JP2005252337A - Image coding apparatus, image coding method, and storage medium therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像データを高能率に圧縮する画像符号化技術に関するものである。 The present invention relates to an image encoding technique for compressing image data with high efficiency.
プリンタ、スキャナ、複写機、ファクシミリ等の高解像度化、カラー化に伴って、プリンタ、スキャナ等のデータ入出力装置、データ蓄積装置、ネットワーク通信装置などの記憶容量、伝送時間削減のためのデータ圧縮技術が重要となってきている。 Data compression to reduce storage capacity and transmission time of data input / output devices such as printers, scanners, data storage devices, network communication devices, etc., as printers, scanners, copiers, facsimiles, etc. increase in resolution and color. Technology is becoming important.
プリンタ、複写機等のデータ出力装置で用いられる一般的なデータは1画素1ビット、あるいはNビットで構成された2値あるいは多値の擬似階調画像データである。擬似階調処理としてはディザ法や誤差拡散法等があり、このような方法で階調変換された擬似階調画像はドットのオン/オフの変化が頻繁に発生する。そのため可逆圧縮する場合、単純なランレングス符号化やMH、MR、MMR等の方法では符号化効率が十分とはいえず、効率的な情報源の拡大が必須となる。情報源を拡大してブロック単位にハフマン符号化を適用するためには、コンテキスト毎に分離して符号化するため通報順序制御のためのメモリ、オーバーフロー対策、メモリ管理若しくはストライプ単位符号化処理が必要になる(例えば非特許文献1参照)。 General data used in data output devices such as printers and copiers is binary or multi-value pseudo gradation image data composed of 1 bit per pixel or N bits. As the pseudo gradation processing, there are a dither method, an error diffusion method, and the like. In the pseudo gradation image subjected to gradation conversion by such a method, ON / OFF change of dots frequently occurs. Therefore, in the case of lossless compression, simple run-length encoding, MH, MR, MMR, or the like cannot be said to have sufficient encoding efficiency, and efficient expansion of information sources is essential. In order to expand the information source and apply Huffman coding in units of blocks, it is necessary to use memory for reporting order control, overflow countermeasures, memory management, or stripe unit coding processing to separate and encode for each context. (For example, see Non-Patent Document 1).
一方、算術符号化はコンテキスト毎にそのシンボルの割り当て領域がわかることで復号可能となるので、前述した通報順序制御、メモリ管理処理は不要となる。そのため、従来2値あるいは多値の擬似階調画像に対する可逆圧縮は、国際標準化方式であるJBIGに代表されるように算術符号化を基本に構成されている(例えば非特許文献1参照)。 On the other hand, since arithmetic coding can be decoded by knowing the symbol allocation area for each context, the above-described notification order control and memory management processing are not required. For this reason, the conventional lossless compression for binary or multi-value pseudo gradation images is based on arithmetic coding as represented by JBIG, which is an international standardization method (see, for example, Non-Patent Document 1).
以下に算術符号化を用いた擬似階調画像の可逆圧縮方法における従来の技術を説明する。 A conventional technique in the lossless compression method of a pseudo gradation image using arithmetic coding will be described below.
図1は従来の画像符号化装置の構成を示すブロック図、図2は従来の画像符号化装置における処理の流れを示す説明図である。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a conventional image encoding device, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing the flow of processing in the conventional image encoding device.
図1に示すように、疑似階調画像符号化装置は、装置の動作制御を行う制御手段101、画像データが入力される入力手段102、参照画素取得手段103、優勢シンボル取得手段104、出現確率取得手段105、MPS/LPS交換手段106、レジスタ更新手段107、予測状態遷移手段108、正規化手段109、予測遷移テーブル110、符号化データ出力手段111、コンテキストごとの予測状態やレジスタ値、あるいは画像データや制御プログラムが記憶された記憶手段112を有している。
As shown in FIG. 1, the pseudo gradation image encoding apparatus includes a
以上のように構成された画像符号化装置について、図2を用いて処理の流れを説明する。 With respect to the image encoding apparatus configured as described above, the flow of processing will be described with reference to FIG.
まず初めに、制御手段101は算術符号化の区間長を表すAレジスタと始点を表すCレジスタを初期化する。例えば、算術符号化を16ビット精度で行う場合、Aレジスタは16ビット、Cレジスタは32ビットなどで構成され、Aレジスタを0xFFFFに、Cレジスタを0x00000000に初期化する。また、予測状態を初期化する。ここで、0xは以下に続く数値が16進表記であることを示す。予測状態はコンテキストごとに記憶する必要があるため、コンテキストが1024通り存在する場合、それぞれのコンテキストに対する予測状態を0に初期化する。その後、画像データの入力手段102から入力画像データを受け取り、記憶手段112に記憶する。 First, the control means 101 initializes an A register that represents the interval length of arithmetic coding and a C register that represents the start point. For example, when arithmetic encoding is performed with 16-bit precision, the A register is composed of 16 bits, the C register is composed of 32 bits, and the A register is initialized to 0xFFFF and the C register is initialized to 0x00000000. Also, the prediction state is initialized. Here, 0x indicates that the following numerical value is in hexadecimal notation. Since the prediction state needs to be stored for each context, when there are 1024 contexts, the prediction state for each context is initialized to zero. Thereafter, the input image data is received from the image data input means 102 and stored in the storage means 112.
次に、参照画素取得手段103は、記憶手段112に記憶された画像データのうち、符号化対象画素近傍の参照画素を取得する(S201)。そして、優勢シンボル取得手段104は、取得された参照画素の出現パターン(以下、「コンテキスト」という。)に基づいて記憶手段112に記憶された予測状態を参照し、符号化画素を予測する場合の優勢シンボル(MPS)を取得する(S202)。さらに、出現確率取得手段105は、コンテキストに基づいてレジスタ更新手段107を参照し、符号化画素が優勢シンボルの場合の出現確率(Amps)と劣勢シンボルの場合の出現確率(Alps)を取得する(S203)。
Next, the reference
次に、MPS/LPS交換手段106は、出現確率取得手段105で取得された優勢シンボルの出現確率が劣勢シンボルの出現確率より小さくなった場合に、優勢シンボルと劣勢シンボルの出現確率を入れ替える(S204)。そして、レジスタ更新手段107は、優勢シンボルと劣勢シンボルの出現確率、および符号化画素が優勢シンボルか否かに基づいてレジスタ値を更新する(S205)。符号化画素が優勢シンボル(MPS)の場合はAレジスタに優勢シンボルの出現確率(Amps)が代入され、符号化画素が劣勢シンボル(LPS)の場合はCレジスタに優勢シンボルの出現確率(Amps)が加算され、Aレジスタに劣勢シンボルの出現確率(Alps)が代入される。
Next, when the appearance probability of the dominant symbol acquired by the appearance
また、更新したAレジスタの値が初期値の半分より小さい(初期値が0xFFFFの場合はA<0x8000)場合、予測状態遷移手段108は予測遷移テーブル110と符号化画素が優勢シンボルか否かに基づいて予測状態の遷移を行う(S206)。さらに、正規化手段109はAレジスタの正規化を行う(S207)。すなわち、Aレジスタの値が初期値の半分より小さい(初期値が0xFFFFの場合はA<0x8000)間、AレジスタとCレジスタの値に対して左1ビットシフトを繰り返す。そして、Cレジスタの下位16ビットからあふれたビットが符号化ビットとして出力手段111から出力される。
When the updated value of the A register is smaller than half of the initial value (A <0x8000 when the initial value is 0xFFFF), the prediction
なお、これらの動作は記憶手段112に記憶された制御プログラムによって制御される場合もある。
しかしながら、上記従来の技術では、ビット演算を画素単位に行う必要があるため、処理速度の高いハードウェアを実現するためには高速なクロックが必要であるという問題点を有していた。 However, the above-described conventional technique has a problem that a high-speed clock is required to realize hardware with a high processing speed because it is necessary to perform bit operations on a pixel basis.
そこで、本発明は、高速、高効率に擬似階調画像の可逆圧縮を施すことのできる画像符号化技術を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an image encoding technique capable of performing reversible compression of a pseudo gradation image at high speed and high efficiency.
この課題を解決するために、本発明の画像符号化装置は、符号化画素近傍の参照画素を取得する参照画素取得手段と、取得された参照画素の出現パターンであるコンテキスト毎に予測状態と優勢シンボルを記憶する予測状態記憶手段と、コンテキストを用いて予測状態記憶手段に記憶された優勢シンボルを取得する優勢シンボル取得手段と、優勢シンボルを用いて符号化画素の予測を行い、その当否データ系列を出力する予測変換手段と、予測の当否に基づいて予測状態を遷移させる予測遷移テーブルと、予測遷移テーブルに基づいて予測状態の遷移を行う予測状態遷移手段と、予測の当否データをランレングス符号化するランレングス符号化手段とを有する構成としたものである。これにより、周辺画素の状
態に基づいた適応的な予測を行い、予測の当否データをランレングス符号化しているので、高精度の予測変換を実現することができ、さらに複数の画素を一度に符号化することができ、擬似階調画像に対して高速、高効率の可逆圧縮ができる。
In order to solve this problem, an image encoding device according to the present invention includes a reference pixel acquisition unit that acquires reference pixels in the vicinity of an encoded pixel, and a prediction state and a superiority for each context that is an appearance pattern of the acquired reference pixel. Prediction state storage means for storing symbols, dominant symbol acquisition means for acquiring a dominant symbol stored in the prediction state storage means using a context, prediction of an encoded pixel using the dominant symbol, and a success / failure data series thereof Predictive conversion means for outputting, prediction transition table for transitioning the prediction state based on the prediction success / failure, prediction state transition means for transitioning the prediction state based on the prediction transition table, and the run length code for the prediction success / failure data And a run-length encoding means for converting the data into the run-length encoding means. As a result, adaptive prediction based on the state of surrounding pixels is performed, and the prediction success / failure data is run-length encoded, so that highly accurate prediction conversion can be realized, and more than one pixel can be encoded at a time. And high-speed and high-efficiency lossless compression can be performed on the pseudo gradation image.
本発明の好ましい形態において、一定周期で符号化画素と相関の高い画素を取得する周期性画素取得手段を備え、参照画素取得手段の参照画素は他の画素と入れ替え可能な画素であるフローティング画素を含み、周期性画素取得手段によって得られた画素とフローティング画素の値を入れ替える。これにより、周期性画素を用いてコンテキストを決定することにより、スクリーンやハッチパターンのような周期性をもつ画像パターンに対しても高精度の予測変換を実現することができ、高速、高効率の可逆圧縮ができる。 In a preferred embodiment of the present invention, a periodic pixel acquisition unit that acquires a pixel having a high correlation with an encoded pixel at a constant period is provided, and the reference pixel of the reference pixel acquisition unit is a floating pixel that can be replaced with another pixel. In addition, the values of the pixels obtained by the periodic pixel acquisition unit and the floating pixels are exchanged. As a result, by determining the context using periodic pixels, it is possible to realize high-precision predictive conversion even for image patterns having periodicity such as screens and hatch patterns, and with high speed and high efficiency. Reversible compression is possible.
本発明のさらに好ましい形態において、直前に出現したランの長さであるランレングスを記憶するランレングス記憶手段と、ランレングスを符号化する方法を切り換える符号化方法切換手段とを備え、符号化方法切換手段は、ランレングス記憶手段に記憶されたランレングスに基づいて符号化方法を切り換える。これにより、周辺に出現したランレングスに基づいてランレングス符号化における符号化方法(例えば符号化テーブルなど)を切り換えることにより、対象となるランレングスに適した符号化を実現することができ、高速、高効率の可逆圧縮ができる。 In a further preferred aspect of the present invention, the encoding method comprises: run length storage means for storing a run length that is the length of a run that has just appeared; and encoding method switching means for switching a method for encoding the run length. The switching means switches the encoding method based on the run length stored in the run length storage means. As a result, encoding suitable for the target run length can be realized by switching the encoding method (for example, encoding table) in the run length encoding based on the run length that appears in the vicinity. Highly efficient lossless compression is possible.
本発明のさらに好ましい形態において、一定区間内に出現したランレングスの出現頻度をカウントするランレングス出現頻度カウント手段と、ランレングスを符号化する方法を切り換える符号化方法切換手段とを備え、符号化方法切換手段は、ランレングス出現頻度カウント手段によってカウントされた出現頻度に基づいて次の区間に適用する符号化方法を切り換える。これにより、近傍の一定区間に出現したランレングスに基づいてランレングス符号化における符号化方法(例えば符号化テーブルなど)を切り換えることにより、対象となるランレングスに適した符号化を実現することができ、高速、高効率の可逆圧縮ができる。 In a further preferred aspect of the present invention, the method further comprises run-length appearance frequency counting means for counting the appearance frequency of run-lengths appearing within a certain section, and encoding method switching means for switching a method for encoding run-length. The method switching means switches the encoding method to be applied to the next section based on the appearance frequency counted by the run length appearance frequency counting means. As a result, encoding suitable for the target run length can be realized by switching the encoding method (for example, encoding table) in the run length encoding on the basis of the run length appearing in a certain fixed neighborhood. High-speed and high-efficiency lossless compression.
本発明のさらに好ましい形態において、周期性画素取得手段においてフローティング画素の変更が行われた場合にフローティング参照画素の変更位置とその変更がランの連続中に発生したか否かを示す参照画素変更符号を発生する参照画素変更符号発生手段を備えた。これにより、ランの連続中か否かのデータを参照画素変更符号中に持つことにより、ランの連続中に参照画素の変更を行える。 In a further preferred embodiment of the present invention, when the floating pixel is changed in the periodic pixel acquisition means, the reference position change code indicating the change position of the floating reference pixel and whether or not the change has occurred during the continuation of the run Reference pixel change code generating means for generating Thereby, the reference pixel can be changed during the continuation of the run by having the data indicating whether the run is continuation or not in the reference pixel change code.
本発明のさらに好ましい形態において、ランレングスが予め設定されたランレングスに達すると参照画素変更符号発生手段により参照画素変更符号を発生する。これにより、予め用意しているランレングスの符号テーブルの最大値を超えないランレングスを発生することができる。 In a further preferred aspect of the present invention, when the run length reaches a preset run length, the reference pixel change code is generated by the reference pixel change code generating means. This makes it possible to generate a run length that does not exceed the maximum value of a run length code table prepared in advance.
本発明のさらに好ましい形態において、予測状態記憶手段内において、コンテキスト毎の予測状態と優勢シンボルの記憶をn×m組(n、mは整数)有し、参照画素取得手段において、n個符号化画素単位に対してフローティング画素以外の参照画素が同一のコンテキストを発生し、同時にn×m画素の予測変換を行う。これにより、n×m画素を同時に予測変換することで高速な予測変換が実現できる。 In a further preferred form of the present invention, the prediction state storage means has n × m sets of prediction states and dominant symbols for each context (n and m are integers), and the reference pixel acquisition means encodes n codes. Reference pixels other than floating pixels generate the same context for the pixel unit, and predictive conversion of n × m pixels is performed at the same time. As a result, high-speed predictive conversion can be realized by simultaneously performing predictive conversion of n × m pixels.
本発明のさらに好ましい形態において、予測変換手段から出力される予測当否データに対して一定区間内の予測外れの個数を元に符号の復号速度予測を行う復号速度予測手段と、所定の画像ライン単位で復号速度予測手段から出力される復号速度の積算値から当該ラスタの符号出力データをランレングス符号化されたデータとするか入力データそのものとするかの符号化方式切替手段とを備えた。これにより、符号化時に所望の復号速度が得ら
れる符号化が行える。
In a further preferred embodiment of the present invention, a decoding speed prediction means for performing a decoding speed prediction of a code based on the number of prediction errors within a certain interval with respect to the prediction success / failure data output from the prediction conversion means, and a predetermined image line unit And encoding method switching means for determining whether the raster code output data is run-length encoded data or input data itself from the integrated decoding speed value output from the decoding speed prediction means. As a result, it is possible to perform encoding that provides a desired decoding speed during encoding.
この課題を解決するために、本発明の画像符号化方法は、符号化画素近傍の参照画素を取得する参照画素取得ステップと、取得された参照画素のコンテキスト毎に予測状態と優勢シンボルを記憶する予測状態記憶ステップと、コンテキストを用いて予測状態記憶ステップで記憶された優勢シンボルを取得する優勢シンボル取得ステップと、優勢シンボルを用いて符号化画素の予測を行い、その当否データ系列を出力する予測変換ステップと、予測当否に基づいて予測状態を遷移させるための予測遷移テーブルおよびこの予測遷移テーブルに基づいて予測状態の遷移を行う状態遷移ステップと、予測の当否データをランレングス符号化するランレングス符号化ステップとを有するものである。これにより、周辺画素の状態に基づいた適応的な予測を行い、予測の当否データをランレングス符号化することにより、高精度の予測変換を実現することができ、さらに複数の画素を一度に符号化することができるため、擬似階調画像に対して高速、高効率の可逆圧縮ができる。 In order to solve this problem, an image encoding method according to the present invention stores a reference pixel acquisition step for acquiring a reference pixel in the vicinity of an encoded pixel, and a prediction state and a dominant symbol for each context of the acquired reference pixel. A prediction state storage step, a dominant symbol acquisition step of acquiring the dominant symbol stored in the prediction state storage step using the context, and a prediction for performing prediction of the encoded pixel using the dominant symbol and outputting the success / failure data sequence A conversion step, a prediction transition table for transitioning the prediction state based on prediction success / failure, a state transition step for performing a transition of the prediction state based on the prediction transition table, and a run length for performing run-length encoding on the prediction success / failure data And an encoding step. As a result, adaptive prediction based on the state of surrounding pixels is performed, and the prediction success / failure data is run-length encoded, so that highly accurate prediction conversion can be realized, and more than one pixel can be encoded at a time. Therefore, high-speed and high-efficiency lossless compression can be performed on a pseudo gradation image.
本発明の好ましい形態において、一定周期で符号化画素と相関の高い画素を取得する周期性画素取得ステップを有し、参照画素取得ステップの参照画素はフローティング画素を含み、周期性画素取得ステップによって得られた画素とフローティング画素の値を入れ替える。これにより、周期性画素を用いてコンテキストを決定することにより、スクリーンやハッチパターンのような周期性をもつ画像パターンに対しても高精度の予測変換を実現することができ、高速、高効率の可逆圧縮ができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the pixel acquisition step includes a periodic pixel acquisition step of acquiring pixels having a high correlation with the encoded pixel at a constant cycle, and the reference pixel of the reference pixel acquisition step includes a floating pixel and is obtained by the periodic pixel acquisition step. The value of the selected pixel and the value of the floating pixel are exchanged. As a result, by determining the context using periodic pixels, it is possible to realize high-precision predictive conversion even for image patterns having periodicity such as screens and hatch patterns, and with high speed and high efficiency. Reversible compression is possible.
本発明のさらに好ましい形態において、直前に出現したランの長さであるランレングスを記憶するランレングス記憶ステップと、ランレングスを符号化する方法を切り換える符号化方法切換ステップとを有し、符号化方法切換ステップはランレングス記憶ステップに記憶されたランレングスに基づいて符号化方法を切り換える。これにより、周辺に出現したランレングスに基づいてランレングス符号化における符号化方法(例えば符号化テーブルなど)を切り換えることにより、対象となるランレングスに適した符号化を実現することができ、高速、高効率の可逆圧縮ができる。 In a further preferred aspect of the present invention, the method includes a run length storing step for storing a run length that is the length of a run that has just appeared, and an encoding method switching step for switching a method for encoding the run length. In the method switching step, the encoding method is switched based on the run length stored in the run length storing step. As a result, encoding suitable for the target run length can be realized by switching the encoding method (for example, encoding table) in the run length encoding based on the run length that appears in the vicinity. Highly efficient lossless compression is possible.
本発明のさらに好ましい形態において、一定区間内に出現したランレングスの出現頻度をカウントするランレングス出現頻度カウントステップと、ランレングスを符号化する方法を切り換える符号化方法切換ステップとを有し、符号化方法切換ステップはランレングス出現頻度カウントステップによってカウントされた出現頻度に基づいて次の区間に適用する符号化方法を切り換える。これにより、近傍の一定区間に出現したランレングスに基づいてランレングス符号化における符号化方法(例えば符号化テーブルなど)を切り換えることにより、対象となるランレングスに適した符号化を実現することができ、高速、高効率の可逆圧縮ができる。 In a further preferred aspect of the present invention, there is provided a run length appearance frequency counting step for counting the appearance frequency of run lengths that appear in a certain section, and an encoding method switching step for switching a method for encoding the run length, The encoding method switching step switches the encoding method applied to the next section based on the appearance frequency counted by the run length appearance frequency counting step. As a result, encoding suitable for the target run length can be realized by switching the encoding method (for example, encoding table) in the run length encoding on the basis of the run length appearing in a certain fixed neighborhood. High-speed and high-efficiency lossless compression.
この課題を解決するために、本発明の記憶媒体は、前述した画像符号化方法を記述した制御プログラムを記憶したものである。これにより、高速、高効率に擬似階調画像の可逆圧縮を施すことができる。 In order to solve this problem, a storage medium of the present invention stores a control program describing the above-described image encoding method. Thereby, the reversible compression of the pseudo gradation image can be performed at high speed and high efficiency.
本発明によれば、周辺画素のコンテキストに基づいた状態遷移によって予測値を取得し、予測値の当否データに対してランレングス符号化するようにしたので、周辺画素の状態に基づいた高精度の予測を行うことができ、また、複数の画素に対して一度に符号化することが可能であり、なおかつ大幅なゲート量の増加を伴うことなく並列化処理が実現できるため、高速、高効率に擬似階調画像の可逆圧縮を施すことが可能になるという有効な効果が得られる。 According to the present invention, the predicted value is acquired by the state transition based on the context of the surrounding pixel, and the run-length encoding is performed on the prediction data whether or not the prediction value is correct. Prediction can be performed, multiple pixels can be encoded at once, and parallel processing can be realized without a significant increase in gate amount, resulting in high speed and high efficiency. An effective effect that it is possible to perform reversible compression of the pseudo gradation image is obtained.
本発明の請求項1に記載の発明は、符号化画素近傍の参照画素を取得する参照画素取得手段と、取得された参照画素の出現パターンであるコンテキスト毎に予測状態と優勢シンボルを記憶する予測状態記憶手段と、コンテキストを用いて予測状態記憶手段に記憶された優勢シンボルを取得する優勢シンボル取得手段と、優勢シンボルを用いて符号化画素の予測を行い、その当否データ系列を出力する予測変換手段と、予測の当否に基づいて予測状態を遷移させる予測遷移テーブルと、予測遷移テーブルに基づいて予測状態の遷移を行う予測状態遷移手段と、予測の当否データをランレングス符号化するランレングス符号化手段とを有することを特徴とする画像符号化装置であり、周辺画素の状態に基づいた適応的な予測を行い、予測の当否データをランレングス符号化しているので、高精度の予測変換を実現することができ、さらに複数の画素を一度に符号化することができ、擬似階調画像に対して高速、高効率の可逆圧縮ができるという作用を有する。 According to the first aspect of the present invention, reference pixel acquisition means for acquiring a reference pixel in the vicinity of an encoded pixel, and prediction for storing a prediction state and a dominant symbol for each context that is an appearance pattern of the acquired reference pixel A state storage means, a dominant symbol acquisition means for acquiring a dominant symbol stored in the prediction state storage means using the context, and a predictive transformation for performing prediction of the encoded pixel using the dominant symbol and outputting the correct / incorrect data series Means, a prediction transition table for transitioning the prediction state based on the prediction success / failure, a prediction state transition means for performing a transition of the prediction state based on the prediction transition table, and a run length code for performing run length encoding on the prediction success / failure data An image encoding device characterized by comprising: an encoding means for performing adaptive prediction based on the state of surrounding pixels, Since the data is run-length encoded, high-precision predictive conversion can be realized, and more than one pixel can be encoded at a time. Has the effect of being able to
本発明の請求項2に記載の発明は、請求項1記載の発明において、一定周期で符号化画素と相関の高い画素を取得する周期性画素取得手段を備え、参照画素取得手段の参照画素は他の画素と入れ替え可能な画素であるフローティング画素を含み、周期性画素取得手段によって得られた画素とフローティング画素の値を入れ替えることを特徴とする画像符号化装置であり、周期性画素を用いてコンテキストを決定することにより、スクリーンやハッチパターンのような周期性をもつ画像パターンに対しても高精度の予測変換を実現することができ、高速、高効率の可逆圧縮ができるという作用を有する。
The invention according to
本発明の請求項3に記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、直前に出現したランの長さであるランレングスを記憶するランレングス記憶手段と、ランレングスを符号化する方法を切り換える符号化方法切換手段とを備え、符号化方法切換手段は、ランレングス記憶手段に記憶されたランレングスに基づいて符号化方法を切り換えることを特徴とする画像符号化装置であり、周辺に出現したランレングスに基づいてランレングス符号化における符号化方法(例えば符号化テーブルなど)を切り換えることにより、対象となるランレングスに適した符号化を実現することができ、高速、高効率の可逆圧縮ができるという作用を有する。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, run-length storage means for storing a run-length that is the length of a run that appears immediately before, and a method for encoding the run-length Encoding method switching means for switching between, and the encoding method switching means is an image coding device characterized in that the coding method is switched based on the run length stored in the run length storage means. By switching the encoding method (for example, encoding table) in run-length encoding based on the run length that appears, encoding suitable for the target run-length can be realized, and high-speed, high-efficiency reversible It has the effect that it can be compressed.
本発明の請求項4に記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、一定区間内に出現したランレングスの出現頻度をカウントするランレングス出現頻度カウント手段と、ランレングスを符号化する方法を切り換える符号化方法切換手段とを備え、符号化方法切換手段は、ランレングス出現頻度カウント手段によってカウントされた出現頻度に基づいて次の区間に適用する符号化方法を切り換えることを特徴とする画像符号化装置であり、近傍の一定区間に出現したランレングスに基づいてランレングス符号化における符号化方法(例えば符号化テーブルなど)を切り換えることにより、対象となるランレングスに適した符号化を実現することができ、高速、高効率の可逆圧縮ができるという作用を有する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a run-length appearance frequency counting means for counting the appearance frequency of a run length that appears in a predetermined section, and the run length are encoded. And a coding method switching means for switching a method, wherein the coding method switching means switches a coding method to be applied to the next section based on the appearance frequency counted by the run length appearance frequency counting means. An image encoding device that performs encoding suitable for a target run length by switching an encoding method (for example, an encoding table) in the run length encoding based on a run length that appears in a certain fixed neighborhood. It can be realized and has an effect that high-speed and high-efficiency lossless compression can be performed.
本発明の請求項5に記載の発明は、請求項2記載の発明において、周期性画素取得手段においてフローティング画素の変更が行われた場合にフローティング参照画素の変更位置とその変更がランの連続中に発生したか否かを示す参照画素変更符号を発生する参照画素変更符号発生手段を備えたことを特徴とする画像符号化装置であり、ランの連続中が否かのデータを参照画素変更符号中に持つことにより、ランの連続中に参照画素の変更を行えるという作用を有する。 According to a fifth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, when the floating pixel is changed in the periodic pixel acquisition means, the change position of the floating reference pixel and the change are continuously performed. An image encoding apparatus comprising a reference pixel change code generating means for generating a reference pixel change code indicating whether or not a run has occurred, wherein data indicating whether or not a run is continuing is referred to as a reference pixel change code By having it inside, it has the effect | action that a reference pixel can be changed during the continuation of a run.
本発明の請求項6に記載の発明は、請求項5記載の発明において、ランレングスが予め設定されたランレングスに達すると参照画素変更符号発生手段により参照画素変更符号を発生することを特徴とする画像符号化装置であり、予め用意しているランレングスの符号
テーブルの最大値を超えないランレングスを発生することができるという作用を有する。
The invention described in
本発明の請求項7に記載の発明は、請求項2記載の発明において、予測状態記憶手段内において、コンテキスト毎の予測状態と優勢シンボルの記憶をn×m組(n、mは整数)有し、参照画素取得手段において、n個符号化画素単位に対してフローティング画素以外の参照画素が同一のコンテキストを発生し、同時にn×m画素の予測変換を行うことを特徴とする画像符号化装置であり、n×m画素を同時に予測変換することで高速な予測変換が実現できるという作用を有する。
In the invention according to
本発明の請求項8に記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、予測変換手段から出力される予測当否データに対して一定区間内の予測外れの個数を元に符号の復号速度予測を行う復号速度予測手段と、所定の画像ライン単位で復号速度予測手段から出力される復号速度の積算値から当該ラスタの符号出力データをランレングス符号化されたデータとするか入力データそのものとするかの符号化方式切替手段とを備えたことを特徴とする画像符号化装置であり、符号化時に所望の復号速度が得られる符号化が行えるという作用を有する。 According to an eighth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the decoding speed of the code based on the number of prediction errors within a certain interval with respect to the prediction success / failure data output from the prediction conversion means. Decoding speed prediction means for performing prediction, and code output data of the raster as run-length encoded data or input data itself from the integrated value of decoding speeds output from the decoding speed prediction means in predetermined image line units And an encoding method switching means for performing the encoding. The image encoding device has an operation of performing encoding to obtain a desired decoding speed at the time of encoding.
本発明の請求項9に記載の発明は、符号化画素近傍の参照画素を取得する参照画素取得ステップと、取得された参照画素のコンテキスト毎に予測状態と優勢シンボルを記憶する予測状態記憶ステップと、コンテキストを用いて予測状態記憶ステップで記憶された優勢シンボルを取得する優勢シンボル取得ステップと、優勢シンボルを用いて符号化画素の予測を行い、その当否データ系列を出力する予測変換ステップと、予測当否に基づいて予測状態を遷移させるための予測遷移テーブルおよびこの予測遷移テーブルに基づいて予測状態の遷移を行う状態遷移ステップと、予測の当否データをランレングス符号化するランレングス符号化ステップとを有することを特徴とする画像符号化方法であり、周辺画素の状態に基づいた適応的な予測を行い、予測の当否データをランレングス符号化することにより、高精度の予測変換を実現することができ、さらに複数の画素を一度に符号化することができるため、擬似階調画像に対して高速、高効率の可逆圧縮ができるという作用を有する。
The invention according to
本発明の請求項10に記載の発明は、請求項9記載の発明において、一定周期で符号化画素と相関の高い画素を取得する周期性画素取得ステップを有し、参照画素取得ステップの参照画素はフローティング画素を含み、周期性画素取得ステップによって得られた画素とフローティング画素の値を入れ替えることを特徴とする画像符号化方法であり、周期性画素を用いてコンテキストを決定することにより、スクリーンやハッチパターンのような周期性をもつ画像パターンに対しても高精度の予測変換を実現することができ、高速、高効率の可逆圧縮ができるという作用を有する。
The invention described in
本発明の請求項11に記載の発明は、請求項9または10記載の発明において、直前に出現したランの長さであるランレングスを記憶するランレングス記憶ステップと、ランレングスを符号化する方法を切り換える符号化方法切換ステップとを有し、符号化方法切換ステップはランレングス記憶ステップに記憶されたランレングスに基づいて符号化方法を切り換えることを特徴とする画像符号化方法であり、周辺に出現したランレングスに基づいてランレングス符号化における符号化方法(例えば符号化テーブルなど)を切り換えることにより、対象となるランレングスに適した符号化を実現することができ、高速、高効率の可逆圧縮ができるという作用を有する。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the invention according to the ninth or tenth aspect, a run length storing step for storing a run length that is the length of a run that appears immediately before, and a method for encoding the run length A coding method switching step for switching between the coding methods, wherein the coding method switching step switches the coding method based on the run length stored in the run length storage step. By switching the encoding method (for example, encoding table) in run-length encoding based on the run length that appears, encoding suitable for the target run-length can be realized, and high-speed, high-efficiency reversible It has the effect that it can be compressed.
本発明の請求項12に記載の発明は、請求項9または10記載の発明において、一定区間内に出現したランレングスの出現頻度をカウントするランレングス出現頻度カウントステップと、ランレングスを符号化する方法を切り換える符号化方法切換ステップとを有し
、符号化方法切換ステップはランレングス出現頻度カウントステップによってカウントされた出現頻度に基づいて次の区間に適用する符号化方法を切り換えることを特徴とする画像符号化方法であり、近傍の一定区間に出現したランレングスに基づいてランレングス符号化における符号化方法(例えば符号化テーブルなど)を切り換えることにより、対象となるランレングスに適した符号化を実現することができ、高速、高効率の可逆圧縮ができるという作用を有する。
The invention according to claim 12 of the present invention is the invention according to
本発明の請求項13に記載の発明は、請求項9、10、11または12記載の画像符号化方法を記述した制御プログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒体であり、高速、高効率に擬似階調画像の可逆圧縮を施すことができるという作用を有する。 A thirteenth aspect of the present invention is a storage medium storing a control program that describes the image encoding method according to the ninth, tenth, eleventh, or twelfth aspect, and is high-speed and high-efficiency. This has the effect that the pseudo gradation image can be reversibly compressed.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described more specifically with reference to the drawings. In addition, since description here is the best form by which this invention is implemented, this invention is not limited to the said form.
(実施の形態1)
図3は本発明の実施の形態1における画像符号化装置の構成を示すブロック図、図4は本発明の実施の形態1における画像符号化装置における処理の流れを示す説明図である。
(Embodiment 1)
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the image coding apparatus according to
図3に示すように、本実施の形態の画像符号化装置は、画像データに処理を施す処理を制御する制御手段301、画像データが入力される入力手段302、参照画素取得手段303、優勢シンボル取得手段304、予測変換手段305、ランレングス符号化手段306、予測状態遷移手段307、予測状態遷移テーブル308、出力手段309、コンテキストごとの予測状態や画像データ、あるいは制御プログラムが記憶された記憶手段(予測状態記憶手段)310を備えている。
As shown in FIG. 3, the image coding apparatus according to the present embodiment includes a
以上のように構成された画像符号化装置について、図4を用いて処理の流れを説明する。 With respect to the image coding apparatus configured as described above, the flow of processing will be described with reference to FIG.
最初に、制御手段301はランレングスを0に初期化する。また、予測状態を初期化する。予測状態はコンテキストごとに記憶する必要があるため、コンテキストが1024通り存在する場合、それぞれのコンテキストに対する予測状態を0に初期化する。そして、入力手段302から入力画像データを受け取り、記憶手段310に記憶する。
First, the control means 301 initializes the run length to zero. Also, the prediction state is initialized. Since the prediction state needs to be stored for each context, when there are 1024 contexts, the prediction state for each context is initialized to zero. The input image data is received from the
次に、参照画素取得手段303は、記憶手段310に記憶された画像データのうち、符号化対象画素近傍の参照画素を取得する(S401)。そして、優勢シンボル取得手段304は、取得された参照画素の出現パターン(コンテキスト)に基づいて記憶手段310に記憶された予測状態を参照し、符号化画素を予測する場合の優勢シンボルを取得する(S402)。さらに、予測変換手段305は、取得した優勢シンボルを用いて符号化画素の予測を行い、予測の当否データ系列を出力する(S403)。
Next, the reference
ランレングス符号化手段306は、予測の当否データから予測当たりの場合はランレングスをインクリメントし、予測外れの場合はランレングスをランレングス符号化し、ランレングスを0にリセットする(S404)。ランレングス符号化が行われた場合、符号化データは出力手段309より出力される。最後に、予測状態遷移手段307は、予測遷移テーブル308と符号化画素が優勢シンボルか否かに基づいて予測状態の遷移を行う(S405)。
The run-length encoding means 306 increments the run length in the case of per prediction from the prediction success / failure data, and in the case of a prediction failure, the run-length encodes the run length and resets the run length to 0 (S404). When run-length encoding is performed, the encoded data is output from the
なお、これらの動作は記憶手段310に記憶された制御プログラムによって制御される場合もある。
Note that these operations may be controlled by a control program stored in the
参照画素取得手段303は、予測変換を行うために符号化対象画素近傍の画素を取得する。その場合、同一ラインの画素のみを参照しても構わないし、前ライン等を含む複数のラインの画素を参照しても構わない。例えば10画素を参照する場合、参照画素の出現パターン(コンテキスト)は1024(2の10乗)通り存在する。また、参照画素は1つ以上の他の画素と入れ替え可能な画素(フローティング画素)を含む場合もある。
The reference
図5に参照画素およびフローティング画素の一例を示す説明図を示す。図6に予測遷移テーブルの一例を示す説明図を示す。通常は、参照画素として図5に示す9画素にフローティング画素に加えた10画素を使用するが、符号化画素と8画素周期で高い相関を持つような画像の場合、フローティング画素は図5に示す符号化画素と相関の高い画素と入れ替えて使用する。このようにすることで、例えばディザパターンやハッチパターンのように周期性の高い繰り返しパターンに対しても高効率の符号化が実現できるようになる。 FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of the reference pixel and the floating pixel. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the prediction transition table. Normally, 10 pixels in addition to the floating pixels are used as the reference pixels in the 9 pixels shown in FIG. 5. However, in the case of an image having a high correlation with the encoded pixels in an 8-pixel cycle, the floating pixels are shown in FIG. It replaces and uses a pixel with high correlation with an encoding pixel. By doing so, for example, highly efficient encoding can be realized even for repetitive patterns with high periodicity such as dither patterns and hatch patterns.
優勢シンボル取得手段304は、コンテキストを用いて記憶手段310に記憶された優勢シンボルを取得する。コンテキストが1024通り存在する場合、それぞれのコンテキストごとに予測状態や優勢シンボルが記憶されており、記憶された優勢シンボルを取得する。
The dominant
ランレングス符号化手段306は、予測変換手段305による当否データ系列をランレングス符号化する。このとき、周辺に出現するいくつかのランレングスを記憶し、周辺に出現するランレングスが平均的に長い場合は長いランに適した符号テーブルを用いて、周辺に出現するランレングスが平均的に短い場合は短いランに適した符号テーブルを用いてランレングス符号化を適用することも考えられる。また、ランレングス符号化としてはハフマン符号化も考えられるし、組織的な符号であるゴロム符号化やワイル符号化なども考えられる。
The run-
予測状態遷移手段307は、予測遷移テーブル308を参照してコンテキストごとに予測状態の状態遷移を行う。予測遷移テーブルは図6に示すような構成で、符号化画素が優勢シンボルか劣勢シンボルかに基づいて次にどの状態に遷移するかが規定されている。コンテキストごとの予測状態すなわち現在の状態がどの番号に位置しているかは記憶手段310に記憶されている。例えば現在の予測状態が状態番号13で、優勢シンボルが出現している場合、そのコンテキストに対する予測状態は29番に遷移する。また、記憶手段310にはコンテキストごとの優勢シンボルも記憶されている。そして、予測状態の遷移と共に優勢シンボルも更新される。優勢シンボルの値がどの状態で反転するかも、図6に示すように予測遷移テーブルに規定されている。反転の項目が1のときに優勢シンボルが反転する。また、ここでは予測遷移テーブルとして47個の状態を持つテーブルの例を示したが、状態数は47に限定するものでないことは言うまでもない。
The prediction
図7は、本発明の実施の形態1における画像符号化装置を実現するためのハードウェア構成を示すブロック図を示している。図8は、本発明の実施の形態1における画像符号化装置を実現するためのハードウェア構成の変形例を示すブロック図を示している。
FIG. 7 is a block diagram showing a hardware configuration for realizing the image coding apparatus according to
図7に示すように、画像符号化装置は、外部記憶装置701、中央演算処理装置(以下、「CPU」という。)702、リードオンリーメモリ(以下、「ROM」という。)703、ランダムアクセスメモリ(以下、「RAM」という。)704を有しており、それぞれがバスを介して相互に結合されている。ROM703内にはプログラムの記憶領域があり、RAM704内には画像記憶領域がある。
As shown in FIG. 7, the image encoding apparatus includes an
図7は組み込み機器のハードウェア構成図であるが、汎用機器で本実施の形態を実現す
る場合は、図8に示すように外部記憶装置801内にプログラムの記憶領域がある場合もある。ここで、外部記憶装置としてはハードディスク、フロッピー(登録商標)ディスク、CD−ROM、MO等がある。また、外部記憶装置はネットワーク等によって接続されている場合もある。
FIG. 7 is a hardware configuration diagram of an embedded device. When this embodiment is realized by a general-purpose device, there may be a program storage area in the
図9は本発明の実施の形態1における画像符号化技術を実現するためのフローチャートである。以下に、この図9を用いて処理の流れを説明する。
FIG. 9 is a flowchart for realizing the image coding technique according to
図9において、外部記憶装置701等に記憶されている画像データやROM703に記憶された予測遷移テーブルがRAM704に入力された後、S901では画素番号を0に、ランレングスを0に、コンテキストごとの予測状態(Cx)をそれぞれ0に初期化する。次に、S902では符号化対象画素近傍の参照画素を取得する。参照画素の画素のオン/オフの出現パターンがコンテキストCxとなる。そして、S903ではコンテキストCxとRAM704に記憶された予測状態(Cx)に基づいて優勢シンボルMPSを取得する。S904では符号化画素と優勢シンボルを比較し、符号化画素と優勢シンボルが一致した場合はS905に、一致しない場合はS906に進む。S905ではランレングスをインクリメントする。一方、S906ではランレングスをランレングス符号化し、S907でランレングスを0にリセットする。そして、S908ではRAM704に記憶された予測遷移テーブルを用いて予測状態(Cx)の状態遷移を行う。その後、S909では画素数と画素番号を比較し、画素番号の方が小さい場合はS910に、そうでない場合はS911に進む。S910では画素番号をインクリメントしS902に戻り、全ての画素に対して処理が終了するまでS902からS910までの処理を繰り返す。一方、S911では最後のランのランレングスをランレングス符号化する。また、ランレングス符号化された符号化データは外部記憶装置701等に記憶されるか、ネットワークを介して外部に送信される。なお、上述の処理はCPU702を用いて行う。
In FIG. 9, after image data stored in the
また、図10は、本発明の実施の形態1に係る印刷処理装置で読み出し可能な各種データ処理プログラムを格納する記憶媒体のメモリマップを示す説明図である。 FIG. 10 is an explanatory diagram showing a memory map of a storage medium that stores various data processing programs that can be read by the print processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
なお、特に図示しないが、記憶媒体に記憶されるプログラム群を管理する情報、例えばバージョン情報、作成者等も記憶され、かつプログラム読み出し側のOS等に依存する情報、例えばプログラムを識別表示するアイコン等も記憶される場合もある。 Although not particularly illustrated, information for managing a program group stored in the storage medium, for example, version information, information such as a creator, and information depending on the OS on the program reading side, for example, an icon for identifying and displaying the program May also be stored.
さらに、各種プログラムに従属するデータも上記ディレクトリに管理されている。また、各種プログラムをコンピュータにインストールするためのプログラムや、インストールするプログラムが圧縮されている場合に、解凍するプログラム等も記憶される場合もある。 Further, data depending on various programs is also managed in the directory. In addition, a program for installing various programs in the computer, and a program for decompressing when the program to be installed is compressed may be stored.
実施の形態1における図9に示す機能が外部からインストールされるプログラムによって、ホストコンピュータにより遂行されていてもよい。そして、その場合、CD−ROMやフラッシュメモリやFD等の記憶媒体により、あるいはネットワークを介して外部の記憶媒体から、プログラムを含む情報群を出力装置に供給される場合でも本発明は適用されるものである。 The functions shown in FIG. 9 in the first embodiment may be performed by a host computer by a program installed from the outside. In this case, the present invention is applied even when an information group including a program is supplied to the output device from a storage medium such as a CD-ROM, a flash memory, or an FD, or from an external storage medium via a network. Is.
以上のように、前述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体をシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。 As described above, a storage medium storing software program codes for realizing the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus, and the computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus is stored in the storage medium. It goes without saying that the object of the present invention can also be achieved by reading and executing the program code.
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実
現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the novel function of the present invention, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM、EEPROM等を用いることができる。 As a storage medium for supplying the program code, for example, floppy (registered trademark) disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD-R, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, EEPROM, etc. Can be used.
また、本発明には、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施の形態の機能が実現される場合だけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(オペレーティングシステム)等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実施される場合も含まれることは言うまでもない。 Further, according to the present invention, not only when the functions of the above-described embodiments are realized by executing the program code read by the computer, but the computer is operating on the basis of the instruction of the program code. It goes without saying that the case where the OS (operating system) or the like performs part or all of the actual processing and the functions of the above-described embodiments are implemented by the processing.
さらに、本発明には、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。 Further, according to the present invention, a program code read from a storage medium is written in a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, and then the program code is instructed. Based on this, it goes without saying that the CPU of the function expansion board or function expansion unit performs part or all of the actual processing and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
(実施の形態2)
図11は本発明の実施の形態2における画像符号化装置の全体の構成を示すブロック図である。
(Embodiment 2)
FIG. 11 is a block diagram showing the overall configuration of the image coding apparatus according to
図11に示すように、本実施の形態の画像符号化装置1101は、参照画素取得手段1102、周期性画素取得手段1103、優勢シンボル取得手段1104、予測状態記憶手段1105、予測状態遷移手段1106、予測遷移テーブル1107、予測変換手段1108、ランレングス符号化手段1109、参照画素変更符号発生手段1110、復号速度予測手段1111、符号化方式切替手段1112を備えている。
As shown in FIG. 11, the
符号化は画像入力からまず参照画素を取得することから開始される。ここで、図12に本発明の実施の形態2における参照画素取得手段によって取得される参照画素を示す説明図を示す。図12においては、符号化対象画素T1、T2に対するフローティング参照画素f1、f2を含む参照画素6画素と、符号化対象画素T3、T4に対するフローティング参照画素f3、f4を含む参照画素6画素を同時に取得している様子を示している。この図12においては、符号化対象画素T1、T2については符号化対象画素T1の直前の4画素が符号化対象画素T1、T2に対して取得され、さらにフローティング参照画素f1が符号化対象画素T1に、フローティング参照画素f2が符号化対象画素T2に対して取得される。また、符号化対象画素T3,T4に対しては符号化対象画素T3の直前の4画素が符号化対象画素T3、T4に対して取得され、さらにフローティング参照画素f3が符号化対象画素T3に、フローティング参照画素f4が符号化対象画素T4に対して取得される。
Encoding is started by first obtaining a reference pixel from an image input. Here, FIG. 12 is an explanatory diagram showing reference pixels acquired by the reference pixel acquisition unit according to
本発明の実施の形態2では、参照画素取得手段1102によって同時に符号化対象画素4画素に対して参照画素の取得を行う。この符号化対象画素2画素を2組同時に取得し、4画素同時に予測変換を行うことにより、符号化の高速化を実現している。符号の復号時においては、図12からわかるように、符号化対象画素T3、T4の参照画素中に符号化対象画素T1、T2が含まれているために、4画素同時処理でなく2画素づつの復号処理となる。
In
また、参照画素取得手段1102においてフローティング参照画素f1、f2、f3、
f4を取得しているが、これは周期性画素取得手段1103により周期性画素位置取得を行うことによりそのフローティング画素位置は決定される。ここで、図13を用いて周期性画素取得手段1103の周期性画素位置の取得の流れを説明する。図13は、本発明の実施の形態2における周期性画素取得手段の周期性画素位置を示す説明図を示す。
Further, in the reference
f4 is acquired, and the floating pixel position is determined by performing periodic pixel position acquisition by the periodic
本発明の実施の形態2の画像符号化装置においては、符号化画素8画素に対してその前方の画素の相対距離が1から32までの8画素のブロックに対してそれぞれのブロックと符号化画素8画素が一致するかどうかの判定を行い、相対距離毎に一致していれば1を加算するカウンタを備えており、そのカウンタ値がある設定値に達した場合にその相対距離を周期性画素距離とし、全ての相対距離ブロックのカウンタのリセットを行う。周期性画素距離は次にいずれかの相対距離ブロックのカウンタ値がある設定値に達するまで保持される。このようにして得られた周期性画素距離の画素を周期性画素として取得する。図13において、R8は相対距離8の画素、R9は相対距離9の画素、R10は相対距離10の画素を示している。このようにして得られた周期性画素距離にある画素位置がフローティング画素位置となる。 In the image coding apparatus according to the second embodiment of the present invention, each block and coding pixel for a block of 8 pixels in which the relative distance of the pixels ahead of the coding pixel is 8 pixels is 1 to 32. A determination is made as to whether or not the eight pixels match, and a counter that adds 1 if there is a match for each relative distance is provided. When the counter value reaches a certain set value, the relative distance is determined as a periodic pixel. The distance is reset, and the counters of all relative distance blocks are reset. The periodic pixel distance is then held until the counter value of any relative distance block reaches a certain set value. A pixel having a periodic pixel distance obtained in this way is acquired as a periodic pixel. In FIG. 13, R8 indicates a pixel with a relative distance of 8, R9 indicates a pixel with a relative distance of 9, and R10 indicates a pixel with a relative distance of 10. The pixel position at the periodic pixel distance obtained in this way is the floating pixel position.
図14に本発明の実施の形態2における予測状態記憶手段を示すブロック図を示す。予測状態記憶手段1105は、参照画素取得手段1102において参照画素の取得の対象となった符号化対象画素4画素それぞれに対して、予測状態記憶部T1、予測状態記憶部T2、予測状態記憶部T3、および予測状態記憶部T4の4つの予測状態記憶部から構成される。図15にそれぞれの予測状態記憶部T1〜T4の内部構成を示す。予測状態記憶部T1〜T4は、優勢シンボル値1ビットと遷移状態6ビットから構成されるワードによる32ワードで構成され、ワードアドレスは参照画素5画素のオン/オフの出現パターンからなるコンテキスト値と対応し、各ワードは遷移状態の初期値は0である。
FIG. 14 is a block diagram showing the predicted state storage means in the second embodiment of the present invention. The prediction
優勢シンボル取得手段1104は参照画素取得手段1102により得られるそれぞれの符号化対象画素に対する参照画素5画素のオン/オフの出現パターンをコンテキスト値として予測状態記憶手段1105の予測状態記憶部T1〜T4のワードアドレスを与え優勢シンボル値を得る。ここで得られた優勢シンボル値を用いて、予測変換手段1108においては優勢シンボル値と符号化対象画素値が一致する場合には予測変換値として“0”を出力し、優勢シンボル値と符号化対象画素値が一致しない場合には予測変換値として“1”の出力を行う。
The dominant
予測状態遷移手段1106は、図6に示される値を記憶した予測遷移テーブル1107と予測状態記憶手段1105から得られる遷移状態値および優勢シンボル値および参照画素取得手段1102により得られる参照画素から生成するコンテキスト値から予測状態記憶部T1〜T4の遷移状態値および優勢シンボル値の更新を行う。予測遷移テーブル1107は図6に示すような構成で符号化画素が優勢シンボルか劣勢シンボルかに基づいて次にどの状態に遷移するかが規定されている。コンテキストごとの予測状態、すなわち現在の状態がどの番号に位置しているかは予測状態記憶手段1105に記憶されている。
The prediction
図15は、発明の実施の形態2における予測状態記憶部を示す説明図を示し、図16は、本発明の実施の形態2におけるランレングス符号テーブルを示す説明図を示し、図17は、本発明の実施の形態2における参照画素変更符号を示す説明図を示し、図18は本発明の実施の形態2における復号速度予測テーブルを示す説明図を示す。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing the prediction state storage unit in the second embodiment of the invention, FIG. 16 is an explanatory diagram showing the run-length code table in the second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 18 is an explanatory diagram showing a reference pixel change code in
予測状態記憶手段1105には、図15に示すように、コンテキストごとの優勢シンボル値も記憶されており、予測状態の遷移と共に優勢シンボル値も更新される。優勢シンボル値がどの状態で反転するかも図6に示すように予測遷移テーブルに規定されており、反転の項目が1のときに優勢シンボルが反転する。例えば、現在の予測状態が状態番号14
で、優勢シンボル値と符号化対象画素値一致している場合、そのコンテキストに対する予測状態は15番に遷移する。優勢シンボル値と符号化対象画素値が一致していない場合は予測状態は14番のままであるが、反転の項目に1が指示されているので予測状態遷移手段1106の予測状態記憶の対応するコンテキストの優勢シンボル値を反転させるといった更新を行う。
As shown in FIG. 15, the prediction state storage means 1105 also stores a dominant symbol value for each context, and the dominant symbol value is updated with the transition of the prediction state. The state in which the dominant symbol value is inverted is also defined in the prediction transition table as shown in FIG. 6. When the item of inversion is 1, the dominant symbol is inverted. For example, the current prediction state is
When the dominant symbol value matches the encoding target pixel value, the prediction state for the context transitions to No. 15. When the dominant symbol value and the encoding target pixel value do not match, the prediction state remains No. 14, but since 1 is indicated in the item of inversion, the prediction
本発明の実施の形態2の画像符号化装置では、ランレングス符号化手段1109においては予測変換手段1108からの予測変換値を入力として組織的ランレングス符号であるwyle符号を用い符号化を行う。wyle符号は予測変換値“1”と次の予測変換値“1”の間の予測変換値“0”の連続する数を符号として生成する。それぞれのランレングスに対応するwyle符号を図16に示す。符号は2進表示である。wyle符号の下位の*で示される値はランレングスからそのランレングスにあたる範囲の下限の値を減算した値を2進変換した値が割り当てられる。
In the image encoding apparatus according to the second embodiment of the present invention, the run-
また、本発明の実施の形態2の画像符号化装置のランレングス符号化手段1109は、図16に示すように16383までのランレングスをwyle符号として生成できるが、予め設定されたランレングス値に達するとその時の符号化対象画素8画素までのランレングスをwyle符号として出力し、参照画素変更符号発生手段1110によりダミーの参照画素変更符号を発生させてランレングスをリセットし0に戻す。
In addition, the run-
参照画素変更符号発生手段1110においては、周期性画素取得手段1103において取得される周期性画素距離が変化した場合に該当する符号化対象画素8画素までのランレングス符号化が行われ、ランレングスの終端である予測変換値“1”が符号化対象画素8画素の最後の画素でない場合でもそこまでのランレングスをwyle符号として出力させる。その後に、図17に示される参照画素変更符号を生成する。このとき、符号は2進表示である。参照画素変更符号の*で示される下位6ビットの内1ビットは符号化対象画素8画素の最後の予測変換値であり、残り5ビットは(周期性画素距離値−1)の値が割り当てられる。また、ランレングス符号化手段1109において、ランレングスが予め設定されたランレングス値に達したとの情報が参照画素変更符号発生手段1110に通知されると、参照画素変更が行われていなくても現在の参照画素位置のデータを用いて参照画素変更符号の生成を行う。
The reference pixel change
復号速度予測手段1111は復号が所望の復号速度で行われる符合の生成が行われるか否かを判定する手段であり、リアルタイムな復号処理が必要とされる場合の復号速度の予測を行う。復号速度予測手段1111においては、予測変換手段1108より送出される予測変換値を64画素毎にまとめて復号速度予測を行う。復号速度予測は64画素内の予測変換値“1”の合計より取得され、図18のような予測復号速度が得られる。例えば予測変換値“1”の数が44の場合には予測復号速度11が得られるが、これは実際の予測復号速度が8倍された値であり実際の復号速度は1.375画素がその64画素ブロックの予測復号速度である。この復号速度を積算した復号速度積算値の出力を行う。
The decoding
符号化方式切替手段1112は復号速度予測手段1111から出力される復号速度積算値が画像の1ライン終了時に予め定められた設定値と同じかそれ以上であればランレングス符号化手段1109の出力を符号出力として出力し、設定値以下の場合は入力された画像データそのものをそのラインの符号として符号出力を行い、復号速度の確保を行う。
The encoding
このようにして、本発明の実施の形態2の画像符号化装置を用いた画像符号化が行われる。 In this way, image coding using the image coding apparatus according to the second embodiment of the present invention is performed.
以上のように、前述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコード
を記録した記憶媒体をシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。
As described above, a storage medium storing software program codes for realizing the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus, and the computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus is stored in the storage medium. It goes without saying that the object of the present invention can also be achieved by reading and executing the program code.
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。 In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the novel function of the present invention, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM、EEPROM等を用いることができる。 As a storage medium for supplying the program code, for example, floppy (registered trademark) disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD-R, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, EEPROM, etc. Can be used.
また、本発明には、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施の形態の機能が実現される場合だけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(オペレーティングシステム)等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実施される場合も含まれることは言うまでもない。 Further, according to the present invention, not only when the functions of the above-described embodiments are realized by executing the program code read by the computer, but the computer is operating on the basis of the instruction of the program code. It goes without saying that the case where the OS (operating system) or the like performs part or all of the actual processing and the functions of the above-described embodiments are implemented by the processing.
さらに、本発明には、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。 Further, according to the present invention, a program code read from a storage medium is written in a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, and then the program code is instructed. Based on this, it goes without saying that the CPU of the function expansion board or function expansion unit performs part or all of the actual processing and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
以上のように、本発明は、擬似階調画像を可逆圧縮する画像符号化技術であって、符号化画素近傍の参照画素を取得する参照画素取得手段と、取得された参照画素の出現パターンであるコンテキスト毎に予測状態と優勢シンボルを記憶する予測状態記憶手段と、コンテキストを用いて予測状態記憶手段に記憶された優勢シンボルを取得する優勢シンボル取得手段と、優勢シンボルを用いて符号化画素の予測を行い、その当否データ系列を出力する予測変換手段と、予測の当否に基づいて予測状態を遷移させるための予測遷移テーブルと、予測遷移テーブルに基づいて予測状態の遷移を行う予測状態遷移手段と、予測の当否データをランレングス符号化するランレングス符号化手段を備えるようにしたので、周辺画素の状態に基づいた適応的な予測を行い、予測の当否データをランレングス符号化することにより、高精度の予測変換を実現することができ、さらに複数の画素を一度に符号化することができるため、画像データを高能率に圧縮することができる。 As described above, the present invention is an image encoding technique for reversibly compressing a pseudo gradation image, and includes reference pixel acquisition means for acquiring a reference pixel in the vicinity of the encoded pixel, and an appearance pattern of the acquired reference pixel. Prediction state storage means for storing the prediction state and the dominant symbol for each context, predominance symbol acquisition means for acquiring the preferential symbol stored in the prediction state storage means using the context, and coding pixel using the preferential symbol Prediction conversion means for performing prediction and outputting the success / failure data series, prediction transition table for transitioning the prediction state based on prediction success / failure, and prediction state transition means for performing transition of the prediction state based on the prediction transition table And run-length encoding means for performing run-length encoding on the prediction success / failure data. Measurement and run-length encoding the prediction success / failure data, so that highly accurate prediction conversion can be realized, and more than one pixel can be encoded at a time. Can be compressed.
101 制御手段
102 入力手段
103 参照画素取得手段
104 優勢シンボル取得手段
105 出現確率取得手段
106 MPS/LPS交換手段
107 レジスタ更新手段
108 予測状態遷移手段
109 正規化手段
110 予測遷移テーブル
111 出力手段
112 記憶手段
301 制御手段
302 入力手段
303 参照画素取得手段
304 優勢シンボル取得手段
305 予測変換手段
306 ランレングス符号化手段
307 予測状態遷移手段
308 予測遷移テーブル
309 出力手段
310 記憶手段(予測状態記憶手段)
701 外部記憶装置
702 中央演算処理装置
703 リードオンリーメモリ
704 ランダムアクセスメモリ
801 外部記憶装置
802 中央演算処理装置
803 リードオンリーメモリ
804 ランダムアクセスメモリ
1101 画像符号化装置
1102 参照画素取得手段
1103 周期性画素取得手段
1104 優勢シンボル取得手段
1105 予測状態記憶手段
1106 予測状態遷移手段
1107 予測遷移テーブル
1108 予測変換手段
1109 ランレングス符号化手段
1110 参照画素変更符号発生手段
1111 復号速度予測手段
1112 符号化方式切替手段
DESCRIPTION OF
701
Claims (13)
取得された前記参照画素の出現パターンであるコンテキスト毎に予測状態と優勢シンボルを記憶する予測状態記憶手段と、
前記コンテキストを用いて前記予測状態記憶手段に記憶された優勢シンボルを取得する優勢シンボル取得手段と、
前記優勢シンボルを用いて符号化画素の予測を行い、その当否データ系列を出力する予測変換手段と、
前記予測の当否に基づいて前記予測状態を遷移させる予測遷移テーブルと、
前記予測遷移テーブルに基づいて予測状態の遷移を行う予測状態遷移手段と、
前記予測の当否データをランレングス符号化するランレングス符号化手段とを有することを特徴とする画像符号化装置。 Reference pixel acquisition means for acquiring reference pixels in the vicinity of the encoded pixel;
Prediction state storage means for storing a prediction state and a dominant symbol for each context that is an appearance pattern of the acquired reference pixel;
A dominant symbol acquisition means for acquiring a dominant symbol stored in the prediction state storage means using the context;
Predictive conversion means for performing prediction of an encoded pixel using the dominant symbol and outputting the success / failure data series;
A prediction transition table for transitioning the prediction state based on whether the prediction is successful;
Predicted state transition means for performing a transition of a predicted state based on the predicted transition table;
An image encoding apparatus comprising: run-length encoding means for performing run-length encoding on the prediction success / failure data.
前記参照画素取得手段の参照画素は他の画素と入れ替え可能な画素であるフローティング画素を含み、前記周期性画素取得手段によって得られた画素とフローティング画素の値を入れ替えることを特徴とする請求項1記載の画像符号化装置。 Comprising periodic pixel acquisition means for acquiring pixels having a high correlation with encoded pixels at a constant period;
The reference pixel of the reference pixel acquisition unit includes a floating pixel that is a pixel that can be replaced with another pixel, and the value of the floating pixel and the pixel obtained by the periodic pixel acquisition unit are switched. The image encoding device described.
前記ランレングスを符号化する方法を切り換える符号化方法切換手段とを備え、
前記符号化方法切換手段は、前記ランレングス記憶手段に記憶されたランレングスに基づいて符号化方法を切り換えることを特徴とする請求項1または2記載の画像符号化装置。 Run-length storage means for storing a run-length that is the length of the run that has just appeared;
Encoding method switching means for switching a method for encoding the run length,
The image encoding apparatus according to claim 1 or 2, wherein the encoding method switching means switches the encoding method based on a run length stored in the run length storage means.
前記ランレングスを符号化する方法を切り換える符号化方法切換手段とを備え、
前記符号化方法切換手段は、前記ランレングス出現頻度カウント手段によってカウントされた出現頻度に基づいて次の区間に適用する符号化方法を切り換えることを特徴とする請求項1または2記載の画像符号化装置。 A run-length appearance frequency counting means that counts the appearance frequency of run-lengths that appear within a certain section;
Encoding method switching means for switching a method for encoding the run length,
The image coding according to claim 1 or 2, wherein the coding method switching means switches the coding method to be applied to the next section based on the appearance frequency counted by the run length appearance frequency counting means. apparatus.
前記参照画素取得手段において、n個符号化画素単位に対してフローティング画素以外の参照画素が同一のコンテキストを発生し、同時にn×m画素の予測変換を行うことを特徴とする請求項2記載の画像符号化装置。 In the prediction state storage means, there are n × m sets (n and m are integers) of the prediction state and the dominant symbol for each context.
3. The reference pixel acquiring unit according to claim 2, wherein the reference pixels other than the floating pixels generate the same context for n encoded pixel units, and predictive conversion of n × m pixels is performed simultaneously. Image encoding device.
所定の画像ライン単位で前記復号速度予測手段から出力される復号速度の積算値から当該ラスタの符号出力データをランレングス符号化されたデータとするか入力データそのも
のとするかの符号化方式切替手段とを備えたことを特徴とする請求項1または2記載の画像符号化装置。 Decoding speed prediction means for performing decoding speed prediction of a code based on the number of prediction errors within a certain interval for the prediction success / failure data output from the prediction conversion means;
Coding method switching means for determining whether or not the code output data of the raster is run-length encoded data or input data itself from the integrated value of the decoding speed output from the decoding speed prediction means in predetermined image line units The image encoding apparatus according to claim 1, further comprising:
前記取得された参照画素のコンテキスト毎に予測状態と優勢シンボルを記憶する予測状態記憶ステップと、
前記コンテキストを用いて前記予測状態記憶ステップで記憶された優勢シンボルを取得する優勢シンボル取得ステップと、
前記優勢シンボルを用いて符号化画素の予測を行い、その当否データ系列を出力する予測変換ステップと、
前記予測当否に基づいて前記予測状態を遷移させるための予測遷移テーブルおよびこの予測遷移テーブルに基づいて予測状態の遷移を行う状態遷移ステップと、
予測の当否データをランレングス符号化するランレングス符号化ステップとを有することを特徴とする画像符号化方法。 A reference pixel acquisition step of acquiring reference pixels in the vicinity of the encoded pixel;
A prediction state storing step of storing a prediction state and a dominant symbol for each context of the acquired reference pixels;
A dominant symbol acquisition step of acquiring the dominant symbol stored in the prediction state storage step using the context;
A predictive conversion step of performing prediction of an encoded pixel using the dominant symbol and outputting the success / failure data sequence;
A state transition step for performing a transition of the prediction state based on the prediction transition table for transitioning the prediction state based on the prediction success and failure, and the prediction transition table;
A run-length encoding step for performing run-length encoding on prediction success / failure data.
前記参照画素取得ステップの参照画素はフローティング画素を含み、前記周期性画素取得ステップによって得られた画素とフローティング画素の値を入れ替えることを特徴とする請求項9記載の画像符号化方法。 A periodic pixel acquisition step of acquiring pixels having a high correlation with the encoded pixel at a constant period;
The image encoding method according to claim 9, wherein the reference pixel in the reference pixel acquisition step includes a floating pixel, and the values of the pixel and the floating pixel obtained in the periodic pixel acquisition step are switched.
前記ランレングスを符号化する方法を切り換える符号化方法切換ステップとを有し、
前記符号化方法切換ステップは前記ランレングス記憶ステップに記憶されたランレングスに基づいて符号化方法を切り換えることを特徴とする請求項9または10記載の画像符号化方法。 A run-length storage step for storing a run-length that is the length of the run that has just appeared;
An encoding method switching step for switching a method for encoding the run length,
The image encoding method according to claim 9 or 10, wherein the encoding method switching step switches the encoding method based on the run length stored in the run length storing step.
ランレングスを符号化する方法を切り換える符号化方法切換ステップとを有し、
前記符号化方法切換ステップは前記ランレングス出現頻度カウントステップによってカウントされた出現頻度に基づいて次の区間に適用する符号化方法を切り換えることを特徴とする請求項9または10記載の画像符号化方法。 A run length appearance frequency counting step that counts the appearance frequency of run lengths that appear within a certain section;
An encoding method switching step for switching a method for encoding the run length,
The image coding method according to claim 9 or 10, wherein the coding method switching step switches the coding method to be applied to the next section based on the appearance frequency counted by the run length appearance frequency counting step. .
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EP1959671A3 (en) * | 2007-02-16 | 2012-05-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of decoding a binary image |
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