直交変換部、２４ セレクタ、２７ 前処理部。
Claims (11)
- 予め定められた条件を用いて、処理対象となった画像データを複数の画像データ要素に分離する分離手段と、
前記分離により得られた画像データ要素のうちの少なくとも一つを選択する選択手段と、
当該選択された画像データ要素に対して直交変換処理並びに量子化処理による前段処理を行って中間データを生成する手段と、
前記中間データと、前記選択手段において選択されなかった画像データ要素とに対して、エントロピー符号化処理を行って圧縮データを生成する手段と、
を含むことを特徴とする画像処理装置。 - 予め定められた条件を用いて、処理対象となった画像データを複数の画像データ要素に分離する分離手段と、
前記分離により得られた画像データ要素のうちの少なくとも一つを選択する選択手段と、
当該選択された画像データ要素に対して直交変換処理並びに量子化処理による前段処理を行って第１中間データを生成する手段と、
前記選択手段において選択されなかった画像データ要素に対し、前記前段処理とは異なる所定の処理を行って第２中間データを生成する手段と、
前記第１中間データと、第２中間データとに対して、エントロピー符号化処理を行って圧縮データを生成する手段と、
を含むことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項１に記載の画像処理装置において、
前記処理対象となった画像データは、複数のページ分のデータを含んでなり、
前記分離手段は、当該ページ単位で画像データ要素への分離を行うことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項１に記載の画像処理装置において、
前記処理対象となった画像データは、所定の記述言語によって記述されており、
前記分離手段は、記述言語の解釈の処理との関係において、前記画像データ要素への分離を実行することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項１に記載の画像処理装置において、
前記分離手段は、予め定められた条件を用いて、処理対象となった画像データに含まれる画素集合を、互いに共通な画素を有しない部分画素集合ごとに分離し、当該分離された各部分画素集合をそれぞれ含んでなる、複数の画像データ要素を生成し、これにより複数の画像データ要素への分離を行うことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項１に記載の画像処理装置において、
前記分離手段は、処理対象となった画像データを複数の画素ブロックに分割し、画素ブロック単位で画像データ要素への分離を行うことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項１に記載の画像処理装置において、
前記直交変換処理は、離散ウエーブレット変換であることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項１に記載の画像処理装置において、
前記エントロピー符号化処理は、ビットプレーン分割処理と、算術符号化処理と、ビット打ち切り処理とを含んでなることを特徴とする画像処理装置。 - 予め定められた条件を用いて、処理対象となった画像データを複数の画像データ要素に分離する工程と、
前記分離により得られた画像データ要素のうちの少なくとも一つを選択する選択工程と、
当該選択された画像データ要素に対して直交変換処理並びに量子化処理による前段処理を行って中間データを生成する工程と、
前記中間データと、前記選択工程にて選択されなかった画像データ要素とに対して、エントロピー符号化処理を行う工程と、
を含むことを特徴とする圧縮データの製造方法。 - コンピュータに、
予め定められた条件を用いて、処理対象となった画像データを複数の画像データ要素に分離する手順と、
前記分離により得られた画像データ要素のうちの少なくとも一つを選択する選択手順と、
当該選択された画像データ要素に対して直交変換処理並びに量子化処理による前段処理を行って中間データを生成する手順と、
前記中間データと、前記選択手順にて選択されなかった画像データ要素とに対して、エントロピー符号化処理を行って圧縮データを生成する手順と、
を実行させることを特徴とする画像処理プログラム。 - エントロピー復号処理と、逆量子化処理と、直交変換処理とを含んでなる処理過程で処理されることにより、第１の画像データ要素を生成可能な第１データ要素と、
エントロピー復号処理を含み、逆量子化処理と直交変換処理との少なくとも一方を含まない処理過程で処理されることにより、第２の画像データ要素を生成可能な第２データ要素と、
を含んでなることを特徴とする圧縮データのデータ構造。
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