JP2004236218A - 画像処理装置、画像形成装置、プログラムおよび記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第一階層からThより下までの階層(ステップS9のN)のウェーブレット変換においては、画像情報または低周波成分を複数のタイルに分割し、当該各タイル内に存在する画像情報または低周波成分に対し、他のタイル内に存在する画像情報または低周波成分を利用することなくウェーブレット変換を実行する(ステップS10)。Thより上の階層については(ステップS9のY)、低周波成分をタイルに分割せずにウェーブレット変換する(ステップS16)。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像を周波数変換する画像処理装置、これを備えた画像形成装置、画像を周波数変換する処理を行うプログラム、および、このプログラムを記憶した記憶媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、圧縮符号化された画像データの操作性を高めるために、元の画像データを複数の領域に分割して各領域を独立に符号化して圧縮符号とし、この圧縮符号を復号する際に、復号後の処理内容に応じて復号する領域の順序を変えていく技術が知られている。ここで、「独立して」とは、各領域を復号する際に他の領域の情報を利用することがなく、従って、他の領域の画像データが復号されているか否かに関わりなく復号することが可能であることを意味する。この画像データを複数の領域に分割して符号化することで操作性が高まる例としては、復号する領域の順序を変えることで、画像の向きを回転する処理が実行可能とする場合などがある。
【0003】
例えば、特許文献1には、固定長符号化方式を用いて画像の回転処理等を実行する技術が開示されている。また、特許文献2では、ブロック単位に可変長符号化された圧縮符号の各ブロックのアドレスを記憶しておき、復号する順序に応じてアクセスするアドレスを切り替える技術が開示されている。なお、一般に可変長符号化は固定長符号化に比べて圧縮率が高いために、特許文献2に開示の技術は固定長符号化方式と比較して圧縮率が高いという利点がある。
【0004】
また、画像圧縮方式として国際標準となったJPEG2000においても、タイルと言う概念が導入されており、画像データをタイル分割してタイルごとに符号化することにより、領域分割された画像データを得ることが可能となる。このタイルは独立に符号化される単位であるので、読み出すタイルの順序を制御することで容易に画像の向きの回転処理等を実行できる。
【0005】
さらに画像データを複数の領域に分割する場合、符号化または復号処理を行なう際に並列処理を行うことも可能となる。特許文献3には、タイル分割された場合の圧縮符号量を制御するために、各タイルに上限情報量を割り当てて、各タイルがその上限値を越えないように圧縮を行う技術が開示されている。
【0006】
なお、特許文献4には、タイル境界の状態に応じて拡張画素の作成方法を適応的に選択する技術が提案されている。
【0007】
【特許文献1】
特開2001−160904公報(0003の欄を参照)
【特許文献2】
特開2002−125116公報
【特許文献3】
特開2000−134623公報
【特許文献4】
特開2001−217718公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、タイル単位に可変長符号化を実施して、得られた圧縮符号をメモリに格納する場合、可変長符号化では固定長符号化方式と異なり圧縮率の予測が困難であるため、圧縮符号がメモリに入りきらない場合が生じうる。かかる場合には、圧縮符号がメモリに格納できるように、画像データの情報量を削減する必要があるが、そのために、領域分割した画像を量子化すると領域の境界に画質劣化が生じる。このような画質劣化は、独立して符号化される各領域をタイルと呼ぶJPEG2000においては、タイル境界歪などと呼ばれている。
【0009】
このようなタイル境界歪みなどを低減する技術として、特許文献4に開示されているように、タイル境界の状態に応じて拡張画素の作成方法を適応的に選択することも考えられる。
【0010】
しかし、特許文献4に開示の技術では、本質的にタイル境界歪みを防止することができないという不具合がある。
【0011】
本発明の目的は、領域分割して画像を周波数変換する際に際して、領域の境界に発生する歪みを低減させることである。
【0012】
本発明の別の目的は、各周波数変換処理に使用するワークメモリを低減することである。
【0013】
本発明の別の目的は、バンド単位に画像を処理する画像形成装置について操作性を向上することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、画像情報を周波数変換して低周波成分と当該低周波成分より高周波である高周波成分とに分解し前記低周波成分に対しては前記周波数変換を再度行う処理を繰り返して、前記画像情報をn階層の周波数成分に周波数変換する画像処理装置において、元の前記画像情報を前記周波数変換する処理を第一階層の周波数変換、第m階層の前記周波数変換によって得られた前記低周波成分をさらに前記周波数変換する処理を第m+1階層の周波数変換としたときに、前記第一階層から第m階層(1≦m<n)の前記周波数変換においては、前記画像情報または前記低周波成分を複数の領域に分割し、当該各領域内に存在する前記画像情報または低周波成分に対し、他の前記領域内に存在する前記画像情報または低周波成分を利用することなく周波数変換を実行する第一の周波数変換手段と、第m+1階層から前記第n階層の前記周波数変換においては、前記低周波成分を前記領域に分割せずに周波数変換する第二の周波数変換手段と、を備えていることを特徴とする画像処理装置である。
【0015】
したがって、低周波側の成分は領域分割しないので、当該成分については量子化した際に領域の境界に発生する歪みを低減させることができる。
【0016】
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、前記周波数変換の対象である前記画像情報または前記低周波成分の画像のサイズが所定のサイズよりも大きい場合には、前記第一の周波数変換手段による周波数変換を実行し、記所定のサイズ以下である場合には、前記第二の周波数変換手段による周波数変換を実行する周波数変換選択手段をさらに備えている、ことを特徴とする。
【0017】
したがって、常に所定サイズ以下の情報を周波数変換の対象とすることで、各周波数変換処理に使用するワークメモリを低減することができる。
【0018】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の画像処理装置において、前記周波数変換後の各周波数変換係数をエントロピー符号化して圧縮符号を生成するエントロピー符号化手段をさらに備えている、ことを特徴とする。
【0019】
したがって、周波数変換係数をエントロピー符号化して圧縮符号を生成することができる。
【0020】
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と、前記生成後の圧縮符号を記憶する記憶装置と、この記憶されている圧縮符号を復号する復号手段と、この復号後の画像データに基づいて媒体上に画像形成するプリンタエンジンと、を備え、前記画像処理装置は、バンド単位に画像を処理するものであって、前記所定のサイズは前記画像情報または低周波成分を長方形の領域に切り取った場合に、当該長方形の各辺を構成する前記画像情報または低周波成分の数がいずれも前記バンドの幅を構成する前記画像情報または低周波成分の数以下である、画像形成装置である。
【0021】
したがって、バンド幅単位で周波数変換処理を実行可能とすることで、バンド単位に画像を処理する画像形成装置について操作性を向上する。
【0022】
請求項5に記載の発明は、画像情報を周波数変換して低周波成分と当該低周波成分より高周波である高周波成分とに分解し前記低周波成分に対しては前記周波数変換を再度行う処理を繰り返して、前記画像情報をn階層の周波数成分に周波数変換する処理をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、元の前記画像情報を前記周波数変換する処理を第一階層の周波数変換、第m階層の前記周波数変換によって得られた前記低周波成分をさらに前記周波数変換する処理を第m+1階層の周波数変換としたときに、前記第一階層から第m階層(1≦m<n)の前記周波数変換においては、前記画像情報または前記低周波成分を複数の領域に分割し、当該各領域内に存在する前記画像情報または低周波成分に対し、他の前記領域内に存在する前記画像情報または低周波成分を利用することなく周波数変換を実行する第一の周波数変換処理と、第m+1階層から前記第n階層の前記周波数変換においては、前記低周波成分を前記領域に分割せずに周波数変換する第二の周波数変換処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラムである。
【0023】
したがって、低周波側の成分は領域分割しないので、当該成分については量子化した際に領域の境界に発生する歪みを低減させることができる。
【0024】
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載のプログラムにおいて、前記周波数変換の対象である前記画像情報または前記低周波成分の画像のサイズが所定のサイズよりも大きい場合には、前記第一の周波数変換手段による周波数変換を実行し、記所定のサイズ以下である場合には、前記第二の周波数変換手段による周波数変換を実行する周波数変換選択処理をさらにコンピュータに実行させる、ことを特徴とする。
【0025】
したがって、常に所定サイズ以下の情報を周波数変換の対象とすることで、各周波数変換処理に使用するワークメモリを低減するとともに、並列処理を可能とすることができる。
【0026】
請求項7に記載の発明は、請求項5または6に記載のプログラムを記憶していることを特徴とする記憶媒体である。
【0027】
したがって、記憶されているプログラムにより請求項5または6に記載の発明と同様の作用、効果を奏する。
【0028】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について説明する。
【0029】
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、ROM(記憶媒体)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。
【0030】
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媒体(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から供給される媒体に転写されて、定着装置13により定着される。
【0031】
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。
【0032】
図1において、記憶装置であるバンドバッファ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。
【0033】
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。
【0034】
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。この符号化部23は、画像情報を輝度色差情報に変換する色変換部と、ウェーブレット変換を行なうウェーブレット変換部と、ウェーブレット変換部によって得られたウェーブレット係数の高周波成分をエントロピー符号化するエントロピー符号化部とを少なくとも有する。エントロピー符号化部は、ウェーブレット係数を量子化したデータやウェーブレット係数に所定の変換を施したデータをエントロピー符号化するようにしてもよい。
【0035】
ウェーブレット変換としては幾つもの関数形が知られているが、本例では国際標準であるJPEG2000に使用されている5×3フィルタのごとく、隣接画素とオーバーラップするフィルタを使用する。隣接画素とオーバーラップするフィルタを使用する場合、量子化時にブロック歪が発生する事がないという利点がある。また、エントロピー符号化としては算術符号化を使用する。
【0036】
また、復号化部24は、ウェーブレット係数の高周波成分をエントロピー復号するエントロピー復号部およびエントロピー復号部で得られたウェーブレット係数を画素情報に戻すための逆ウェーブレット変換部を少なくとも有している。なお、符号化部23、復号化部24は、ここでは、その実行する処理の少なくとも一部をASICなどのハードウエアで実現しているが、すべての処理をコントローラ5のCPUがROMに記憶されている制御プログラムにしたがって実行することもできる。あるいは、一部をASICなどのハードウエアで、他の一部をコントローラ5のCPUが実行する処理により実行することもできる。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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、各色の画像が媒体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。
【0040】
次に、デジタル複写機1における画像形成動作の詳細について説明する。
【0041】
スキャナ3から読み込まれた、またはネットワーク4から送られてきた画像データは、バンド単位にバンドバッファ22に格納される。本例のバンドバッファ22が格納可能な画像データの容量は、600dpiの1画素あたり16ビットのデータを624×864×9×3画素分だけ格納できる容量以上の容量である。この容量は、次のように決定されている。すなわち、本例ではA4サイズ(約21cm×約29cm→約4961画素×約6851画素)1ページ分の画像データを8×8=64個のタイルに分割して処理を行なうが、各タイルは、621×857画素の画像情報を含むこととなる(なお実際の画像データには余白が存在するが、説明の便宜上無視する)。一方、本例では後述するように4階層のウェーブレット変換(WT変換)を行うので、ウェーブレット変換の単位であるコードブロックは16×16である。621画素を4階層のウェーブレット変換するために、621以上において最小の16の倍数である624画素を1タイルの短辺とする。また857画素を4階層のウェーブレット変換するために、857以上において最小の16の倍数である864画素を1タイルの長辺とする。また、本例では画像データはRGB色の形態でバンドバッファ22に読み込まれる。したがって、バンドバッファ22の容量は、RGBそれぞれの色についてタイルを9個格納できるだけの容量である。なお、本例の画像情報は8ビットの深さであるが、ウェーブレット変換の過程でビット数が増えることを考えて16ビット分の深さを用意する。なお、1バンドを構成する画素数が8タイル分であるにも関わらず9タイル分の容量を用意する理由は後述する。
【0042】
バンドバッファに格納された1バンド分の画像データは、符号化部23で符号化されてページメモリ25に格納される。複数ページの画像を格納する際には、ページメモリ25内の圧縮符号はハードディスク27に送られて格納され、続くページがページメモリ25内に順次格納される。
【0043】
画像の印刷出力時には、ページメモリ25内の圧縮符号は復号化部24で復号されてRGB色の画像データに戻され、この画像データはRGB→CMYK変換部28でCMYK色の画像データに変換され、K,M,C,Y色階調処理部29K,29M,29C,29Yにおいて、K,M,C,Y色がそれぞれ階調処理されて1200dpiで1画素あたり2値のデータに変換される。K,M,C色の画像データは、静電潜像の感光体への書込タイミングを調節するために、ラインメモリ16K,16M,16Cに一時格納され、用紙などの媒体上でカラー画像を形成するタイミングにあわせて、書込装置14K,14M,14Cへと送られる。
【0044】
プリンタエンジン2で用いる画像形成プロセスは周知の電子写真プロセスであるので、その動作の詳細は省略するが、それぞれK,M,C,Y色の乾式トナー像を形成するプロセスカートリッジ11K,11M,11C,11Yに対して書込装置14K,14M,14C,14Yが画像情報に応じた書込み光を発射すると、各プロセスカートリッジ11K,11M,11C,11Yにおいては、その帯電装置によって帯電させられた感光体上の被露光部分が除電されて静電潜像が形成される。この静電潜像に対して現像装置が乾式トナー粒子を画像部のみに選択的に付着させて可視像とし、この各色の可視像を転写ベルト2上に担持されて搬送させられる媒体(記録用紙やOHPなど)上に順次重ねていくことで得られたカラー画像を、定着装置で加熱、加圧して媒体上に固定する。
【0045】
ここで、本実施の形態においては、周波数変換の1つであるウェーブレット変換を実行しつつ画像データ(画像情報)を圧縮する処理を行うが、本明細書においては、元のオリジナルの画像データをウェーブレット変換して、第一階層の低周波成分と第一階層の高周波成分を得る変換を、第一階層のウェーブレット変換、第k階層のウェーブレット変換によって得られた低周波成分をさらにウェーブレット変換して、第k+1階層の低周波成分と第k+1階層の高周波成分を得る変換を、第k+1階層のウェーブレット変換と記す。
【0046】
また、ウェーブレット変換係数の表記は、図2に示すように、低周波成分をLL、縦エッジに対応する高周波成分をLH、横エッジに対応する高周波成分をHL、斜めエッジに対応する高周波成分をHHとし、第k階層のウェーブレット変換係数にはインデックスkをつける。例えば、第一階層のLH係数はLH1と記す。
【0047】
次に、図3を用いて、符号化部23が行う処理について説明する。図3に示すように、まず、コントローラ5は、ステップS1において、ネットワークから取得した画像のサイズ情報や原稿サイズ検知装置からの情報をもとに、画像のサイズX,Yを求める。この画像のサイズは、画像を画素の集合として読み込み、この画素の集合を長方形の集合としたとき、長方形の長辺の画素数をX、短辺の画素数をYとしたものである。ここでいう画像のサイズとは、媒体上に形成された可視像のサイズを意味し、取得した画像を変倍してから印刷出力する場合には変倍後のサイズを意味する。
【0048】
ステップS2において、画像は必要な変倍処理を施される。この変倍処理は、本例ではバンドバッファ22上の画像データをコントローラ5が拡大あるいは縮小処理することで実行されるが、その他にも周知の変倍技術を採用可能である。
【0049】
ステップS3において、コントローラ5は、“X/pow(2,k)<Xtile”であるk(k=1,2,3,…,maxlev)を計算する。ここで、Xtileは1つのタイルの長辺の画素数、すなわち864である。また、pow(2,k)は2のk乗を意味し、“X/pow(2,k)”はXをpow(2,k)で除算することを意味する。このkの意味するところは、画像をウェーブレット変換していった場合に得られる各周波数成分の長辺が初めて864を下回るときのウェーブレット変換階層数である。「周波数成分の長辺」とは、ウェーブレット係数を画像データの位置的相関に従って、画像データの相似形を形成するように並べた場合において、画像データの長辺に対応する辺の長さ(画素数)である。例えば、長辺64、短辺24の画像データに1階層のウェーブレット変換を実行して得た周波数成分を、画像データの位置的相関に従って画像データの相似形を形成するように並べた場合、長辺32、短辺12の周波数成分が得られる。
【0050】
次に、コントローラ5は、ステップS4において、“Y/pow(2,j)<Ytile”であるj(j=1,2,3,…,maxlev)を計算する。ここで、Ytileは1つのタイルの短辺の画素数、すなわち624である。jの意味するところは、画像をウェーブレット変換していった場合に得られる各周波数成分の短辺が、初めて624を下回るときのウェーブレット変換階層数である。
【0051】
ステップS5では、“Th=max(k,j)”が計算される。max(a,b)は、2つの値aとbのうちで大きな方の値を意味する記号であり、Thは、得られる周波数成分の長辺と短辺がともにタイルサイズを下回るウェーブレット変換の階層数を意味する。
【0052】
次に、ステップS6において、1バンド分の画像データがバンドバッファ22に読み込まれる。この画像データは色変換によって輝度色差に変換される(ステップS7)。コントローラ5は周波数変換の階層を管理するための変数Iに初期値1を設定し(ステップS8)、まず、IがThを越えるか否かが判定され、周波数変換選択手段、周波数変換選択処理を実現する(ステップS9)。
【0053】
IがThを越えていれば(ステップS9のY)、ステップS12の処理に移行し、越えていなければ(ステップS9のN)、輝度色差それぞれについて第I階層のウェーブレット変換が実行され、第一の周波数変換手段、第一の周波数変換処理が実現される(ステップS10)。ここでのウェーブレット変換は、変換対象である画像データまたは低周波成分に対してタイルごとに実行する。ここで、「タイルごとに」とは、変換対象のタイルをウェーブレット変換する際に、他のタイル内の情報を利用しないでウェーブレット変換を実行することを意味する。具体的には、ウェーブレット変換としてオーバーラップ関数を用いているにも関わらず、タイル境界では隣接タイルの情報を用いてオーバーラップ変換を行うことをせず、あらかじめ定めた所定値やタイル内の画素値をミラーリング等して算出した値を用いてオーバーラップ変換を行うことを意味する。ただし、上述したように、本例ではタイルの短辺長辺の画素数が16の倍数と設定されており、このため、タイルの短部に画素値の存在しない部分が生じる。この空白部分の画素値として隣接タイル内の画素値を使用してタイル境界歪を低減するようにしてもよい。
【0054】
その後、Iの値を+1だけカウントアップし(ステップS11)、再びIがThを越えたか否かが判定される(ステップS12)。この判定でIがTh以下であれば(ステップS12のN)、ステップS9に戻って処理が続けられ、各タイルの低周波成分がさらにウェーブレット変換されていく。
【0055】
IがThを越えていれば(ステップS12のY)、つまり、本例では第3階層のウェーブレット変換が終了した時点でステップS13に移行し、符号化部23は第1〜Th階層の高周波成分をエントロピー符号化し、ページメモリ25に格納する。
【0056】
このとき、第Th階層の低周波成分はバンドバッファ22内の別のエリアに移される。先に、この例ではバンドバッファ22は9タイル分の記憶容量を有していると説明したが、ここで、第Th階層の低周波成分は画像データの読込時には使用しない9番目のタイルに相当するエリアに移動されることなる。
【0057】
ついで、現在処理したバンドが最後のバンドか否かが判定され(ステップS14)、最後のバンドでなければ(ステップS14のN)、ステップS6に戻って次のバンドを読み込み、最後のバンドであれば(ステップS14のY)、ステップS15に移行する。ステップS15では、Iがmaxlevであるか否かが判定される。ここで、maxlevとは、符号化部23が実行するウェーブレット変換の最大階層数で、本例では4である。この判定で、Iがmaxlevであれば(ステップS15のY)、ステップS19に移行する。Iがmaxlevでなければ(ステップS15のN)、ステップS16において第Th階層の低周波成分がタイル分割されずにウェーブレット変換され、第二の周波数変換手段、第二の周波数変換処理が実現される。「タイル分割されずにウェーブレット変換される」とは、具体的には、上述したタイル分割においては異なるタイルに存在する低周波成分であっても、オーバーラップ変換の際に参照することを意味する。
【0058】
その後、Iの値が+1だけカウントアップされ(ステップS17)、Iがmaxlevであるか否かが判定される(ステップS18)。I=maxlevであれば(ステップS18のY)、ステップS19に移行し、そうでなければ(ステップS18のN)、ステップS16に戻り処理が続けられる。I=maxlevであれば(ステップS18のY)、第Th+1〜maxlev階層のウェーブレット係数がエントロピー符号化されてページメモリに25格納され(ステップS19)、一連の処理が終了する。
【0059】
以上、図3を参照して説明した画像データの変換過程について、さらに図4を参照して説明する。図4(a)は、元のオリジナルの画像データの8タイル分(符号31がそれぞれタイルを示す)を示す図である。各タイル31内には画像データが621画素×857画素×RGB3色分だけ格納されており、16×16画素の単位でウェーブレット変換処理を実行するためにタイル31のサイズとしては624×864画素×RGB3色となっている。なお、図5(a)は、副走査方向が画像の長辺である場合のタイル31を示しているが、主走査方向が画像の長辺である場合には、各タイル31の短辺が接するように並ぶ図となる(画素数は同じである)。
【0060】
ここで、A4サイズの画像データ(X=6851,Y=4961)を符号化することを考える。図4のステップS3において、“6851/pow(2,k)<864”なる最小のkは3であり、また、ステップS4において、“4961/pow(2,j)<624”なる最小のjも3である。したがって、“Th=3”となる。このため、第3階層までがタイル分割されてウェーブレット変換され、第4階層のみがタイル分割されずにウェーブレット変換されることになる。
【0061】
図4(b)では、1バンドの画像データに対して第3階層までウェーブレット変換(図3のステップS7〜S12)された状態が示されている。これら係数のうち第3階層の低周波成分32以外はエントロピー符号化される(ステップS13)。各タイル31をそれぞれ並列処理するために、本例では、符号化部23において、8つのウェーブレット変換器および8つのエントロピー符号化器を使用するものとする。各タイル31は高速な並列処理によってウェーブレット変換およびエントロピー符号化され、コントローラ5はタイル31単位にそのアドレスを記憶する。そして、次のバンドをバンドバッファ22に読み込む前に、第3階層の低周波成分(符号32)のみはバンドバッファ22の別領域に移動させられる。
【0062】
図4(c)では、3バンドまで処理が進行した状態を示している。第1バンド、第2バンドのウェーブレット係数は第3階層の低周波成分32以外はエントロピー符号化されており、第3階層の低周波成分32はバンドバッファ22内に3バンド分、他の成分とは別の記憶エリアに格納される。
【0063】
全バンドの処理が終わると(ステップS14のY)。図4(d)に示すように、全画像データ分の第3階層低周波成分32がバンドバッファ22に展開されている(図4(d)左図)。そこで、これを領域分割されていない情報とみなして(図4(d)中央図)、第4階層までウェーブレット変換する(図4(d)右図)(ステップS16,S17,S18)。その後、第4階層のウェーブレット係数がエントロピー符号化される(ステップS19)。
【0064】
このようにして、本例では第1〜3階層ではタイル分割された状態でウェーブレット変換係数が符号化され、第4階層はタイル分割されずにウェーブレット変換されている。
【0065】
すなわち、本例によれば、第1〜3階層の処理においてはタイル31ごとに処理が行なわれるために高速処理が可能となる。また、第4階層はタイル分割されていないために、ページメモリ25に圧縮符号が収まりきらずに量子化を施したような場合においても、タイル31の境界歪を低減することができる。すなわち、従来の符号化/復号では、一度タイル分割したデータはタイル31ごとに処理されるが、本例では周波数変換の途中でタイル分割されないデータに戻すことによってタイル境界歪を低減させることが可能となる。
【0066】
ところで、以上のようにして圧縮符号化した圧縮符号を復号化部24で復号処理する際には、図3の処理を逆に実施することになる。すなわち、まず第4階層の周波数成分がバンドバッファ22に展開され、次いで、バンドごとに第1〜3階層の周波数成分が復号される。したがって、第4階層の周波数成分をバンドバッファ22に展開した状態においてタイル分割された第1〜3階層の周波数成分をバンドバッファ22に展開する順序を変えれば、画像の向きを90度回転する処理を実行することができる。
【0067】
次に、この画像の回転処理について詳細に説明する。図5に、第2階層のウェーブレット係数を16のタイル31に分割した場合の例を示す。圧縮符号は1〜16のタイル31ごとに先頭アドレスがコントローラ5に記憶され、プリンタエンジン2においてA4用紙の長辺が搬送方向となるように用紙などの媒体を搬送する場合には、図5(b)に示すように、コントローラ5内のメモリを参照して第一〜第四タイル(インデックス1〜4)の圧縮符号をページメモリ25から読み出し、この圧縮符号を復号化部24で復号してバンドバッファ22に第1〜3階層の周波数成分を展開し、既に復号済みの第4階層の周波数成分32(図4参照)とあわせて逆ウェーブレット変換を行うことで、画像データを復号する。そして、この画像データを図5(b)に示す矢印方向に読み出して次工程の処理を行う。一方、プリンタエンジン2において、A4用紙の短辺が搬送方向となるように媒体を搬送する場合には、図5(c)に示すように、コントローラ5内のメモリを参照して、第一、第五、第九、第十三タイル(インデックス1,5,9,13)の圧縮符号をページメモリ25から読み出し、この圧縮符号を復号化部24で復号してバンドバッファ22に第1〜3階層の周波数成分を展開し、既に復号済みの第4階層の周波数成分32(図4参照)とあわせて逆ウェーブレット変換を行うことで画像データを展開する。そして、この画像データを図5(c)に示す矢印方向に読み出して次工程の処理を行う。したがって、読み出すタイル31の番号及び復号化後の読み出し方向を変えることで、画像の向きを回転することが可能となる。
【0068】
また第4階層の符号は、タイル分割されずにアドレス管理されているので、サムネイル画像の呼び出しが容易である。
【0069】
以上のように、本例の符号化/復号方式ではタイル境界歪みを低減しつつ、画像の回転処理や、処理の高速化が可能であるという優れた効果を奏する。
【0070】
なお、本例における符号化部23、復号化部24における符号化/復号のアルゴリズムとして、国際標準であるJPEG2000を使用することも可能である。JPEG2000では、色変換、ウェーブレット変換、エントロピー符号化によって画像データを符号化し、タイル分割機能も有しているために、本例で説明した機能を発揮することが可能である。具体的には、タイル分割数に関するJPEG2000符号のヘッダ情報を書き換え、第1〜第Th階層においては64タイルに分割して画像を符号化/復号し、第Th+1〜第maxlev階層においては1タイルとして画像を符号化/復号すればよい。
【0071】
【発明の効果】
請求項1,5に記載の発明は、低周波側の成分は領域分割しないので、当該成分については量子化した際に領域の境界に発生する歪みを低減させることができる。
【0072】
請求項2,6に記載の発明は、請求項1,5に記載の発明において、常に所定サイズ以下の情報を周波数変換の対象とすることで、各周波数変換処理に使用するワークメモリを低減することができる。
【0073】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、周波数変換係数をエントロピー符号化して圧縮符号を生成することができる。
【0074】
請求項4に記載の発明は、バンド幅単位で周波数変換処理を実行可能とすることで、バンド単位に画像を処理する画像形成装置について操作性を向上する。
【0075】
請求項7に記載の発明は、記憶されているプログラムにより請求項5または6に記載の発明と同様の作用、効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態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】本実施の形態におけるウェーブレット変換係数について説明する説明図である。
【図3】本実施の形態における処理のフローチャートである。
【図4】本実施の形態における処理を説明する説明図である。
【図5】本実施の形態における画像の向きの回転処理について説明する説明図である。
【符号の説明】
1 画像形成装置
2 プリンタエンジン
22 記憶装置
23 画像処理装置
24 復号手段
Claims (7)
- 画像情報を周波数変換して低周波成分と当該低周波成分より高周波である高周波成分とに分解し前記低周波成分に対しては前記周波数変換を再度行う処理を繰り返して、前記画像情報をn階層の周波数成分に周波数変換する画像処理装置において、
元の前記画像情報を前記周波数変換する処理を第一階層の周波数変換、第m階層の前記周波数変換によって得られた前記低周波成分をさらに前記周波数変換する処理を第m+1階層の周波数変換としたときに、
前記第一階層から第m階層(1≦m<n)の前記周波数変換においては、前記画像情報または前記低周波成分を複数の領域に分割し、当該各領域内に存在する前記画像情報または低周波成分に対し、他の前記領域内に存在する前記画像情報または低周波成分を利用することなく周波数変換を実行する第一の周波数変換手段と、
第m+1階層から前記第n階層の前記周波数変換においては、前記低周波成分を前記領域に分割せずに周波数変換する第二の周波数変換手段と、
を備えていることを特徴とする画像処理装置。 - 前記周波数変換の対象である前記画像情報または前記低周波成分の画像のサイズが所定のサイズよりも大きい場合には、前記第一の周波数変換手段による周波数変換を実行し、記所定のサイズ以下である場合には、前記第二の周波数変換手段による周波数変換を実行する周波数変換選択手段をさらに備えている、ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記周波数変換後の各周波数変換係数をエントロピー符号化して圧縮符号を生成するエントロピー符号化手段をさらに備えている、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。
- 請求項3に記載の画像処理装置と、
前記生成後の圧縮符号を記憶する記憶装置と、
この記憶されている圧縮符号を復号する復号手段と、
この復号後の画像データに基づいて媒体上に画像形成するプリンタエンジンと、
を備え、
前記画像処理装置は、バンド単位に画像を処理するものであって、前記所定のサイズは前記画像情報または低周波成分を長方形の領域に切り取った場合に、当該長方形の各辺を構成する前記画像情報または低周波成分の数がいずれも前記バンドの幅を構成する前記画像情報または低周波成分の数以下である、
画像形成装置。 - 画像情報を周波数変換して低周波成分と当該低周波成分より高周波である高周波成分とに分解し前記低周波成分に対しては前記周波数変換を再度行う処理を繰り返して、前記画像情報をn階層の周波数成分に周波数変換する処理をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、
元の前記画像情報を前記周波数変換する処理を第一階層の周波数変換、第m階層の前記周波数変換によって得られた前記低周波成分をさらに前記周波数変換する処理を第m+1階層の周波数変換としたときに、
前記第一階層から第m階層(1≦m<n)の前記周波数変換においては、前記画像情報または前記低周波成分を複数の領域に分割し、当該各領域内に存在する前記画像情報または低周波成分に対し、他の前記領域内に存在する前記画像情報または低周波成分を利用することなく周波数変換を実行する第一の周波数変換処理と、
第m+1階層から前記第n階層の前記周波数変換においては、前記低周波成分を前記領域に分割せずに周波数変換する第二の周波数変換処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。 - 前記周波数変換の対象である前記画像情報または前記低周波成分の画像のサイズが所定のサイズよりも大きい場合には、前記第一の周波数変換手段による周波数変換を実行し、記所定のサイズ以下である場合には、前記第二の周波数変換手段による周波数変換を実行する周波数変換選択処理をさらにコンピュータに実行させる、ことを特徴とする請求項5に記載のプログラム。
- 請求項5または6に記載のプログラムを記憶していることを特徴とする記憶媒体。
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