JP2004080815A - 画像処理装置、画像処理方法および記録媒体 - Google Patents

画像処理装置、画像処理方法および記録媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】符号化効率の低下を招くことなく、画像が持つ部分的な特徴を符号データに反映する固定長符号化をおこなうこと。
【解決手段】ブロック再分割処理部１０３がブロックを複数の小ブロックに再分割し、画像変換処理部１０４が小ブロック内の画像データからエッジおよび画素平均を抽出し、抽出した各小ブロック内のエッジの有無並びに変換テーブル１０５に基づいて、符号化処理部１０６がブロック内の画像データを固定長データに符号化する。
【選択図】　　　図１

Description

　本発明は、多値画像を符号化単位のブロックに分割し、該分割したブロック内の画像データを固定長データに符号化する画像処理装置、画像処理方法、およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関し、特に、符号化効率の低下を招くことなく、画像が持つ部分的な特徴を符号データに反映する固定長符号化をおこなうことができる画像処理装置、画像処理方法、および記録媒体に関する。
　近年、ファクシミリ、コピーおよびデジタルカメラなどの画像処理装置では、解像度を高くしたり階調数を多くして年々高画質化が図られているが、かかる高画質化をおこなうと画像の情報量が累増するため、画像データを記憶するための記憶容量が累増するという問題が生ずる。
　たとえば、２階調の白黒画像（２値画像）を２５６階調の白黒濃淡画像にするとその情報量は８倍となるため、かかる画像データを記憶するためのメモリが８倍必要になり、結果的に機器コストの増加を招くこととなる。
　このため、最近では、画像データを圧縮符号化する符号化技術が脚光を浴びており、具体的には、この符号化技術として、画像データを可変長の符号データに変換する可変長符号化技術が知られている。
　たとえば、特許文献１には、画像のブロックごとに２次元の離散コサイン変換などの直交変換を施して複数の変換係数を求め、この変換係数を符号化して可変長符号化をおこなうよう構成した画像信号の符号化復号化方式が開示されている。
　この従来技術に代表される従来の可変長符号化技術は、符号化効率が高くまた可逆も可能であるので、ファクシミリのような画像形成装置に適した符号化をおこなうことができる。
特開平２−１２２７６７号公報
　しかしながら、かかる可変長符号化技術は、符号状態では符号化前の画像の位置が分からないので、任意の部分の画像のみを再生することができない。このため、この可変長符号化技術は、複写機のように画像の加工を伴う画像形成装置には適用することができない。
　したがって、複写機のような画像形成装置の場合には、画像の１ブロックの符号結果が常に固定長となる固定長符号化技術が必要となるが、効率的な固定長符号化技術は知られていない。
　具体的には、従来の固定長符号化技術では、たとえば８ビットの各画素からそれぞれ上位２ビットを取り出し、１／４の画像に圧縮するものが一般的であるが、この技術によれば画像が持つ部分的な特徴を符号データに反映することができない。
　換言すると、従来の固定長符号化技術では、視覚的に重要な画像領域とそれ以外の画像領域とを区別することができないため、結果的に画質の劣化を招くことになる。なお、画質を向上するためには、１画素に割り当てるビット数を多くせざるを得ないので、符号化効率の低下を招くことになる。
　これらのことから、符号化効率の低下を招くことなく、画像が持つ部分的な特徴を符号データに反映することができる固定長符号化技術をいかに効率良く実現するかが極めて重要な課題となっている。
　この発明は、上述した課題を解消するためになされたものであり、符号化効率の低下を招くことなく、画像が持つ部分的な特徴を符号データに反映する固定長符号化をおこなうことができる画像処理装置、画像処理方法、およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、多値画像を符号化単位のブロックに分割し、該分割したブロック内の画像データを固定長データに符号化する画像処理装置において、前記ブロックを複数の小ブロックに再分割する再分割手段と、前記再分割手段により再分割された小ブロック内の画像データから特徴量を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された各小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、各小ブロックへの割り当てビット数を決定し、前記ブロック内の画像データを固定長データに符号化する符号化手段と、を備えたことを特徴とする。
　この請求項１の発明によれば、ブロックを複数の小ブロックに再分割し、再分割した小ブロック内の画像データから特徴量を抽出し、抽出した各小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、各小ブロックへの割り当てビット数を決定し、ブロック内の画像データを固定長データに符号化することとしたので、符号化効率の低下を招くことなく、画像が持つ部分的な特徴を符号データに反映する固定長符号化をおこなうことができる。
　また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記符号化手段により符号化されたデータをブロックごとに復号する復号手段と、前記復号手段により復号されたブロックごとのデータを合成して画像データを生成する生成手段とをさらに備えたことを特徴とする。
　この請求項２の発明によれば、符号化されたデータをブロックごとに復号し、復号したブロックごとのデータを合成して画像データを生成することとしたので、画像が持つ部分的な特徴を損なうことなく、固定長符号化された符号データを復元することができる。
　また、請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記再分割手段は、前記ブロックと相似形状となる複数の小ブロックに該ブロックを再分割することを特徴とする。
　この請求項３の発明によれば、ブロックと相似形状となる複数の小ブロックに該ブロックを再分割することとしたので、符号化処理を効率良くおこなうことができる。
　また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の発明において、前記抽出手段は、前記小ブロック内の画像データに周波数変換をおこなって、該画像データの高周波成分および低周波成分を抽出することを特徴とする。
　この請求項４の発明によれば、小ブロック内の画像データに周波数変換をおこなって、該画像データの高周波成分および低周波成分を抽出することとしたので、小ブロック内の画像データの高周波成分および低周波成分を利用した符号化処理をおこなうことができる。
　また、請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記抽出手段は、前記小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用して画素平均を抽出するとともに、前記小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してエッジ情報を抽出することを特徴とする。
　この請求項５の発明によれば、小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用して画素平均を抽出するとともに、小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してエッジ情報を抽出することとしたので、輪郭線などのエッジを考慮した固定長符号化をおこなうことができる。
　また、請求項６の発明は、請求項２の発明において、前記復号手段は、前記変換テーブルに基づいて各ブロックごとのデータをそれぞれ復号することを特徴とする。
　この請求項６の発明によれば、変換テーブルに基づいて各ブロックごとのデータをそれぞれ復号することとしたので、符号化と同様の処理で復号することができ、もって装置の小型化などを図ることができる。
　また、請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記復号手段により復号されたデータにノイズ情報を付加するノイズ付加手段をさらに備えたことを特徴とする。
　この請求項７の発明によれば、復号されたデータにノイズ情報を付加することとしたので、ブロック内の画素の画素値が同一になることを防いでブロック歪みを目立ちにくくし、もって高画質な画像を再現することができる。
　また、請求項８の発明は、多値画像を符号化単位のブロックに分割し、該分割したブロック内の画像データを固定長データに符号化する画像処理装置において、前記ブロックを階層構造を有する小ブロックに再帰的に多重分割する多重分割手段と、前記多重分割手段により多重分割された小ブロック内の画像データからエッジ情報を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された各小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、各小ブロックへの割り当てビット数を決定し、前記ブロック内の画像データを固定長データに符号化する符号化手段と、を備えたことを特徴とする。
　この請求項８の発明によれば、ブロックを小ブロックに多重分割しつつ、該小ブロック内の画像データからエッジ情報を抽出し、エッジ情報を有する小ブロックをさらに再帰的に再分割する処理を繰り返した後に、小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、各小ブロックへの割り当てビット数を決定し、ブロック内の画像データを固定長データに符号化することとしたので、画像が持つ部分的な特徴を符号データにより正確に符号データに反映して画質の向上を図ることができる。
　また、請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記多重分割手段は、前記ブロックと相似形状となる複数の小ブロックに該ブロックを再帰的に多重分割することを特徴とする。
　この請求項９の発明によれば、ブロックと相似形状となる複数の小ブロックに該ブロックを階層的に多重分割することとしたので、階層的に繰り返される固定長符号化処理を迅速におこなうことができる。
　また、請求項１０の発明は、請求項８または９の発明において、前記抽出手段は、前記小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用して画素平均を抽出するとともに、前記小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してエッジ情報を抽出することを特徴とする。
　この請求項１０の発明によれば、小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用して画素平均を抽出するとともに、小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してエッジ情報を抽出することとしたので、輪郭線などのエッジを考慮した固定長符号化をおこなうことができる。
　また、請求項１１の発明は、ＣＭＹＫ表色系のカラー画像を符号化単位のブロックに分割し、該分割したブロック内の画像データを固定長データに符号化する画像処理装置において、前記ブロックをＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各成分ごとに複数の小ブロックに再分割する再分割手段と、前記再分割手段により再分割された小ブロック内の画像データから特徴量を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された各小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、各小ブロックへの割り当てビット数を決定し、前記ブロック内のＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋデータをそれぞれ固定長データに符号化する符号化手段と、を備えたことを特徴とする。
　この請求項１１の発明によれば、ブロックをＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各成分ごとに複数の小ブロックに再分割し、再分割した小ブロック内の画像データから特徴量を抽出し、抽出した各小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、ブロック内のＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋデータをそれぞれ固定長データに符号化することとしたので、カラー画像であっても、符号化効率の低下を招くことなく、画像が持つ部分的な特徴を符号データに反映する固定長符号化をおこなうことができる。
　また、請求項１２の発明は、請求項１１の発明において、前記符号化手段により符号化されたデータをブロックごとに復号する復号手段と、前記復号手段により復号されたブロックごとのデータを合成して画像データを生成する生成手段と、前記生成手段により生成されたＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各画像データを合成してカラー画像を形成するカラー形成手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
　この請求項１２の発明によれば、符号化されたデータをブロックごとに復号し、復号したブロックごとのデータを合成して画像データを生成し、生成したＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各画像データを合成してカラー画像を形成することとしたので、カラー画像が持つ部分的な特徴を損なうことなく、固定長符号化された符号データを復元することができる。
　また、請求項１３の発明は、請求項１１または１２の発明において、前記抽出手段は、前記小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用してＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分それぞれの画素平均を抽出するとともに、前記小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分それぞれのエッジ情報を抽出することを特徴とする。
　この請求項１３の発明によれば、小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用してＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分それぞれの画素平均を抽出するとともに、小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分それぞれのエッジ情報を抽出することとしたので、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分それぞれのエッジを考慮した固定長符号化をおこなうことができる。
　また、請求項１４の発明は、多値画像を符号化単位のブロックに分割し、該分割したブロック内の画像データを固定長データに符号化する画像処理方法において、前記ブロックを複数の小ブロックに再分割する再分割工程と、前記再分割工程により再分割された小ブロック内の画像データから特徴量を抽出する抽出工程と、前記抽出工程により抽出された各小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、各小ブロックへの割り当てビット数を決定し、前記ブロック内の画像データを固定長データに符号化する符号化工程と、を含んだことを特徴とする。
　この請求項１４の発明によれば、ブロックを複数の小ブロックに再分割し、再分割した小ブロック内の画像データから特徴量を抽出し、抽出した各小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、各小ブロックへの割り当てビット数を決定し、ブロック内の画像データを固定長データに符号化することとしたので、符号化効率の低下を招くことなく、画像が持つ部分的な特徴を符号データに反映する固定長符号化をおこなうことができる。
　また、請求項１５の発明は、請求項１４の発明において、前記符号化工程により符号化されたデータをブロックごとに復号する復号工程と、前記復号工程により復号されたブロックごとのデータを合成して画像データを生成する生成工程とをさらに含んだことを特徴とする。
　この請求項１５の発明によれば、符号化されたデータをブロックごとに復号し、復号したブロックごとのデータを合成して画像データを生成することとしたので、画像が持つ部分的な特徴を損なうことなく、固定長符号化された符号データを復元することができる。
　また、請求項１６の発明は、請求項１４または１５の発明において、前記再分割工程は、前記ブロックと相似形状となる複数の小ブロックに該ブロックを再分割することを特徴とする。
　この請求項１６の発明によれば、ブロックと相似形状となる複数の小ブロックに該ブロックを再分割することとしたので、符号化処理を効率良くおこなうことができる。
　また、請求項１７の発明は、請求項１４、１５または１６の発明において、前記抽出工程は、前記小ブロック内の画像データに周波数変換をおこなって、該画像データの高周波成分および低周波成分を抽出することを特徴とする。
　この請求項１７の発明によれば、小ブロック内の画像データに周波数変換をおこなって、該画像データの高周波成分および低周波成分を抽出することとしたので、小ブロック内の画像データの高周波成分および低周波成分を利用した符号化処理をおこなうことができる。
　また、請求項１８の発明は、請求項１６の発明において、前記抽出工程は、前記小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用して画素平均を抽出するとともに、前記小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してエッジ情報を抽出することを特徴とする。
　この請求項１８の発明によれば、小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用して画素平均を抽出するとともに、小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してエッジ情報を抽出することとしたので、輪郭線などのエッジを考慮した固定長符号化をおこなうことができる。
　また、請求項１９の発明は、請求項１５の発明において、前記復号工程は、前記変換テーブルに基づいて各ブロックごとのデータをそれぞれ復号することを特徴とする。
　この請求項１９の発明によれば、変換テーブルに基づいて各ブロックごとのデータをそれぞれ復号することとしたので、符号化と同様の処理で復号することができ、もって装置の小型化などを図ることができる。
　また、請求項２０の発明は、請求項１９の発明において、前記復号工程により復号されたデータにノイズ情報を付加するノイズ付加工程をさらに含んだことを特徴とする。
　この請求項２０の発明によれば、復号されたデータにノイズ情報を付加することとしたので、ブロック内の画素の画素値が同一になることを防いでブロック歪みを目立ちにくくし、もって高画質な画像を再現することができる。
　また、請求項２１の発明は、多値画像を符号化単位のブロックに分割し、該分割したブロック内の画像データを固定長データに符号化する画像処理方法において、前記ブロックを階層構造を有する小ブロックに再帰的に多重分割する多重分割工程と、前記多重分割工程により再帰的に多重分割された小ブロック内の画像データからエッジ情報を抽出する抽出工程と、前記抽出工程により抽出された各小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、各小ブロックへの割り当てビット数を決定し、前記ブロック内の画像データを固定長データに符号化する符号化工程と、を含んだことを特徴とする。
　この請求項２１の発明によれば、ブロックを小ブロックに多重分割しつつ、該小ブロック内の画像データからエッジ情報を抽出し、エッジ情報を有する小ブロックをさらに再帰的に再分割する処理を繰り返した後に、小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、各小ブロックへの割り当てビット数を決定し、ブロック内の画像データを固定長データに符号化することとしたので、画像が持つ部分的な特徴を符号データにより正確に符号データに反映して画質の向上を図ることができる。
　また、請求項２２の発明は、請求項２１の発明において、前記多重分割工程は、前記ブロックと相似形状となる複数の小ブロックに該ブロックを階層的に多重分割することを特徴とする。
　この請求項２２の発明によれば、ブロックと相似形状となる複数の小ブロックに該ブロックを階層的に多重分割することとしたので、階層的に繰り返される固定長符号化処理を迅速におこなうことができる。
　また、請求項２３の発明は、請求項２１または２２の発明において、前記抽出工程は、前記小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用して画素平均を抽出するとともに、前記小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してエッジ情報を抽出することを特徴とする。
　この請求項２３の発明によれば、小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用して画素平均を抽出するとともに、小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してエッジ情報を抽出することとしたので、輪郭線などのエッジを考慮した固定長符号化をおこなうことができる。
　また、請求項２４の発明は、ＣＭＹＫ表色系のカラー画像を符号化単位のブロックに分割し、該分割したブロック内の画像データを固定長データに符号化する画像処理方法において、前記ブロックをＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各成分ごとに複数の小ブロックに再分割する再分割工程と、前記再分割工程により再分割された小ブロック内の画像データから特徴量を抽出する抽出工程と、前記抽出工程により抽出された各小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、各小ブロックへの割り当てビット数を決定し、前記ブロック内のＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋデータをそれぞれ固定長データに符号化する符号化工程と、を含んだことを特徴とする。
　この請求項２４の発明によれば、ブロックをＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各成分ごとに複数の小ブロックに再分割し、再分割した小ブロック内の画像データから特徴量を抽出し、抽出した各小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、ブロック内のＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋデータをそれぞれ固定長データに符号化することとしたので、カラー画像であっても、符号化効率の低下を招くことなく、画像が持つ部分的な特徴を符号データに反映する固定長符号化をおこなうことができる。
　また、請求項２５の発明は、請求項２４の発明において、前記符号化工程により符号化されたデータをブロックごとに復号する復号工程と、前記復号工程により復号されたブロックごとのデータを合成して画像データを生成する生成工程と、前記生成工程により生成されたＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各画像データを合成してカラー画像を形成するカラー形成工程と、をさらに含んだことを特徴とする。
　この請求項２５の発明によれば、符号化されたデータをブロックごとに復号し、復号したブロックごとのデータを合成して画像データを生成し、生成したＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各画像データを合成してカラー画像を形成することとしたので、カラー画像が持つ部分的な特徴を損なうことなく、固定長符号化された符号データを復元することができる。
　また、請求項２６の発明は、請求項２４または２５の発明において、前記抽出工程は、前記小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用してＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分それぞれの画素平均を抽出するとともに、前記小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分それぞれのエッジ情報を抽出することを特徴とする。
　この請求項２６の発明によれば、小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用してＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分それぞれの画素平均を抽出するとともに、小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分それぞれのエッジ情報を抽出することとしたので、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分それぞれのエッジを考慮した固定長符号化をおこなうことができる。
　また、請求項２７の発明は、請求項２６の発明において、前記符号化工程は、前記ブロックを形成する各小ブロックのエッジ情報の有無に基づいて変換モードを決定する変換モード決定工程と、各小ブロックへの割り当てビット数と前記変換モードとを対応づけた変換テーブルに基づいて前記ブロック内の画像データを形成するＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分をそれぞれ固定長データに符号化する固定長符号化工程と、を含んだことを特徴とする。
　この請求項２７の発明によれば、各小ブロックへの割り当てビット数と変換モードとを対応づけた変換テーブルを設けておき、ブロックを形成する各小ブロックのエッジ情報の有無に基づいて変換モードを決定し、変換テーブルに基づいてブロック内の画像データを形成するＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分をそれぞれを固定長データに符号化することとしたので、変換テーブルを利用して効率良くＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分を固定長符号化することができる。
また、請求項２８の発明に係る記録媒体は、請求項１４〜２７のいずれか一つに記載された方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したことで、そのプログラムを機械読み取り可能となり、これによって、請求項１４〜２７のいずれか一つの動作をコンピュータによって実現することができる。
　請求項１の発明によれば、ブロックを複数の小ブロックに再分割し、再分割した小ブロック内の画像データから特徴量を抽出し、抽出した各小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、各小ブロックへの割り当てビット数を決定し、ブロック内の画像データを固定長データに符号化するよう構成したので、符号化効率の低下を招くことなく、画像が持つ部分的な特徴を符号データに反映する固定長符号化をおこなうことが可能な画像処理装置が得られるという効果を奏する。
　また、請求項２の発明によれば、符号化されたデータをブロックごとに復号し、復号したブロックごとのデータを合成して画像データを生成するよう構成したので、画像が持つ部分的な特徴を損なうことなく、固定長符号化された符号データを復元することが可能な画像処理装置が得られるという効果を奏する。
　また、請求項３の発明によれば、ブロックと相似形状となる複数の小ブロックに該ブロックを再分割するよう構成したので、符号化処理を効率良くおこなうことが可能な画像処理装置が得られるという効果を奏する。
　また、請求項４の発明によれば、小ブロック内の画像データに周波数変換をおこなって、該画像データの高周波成分および低周波成分を抽出するよう構成したので、小ブロック内の画像データの高周波成分および低周波成分を利用した符号化処理をおこなうことが可能な画像処理装置が得られるという効果を奏する。
　また、請求項５の発明によれば、小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用して画素平均を抽出するとともに、小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してエッジ情報を抽出するよう構成したので、輪郭線などのエッジを考慮した固定長符号化をおこなうことが可能な画像処理装置が得られるという効果を奏する。
　また、請求項６の発明によれば、変換テーブルに基づいて各ブロックごとのデータをそれぞれ復号するよう構成したので、符号化と同様の処理で復号することができ、もって装置の小型化などを図ることが可能な画像処理装置が得られるという効果を奏する。
　また、請求項７の発明によれば、復号されたデータにノイズ情報を付加するよう構成したので、ブロック内の画素の画素値が同一になることを防いでブロック歪みを目立ちにくくし、もって高画質な画像を再現することが可能な画像処理装置が得られるという効果を奏する。
　また、請求項８の発明によれば、ブロックを小ブロックに多重分割しつつ、該小ブロック内の画像データからエッジ情報を抽出し、エッジ情報を有する小ブロックをさらに再帰的に再分割する処理を繰り返した後に、小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、ブロック内の画像データを固定長データに符号化するよう構成したので、画像が持つ部分的な特徴を符号データにより正確に符号データに反映して画質の向上を図ることが可能な画像処理装置が得られるという効果を奏する。
　また、請求項９の発明によれば、ブロックと相似形状となる複数の小ブロックに該ブロックを階層的に多重分割するよう構成したので、階層的に繰り返される固定長符号化処理を迅速におこなうことが可能な画像処理装置が得られるという効果を奏する。
　また、請求項１０の発明によれば、小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用して画素平均を抽出するとともに、小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してエッジ情報を抽出するよう構成したので、輪郭線などのエッジを考慮した固定長符号化をおこなうことが可能な画像処理装置が得られるという効果を奏する。
　また、請求項１１の発明によれば、ブロックをＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各成分ごとに複数の小ブロックに再分割し、再分割した小ブロック内の画像データから特徴量を抽出し、抽出した各小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、ブロック内のＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋデータをそれぞれ固定長データに符号化するよう構成したので、カラー画像であっても、符号化効率の低下を招くことなく、画像が持つ部分的な特徴を符号データに反映する固定長符号化をおこなうことが可能な画像処理装置が得られるという効果を奏する。
　また、請求項１２の発明によれば、符号化されたデータをブロックごとに復号し、復号したブロックごとのデータを合成して画像データを生成し、生成したＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各画像データを合成してカラー画像を形成するよう構成したので、カラー画像が持つ部分的な特徴を損なうことなく、固定長符号化された符号データを復元することが可能な画像処理装置が得られるという効果を奏する。
　また、請求項１３の発明によれば、小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用してＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分それぞれの画素平均を抽出するとともに、小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分それぞれのエッジ情報を抽出するよう構成したので、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分それぞれのエッジを考慮した固定長符号化をおこなうことが可能な画像処理装置が得られるという効果を奏する。
　また、請求項１４の発明によれば、ブロックを複数の小ブロックに再分割し、再分割した小ブロック内の画像データから特徴量を抽出し、抽出した各小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、ブロック内の画像データを固定長データに符号化するよう構成したので、符号化効率の低下を招くことなく、画像が持つ部分的な特徴を符号データに反映する固定長符号化をおこなうことが可能な画像処理方法が得られるという効果を奏する。
　また、請求項１５の発明によれば、符号化されたデータをブロックごとに復号し、復号したブロックごとのデータを合成して画像データを生成するよう構成したので、画像が持つ部分的な特徴を損なうことなく、固定長符号化された符号データを復元することが可能な画像処理方法が得られるという効果を奏する。
　また、請求項１６の発明によれば、ブロックと相似形状となる複数の小ブロックに該ブロックを再分割するよう構成したので、符号化処理を効率良くおこなうことが可能な画像処理方法が得られるという効果を奏する。
　また、請求項１７の発明によれば、小ブロック内の画像データに周波数変換をおこなって、該画像データの高周波成分および低周波成分を抽出するよう構成したので、小ブロック内の画像データの高周波成分および低周波成分を利用した符号化処理をおこなうことが可能な画像処理方法が得られるという効果を奏する。
　また、請求項１８の発明によれば、小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用して画素平均を抽出するとともに、小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してエッジ情報を抽出するよう構成したので、輪郭線などのエッジを考慮した固定長符号化をおこなうことが可能な画像処理方法が得られるという効果を奏する。
　また、請求項１９の発明によれば、変換テーブルに基づいて各ブロックごとのデータをそれぞれ復号するよう構成したので、符号化と同様の処理で復号することができ、もって装置の小型化などを図ることが可能な画像処理方法が得られるという効果を奏する。
　また、請求項２０の発明によれば、復号されたデータにノイズ情報を付加するよう構成したので、ブロック内の画素の画素値が同一になることを防いでブロック歪みを目立ちにくくし、もって高画質な画像を再現することが可能な画像処理方法が得られるという効果を奏する。
　また、請求項２１の発明によれば、ブロックを小ブロックに多重分割しつつ、該小ブロック内の画像データからエッジ情報を抽出し、エッジ情報を有する小ブロックをさらに再帰的に再分割する処理を繰り返した後に、小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、ブロック内の画像データを固定長データに符号化するよう構成したので、画像が持つ部分的な特徴を符号データにより正確に符号データに反映して画質の向上を図ることが可能な画像処理方法が得られるという効果を奏する。
　また、請求項２２の発明によれば、ブロックと相似形状となる複数の小ブロックに該ブロックを階層的に多重分割するよう構成したので、階層的に繰り返される固定長符号化処理を迅速におこなうことが可能な画像処理方法が得られるという効果を奏する。
　また、請求項２３の発明によれば、小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用して画素平均を抽出するとともに、小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してエッジ情報を抽出するよう構成したので、輪郭線などのエッジを考慮した固定長符号化をおこなうことが可能な画像処理方法が得られるという効果を奏する。
　また、請求項２４の発明によれば、ブロックをＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各成分ごとに複数の小ブロックに再分割し、再分割した小ブロック内の画像データから特徴量を抽出し、抽出した各小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、ブロック内のＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋデータをそれぞれ固定長データに符号化するよう構成したので、カラー画像であっても、符号化効率の低下を招くことなく、画像が持つ部分的な特徴を符号データに反映する固定長符号化をおこなうことが可能な画像処理方法が得られるという効果を奏する。
　また、請求項２５の発明によれば、符号化されたデータをブロックごとに復号し、復号したブロックごとのデータを合成して画像データを生成し、生成したＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各画像データを合成してカラー画像を形成するよう構成したので、カラー画像が持つ部分的な特徴を損なうことなく、固定長符号化された符号データを復元することが可能な画像処理方法が得られるという効果を奏する。
　また、請求項２６の発明によれば、小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用してＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分それぞれの画素平均を抽出するとともに、小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分それぞれのエッジ情報を抽出するよう構成したので、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分それぞれのエッジを考慮した固定長符号化をおこなうことが可能な画像処理方法が得られるという効果を奏する。
　また、請求項２７の発明によれば、各小ブロックへの割り当てビット数と変換モードとを対応づけた変換テーブルを設けておき、ブロックを形成する各小ブロックのエッジ情報の有無に基づいて変換モードを決定し、変換テーブルに基づいてブロック内の画像データを形成するＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分をそれぞれを固定長データに符号化するよう構成したので、変換テーブルを利用して効率良くＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分を固定長符号化することが可能な画像処理方法が得られるという効果を奏する。
　また、請求項２８の発明によれば、請求項１４〜２７のいずれか一つに記載された方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したことで、そのプログラムを機械読み取り可能となり、これによって、請求項１４〜２７のいずれか一つの動作をコンピュータによって実現することが可能な記録媒体が得られるという効果を奏する。
　以下に添付図面を参照して、この発明に係る画像処理装置、画像処理方法、およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の好適な実施の形態を詳細に説明する。
　本実施の形態では、本発明をファクシミリ装置に適用した場合を示すこととし、具体的には、実施の形態１では、（２，２）のウエーブレット（wavelet）変換を用いて特徴量を抽出する場合を示し、実施の形態２では、微分オペレータおよび積分オペレータを用いて特徴量を抽出する場合を示し、実施の形態３では、カラー画像に本発明を適用する場合を示すこととする。
（実施の形態１）
　図１は、本実施の形態１に係るファクシミリシステムの構成を示す機能ブロック図である。同図に示すファクシミリシステムは、多値の白黒濃淡画像をブロックごとに固定長符号化して送信する送信装置１０と、送信装置１０から受信した符号データをブロックごとに復号して画像を出力する受信装置１１とからなる。
　具体的には、送信装置１０は、画像読取り部１０１と、ブロック分割処理部１０２と、ブロック再分割処理部１０３と、画像変換処理部１０４と、変換テーブル１０５と、符号化処理部１０６と、データ送信部１０７とからなる。
　画像読取り部１０１は、図示しない原稿台に載置された原稿をＣＣＤセンサで光学的に読み取り、読み取った画像データをブロック分割処理部１０２に出力する入力デバイスである。なお、本実施の形態１では、この画像読取り部１０１では、縦横それぞれ２５６画素の白黒濃淡画像を入力するものとし、各画素の画素値は２５６階調とする。
　ブロック分割処理部１０２は、画像読取り部１０１で読み取られた画像データを所定サイズの矩形ブロックに分割する処理部である。具体的には、かかるブロックは符号化処理単位のサイズのブロックであり、ここでは４画素×４画素であるものとする。
　ブロック再分割処理部１０３は、ブロック分割処理部１０２により分割された各ブロックを画像変換処理部１０４の処理単位のブロック（以下「小ブロック」と言う）に再分割する処理部である。ここでは、この小ブロックのサイズを２画素×２画素とする。
　画像変換処理部１０４は、ブロック再分割処理部１０３で再分割された小ブロック内の画像データに周波数変換などをおこなう処理部であり、具体的には、小ブロック内の画素平均およびエッジを抽出するウエブレット変換をおこなって特徴量を抽出する。
　符号化処理部１０６は、変換テーブル１０５を利用してブロック分割処理部１０２で分割した４×４の各ブロックの画素値を固定長データに符号化する処理である。具体的には、各画素の画素値に単に同じビット数を割り当てるのではなく、エッジ位置を保存しつつ該エッジ部をなす画素に多くのビット数を割り当てつつ、ブロック全体として固定長になるよう符号化する。なお、変換テーブル１０５および符号化処理１０６の具体的な処理の説明については後述する。
　データ送信部１０７は、符号化処理部１０６で符号化された固定長データを受信装置に送信する処理部である。なお、この送信装置１０は、図示しない表示部や操作パネルなども有するが、ここではその説明を省略する。
　上記構成を有する送信装置１０を用いることにより、画像読取り部１０１で読み取った画像データをブロックに分割しつつ、該ブロック内の画像データを固定長のデータに順次符号化することができる。ここで、本発明では、画像データのエッジ部に多くのビット数を割り当てることとしているので、符号化効率の低下を招くことなく、画像が持つ部分的な特徴を符号データに反映することができることになる。
　次に、図１に示した受信装置１１の構成について説明する。同図に示すように、この受信装置１１は、データ受信部１１１と、変換テーブル１１２と、復号処理部１１３と、ブロック合成処理部１１４と、画像処理部１１５と、画像出力部１１６とを有する。
　データ受信部１１１は、送信装置１０から送信された固定長データを回線を介して順次受信する処理部である。変換テーブル１１２は、送信装置１０内の変換テーブル１０５と同一の内容を格納したテーブルである。
　復号処理部１１３は、変換テーブル１１２を利用してデータ受信部１１１により受信された固定長データを４×４のブロックの画素値に復号化する処理部である。なお、この復号処理部１１３では、変換テーブル１１２を利用して画像データの復号処理を終えた後に、あらかじめランダムノイズを付加する旨が設定されている場合には、Ｍ系列などの疑似乱数系列にしたがう乱数を順次発生して、画像データに埋め込む処理をおこなう。かかるノイズを埋め込む理由は、ブロック境界での濃度差やブロック内での画素値の同一さに起因するブロック歪みを減少させ、より高画質な画像を再現するためである。
　ブロック合成処理部１１４は、復号処理部１１３が固定長データを復号した各ブロックの画像データを順次合成して、最終的に全体の画像データを形成する処理部である。
　画像処理部１１５は、合成した画像データに対して各種画像処理をおこなう処理部である。画像出力部１１６は、画像処理部１１５によって画像処理された画像データを出力する処理部であり、具体的には、図示しない表示部への画像データの表示や印刷用紙への画像データの印字などをおこなう。
　上記構成を有する受信装置１１を用いることにより、画像が持つ部分的な特徴を損なうことなく、固定長符号化された符号データを効率良く復元することができる。
　次に、図１に示したブロック分割処理部１０２およびブロック再分割処理部１０３によるブロック分割についてさらに具体的に説明する。図２は、図１に示したブロック分割処理部１０２およびブロック再分割処理部１０３によるブロック分割の概念を説明するための説明図である。なお、ここでは説明の便宜上、画像データのサイズを８×８とする。
　同図（ａ）に示すように、ブロック分割処理部１０２は、画像読取り部１０１が読み取った８×８の画像データを４×４の４つのブロックａ０，ａ１，ａ２，ａ３に分割する。かかるブロックサイズは、符号化処理部１０６による符号化処理単位に合わせるために４×４としている。なお、このブロック分割処理部１０２は、本発明独自のものというわけではなく、ブロック符号化をおこなう各種画像処理装置で広く採用されるものである。
　これに対して、ブロック再分割処理部１０３は本発明に係るものであり、具体的には、同図（ｂ）に示すように、ブロック分割処理部１０２により分割されたブロックを２×２の小ブロックｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３にさらに分割するものである。この２×２の小ブロックに分割する理由は、画像変換処理部１０４で用いる（２，２）ウエーブレット変換の処理単位に合わせるためであり、このウエーブレット変換をおこなう理由は、エッジを保存した固定長符号化を実現するためである。
　なお、ここでは説明の便宜上、画像データを４×４のブロックに分割した後、これを２×２の小ブロックに再分割する場合を示したが、画像データをｎ×ｍ（ｎ，ｍは整数）の矩形ブロックに分割し、これをさらに（ｎ／ｐ）×（ｍ／ｒ）（ｐ，ｒは整数）の小ブロックに分割することもできる。この場合には、ｎ×ｍの矩形ブロック単位で符号化処理をおこない、（ｎ／ｐ）×（ｍ／ｒ）の小ブロック単位で画像変換をおこなうことになる。
　次に、図１に示した画像変換処理部１０４でおこなう周波数変換処理について具体的に説明する。図３および図４は、図１に示した画像変換処理部１０４でおこなう周波数変換処理の概念を説明するための説明図である。
　図３に示すように、かかる画像変換処理部１０４では、小ブロック内の画像データについて高域通過フィルタ１０４ａと低域通過フィルタ１０４ｂとを適用することになる。たとえば、この高域通過フィルタ１０４ａの一例としては、小ブロック内の画素の最大値と最小値の差を方向を考慮して求めるものがあげられ、低域通過フィルタ１０４ｂの一例としては、小ブロック内の画素の平均を求めるものがあげられる。
　かかる高域通過フィルタ１０４ａと低域通過フィルタ１０４ｂとを１パスで実行する技術として、図４に示したウエーブレット変換が知られている。同図に示すように、２×２の小ブロック内の４つの画素の画素値をそれぞれａ，ｂ，ｃ，ｄとすると、低域通過フィルタ（Ｌ）は、
　　Ｌ＝（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）／４
の処理をおこない、高域通過フィルタ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）は、
　　Ｈ１＝（ａ＋ｃ）／２　−　（ｂ＋ｄ）／２
　　Ｈ２＝（ａ＋ｂ）／２　−　（ｃ＋ｄ）／２
　　Ｈ３＝（ａ−ｂ）　−　（ｃ−ｄ）
の処理をおこなうことになる。
　次に、図１に示した符号化処理部１０６がおこなう固定長符号化処理について具体的に説明する。図５は、図１に示した変換テーブル１０５の一例を示す図であり、図６は、小ブロックのエッジの有無に基づいて定まるモード０〜１５を説明するための説明図である。
　まず最初に、図５（ａ）に示すように、ブロック内の画素の画素値をｄ０〜ｄ１５とし、同図（ｂ）に示すように、ブロックを形成する４つの小ブロックをｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３とする。
　また、小ブロック内の各画素がエッジの一部をなすか否かを確認すると、図６に示すように、各ブロックは、モード０〜モード１５のいずれかと一致することになる。具体的には、このモード０は、いずれの小ブロックにもエッジが存在しない場合を示しており、モード１は、左上の小ブロックｂ０のみにエッジが存在する場合を示している。同様に、モード１５は、いずれの小ブロックｂ０〜ｂ３にもエッジが存在する場合を示している。
　そして、変換テーブル１０５では、図５（ｃ）に示すように、各モードごとに各小ブロックに割り当てるビット数を規定する。この変換テーブル１０５を用いることとした理由は、各モードごとに異なる符号化をおこなうためである。言い換えると、モードごとに異なる符号化をおこなえば、エッジが存在するか否かによって符号化方式を変え、エッジを保存しつつ固定長符号化をおこなえることになる。
　具体的には、モード０の場合には、各小ブロックｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３にそれぞれ７ビットを割り当てる。モードの種別を示すモードビットが４ビットあるので、合計３２ビットとなる。
　ここで、各小ブロックに低域通過フィルタ１０４ｂを適用して得られる画素値の平均（以下、「画素平均」と言う）を各小ブロックの７ビットとすることになるが、かかる画素平均が８ビット以上である場合には、上位ビットから７ビット選択し下位ビットを捨てる切り詰めをおこなう。モード０の場合に７ビットの画素平均を用いて符号化することとした理由は、このケースではいずれの小ブロックにもエッジが存在しないからである。
　また、モード１の場合には、エッジが存在しない小ブロックｂ１，ｂ２，ｂ３にはそれぞれ５ビットを割り当て、エッジが存在する小ブロックｂ０には１３ビットを割り当てる。このため、モードビットとの合計は３２ビットとなる。
　ここで、エッジが存在する小ブロックｂ０については、エッジでない画素の画素値（ｍｉｎ）に４ビット、エッジをなす画素の画素値（ｍａｘ）に５ビット、小ブロックｂ０内の各画素がエッジをなすか否かを示すエッジの位置情報に４ビットを割り当てる。
　このため、このモード１の場合には、エッジをなす画素には５ビットが割り当てられ、エッジをなさない画素には４ビット（小ブロックｂ０の場合）または５ビット（小ブロックｂ１，ｂ２，ｂ３）が割り当てられることになる。
　従来の固定長符号化技術により、１ブロック内の１６画素を３２ビットで固定長符号化する場合には、エッジをなすか否かを問わずに各画素を２ビットで表現することになるので、本発明の符号化により解像度が大幅に改善されることが分かる。
　同様に、モード１５の場合には、エッジでない画素の画素値（ｍｉｎ）に６ビット、エッジをなす画素の画素値（ｍａｘ）に６ビット、小ブロックｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３内の各画素がエッジをなすか否かを示すエッジの位置情報に１６ビットを割り当てる。このため、モードビットとの合計はやはり３２ビットとなる。なお、このモード１５においては、すべての小ブロックがエッジをなす画素を含むため、画素平均は用いていない。
　このように、上記変換テーブル１０５を用いることにより、符号化処理部１０６では、各小ブロックにエッジをなす画素が存在するか否かによって符号化方式を変えることができ、エッジを保存した固定長符号化をおこなうことができることになる。なお、受信装置１１が有する変換テーブル１１２についても、この変換テーブル１０５と同様のものであり、この変換テーブル１１２を用いて復号処理部１１３が復号処理をおこなうことになる。
　次に、図１に示した復号処理部１１３についてさらに具体的に説明する。図７は、図１に示した復号処理部１１３の細部構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この復号処理部１１３は、復号部１１３ａと、切換部１１３ｂと、ノイズ付加処理部１１３ｃとからなる。
　復号部１１３ａは、変換テーブル１１２に基づいて固定長データからブロックごとの画像データを復号する処理部である。具体的には、図５（ｃ）に示した変換テーブル１１２を有する場合には、この固定長データのモードビットに応じて画像データの復号をおこなうことになる。
　たとえば、この固定長データのモードビットがモード０を示す場合には、ビット０〜ビット６を小ブロックｂ３内の各画素の画素値とし、ビット７〜ビット１３を小ブロックｂ２内の各画素の画素値とし、ビット１４〜ビット２０を小ブロックｂ１内の各画素の画素値とし、ビット２１〜ビット２７を小ブロックｂ０内の各画素の画素値とする。
　切換部１１３ｂは、復号部１１３ａにおいて復号された画像データにノイズを付加するか否かを切り換える切換スイッチであり、操作パネルなどからノイズを付加する旨が指定されている場合には、ノイズ付加処理部１１３ｃに画像データを出力し、該指定がなされていない場合には、ノイズ付加処理部１１３ｃではなくブロック合成処理部１１４に対して画像データを直接出力する。
　ノイズ付加処理部１１３ｃは、所定の原始既約多項式に基づいて最大長周期の疑似乱数系列（Ｍ系列）を順次生成し、生成した疑似乱数をノイズとして画像データに付加する処理部である。具体的には、図５（ｃ）のモード０の場合には、各画素の画素値が７ビットに切り詰められているので、最下位ビットにノイズを付加することになる。また、モード１の場合には、たとえば小ブロックｂ１の各画素の画素値が５ビットに切り詰められているので、下位３ビットにノイズを付加することになる。
　このように、ブロック内の画像データにノイズを付加すると、ブロック境界での濃度差やブロック内での画素値が同一であることに起因するブロック歪みを減少させ、もって高画質な画像を再現することができる。
　次に、図１に示した送信装置１０の処理手順について説明する。図８は、図１に示した送信装置１０の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、この送信装置１０では、画像読取り部１０１によって画像データを読み取ったならば（ステップＳ８０１）、ブロック分割処理部１０２がこの画像データを符号化処理単位となるブロックに分割する（ステップＳ８０２）。
　その後、ブロック再分割処理部１０３が、該分割された各ブロックを画像変換処理部１０４の処理単位となる小ブロックに分割し（ステップＳ８０３）、画像変換処理部１０４が、各小ブロックに対してウエーブレット変換をおこなってエッジおよび画素平均を求める（ステップＳ８０４〜Ｓ８０５）。
　そして、符号化処理部１０６では、かかる小ブロック内のエッジの有無に基づいてモードを選択し（ステップＳ８０６）、選択したモードにしたがってブロック内の画像データを固定長データに符号化し（ステップＳ８０７）、該符号化した固定長データを送信する（ステップＳ８０８）。
　次に、図１に示した受信装置１１の処理手順について説明する。図９は、図１に示した受信装置１１の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、この受信装置１１では、データ受信部１１１が送信装置１０から送信された各固定長データを回線を介して順次受信したならば（ステップＳ９０１）、復号処理部１１３がこの固定長データに含まれるモードビットおよび変換テーブル１１２にしたがってブロック内の画素値を復元する（ステップＳ９０２）。
　そして、ランダムノイズの付加をおこなう設定がなされているか否かを確認し（ステップＳ９０３）、ノイズを付加する設定がなされている場合には（ステップＳ９０３肯定）、ランダムノイズを発生して各画素の画素値に付加する（ステップＳ９０４）。
　そして、復号した各ブロックを順次合成して画像データを生成し（ステップＳ９０５）、生成した画像データを表示部に表示するか印刷用紙に印字する（ステップＳ９０６）。
　次に、図５（ｃ）に示した変換テーブル１０５を用いた固定長符号化をおこなう利点について説明する。すでに説明したように、かかる変換テーブル１０５を用いた固定長符号化をおこなうと、符号化効率の低下を招くことなく画像が持つ部分的な特徴を符号データに反映できるという利点以外に、符号状態のまま回転、ミラーリングまたは編集をおこなえるという利点がある。
　図１０は、符号状態のまま時計回りに９０度回転する場合を説明するための説明図であり、図１１は、符号状態のままミラーリングする場合を説明するための説明図である。
　図１０に示すように、９０度の回転をおこなう場合には、変換テーブル１０５のモードの変更並びにビットの順序変更により対応することができる。具体的には、モード１をモード２にし、モード２をモード８にし、モード３をモード１０に変更するなどのモードビットの変更をおこなうとともに、各モードごとのビットの順序を入れ替えることにより、符号状態のままで簡単に画像を９０度回転することができる。
　図１１に示すように、ミラーリングをおこなう場合も、変換テーブル１０５のモードの変更並びにビットの順序変更により対応することができる。具体的には、モード１をモード２にし、モード２をモード１にし、モード４をモード８に変更するなどのモードビットの変更をおこなうとともに、各モードごとのビットの順序を入れ替えることにより、符号状態のままで簡単に画像をミラーリングすることができる。
　なお、１８０度または２７０度の回転をおこなう場合にも、同様にしてモードの変更並びにビットの順序変更をおこなうだけで、画像を符号状態のままで回転することができる。
　上述してきたように、本実施の形態１では、ブロック再分割処理部１０３がブロックを複数の小ブロックに再分割し、画像変換処理部１０４が小ブロック内の画像データからエッジおよび画素平均を抽出し、抽出した各小ブロック内のエッジの有無並びに変換テーブル１０５に基づいて、符号化処理部１０６がブロック内の画像データを固定長データに符号化するよう構成したので、符号化効率の低下を招くことなく、画像が持つ部分的な特徴を符号データに反映する固定長符号化をおこなうことができる。
（実施の形態２）
　ところで、上記実施の形態１では、（２，２）のウエーブレット変換を用いて小ブロック内のエッジと画素平均を求めることとしたが、微分フィルタおよび局所平均フィルタをそれぞれ適用してエッジと画素平均を求めることもできる。
　そこで、本実施の形態２では、微分フィルタと局所平均フィルタをそれぞれ別個に適用してエッジと画素平均を求める場合を示すこととする。なお、ここでは、小ブロックのサイズが３×３であるものとする。
　図１２は、本実施の形態２で用いる画像変換処理部２０１の構成を示す機能ブロック図である。同図（ａ）に示すように、この画像変換処理部２０１は、微分フィルタ２０２と、局所平均フィルタ２０３とを有する。
　具体的には、この微分フィルタ２０２としては、同図（ｂ）に示すソーベル（sobel）のオペレータなどを用いることができ、局所平均フィルタ２０３としては、同図（ｃ）に示す重み係数行列Ｗを用いた局所加重平均フィルタなどを用いることができる。
　なお、ここでは局所フィルタを用いてエッジおよび画素平均を用いる場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、フーリエ変換や離散コサイン変換などを用いることもできる。
（実施の形態３）
　ところで、上記実施の形態１および２では、ブロックを小ブロックに再分割て符号化する場合を示したが、かかる再分割を多重におこなうこともできる。このため、本実施の形態３では、再分割を多重におこなう場合について説明する。なお、ここでは符号化処理の単位を８×８画素とし、画像変換処理部１０４の処理単位を２×２画素とする。
　図１３は、再分割を再帰的に繰り返す場合を説明するための説明図である。同図（ａ）は、符号化単位（８×８）に分割されたブロック（対象画像）であり、同図に示すような画質に寄与する画素が所在する。
　ここで、このブロック（対象画像）を再帰的に再分割しない場合には、同図（ｃ）に示すように、このブロックを２×２の小ブロックに多重に分割し、該小ブロック内のエッジの有無に基づいてブロックを符号化することになる。
　しかしながら、かかる再分割をおこなうこととすると、エッジが存在しない微小ブロックについては図中に示すＡ１の画素平均を用いざるを得ず、小ブロックＡ０内の画素平均を用いることができず、符号化効率を高めることができない。
　これに対して、同図（ｂ）に示すように、ブロック（対象画像）を再帰的に再分割する場合には、まずブロックを４×４の小ブロックに分割した後、特徴的な画素が存在する小ブロックを再帰的に２×２の小ブロックに分割することになる。
　このように、ブロックを再帰的に再分割すると、４×４の小ブロックＡ０の画素平均を用いることができるので、同図（ｃ）に示す場合よりも全体のビット数を減らすことができることになる。そして、この減らしたビット数は、特徴的な画素に割り振ることができるので、再帰的に再分割する場合には、結果的に画質を向上することができることになる。
　上述してきたように、本実施の形態３では、ブロックを再帰的に再分割するよう構成したので、特徴的でない画素に割り振るビット数を減らしてこれを特徴的な画素に割り振り、もって画質の向上を図ることができる。なお、ここでは説明の便宜上再分割を２度おこなう場合を示したが、３回以上再分割する場合に本発明を適用することもできる。
　なお、上記実施の形態１〜３では、本発明を白黒濃淡画像に適用した場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、多値のカラー画像に適用することもできる。
　具体的には、ＣＭＹＫ表色系のカラー画像の場合には、送信装置１０は、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ成分それぞれについて本発明を適用して各成分の固定長データを取得し、取得した固定長データをそれぞれ受信装置１１に送信する。一方、受信装置１１は、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ成分それぞれについて本発明を適用して各成分の画像データを復元し、復元した画像データを合成して出力することになる。
この発明の実施の形態１に係るファクシミリシステムの構成を示す機能ブロック図である。 図１に示したブロック分割処理部およびブロック再分割処理部によるブロック分割の概念を説明するための説明図である。 図１に示した画像変換処理部でおこなう周波数変換処理の概念を説明するための説明図である。 図１に示した画像変換処理部でおこなう周波数変換処理の概念を説明するための説明図である。 図１に示した変換テーブルの一例を示す図である。 小ブロックのエッジの有無に基づいて定まるモード０〜１５を説明するための説明図である。 図１に示した復号処理部の細部構成を示す機能ブロック図である。 図１に示した送信装置の処理手順を示すフローチャートである。 図１に示した受信装置の処理手順を示すフローチャートである。 符号状態のまま時計回りに９０度回転する場合を説明するための説明図である。 符号状態のままミラーリングする場合を説明するための説明図である。 本実施の形態２で用いる画像変換処理部の構成を示す機能ブロック図である。 再分割を再帰的に繰り返す場合を説明するための説明図である。
符号の説明
　１０　　送信装置
　１１　　受信装置
　１０１　画像読取り部
　１０２　ブロック分割処理部
　１０３　ブロック再分割処理部
　１０４　画像変換処理部
　１０５　変換テーブル
　１０６　符号化処理部
　１０７　データ送信部
　１１１　データ受信部
　１１２　変換テーブル
　１１３　復号処理部
　１１４　ブロック合成処理部
　１１５　画像処理部
　１１６　画像出力部

Claims (28)

  1. 　多値画像を符号化単位のブロックに分割し、該分割したブロック内の画像データを固定長データに符号化する画像処理装置において、
    　前記ブロックを複数の小ブロックに再分割する再分割手段と、
    　前記再分割手段により再分割された小ブロック内の画像データから特徴量を抽出する抽出手段と、
    　前記抽出手段により抽出された各小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、各小ブロックへの割り当てビット数を決定し、前記ブロック内の画像データを固定長データに符号化する符号化手段と、
    　を備えたことを特徴とする画像処理装置。
  2. 　前記符号化手段により符号化されたデータをブロックごとに復号する復号手段と、前記復号手段により復号されたブロックごとのデータを合成して画像データを生成する生成手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
  3. 　前記再分割手段は、前記ブロックと相似形状となる複数の小ブロックに該ブロックを再分割することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
  4. 　前記抽出手段は、前記小ブロック内の画像データに周波数変換をおこなって、該画像データの高周波成分および低周波成分を抽出することを特徴とする請求項１、２または３に記載の画像処理装置。
  5. 　前記抽出手段は、前記小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用して画素平均を抽出するとともに、前記小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してエッジ情報を抽出することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
  6. 　前記復号手段は、前記変換テーブルに基づいて各ブロックごとのデータをそれぞれ復号することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
  7. 　前記復号手段により復号されたデータにノイズ情報を付加するノイズ付加手段をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
  8. 　多値画像を符号化単位のブロックに分割し、該分割したブロック内の画像データを固定長データに符号化する画像処理装置において、
    　前記ブロックを階層構造を有する小ブロックに再帰的に多重分割する多重分割手段と、
    　前記多重分割手段により多重分割された小ブロック内の画像データからエッジ情報を抽出する抽出手段と、
    　前記抽出手段により抽出された各小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、各小ブロックへの割り当てビット数を決定し、前記ブロック内の画像データを固定長データに符号化する符号化手段と、
    　を備えたことを特徴とする画像処理装置。
  9. 　前記多重分割手段は、前記ブロックと相似形状となる複数の小ブロックに該ブロックを再帰的に多重分割することを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
  10. 　前記抽出手段は、前記小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用して画素平均を抽出するとともに、前記小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してエッジ情報を抽出することを特徴とする請求項８または９に記載の画像処理装置。
  11. 　ＣＭＹＫ表色系のカラー画像を符号化単位のブロックに分割し、該分割したブロック内の画像データを固定長データに符号化する画像処理装置において、
    　前記ブロックをＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各成分ごとに複数の小ブロックに再分割する再分割手段と、
    　前記再分割手段により再分割された小ブロック内の画像データから特徴量を抽出する抽出手段と、
    　前記抽出手段により抽出された各小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、各小ブロックへの割り当てビット数を決定し、前記ブロック内のＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋデータをそれぞれ固定長データに符号化する符号化手段と、
    　を備えたことを特徴とする画像処理装置。
  12. 　前記符号化手段により符号化されたデータをブロックごとに復号する復号手段と、前記復号手段により復号されたブロックごとのデータを合成して画像データを生成する生成手段と、前記生成手段により生成されたＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各画像データを合成してカラー画像を形成するカラー形成手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１１に記載の画像処理装置。
  13. 　前記抽出手段は、前記小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用してＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分それぞれの画素平均を抽出するとともに、前記小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分それぞれのエッジ情報を抽出することを特徴とする請求項１１または１２に記載の画像処理装置。
  14. 　多値画像を符号化単位のブロックに分割し、該分割したブロック内の画像データを固定長データに符号化する画像処理方法において、
    　前記ブロックを複数の小ブロックに再分割する再分割工程と、
    　前記再分割工程により再分割された小ブロック内の画像データから特徴量を抽出する抽出工程と、
    　前記抽出工程により抽出された各小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、各小ブロックへの割り当てビット数を決定し、前記ブロック内の画像データを固定長データに符号化する符号化工程と、
    　を含んだことを特徴とする画像処理方法。
  15. 　前記符号化工程により符号化されたデータをブロックごとに復号する復号工程と、前記復号工程により復号されたブロックごとのデータを合成して画像データを生成する生成工程とをさらに含んだことを特徴とする請求項１４に記載の画像処理方法。
  16. 　前記再分割工程は、前記ブロックと相似形状となる複数の小ブロックに該ブロックを再分割することを特徴とする請求項１４または１５に記載の画像処理方法。
  17. 　前記抽出工程は、前記小ブロック内の画像データに周波数変換をおこなって、該画像データの高周波成分および低周波成分を抽出することを特徴とする請求項１４、１５または１６に記載の画像処理方法。
  18. 　前記抽出工程は、前記小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用して画素平均を抽出するとともに、前記小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してエッジ情報を抽出することを特徴とする請求項１６に記載の画像処理方法。
  19. 　前記復号工程は、前記変換テーブルに基づいて各ブロックごとのデータをそれぞれ復号することを特徴とする請求項１５に記載の画像処理方法。
  20. 　前記復号工程により復号されたデータにノイズ情報を付加するノイズ付加工程をさらに含んだことを特徴とする請求項１９に記載の画像処理方法。
  21. 　多値画像を符号化単位のブロックに分割し、該分割したブロック内の画像データを固定長データに符号化する画像処理方法において、
    　前記ブロックを階層構造を有する小ブロックに再帰的に多重分割する多重分割工程と、
    　前記多重分割工程により再帰的に多重分割された小ブロック内の画像データからエッジ情報を抽出する抽出工程と、
    　前記抽出工程により抽出された各小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、各小ブロックへの割り当てビット数を決定し、前記ブロック内の画像データを固定長データに符号化する符号化工程と、
    　を含んだことを特徴とする画像処理方法。
  22. 　前記多重分割工程は、前記ブロックと相似形状となる複数の小ブロックに該ブロックを階層的に多重分割することを特徴とする請求項２１に記載の画像処理方法。
  23. 　前記抽出工程は、前記小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用して画素平均を抽出するとともに、前記小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してエッジ情報を抽出することを特徴とする請求項２１または２２に記載の画像処理方法。
  24. 　ＣＭＹＫ表色系のカラー画像を符号化単位のブロックに分割し、該分割したブロック内の画像データを固定長データに符号化する画像処理方法において、
    　前記ブロックをＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各成分ごとに複数の小ブロックに再分割する再分割工程と、
    　前記再分割工程により再分割された小ブロック内の画像データから特徴量を抽出する抽出工程と、
    　前記抽出工程により抽出された各小ブロック内の画像データの特徴量に基づいて、各小ブロックへの割り当てビット数を決定し、前記ブロック内のＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋデータをそれぞれ固定長データに符号化する符号化工程と、
    　を含んだことを特徴とする画像処理方法。
  25. 　前記符号化工程により符号化されたデータをブロックごとに復号する復号工程と、前記復号工程により復号されたブロックごとのデータを合成して画像データを生成する生成工程と、前記生成工程により生成されたＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各画像データを合成してカラー画像を形成するカラー形成工程と、をさらに含んだことを特徴とする請求項２４に記載の画像処理方法。
  26. 　前記抽出工程は、前記小ブロック内の画像データの各画素の平均を求める低域通過フィルタを適用してＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分それぞれの画素平均を抽出するとともに、前記小ブロック内の画像データの各画素の最大画素値と最小画素値の差分を求める高域通過フィルタを適用してＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分それぞれのエッジ情報を抽出することを特徴とする請求項２４または２５に記載の画像処理方法。
  27. 　前記符号化工程は、前記ブロックを形成する各小ブロックのエッジ情報の有無に基づいて変換モードを決定する変換モード決定工程と、各小ブロックへの割り当てビット数と前記変換モードとを対応づけた変換テーブルに基づいて前記ブロック内の画像データを形成するＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ成分をそれぞれ固定長データに符号化する固定長符号化工程と、を含んだことを特徴とする請求項２６に記載の画像処理方法。
  28. 　前記請求項１４〜２７のいずれか一つに記載された方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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