JP2004235935A

JP2004235935A - 画像処理装置、画像形成装置、プログラムおよび記憶媒体

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Publication number: JP2004235935A
Application number: JP2003021623A
Authority: JP
Inventors: Takanori Yano; 隆則矢野; Toru Suino; 水納　　亨; Hiroyuki Sakuyama; 宏幸作山; Yasuyuki Nomizu; 泰之野水; Toshio Miyazawa; 利夫宮澤; Junichi Hara; 潤一原; Nekka Matsuura; 熱河松浦; Taku Kodama; 児玉　　卓; Yasuyuki Shinkai; 康行新海; Takayuki Nishimura; 隆之西村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】１枚の画像中でも、画像種に応じてＲＯＩ領域とそれ以外の領域に区別して画像を圧縮符号化することを可能として、その後の画像利用の便宜を図る。
【解決手段】コントローラは、バンドの画像を像域分離部で像域分離する（ステップＳ１１）。そして、この像域分離により文字領域と判定された領域はＲＯＩ領域として設定する（ステップＳ１２）。この画像を順次画像圧縮部で圧縮符号化して符号列を作成する（ステップＳ１３〜Ｓ１６）。すなわち、ＲＯＩ領域として設定されている領域は（ステップＳ１３のＹ）、ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムにより所定の低い圧縮率で圧縮符号化し（ステップＳ１４）、ＲＯＩ領域以外の領域は（ステップＳ１３のＮ）、ＲＯＩ領域の処理の場合より高い所定の圧縮率で圧縮符号化する（ステップＳ１５）。そして、符号を一本の符号列に合成する（ステップＳ１６）。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データを圧縮符号化する画像処理装置、画像形成装置、プログラムおよび記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
離散ウェーブレット変換を用いた画像の圧縮符号化方式としては、例えば、特許文献１に開示の技術が知られている。
【０００３】
また、画像圧縮伸長アルゴリズムとして、最近では、国際標準としてＪＰＥＧ２０００という新しい方式が規格化されている。このＪＰＥＧ２０００の処理手順については、例えば、非特許文献１に開示されている。また、ＲＯＩ（ＲｅｇｉｏｎｏｆＩｎｔｅｒｅｓｔ）領域の処理技術については、例えば、非特許文献１、特許文献２に開示されている。
【０００４】
さらに、画像の像域分離技術の一例が、特許文献３に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３５８１８３公報
【特許文献２】
特開２０００−３５８１８３公報
【特許文献３】
特開２００２−６４７１７公報
【非特許文献１】
「インターフェイス２００２年１月号（ＣＱ出版発行）」（特に、４９頁、６９頁を参照）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、１枚の画像には、文字、絵柄、写真など、種類が異なる画像が混在している場合がある。そして、同一の１枚の画像であっても、その含まれる画像の種類によって重要度が異なる場合があり、このような画像を圧縮符号化する場合においても、一本の圧縮符号列中で、画像の種類に応じて取り扱いを変えるようにできれば、その後の画像データの利用上も便利である。
【０００７】
この発明の目的は、１枚の画像中でも、画像種に応じてＲＯＩ領域とそれ以外の領域に区別して画像を圧縮符号化することを可能として、その後の画像利用の便宜を図ることができる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、画像データについて画像の像域分離を行なう像域分離手段と、画像をウェーブレット変換した係数を符号化することにより前記画像データを圧縮符号化して符号列を作成する圧縮手段と、この符号列の作成の際に前記像域分離の結果判明した特定の像域にＲＯＩ（ＲｅｇｉｏｎｏｆＩｎｔｅｒｅｓｔ）領域を設定するＲＯＩ領域設定手段と、を備えている画像処理装置である。
【０００９】
したがって、１枚の画像中でも、画像種に応じてＲＯＩ領域とそれ以外の領域に区別して画像を圧縮符号化できるので、その後の画像利用の便宜を図ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、前記圧縮手段は、前記画像の前記ＲＯＩ領域とそれ以外の領域とで異なる圧縮符号化方式により前記圧縮符号化を行う。
【００１１】
したがって、１枚の画像中でも、画像種に応じてＲＯＩ領域とそれ以外の領域とで異なる圧縮符号化方式を設定できるので、その後の画像利用の便宜を図ることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像処理装置において、前記圧縮手段は、前記異なる圧縮符号化方式を画像の圧縮率の高低としている。
【００１３】
したがって、１枚の画像中でも、画像種に応じてＲＯＩ領域とそれ以外の領域とで異なる圧縮率を設定できるので、その後の画像利用の便宜を図ることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像処理装置において、前記圧縮手段は、前記ＲＯＩ領域については前記係数を所定レベル分シフトアップし、それ以外の領域については前記シフトアップを行わないことにより前記圧縮率を変える。
【００１５】
したがって、１枚の画像中でも、ウェーブレット変換係数のレベルを変えることで、画像種に応じて設定されているＲＯＩ領域は、それ以外の領域より高画質とすることにより、その後の画像利用の便宜を図ることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の画像処理装置において、前記圧縮手段は、前記ＲＯＩ領域についてはそれ以外の領域より構成するレイヤにつき多くのビットを配置することにより前記圧縮率を変える。
【００１７】
したがって、１枚の画像中でも、レイヤのビット数を変えることで、画像種に応じて設定されているＲＯＩ領域は、それ以外の領域より高画質とすることにより、その後の画像利用の便宜を図ることができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかの一に記載の画像処理装置において、前記ＲＯＩ領域設定手段でＲＯＩ領域を設定する前記像域の種別を設定する像域設定手段を備えている。
【００１９】
したがって、ＲＯＩ領域を設定する画像種を所望に変更することができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の画像処理装置において、前記像域分離手段は、文字領域を像域分離することができ、前記像域設定手段は、前記文字領域を前記ＲＯＩ領域設定手段でＲＯＩ領域を設定する前記像域としてデフォルトで設定する。
【００２１】
したがって、画像種の中でも劣化しやすい文字についてはデフォルトでＲＯＩ領域を設定することができ、文字優先でその後の処理を行うことができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、画像データを処理する請求項１〜７のいずれかの一に記載の画像処理装置と、前記圧縮手段で圧縮符号化後の符号列を記憶する記憶装置と、この記憶されている符号列を復号する復号化手段と、この復号化後の画像データに基づいて画像形成を行なうプリンタエンジンと、を備えている画像形成装置である。
【００２３】
したがって、１枚の画像でも、ＲＯＩ領域に設定された画像種については、特に高画質で画像形成するなど、画像形成の便宜を図ることができる。
【００２４】
請求項９に記載の発明は、画像データについて画像の像域分離を行なう像域分離処理と、画像をウェーブレット変換した係数を符号化することにより前記画像データを圧縮符号化して符号列を作成する圧縮処理と、この符号列の作成の際に前記像域分離の結果判明した特定の像域にＲＯＩ領域を設定するＲＯＩ領域設定処理と、をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラムである。
【００２５】
したがって、１枚の画像中でも、画像種に応じてＲＯＩ領域とそれ以外の領域に区別して画像を圧縮符号化できるので、その後の画像利用の便宜を図ることができる。
【００２６】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のプログラムにおいて、前記圧縮処理は、前記画像の前記ＲＯＩ領域とそれ以外の領域とで異なる圧縮符号化方式により前記圧縮符号化を行う。
【００２７】
したがって、１枚の画像中でも、画像種に応じてＲＯＩ領域とそれ以外の領域とで異なる圧縮符号化方式を設定できるので、その後の画像利用の便宜を図ることができる。
【００２８】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のプログラムにおいて、前記圧縮処理は、前記異なる圧縮符号化方式を画像の圧縮率の高低としている。
【００２９】
したがって、１枚の画像中でも、画像種に応じてＲＯＩ領域とそれ以外の領域とで異なる圧縮率を設定できるので、その後の画像利用の便宜を図ることができる。
【００３０】
請求項１２に記載の発明は、請求項９〜１１のいずれかの一に記載のプログラムを記憶している記憶媒体である。
【００３１】
したがって、記憶しているプログラムにより、請求項９〜１１のいずれかの一に記載の発明と同様の作用、効果を奏することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
［ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムの概要について］
まず、本実施の形態に関連するＪＰＥＧ２０００アルゴリズムの概要について説明する。
【００３３】
図７は、ＪＰＥＧアルゴリズムの概要を説明するためのブロック図である。ＪＰＥＧアルゴリズムは、色空間変換・逆変換部１００、離散コサイン変換・逆変換部１０１、量子化・逆量子化部１０２、エントロピー符号化・復号化部１０３で構成されている。通常は、高い圧縮率を得るために、非可逆符号化を使用するので、完全なオリジナル画像データの圧縮伸長、いわゆるロスレス圧縮は行なわない場合がほとんどである。しかしながら、この非可逆（ロッシー）圧縮により実用上問題が生じることは少ない。そのため、ＪＰＥＧ方式は、圧縮や伸長の処理あるいは圧縮後の画像データ蓄積に必要なメモリ容量を抑え、また、データの送受信に費やされる時間を短くすることに大きく貢献している。こうした利点のために、ＪＰＥＧは現在最も広く普及している静止画像の圧縮伸長アルゴリズムとなった。
【００３４】
図８は、ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムの概要を説明するためのブロック図である。ＪＰＥＧ２０００のアルゴリズムは、色空間変換・逆変換部１１０、２次元ウェーブレット変換・逆変換部１１１、量子化・逆量子化部１１２、エントロピー符号化・復号化部１１３、タグ処理部１１４で構成されている。
【００３５】
上記のごとく、現在、最も広く普及している静止画像の圧縮伸長方式はＪＰＥＧである。しかしながら、静止画像に対する高精細化の要求はとどまることがなく、ＪＰＥＧ方式にも技術的な限界が見え始めている。例えば、今まではあまり目立たなかったブロックノイズやモスキートノイズが、原画像の高精細化に伴い顕著となり、ＪＰＥＧファイルの画質劣化が無視できないレベルとなってきている。その結果を受けて、低ビットレート、すなわち高圧縮率領域における画質向上が、技術開発の最重要課題として認識されるようになった。ＪＰＥＧ２０００はこうした問題を解決することが出来るアルゴリズムとして生まれた。そして、近い将来、現在主流のＪＰＥＧ形式と併用されることが予想される。
【００３６】
前述した図７と図８とを比較して、最も大きく異なる点の一つは変換方法である。ＪＰＥＧは離散コサイン変換（ＤＣＴ：ＤｉｓｃｒｅｔｅＣｏｓｉｎｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ）を、ＪＰＥＧ２０００は離散ウェーブレット変換（ＤＷＴ：ＤｉｓｃｒｅｔｅＷａｖｅｌｅｔＴｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いている。ＤＷＴはＤＣＴに比べて、高圧縮領域における画質が良いという長所が、採用の大きな理由となっている。また、もう一つの大きな相違点は、後者では、最終段に符号形成をおこなうために、タグ処理部１１４と呼ばれる機能ブロックが追加されている。ここで、コードストリームの生成や解釈が行われる。そして、コードストリームによって、ＪＰＥＧ２０００は様々な便利な機能を実現できるようになった。例えば、図９は、デコンポジションレベルが３の場合の、各デコンポジションレベルにおけるサブバンドの一例を示す図で、図９に示したブロックベースでのＤＷＴにおけるオクターブ分割の階層に対応した任意の階層で、静止画像の圧縮伸長処理を停止させることができる。
【００３７】
なお、図７と図８の原画像の入出力部分には、色空間変換・逆変換部１００，１１０が用意されることが多い。例えば、原色系のＲ（赤）／Ｇ（緑）／Ｂ（青）の各コンポーネントからなるＲＧＢ表色系や、補色系のＹ（黄）／Ｍ（マゼンタ）／Ｃ（シアン）の各コンポーネントからなるＹＭＣ表色系から、ＹＣｒＣｂあるいはＹＵＶ表色系への変換又は逆の変換を行なう部分がこれに相当する。
【００３８】
以下、ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムについて、説明する。
【００３９】
ここで、ＪＰＥＧ２０００に関する用語の定義は、ＪＰＥＧ２０００ＰａｒｔＩＦＤＩＳ（ＦｉｎａｌＤｒａｆｔＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｔａｎｄａｒｄ）に準拠するものとする。以下、代表的な用語の定義について示す。
【００４０】
１．ｃｏｄｅ−ｂｌｏｃｋ：Ａｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｇｒｏｕｐｉｎｇｏｆｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｆｒｏｍｔｈｅｓａｍｅｓｕｂｂａｎｄｏｆａｔｉｌｅ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ．
２．ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｌｅｖｅｌ：Ａｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｏｆｗａｖｅｌｅｔｓｕｂｂａｎｄｓｗｈｅｒｅｅａｃｈｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｈａｓｔｈｅｓａｍｅｓｐａｔｉａｌｉｍｐａｃｔｏｒｓｐａｎｗｉｔｈｒｅｓｐｅｃｔｔｏｔｈｅｓｏｕｒｃｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｍｐｌｅｓ．ＴｈｅｓｅｉｎｃｌｕｄｅｔｈｅＨＬ，ＬＨ，ａｎｄＨＨｓｕｂｂａｎｄｓｏｆｔｈｅｓａｍｅｔｗｏｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｕｂｂａｎｄｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ．ＦｏｒｔｈｅｌａｓｔｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｌｅｖｅｌｔｈｅＬＬｓｕｂｂａｎｄｉｓａｌｓｏｉｎｃｌｕｄｅｄ．
３．ｐｒｅｃｉｎｃｔ：Ａｏｎｅｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｒｅｇｉｏｎｏｆａｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｔｉｌｅ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ，ｗｉｔｈｉｎｅａｃｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｌｅｖｅｌ，ｕｓｅｄｆｏｒｌｉｍｉｔｉｎｇｔｈｅｓｉｚｅｏｆｐａｃｋｅｔｓ．
４．ｌａｙｅｒ：Ａｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄｉｍａｇｅｄａｔａｆｒｏｍｃｏｄｉｎｇｐａｓｓｅｓｏｆｏｎｅ，ｏｒｍｏｒｅ，ｃｏｄｅ−ｂｌｏｃｋｓｏｆａｔｉｌｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔ．Ｌａｙｅｒｓｈａｖｅａｎｏｒｄｅｒｆｏｒｅｎｃｏｄｉｎｇａｎｄｄｅｃｏｄｉｎｇｔｈａｔｍｕｓｔｂｅｐｒｅｓｅｒｖｅｄ．
５．ｒｅｇｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｅｓｔ（ＲＯＩ）：Ａｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｏｆｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｔｈａｔａｒｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｏｆｐａｒｔｉｃｕｌａｒｒｅｌｅｖａｎｃｅｂｙｓｏｍｅｕｓｅｒｄｅｆｉｎｅｄｍｅａｓｕｒｅ．
以上が、代表的な用語の定義である。
【００４１】
図１０は、タイル分割されたカラー画像の各コンポーネントの例を示す図である。カラー画像は、一般に、図１０に示すように、原画像の各コンポーネント１３０，１３１，１３２（この例ではＲＧＢ原色系）が、矩形をした領域（タイル）１３０_ｔ，１３１_ｔ，１３２_ｔによって分割される。そして、個々のタイル、例えば、Ｒ００，Ｒ０１，…，Ｒ１５／Ｇ００，Ｇ０１，…，Ｇ１５／Ｂ００，Ｂ０１，…，Ｂ１５が、圧縮伸長プロセスを実行する際の基本単位となる。従って、圧縮伸長動作は、コンポーネント毎、そしてタイル毎に、独立に行われる。
【００４２】
符号化時には、各コンポーネントの各タイルのデータが、図８に示した色空間変換部１１０に入力され、色空間変換を施されたのち、２次元ウェーブレット変換部１１１で２次元ウェーブレット変換（順変換）が適用されて周波数帯に空間分割される。
【００４３】
前述した図９には、デコンポジションレベルが３の場合の、各デコンポジションレベルにおけるサブバンドを示している。すなわち、原画像のタイル分割によって得られたタイル原画像（０ＬＬ）（デコンポジションレベル０（符号１２０））に対して、２次元ウェーブレット変換を施し、デコンポジションレベル１（符号１２１）に示すサブバンド（１ＬＬ，１ＨＬ，１ＬＨ，１ＨＨ）を分離する。そして引き続き、この階層における低周波成分１ＬＬに対して、２次元ウェーブレット変換を施し、デコンポジションレベル２（符号１２２）に示すサブバンド（２ＬＬ，２ＨＬ，２ＬＨ，２ＨＨ）を分離する。順次同様に、低周波成分２ＬＬに対しても、２次元ウェーブレット変換を施し、デコンポジションレベル３（符号１２３）に示すサブバンド（３ＬＬ，３ＨＬ，３ＬＨ，３ＨＨ）を分離する。
【００４４】
更に図９では、各デコンポジションレベルにおいて符号化の対象となるサブバンドを、グレーで表してある。例えば、デコンポジションレベルを３とした時、グレーで示したサブバンド（３ＨＬ，３ＬＨ，３ＨＨ，２ＨＬ，２ＬＨ，２ＨＨ，１ＨＬ，１ＬＨ，１ＨＨ）が符号化対象となり、３ＬＬサブバンドは符号化されない。
【００４５】
次いで、指定した符号化の順番で符号化の対象となるビットが定められ、図８に示した量子化部１１２で対象ビット周辺のビットからコンテキストが生成される。量子化の処理が終わったウェーブレット係数は、個々のサブバンド毎に、プレシンクトと呼ばれる重複のない矩形に分割される。これは、インプリメンテーションでメモリを効率的に使うために導入されたものである。
【００４６】
図１１は、プレシンクトとコードブロックの関係の一例を説明する図で、原画像１４０は、デコンポジションレベル１において、タイル１４０_ｔ０，１４０_ｔ１，１４０_ｔ２，１４０_ｔ３の４つのタイルに分割されている。図１１に示したように、例えばプレシンクト１４０_ｐ４は、空間的に一致した３つの矩形領域からなり、プレシンクト１４０_ｐ６も同様である。ここでプレシンクトの番号はラスター順に０〜８まで割り当てられる。更に、個々のプレシンクトは、重複しない矩形のコードブロックと呼ばれるブロックに分けられる。本例では、０〜１１までの１２個のコードブロックに分けられており、例えばコードブロック１４０_ｂ１は、コードブロック番号１を示す。このコードブロックは、エントロピーコーディングを行なう際の基本単位となる。
【００４７】
ウェーブレット変換後の係数値は、そのまま量子化し符号化することも可能であるが、ＪＰＥＧ２０００では符号化効率を上げるために、係数値を「ビットプレーン」単位に分解し、画素あるいはコード・ブロック毎に「ビットプレーン」に順位付けを行なうことができる。図１２には、その手順を簡単に説明するものである。この例は、原画像（３２×３２画素）を１６×１６画素のタイル４つで分割した場合で、デコンポジション・レベル１のプレシンクトとコード・ブロックの大きさは、各々８×８画素と４×４画素としている。プレシンクトとコード・ブロックの番号は、ラスター順に付けられる。タイル境界外に対する画素拡張にはミラーリング法を使い、可逆（５，３）フィルタでウェーブレット変換を行い、デコンポジションレベル１のウェーブレット係数値を求めている。また、タイル０／プレシンクト３／コード・ブロック３について、代表的な「レイヤ」についての概念図をも併せて示している。レイヤの構造は、ウェーブレット係数値を横方向（ビットプレーン方向）から見ると理解しやすい。１つのレイヤは任意の数のビットプレーンから構成される。この例では、レイヤ０，１，２，３は、各々、１，３，１の３つのビットプレーンから成っている。そして、ＬＳＢに近いビットプレーンを含むレイヤ程、先に量子化の対象となり、逆に、ＭＳＢに近いレイヤは最後まで量子化されずに残ることになる。ＬＳＢに近いレイヤから破棄する方法はトランケーションと呼ばれ、量子化率を細かく制御することが可能である。
【００４８】
前述の図８に示したエントロピー符号化部１１３では、コンテキストと対象ビットから確率推定によって、各コンポーネントのタイルに対する符号化を行なう。こうして、原画像の全てのコンポーネントについて、タイル単位で符号化処理が行われる。最後にタグ処理部１１４は、エントロピコーダ部からの全符号化データを１本のコードストリームに結合するとともに、それにタグを付加する処理を行なう。図１３は、コードストリームの構造の一例を簡単に示した図で、コードストリームの先頭と各タイルを構成する部分タイルの先頭にはヘッダ（それぞれ、メインヘッダ１５０及びタイルパートヘッダ１５１）と呼ばれるタグ情報が付加され、その後に、各タイルの符号化データ（ビットストリーム１５２）が続く。そして、コードストリームの終端には、再びタグ（Ｅｎｄｏｆｃｏｄｅｓｔｒｅａｍ）１５３が置かれる。
【００４９】
一方、復号化時には、符号化時とは逆に、各コンポーネントの各タイルのコードストリームから画像データを生成する。前述の図８を用いて簡単に説明する。この場合、タグ処理部１１４は、外部より入力したコードストリームに付加されたタグ情報を解釈し、コードストリームを各コンポーネントの各タイルのコードストリームに分解し、その各コンポーネントの各タイルのコードストリーム毎に復号化処理が行われる。コードストリーム内のタグ情報に基づく順番で復号化の対象となるビットの位置が定められるとともに、逆量子化部１１２で、その対象ビット位置の周辺ビット（既に復号化を終えている）の並びからコンテキストが生成される。エントロピー復号化部１１３で、このコンテキストとコードストリームから確率推定によって復号化を行い対象ビットを生成し、それを対象ビットの位置に書き込む。
【００５０】
このようにして復号化されたデータは周波数帯域毎に空間分割されているため、これを２次元ウェーブレット逆変換部１１１で２次元ウェーブレット逆変換を行なうことにより、画像データの各コンポーネントの各タイルが復元される。復元されたデータは色空間逆変換部１１０によって元の表色系のデータに変換される。
【００５１】
また、従来のＪＰＥＧ圧縮伸長形式の場合は、上記のＪＰＥＧ２０００で述べたタイルを、２次元離散コサイン変換を行なう、一辺が８ピクセルの正方形ブロック、として読み替えれば良い。
【００５２】
ここまでは、一般的な静止画像についての説明であったが、この技術を動画像に拡張することも可能である。すなわち、動画像の各フレームを１枚の静止画像で構成し、これらの静止画像を、アプリケーションに最適なフレーム速度で動画像データを作成（符号化）し、あるいは表示（復号化）させることができる。これが、静止画像のＭｏｔｉｏｎ圧縮伸長処理と言われている機能である。この方式は、動画像で現在広く使われているＭＰＥＧ形式のビデオ・ファイルには無い機能、すなわち、フレーム単位で高品質な静止画像を扱えるという利点を持っていることから、放送局等の業務分野で注目を集め始めている。やがては、一般消費者向けに普及する可能性も大きい。
【００５３】
［発明の実施の形態１］
本発明の一実施の形態を発明の実施の形態１として説明する。
【００５４】
図１は、本実施の形態であるデジタル複写機１の概略構成を示すブロック図である。このデジタル複写機１は、本発明の画像形成装置を実施するもので、周知の電子写真プロセスにより用紙上などに画像形成を行なうプリンタエンジン２と、原稿の画像を読み取るスキャナ３とを備えている。このデジタル複写機１は、マイクロコンピュータを有するコントローラ５を備えている。このコントローラ５５は、具体的には、デジタル複写機１の全体を制御するメインコントローラと、メインコントローラ５各部をそれぞれ制御する複数のサブコントローラとからなるが、ここでは、単一のコントローラ５として図示する。このコントローラ５のＣＰＵは、記憶媒体であるＲＯＭに記憶されている制御プログラムに基づいて後述する処理を実行する。
【００５５】
プリンタエンジン２は、それぞれ感光体、現像装置、クリーニング装置、帯電装置を有していて、Ｋ，Ｍ，Ｃ，Ｙ（ブラック、マゼンタ、シアン、イエロー）各色の乾式トナー像を形成するためのプロセスカートリッジ１１Ｋ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙと、転写ベルト１２と、定着装置１３と、プロセスカートリッジ１１Ｋ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙの各感光体にＫ，Ｍ，Ｃ，Ｙ各色の画像の静電潜像を光書込みする光書込装置１４Ｋ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙとを備えている。また、デジタル複写機１は、カラー画像を記録されるための転写材（記録用紙やＯＨＰなど）を収納する給紙トレイ１５ａ〜１５ｃを備えている。各プロセスカートリッジ１１Ｋ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙは、Ｋ，Ｍ，Ｃ，Ｙ各色のトナー像を転写ベルト１２に重ね合わせて形成し、この重ね合わされたトナー像は、給紙トレイ１５ａ〜１５ｃから供給される転写材に転写されて、定着装置１３により定着される。
【００５６】
また、デジタル複写機１は、図示せぬコントローラ、バンドバッファ２２、符号化部２３、復号化部２４、ページメモリ２５からなる、画像処理装置２６を備えている。
【００５７】
図１において、バンドバッファ２２は、１ページ分の画像データを構成する複数のバンドのうち、一つのバンドに含まれる画素のデータを格納するためのバッファである。ここでバンドとは、所定数の画素ラインから構成される画像データの一領域である。
【００５８】
デジタル複写機１は、ＬＡＮなどの所定のネットワーク４から図示しない通信インターフェイスを介して画像データを受け取ることができる。ＲＩＰ部２１は、ネットワーク４を介して入力された画像データがＰＤＬ（ページ記述言語）形式のデータであるとき、これをバンド単位に描画処理してビットマップ形式に変換して、画像処理装置２６に出力する。
【００５９】
符号化部２３はバンドバッファ２２に格納された画像データを符号化するための符号化装置である。復号手段となる復号化部２４は、圧縮符号を復号するための復号化装置である。本例では、符号化部２３で使用する符号化として静止画圧縮の国際標準であるＪＰＥＧ２０００を使用している。したがって、その符号化後の符号列は、静止画像を１又は複数の領域（タイル）に分割し、この各領域を独立して階層的に圧縮符号化するものである。かかる符号化、復号化の詳細については前述のとおりである。
【００６０】
ページメモリ２５は所定ページ分の画像データを圧縮符号として格納（記憶）するためのメモリである。本例のページメモリ２５は、Ａ４サイズの画像データ１ページ分の圧縮符号列を格納可能とする。ハードディスク２７はページメモリ２５に格納された圧縮符号列を取得して格納し、必要に応じてその圧縮符号列をページメモリ２５に再格納するために設けられたメモリである。
【００６１】
ＲＧＢ→ＣＭＹＫ変換部２８は、バンドバッファ２２からバンド単位でＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）色の信号で表現された画像データを受け取り、これをＣＭＹＫ信号に変換する。Ｋ，Ｍ，Ｃ，Ｙ色階調処理部２９Ｋ，２９Ｍ，２９Ｃ，２９Ｙは、それぞれＫ，Ｍ，Ｃ，Ｙ色の多値データを少値化して書込データに変換する機能を果たす。本例では、バンドバッファ２２では１画素８ビットの６００ｄｐｉ画像データを格納し、これをＫ，Ｍ，Ｃ，Ｙ色階調処理部２９Ｋ，
２９Ｍ，２９Ｃ，２９Ｙで１画素１ビットの１２００ｄｐｉ画像データへと変換する。
【００６２】
Ｋ，Ｍ，Ｃ色の書込みデータは、画像形成開始タイミングを調節するためにラインメモリ１６Ｋ，１６Ｍ，１６Ｃに格納され、各色の画像が転写材上で重なり合うようにタイミングを合わせてＫ，Ｍ，Ｃ，Ｙ，の色書込装置１４Ｋ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙに送られる。
【００６３】
図２は、符号化部２３の一構成例の機能ブロック図である。符号化部２３は、画像読込部３１、像域分離部３２と、注目領域設定部３３と、画像圧縮部３４と、符号列出力部３９とを備えている。画像読込部３１は、バンドバッファ２２からバンドの画像データを読み込む。像域分離部３２は、周知の技術により、この読み込んだ画像の像域分離を行う。像域分離についてはさまざまな技術が周知であるので詳細な説明は省略するが、ここでは、文字の画像で構成される文字領域と、絵柄の画像で構成される絵柄領域とに像域分離する。
【００６４】
注目領域設定部３３は、像域分離部３２により像域分離された、文字領域、絵柄領域のうち、ユーザが選択（図示しない操作パネルの操作により選択する）した方を注目領域として設定する。また、ユーザがかかる選択を行わないときは、文字領域を注目領域としてデフォルトで選択する。
【００６５】
画像圧縮部３４は、画像読込部３１が読み込んだバンドの画像データをＪＰＥＧ２０００アルゴリズムにより圧縮符号化して符号列を作成する。すなわち、バンドの画像データを必要に応じて複数のタイルに分割した上で、タイル分割した場合にはタイルごとに独立して、画像データをウェーブレット変換部３５で離散ウェーブレット変換する。そして、変換後のウェーブレット係数を量子化部３６で量子化し、符号化部３７で圧縮符号化し、符号列作成部３８で一本の符号列に作成する。これらの処理の詳細については前述したとおりである。符号列出力部３９は、作成した符号列をページメモリ２５に出力する。
【００６６】
画像圧縮部３４では、この符号列の作成に際して、注目領域設定部３３により注目領域として設定された像域（この例では、文字領域または絵柄領域）をＲＯＩ領域として設定する（画像のどの領域がＲＯＩ領域であるかの情報は、作成される符号列のヘッダ情報に記録される）。そして、画像を圧縮符号化するのに際して、ＲＯＩ領域については、それ以外の領域より低い所定の圧縮率で画像圧縮する。
【００６７】
具体的には、例えば、量子化部３６において、ＲＯＩ領域については、ウェーブレット変換係数を所定レベル分だけシフトアップし、それ以外の領域については、このようなシフトアップを行わないようにする。すなわち、ＪＰＥＧ２０００に準ずる符号化を行なう際には、上位ビットプレーンを優先して符号化し、下位ビットは状況に応じて省かれる。従って、このようにシフトアップを行なうことにより、シフトアップした部分（ここではＲＯＩ領域）については、相対的に下位ビットまで符号化されるため、それ以外の領域に比較して高画質化が実現されることになる。
【００６８】
また、符号化部２３の構成を、図２に代えて図３のように構成してもよい。図３の例においては、量子化部３６の後段で符号化部３７の前段にビットプレーン分割部４０が設けられている。そして、この例においても、画像圧縮部３４では、この符号列の作成に際して、注目領域設定部３３により注目領域として設定された像域をＲＯＩ領域として設定し、画像を圧縮符号化するのに際して、ＲＯＩ領域については、それ以外の領域より低い所定の圧縮率で画像圧縮する。
【００６９】
ビットプレーン分割部４０は、ウェーブレット変換係数値をビットプレーン単位に分解する。また、ビットプレーン分割部４０は、ＲＯＩ領域については、それ以外の領域より、その構成するレイヤについて所定程度多くのビットを配置するようにして、ＲＯＩ領域についてはそれ以外の領域より高画質となるようにする。
【００７０】
図２、図３の符号化部２３の構成例において、像域分離部３２は画像圧縮部３４の外部に設けているが、これは、像域分離部３２における像域分離の結果を画像圧縮部３４に送るパスを設けて実現している。しかし、像域分離部３２は画像圧縮部３４の内部に設けるようにしてもよい。例えば、ウェーブレット変換部３５と量子化部３６との間に像域分離部３２を設けることができる。この場合、図９を参照して前記したサブバンド分解後のデータを使用して画像のエッジ成分を抽出して像域分離処理を行うことなどが考えられる。
【００７１】
なお、図２、図３の符号化部２３は、その機能をすべてコントローラ５のＲＯＭに記憶されている制御プログラムに基づく処理により実現することも可能であるが、処理の高速化のために、その機能の少なくとも一部をＡＳＩＣにより実現するようにすることもできる。
【００７２】
次に、デジタル複写機１の動作について図４、図５のフローチャートを参照して説明する。
【００７３】
図４は、注目領域の設定に関する処理のフローチャートである。まず、コントローラ５は、図示しない操作パネルの操作によりモード設定が選択されたときは（ステップＳ１のＹ）、操作パネルのディスプレイに注目領域の設定を行うか否かのメッセージを表示して、注目領域の設定の有無をユーザに問い合わせる（ステップＳ２）。そして、ユーザが操作パネルを操作して注目領域の設定を行わないことを選択したときは（ステップＳ３のＮ）、デフォルトで文字領域を注目領域として設定する（ステップＳ４）。注目領域の設定を行なうことを選択したときに（ステップＳ３のＹ）、文字領域を注目領域として選択したときは（ステップＳ５のＹ）、文字領域を注目領域として設定し（ステップＳ６）、絵柄領域を注目領域として選択したときは（ステップＳ７のＹ）、文字領域を注目領域として設定する（ステップＳ８）。
【００７４】
図５は、画像データの圧縮処理のフローチャートである。スキャナ３やネットワーク４から送信された画像データはバンドごとにバンドバッファ２２でバッファリングされて、符号化部２３で処理される。すなわち、コントローラ５は、バンドの画像を像域分離部３２で像域分離して、像域分離手段、像域分離処理を実現する（ステップＳ１１）。そして、この像域分離により注目領域と判定された領域はＲＯＩ領域として設定して、ＲＯＩ領域設定手段、ＲＯＩ領域設定処理を実現する（ステップＳ１２）。そして、この画像を順次画像圧縮部３４で圧縮符号化して符号列を作成し、圧縮手段、圧縮処理を実現する（ステップＳ１３〜Ｓ１６）。すなわち、ＲＯＩ領域として設定されている領域は（ステップＳ１３のＹ）、ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムにより所定の低い圧縮率で圧縮符号化し（ステップＳ１４）、ＲＯＩ領域以外の領域は（ステップＳ１３のＮ）、ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムによりＲＯＩ領域の処理の場合より高い所定の圧縮率で圧縮符号化する（ステップＳ１５）。そして、符号を一本の符号列に合成する（ステップＳ１６）。
【００７５】
なお、ステップＳ１４，Ｓ１５において、圧縮率の違いは、符号化部２３が図２の例の場合であれば、前述のように、ＲＯＩ領域については、ウェーブレット変換係数を所定レベル分だけシフトアップし、それ以外の領域については、このようなシフトアップを行わないようにすることで行う。また、図３の例であれば、前述のように、ＲＯＩ領域については、それ以外の領域よりその構成するレイヤについて所定程度多くのビットを配置するようにして行う。
【００７６】
このような圧縮符号化後の符号列は、記憶装置となるページメモリ２５、ハードディスク２７に記憶され、画像形成を行うときには、復号化部２４で復号して復号化手段を実現し、復号後の画像データがＲＧＢ→ＣＭＹＫ変換部２８に出力され、プリンタエンジン２での画像形成に供される。したがって、１枚の画像中でも、ＲＯＩ領域に指定された画像種の部分については、それ以外の部分より高画質で印刷出力されることが期待できる。
【００７７】
［発明の実施の形態２］
本発明の別の実施の形態について発明の実施の形態２として説明する。
【００７８】
図６は、本実施の形態である画像処理装置６１の電気的な接続を示すブロック図である。図６に示すように、画像処理装置６１は、ＰＣなどの情報処理装置であり、各種演算を行ない画像処理装置６１の各部を集中的に制御するＣＰＵ６２と、各種のＲＯＭやＲＡＭからなるメモリ６３とが、バス６４で接続されている。
【００７９】
バス６４には、所定のインターフェイスを介して、ハードディスクなどの磁気記憶装置６５と、マウスやキーボードなどで構成される入力装置６６と、ＬＣＤやＣＲＴなどの表示装置６７と、光ディスクなどの記憶媒体６８を読取る記憶媒体読取装置６９とが接続され、また、インターネットなどのネットワーク７０と通信を行なう所定の通信インターフェイス７１が接続されている。なお、記憶媒体８としては、ＣＤやＤＶＤなどの光ディスク、光磁気ディスク、フレキシブルディスクなどの各種方式のメディアを用いることができる。また、記憶媒体読取装置６９は、具体的には記憶媒体６８の種類に応じて光ディスクドライブ、光磁気ディスクドライブ、フレキシブルディスクドライブなどが用いられる。
【００８０】
磁気記憶装置６５には、この発明のプログラムを実現する画像処理プログラムが記憶されている。この画像処理プログラムは、記憶媒体６８から記憶媒体読取装置６９により読取るか、あるいは、インターネットなどのネットワーク７０からダウンロードするなどして、磁気記憶装置６５にインストールしたものである。このインストールにより画像処理装置６１は動作可能な状態となる。なお、この画像処理プログラムは、所定のＯＳ上で動作するものであってもよい。また、特定のアプリケーションソフトの一部をなすものであってもよい。
【００８１】
このような構成の画像処理装置６１は、画像処理プログラムにより、前述の画像処理装置２６と同様の処理を行なう。よって、符号化部２３、復号化部２４による前述の処理は画像処理プログラムに基づく処理により実現される。具体的な処理内容については、図５を参照して前記したとおりであるため、ここでは省略する。
【００８２】
これにより、１枚の画像中でも、画像種に応じてＲＯＩ領域とそれ以外の領域に区別して画像を圧縮符号化できるので、その後の画像利用の便宜を図ることができる。
【００８３】
【発明の効果】
請求項１，９に記載の発明は、１枚の画像中でも、画像種に応じてＲＯＩ領域とそれ以外の領域に区別して画像を圧縮符号化できるので、その後の画像利用の便宜を図ることができる。
【００８４】
請求項２，１０に記載の発明は、請求項１，９に記載の発明において、１枚の画像中でも、画像種に応じてＲＯＩ領域とそれ以外の領域とで異なる圧縮符号化方式を設定できるので、その後の画像利用の便宜を図ることができる。
【００８５】
請求項３，１１に記載の発明は、請求項２，１０に記載の発明において、１枚の画像中でも、画像種に応じてＲＯＩ領域とそれ以外の領域とで異なる圧縮率を設定できるので、その後の画像利用の便宜を図ることができる。
【００８６】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、１枚の画像中でも、ウェーブレット変換係数のレベルを変えることで、画像種に応じて設定されているＲＯＩ領域は、それ以外の領域より高画質とすることにより、その後の画像利用の便宜を図ることができる。
【００８７】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、１枚の画像中でも、レイヤのビット数を変えることで、画像種に応じて設定されているＲＯＩ領域は、それ以外の領域より高画質とすることにより、その後の画像利用の便宜を図ることができる。
【００８８】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかの一に記載の発明において、ＲＯＩ領域を設定する画像種を所望に変更することができる。
【００８９】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、画像種の中でも劣化しやすい文字についてはデフォルトでＲＯＩ領域を設定することができ、文字優先でその後の処理を行うことができる。
【００９０】
請求項８に記載の発明は、１枚の画像でも、ＲＯＩ領域に設定された画像種については、特に高画質で画像形成するなど、画像形成の便宜を図ることができる。
【００９１】
請求項１２に記載の発明は、請求項９〜１１のいずれかの一に記載の発明と同様の作用、効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１であるデジタル複写機の全体構成を示すブロック図である。
【図２】符号化部の機能ブロック図である。
【図３】符号化部の他の例の機能ブロック図である。
【図４】注目領域の設定処理のフローチャートである。
【図５】符号化処理のフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２である画像処理装置のフローチャートである。
【図７】ＪＰＥＧアルゴリズムの概要を説明するためのブロック図である。
【図８】ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムの概要を説明するためのブロック図である。
【図９】デコンポジションレベルが３の場合の、各デコンポジションレベルにおけるサブバンドの一例を示す図である。
【図１０】タイル分割されたカラー画像の各コンポーネントの例を示す図である。
【図１１】プレシンクトとコードブロックの関係の一例を説明する図である。
【図１２】係数値を「ビットプレーン」単位に分解し、画素あるいはコード・ブロック毎に「ビットプレーン」に順位付けを行なう手順の説明図である。
【図１３】コードストリームの構造の一例を簡単に示した図である。
【符号の説明】
１画像形成装置
２プリンタエンジン
２６画像処理装置
６１画像処理装置

Claims

画像データについて画像の像域分離を行なう像域分離手段と、
画像をウェーブレット変換した係数を符号化することにより前記画像データを圧縮符号化して符号列を作成する圧縮手段と、
この符号列の作成の際に前記像域分離の結果判明した特定の像域にＲＯＩ（ＲｅｇｉｏｎｏｆＩｎｔｅｒｅｓｔ）領域を設定するＲＯＩ領域設定手段と、
を備えている画像処理装置。
前記圧縮手段は、前記画像の前記ＲＯＩ領域とそれ以外の領域とで異なる圧縮符号化方式により前記圧縮符号化を行う、請求項１に記載の画像処理装置。
前記圧縮手段は、前記異なる圧縮符号化方式を画像の圧縮率の高低としている、請求項２に記載の画像処理装置。
前記圧縮手段は、前記ＲＯＩ領域については前記係数を所定レベル分シフトアップし、それ以外の領域については前記シフトアップを行わないことにより前記圧縮率を変える、請求項３に記載の画像処理装置。
前記圧縮手段は、前記ＲＯＩ領域についてはそれ以外の領域より構成するレイヤにつき多くのビットを配置することにより前記圧縮率を変える、請求項３に記載の画像処理装置。
前記ＲＯＩ領域設定手段でＲＯＩ領域を設定する前記像域の種別を設定する像域設定手段を備えている、請求項１〜５のいずれかの一に記載の画像処理装置。
前記像域分離手段は、文字領域を像域分離することができ、
前記像域設定手段は、前記文字領域を前記ＲＯＩ領域設定手段でＲＯＩ領域を設定する前記像域としてデフォルトで設定する、
請求項６に記載の画像処理装置。
画像データを処理する請求項１〜７のいずれかの一に記載の画像処理装置と、
前記圧縮手段で圧縮符号化後の符号列を記憶する記憶装置と、
この記憶されている符号列を復号する復号化手段と、
この復号化後の画像データに基づいて画像形成を行なうプリンタエンジンと、を備えている画像形成装置。
画像データについて画像の像域分離を行なう像域分離処理と、
画像をウェーブレット変換した係数を符号化することにより前記画像データを圧縮符号化して符号列を作成する圧縮処理と、
この符号列の作成の際に前記像域分離の結果判明した特定の像域にＲＯＩ領域を設定するＲＯＩ領域設定処理と、
をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能なプログラム。
前記圧縮処理は、前記画像の前記ＲＯＩ領域とそれ以外の領域とで異なる圧縮符号化方式により前記圧縮符号化を行う、請求項９に記載のプログラム。
前記圧縮処理は、前記異なる圧縮符号化方式を画像の圧縮率の高低としている、請求項１０に記載のプログラム。
請求項９〜１１のいずれかの一に記載のプログラムを記憶している記憶媒体。