JP2007281609A - 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】 画像のエッジ部分を保護しつつ、画像の階調変化量を低減させる画像処理装置を提供する。
【解決手段】 画像処理装置２は、入力画像を２×２サイズのブロックに分割して、各ブロック内の階調変化量を評価し、エッジ部分が含まれていないと判定されるブロックを単一の画素値で塗り潰す。さらに、画像処理装置２は、単一の画素値で塗り潰されたブロックで４×４サイズのブロック（上位ブロック）が設定できる場合には、この４×４サイズのブロックについても、階調変化量を評価して塗潰しを行う。このように、ブロックサイズを徐々に大きくしていくことにより、階調変化量の大きなエッジ部分を保護しつつ、階調変化量が比較的小さな画像領域を単一の画素値で塗り潰して、圧縮効率を向上させる。
【選択図】図３
【解決手段】 画像処理装置２は、入力画像を２×２サイズのブロックに分割して、各ブロック内の階調変化量を評価し、エッジ部分が含まれていないと判定されるブロックを単一の画素値で塗り潰す。さらに、画像処理装置２は、単一の画素値で塗り潰されたブロックで４×４サイズのブロック（上位ブロック）が設定できる場合には、この４×４サイズのブロックについても、階調変化量を評価して塗潰しを行う。このように、ブロックサイズを徐々に大きくしていくことにより、階調変化量の大きなエッジ部分を保護しつつ、階調変化量が比較的小さな画像領域を単一の画素値で塗り潰して、圧縮効率を向上させる。
【選択図】図３
Description
本発明は、画像の階調変化量を少なくする画像処理装置に関する。
例えば、特許文献１は、画像データに対して、圧縮処理の前処理として、可逆圧縮率を向上させるフィルタ処理を施し、このフィルタ処理に対応する可逆圧縮方式で圧縮伸張を行う方法を開示する。
特開２００４−１８６９３４号公報
本発明は、上述した背景からなされたものであり、画像のエッジ部分を保護しつつ、画像の階調変化量を低減させる画像処理装置を提供することを目的とする。
［画像処理装置］
上記目的を達成するために、本発明にかかる画像処理装置は、入力された画像データに既定サイズのブロックを設定するブロック設定手段と、前記ブロック設定手段により設定されたブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を単一の画素値で塗り潰すか否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果に応じて、ブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を単一の画素値で置換する画素値置換手段と、設定された複数のブロックが含まれる上位ブロックを設定するよう前記ブロック設定手段に指示する階層処理制御手段とを有する。
上記目的を達成するために、本発明にかかる画像処理装置は、入力された画像データに既定サイズのブロックを設定するブロック設定手段と、前記ブロック設定手段により設定されたブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を単一の画素値で塗り潰すか否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果に応じて、ブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を単一の画素値で置換する画素値置換手段と、設定された複数のブロックが含まれる上位ブロックを設定するよう前記ブロック設定手段に指示する階層処理制御手段とを有する。
好適には、前記階層処理制御手段は、互いに隣接する複数のブロックそれぞれが単一の画素値で塗り潰されている場合に、これらのブロックが含まれた上位ブロックを設定するよう指示する。
好適には、前記判定手段は、前記ブロック設定手段により設定されたブロック内又は上位ブロック内の画素値の変化量に基づいて、ブロック又は上位ブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を塗り潰すか否かを判定する。
好適には、前記判定手段は、前記ブロックに含まれる画素値の複数の組合せそれぞれについて、差分値を算出し、算出された差分値を評価する差分評価手段と、複数の組合せそれぞれに関する前記差分評価手段の評価結果に基づいて、前記ブロックに含まれる画像領域のうち、単一の画素値で塗り潰すべき画像領域を決定する領域決定手段とを含み、前記画素値置換手段は、前記領域決定手段により決定された画像領域を単一の画素値で置換する。
好適には、前記画素値置換手段は、前記ブロック内の画像領域全体を単一の画素値で塗り潰すよう前記判定手段により判定された場合に、このブロック内の画像領域を、このブロックのサイズに応じた縮小率で縮小する画像縮小手段と、前記画像縮小手段により縮小された画像領域を、同一の画素値で拡大する画像拡大手段と含み、前記階層処理制御手段は、前記画像縮小手段により縮小された画像領域を用いて、前記既定サイズのブロックを前記上位ブロックとして設定するよう前記ブロック設定手段に指示する。
好適には、画素値の置換が禁止された画像領域を特定する禁止領域特定手段をさらに有し、前記判定手段は、前記禁止領域特定手段により特定された画像領域が前記ブロックに含まれる場合に、このブロックに含まれる画像領域のうち、画素値の置換が禁止された画像領域以外の画像領域の画素値に基づいて、塗潰しを行うか否かを判定し、前記画素値置換手段は、画素値の置換が禁止された画像領域を含むブロックについて塗潰しを行うよう判定された場合に、前記禁止領域特定手段により特定された画像領域について、画素値の置換を行わない。
また、本発明にかかる画像処理装置は、入力された画像データに既定サイズのブロックを設定するブロック設定手段と、前記ブロック設定手段により設定されたブロック内の階調変化に応じて、ブロック内の画像領域を前記既定サイズに応じた縮小率で縮小する画像縮小手段と、前記画像縮小手段により縮小された複数の画像領域について、前記既定サイズのブロックを設定するよう前記ブロック設定手段に指示する階層処理制御手段と、前記画像縮小手段により縮小された画像領域を元の大きさに拡大する画像拡大手段とを有する。
［画像処理方法］
また、本発明にかかる画像処理方法は、入力された画像データに既定サイズのブロックを設定し、設定されたブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を単一の画素値で塗り潰すか否かを判定し、判定結果に応じて、ブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を単一の画素値で置換し、単一の画素値を有するブロックが互いに隣接して存在する場合に、これらのブロックが含まれる上位ブロックを設定し、設定された上位ブロックについて、単一の画素値で塗り潰すか否かを判定し、判定結果に応じて、上位ブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を単一の画素値で置換する。
また、本発明にかかる画像処理方法は、入力された画像データに既定サイズのブロックを設定し、設定されたブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を単一の画素値で塗り潰すか否かを判定し、判定結果に応じて、ブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を単一の画素値で置換し、単一の画素値を有するブロックが互いに隣接して存在する場合に、これらのブロックが含まれる上位ブロックを設定し、設定された上位ブロックについて、単一の画素値で塗り潰すか否かを判定し、判定結果に応じて、上位ブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を単一の画素値で置換する。
［プログラム］
また、本発明にかかるプログラムは、入力された画像データに既定サイズのブロックを設定するステップと、設定されたブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を単一の画素値で塗り潰すか否かを判定するステップと、判定結果に応じて、ブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を単一の画素値で置換するステップと、設定されたブロックに応じて、設定された複数のブロックが含まれる上位ブロックを設定するように指示するステップとをコンピュータに実行させる。
また、本発明にかかるプログラムは、入力された画像データに既定サイズのブロックを設定するステップと、設定されたブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を単一の画素値で塗り潰すか否かを判定するステップと、判定結果に応じて、ブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を単一の画素値で置換するステップと、設定されたブロックに応じて、設定された複数のブロックが含まれる上位ブロックを設定するように指示するステップとをコンピュータに実行させる。
本発明の画像処理装置によれば、画像のエッジ部分を保護しつつ、画像の階調変化量を低減させることができる。
まず、本発明の理解を助けるために、その背景及び概略を説明する。
例えば、符号化処理の前処理として、画像の階調変化量を低減させる場合がある。画素値が近似する画像領域を単一の画素値で塗り潰すなどして、階調変化量を低減させると、符号化効率が向上して、高い圧縮率を実現できる。
このような塗潰し処理は、非可逆な画像処理となるため、画質劣化とのバランスを考慮して行う必要がある。例えば、特許文献１に記載の方法は、階調変化量が既定の範囲内にある画素群を単一の画素値で塗り潰すものであるが、同一画素値領域のサイズに明確な限定条件を与えることができないため、画質劣化が目につきやすいという問題があった。
また、ラスタスキャン順に階調変化量を監視して塗り潰す場合には、並列処理が困難で、ソフトウェアあるいはハードウェア上の高速化が困難であった。
例えば、符号化処理の前処理として、画像の階調変化量を低減させる場合がある。画素値が近似する画像領域を単一の画素値で塗り潰すなどして、階調変化量を低減させると、符号化効率が向上して、高い圧縮率を実現できる。
このような塗潰し処理は、非可逆な画像処理となるため、画質劣化とのバランスを考慮して行う必要がある。例えば、特許文献１に記載の方法は、階調変化量が既定の範囲内にある画素群を単一の画素値で塗り潰すものであるが、同一画素値領域のサイズに明確な限定条件を与えることができないため、画質劣化が目につきやすいという問題があった。
また、ラスタスキャン順に階調変化量を監視して塗り潰す場合には、並列処理が困難で、ソフトウェアあるいはハードウェア上の高速化が困難であった。
そこで、本実施形態における画像処理装置２は、処理対象となる画像領域（ブロック）のサイズを限定し、かつ、それぞれのブロックについて並列処理する。
より具体的には、本画像処理装置２は、図１（Ａ）に例示するように、既定サイズのブロック（本図では、２×２サイズのブロック）を設定して、それぞれのブロック内で階調変化量を評価し、評価結果に応じて、各ブロック内の少なくとも一部の画像領域を単一の画素値で塗り潰す。階調変化量の評価は、エッジなどの階調変化量が閾値以上である画像領域を塗潰し禁止領域とし、階調変化量が閾値未満である画像領域を塗潰しの対象とするものである。図１（Ｂ）の例では、各ブロックの階調変化量が閾値未満であるため、それぞれのブロック全体が単一の画素値（平均画素値など）で塗り潰されている。
そして、さらに本画像処理装置２は、単一の画素値で塗り潰されたブロックが互いに隣接する場合には、図１（Ｃ）に例示するように、これらのブロックよりも大きな上位のブロック（本図では、４×４サイズのブロック）を設定し、この上位ブロックについても階調変化量を評価し、評価結果に応じて、上位ブロック内の少なくとも一部の画像領域を塗り潰す。
このように、本画像処理装置２は、小さなブロックから順に塗潰し処理を行い、徐々にブロックサイズを大きくしていくことにより、階調変化量の大きなエッジ部分を保護しつつ、階調変化量が比較的小さな画像領域を単一の画素値で塗り潰して、符号化効率を向上させる。
より具体的には、本画像処理装置２は、図１（Ａ）に例示するように、既定サイズのブロック（本図では、２×２サイズのブロック）を設定して、それぞれのブロック内で階調変化量を評価し、評価結果に応じて、各ブロック内の少なくとも一部の画像領域を単一の画素値で塗り潰す。階調変化量の評価は、エッジなどの階調変化量が閾値以上である画像領域を塗潰し禁止領域とし、階調変化量が閾値未満である画像領域を塗潰しの対象とするものである。図１（Ｂ）の例では、各ブロックの階調変化量が閾値未満であるため、それぞれのブロック全体が単一の画素値（平均画素値など）で塗り潰されている。
そして、さらに本画像処理装置２は、単一の画素値で塗り潰されたブロックが互いに隣接する場合には、図１（Ｃ）に例示するように、これらのブロックよりも大きな上位のブロック（本図では、４×４サイズのブロック）を設定し、この上位ブロックについても階調変化量を評価し、評価結果に応じて、上位ブロック内の少なくとも一部の画像領域を塗り潰す。
このように、本画像処理装置２は、小さなブロックから順に塗潰し処理を行い、徐々にブロックサイズを大きくしていくことにより、階調変化量の大きなエッジ部分を保護しつつ、階調変化量が比較的小さな画像領域を単一の画素値で塗り潰して、符号化効率を向上させる。
［ハードウェア］
次に、本実施形態における画像処理装置２のハードウェア構成を説明する。
図２は、本発明にかかる画像処理方法が適応される画像処理装置２のハードウェア構成を、制御装置２０を中心に例示する図である。
図２に例示するように、画像処理装置２は、ＣＰＵ２０２及びメモリ２０４などを含む制御装置２０、通信装置２２、ＨＤＤ・ＣＤ装置などの記録装置２４、並びに、ＬＣＤ表示装置あるいはＣＲＴ表示装置及びキーボード・タッチパネルなどを含むユーザインターフェース装置（ＵＩ装置）２６から構成される。
画像処理装置２は、例えば、プリンタ装置１０の内部に設けられており、通信装置２２又は記録装置２４などを介して画像データを取得し、取得された画像データを符号化する。
次に、本実施形態における画像処理装置２のハードウェア構成を説明する。
図２は、本発明にかかる画像処理方法が適応される画像処理装置２のハードウェア構成を、制御装置２０を中心に例示する図である。
図２に例示するように、画像処理装置２は、ＣＰＵ２０２及びメモリ２０４などを含む制御装置２０、通信装置２２、ＨＤＤ・ＣＤ装置などの記録装置２４、並びに、ＬＣＤ表示装置あるいはＣＲＴ表示装置及びキーボード・タッチパネルなどを含むユーザインターフェース装置（ＵＩ装置）２６から構成される。
画像処理装置２は、例えば、プリンタ装置１０の内部に設けられており、通信装置２２又は記録装置２４などを介して画像データを取得し、取得された画像データを符号化する。
［画像処理プログラム］
図３は、制御装置２０（図２）により実行される画像処理プログラム５の機能構成を例示する図である。
図３に例示するように、画像処理プログラム５は、ブロック設定部５１０、差分値評価部５２０、塗潰しパターン選択部５３０、ブロック縮小部５４０、部分領域置換部５５０、階層処理制御部５６０、縮小ブロック復元部５７０、及びブロック統合部５８０を有する。
図３は、制御装置２０（図２）により実行される画像処理プログラム５の機能構成を例示する図である。
図３に例示するように、画像処理プログラム５は、ブロック設定部５１０、差分値評価部５２０、塗潰しパターン選択部５３０、ブロック縮小部５４０、部分領域置換部５５０、階層処理制御部５６０、縮小ブロック復元部５７０、及びブロック統合部５８０を有する。
画像処理プログラム５において、ブロック設定部５１０は、入力された画像データに既定サイズのブロック（図１）を設定する。
また、ブロック設定部５１０は、単一の画素値からなるブロックが互いに隣接する場合に、これらのブロックが含まれた上位ブロックを設定する。
本例のブロック設定部５１０は、入力された画像データ、又は、１／２ｎ（ｎは自然数）に縮小された画像領域に対して、２×２サイズのブロックを設定することにより、実質的に、２×２サイズ、４×４サイズ、８×８サイズ、・・・２ｎ×２ｎサイズのブロックを順に設定する。
また、ブロック設定部５１０は、単一の画素値からなるブロックが互いに隣接する場合に、これらのブロックが含まれた上位ブロックを設定する。
本例のブロック設定部５１０は、入力された画像データ、又は、１／２ｎ（ｎは自然数）に縮小された画像領域に対して、２×２サイズのブロックを設定することにより、実質的に、２×２サイズ、４×４サイズ、８×８サイズ、・・・２ｎ×２ｎサイズのブロックを順に設定する。
差分値評価部５２０は、ブロック設定部５１０により設定されたブロック内の階調変化量を評価する。
本例の差分値評価部５２０は、ブロックに含まれる複数の画素について、複数の組合せで画素値の差分値を算出し、算出された差分値が既定の閾値以上であるか否かを判断する。
本例の差分値評価部５２０は、ブロックに含まれる複数の画素について、複数の組合せで画素値の差分値を算出し、算出された差分値が既定の閾値以上であるか否かを判断する。
塗潰しパターン選択部５３０は、差分値評価部５２０による各ブロックの評価結果に基づいて、各ブロックにおける塗潰しのパターンを選択する。塗潰しのパターンとは、単一の画素値で塗り潰すべき画像領域を示すパターンである。
本例の塗潰しパターン選択部５３０は、それぞれの差分値が閾値以上であるか否かの組合せに応じて、塗潰しパターンを選択する（図７を参照して後述）。
本例の塗潰しパターン選択部５３０は、それぞれの差分値が閾値以上であるか否かの組合せに応じて、塗潰しパターンを選択する（図７を参照して後述）。
ブロック縮小部５４０は、ブロック内の画像領域全体を単一の画素値で塗り潰すパターンが塗潰しパターン選択部５３０により選択された場合に、このブロック内の画像領域を、このブロックのサイズに応じた縮小率で縮小する。ブロックサイズに応じた縮小率とは、例えば、ブロック内の画像領域を１画素相当の画像領域に縮小する倍率である。
本例のブロック縮小部５４０は、ブロック内の画像領域全体を単一の画素値で塗り潰す塗潰しパターンが選択された場合に、このブロック内の平均画素値を用いて、主走査方向及び副走査方向それぞれについて１／２に縮小する。すなわち、２×２サイズのブロックは、このブロックの平均画素値を有する１画素に縮小される。このように、本実施形態では、ブロック全体の塗潰しとブロックの縮小とは等価であり、ブロックの一部の塗潰しとブロックの縮小とをブロックの塗潰しと総称することがある。
本例のブロック縮小部５４０は、ブロック内の画像領域全体を単一の画素値で塗り潰す塗潰しパターンが選択された場合に、このブロック内の平均画素値を用いて、主走査方向及び副走査方向それぞれについて１／２に縮小する。すなわち、２×２サイズのブロックは、このブロックの平均画素値を有する１画素に縮小される。このように、本実施形態では、ブロック全体の塗潰しとブロックの縮小とは等価であり、ブロックの一部の塗潰しとブロックの縮小とをブロックの塗潰しと総称することがある。
部分領域置換５５０は、ブロック内の画像領域の一部を単一の画素値で塗り潰すパターンが塗潰しパターン選択部５３０により選択された場合に、このブロック内の画像領域の一部を単一の画素値で塗り潰す。
本例の部分領域置換部５５０は、塗潰しパターン選択部５３０により選択された塗潰しパターンに応じて、塗潰しパターンに対応する画像領域の平均画素値を算出し、算出された平均画素値で、塗潰しパターンに対応する画像領域の画素値を置換する。
本例の部分領域置換部５５０は、塗潰しパターン選択部５３０により選択された塗潰しパターンに応じて、塗潰しパターンに対応する画像領域の平均画素値を算出し、算出された平均画素値で、塗潰しパターンに対応する画像領域の画素値を置換する。
階層処理制御部５６０は、ブロック設定部５１０により設定された複数のブロックが含まれる上位ブロックを設定するようブロック設定部５１０に指示する。ここで、上位ブロックとは、複数のブロックが統合されたブロックであり、設定された後は、通常のブロックと同様に処理される。すなわち、ブロックサイズは順に大きくなっていき、各サイズのブロックに対して、再帰的に階調変化量の評価とブロック内での塗潰しが実行される。
例えば、階層処理制御部５６０は、単一の画素値を有するブロックが互いに隣接する場合に、これらのブロックを含む上位ブロックを設定するようブロック設定部５１０に指示する。
本例の階層処理制御部５６０は、ブロック縮小部５４０により１／２に縮小されたブロックをブロック設定部５１０に出力して、縮小されたブロックについて２×２サイズのブロックを設定させる。
本例の階層処理制御部５６０は、既定の縮小回数（階層数）までブロック縮小されたことを条件として、又は、縮小されたブロックで２×２ブロックが設定できなくなったことを条件として、ブロック縮小部５４０から入力されたブロック（縮小されたブロック）、及び、部分領域置換部５５０から入力されたブロック（一部が塗り潰されたブロック、又は、全く塗り潰されていないブロック）を縮小ブロック復元部５７０に出力する。
例えば、階層処理制御部５６０は、単一の画素値を有するブロックが互いに隣接する場合に、これらのブロックを含む上位ブロックを設定するようブロック設定部５１０に指示する。
本例の階層処理制御部５６０は、ブロック縮小部５４０により１／２に縮小されたブロックをブロック設定部５１０に出力して、縮小されたブロックについて２×２サイズのブロックを設定させる。
本例の階層処理制御部５６０は、既定の縮小回数（階層数）までブロック縮小されたことを条件として、又は、縮小されたブロックで２×２ブロックが設定できなくなったことを条件として、ブロック縮小部５４０から入力されたブロック（縮小されたブロック）、及び、部分領域置換部５５０から入力されたブロック（一部が塗り潰されたブロック、又は、全く塗り潰されていないブロック）を縮小ブロック復元部５７０に出力する。
縮小ブロック復元部５７０は、ブロック縮小部５４０により縮小されたブロックを、元の大きさのブロックに復元する。すなわち、縮小ブロック復元部５７０は、ブロック縮小部５４０により縮小されたブロックを、元の大きさまで拡大する。ブロックの拡大処理では、ブロックに含まれる画素値がそのまま複製される。したがって、拡大後のブロックは、拡大前の画素値で均一に塗り潰された画像領域となる。
本例の縮小ブロック復元部５７０は、縮小されたブロックの画素値を用いて、２Ｌ×２Ｌサイズ（Ｌは階層数）のブロックを生成する。なお、Ｌ＝（縮小回数）＋１となる。
本例の縮小ブロック復元部５７０は、縮小されたブロックの画素値を用いて、２Ｌ×２Ｌサイズ（Ｌは階層数）のブロックを生成する。なお、Ｌ＝（縮小回数）＋１となる。
ブロック統合部５８０は、部分領域置換部５５０により画像領域の一部が単一の画素値で塗り潰されたブロック、縮小ブロック復元部５７０により拡大されたブロック、及び、単一の画素値で塗り潰されなかったブロックを統合して、画像データを生成する。生成された画像データは、例えば、予測符号化方式で符号化される。本例では、同一の画素値が連続する画像領域を増加させているため、予測符号化処理における予測処理の的中率が向上し、高い圧縮率が実現されうる。
［全体動作］
次に、画像処理装置２（画像処理プログラム５）の全体動作を説明する。
図４は、画像処理プログラム５（図３）による画像処理（Ｓ１０）のフローチャートである。
図４に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、ブロック設定部５１０（図３）は、入力された画像データを、図６（Ａ）に例示する２×２サイズのブロックに分割する。図６（Ａ）に例示されたブロック内のＡ〜Ｄは、それぞれの画素の画素値を示す。
なお、ブロック設定部５１０は、Ｓ１４０の処理に続いてＳ１００の処理を行う場合には、縮小されたブロック群について２×２サイズのブロック（上位ブロック）を設定する。
次に、画像処理装置２（画像処理プログラム５）の全体動作を説明する。
図４は、画像処理プログラム５（図３）による画像処理（Ｓ１０）のフローチャートである。
図４に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、ブロック設定部５１０（図３）は、入力された画像データを、図６（Ａ）に例示する２×２サイズのブロックに分割する。図６（Ａ）に例示されたブロック内のＡ〜Ｄは、それぞれの画素の画素値を示す。
なお、ブロック設定部５１０は、Ｓ１４０の処理に続いてＳ１００の処理を行う場合には、縮小されたブロック群について２×２サイズのブロック（上位ブロック）を設定する。
ステップ１１０（Ｓ１１０）において、差分値評価部５２０は、ブロック設定部５１０により設定された２×２ブロックそれぞれについて、図６（Ｂ）〜（Ｅ）に例示する４つの組合せで、画素値の差分値を算出する。算出される差分値は、図６（Ｂ）に例示する差分ＡＢ、図６（Ｃ）に例示する差分ＣＤ、図６（Ｄ）に例示する差分ＡＣ、及び図６（Ｅ）に例示する差分ＢＣである。なお、本例では、Ｓ１１０の処理からＳ１５０の処理までは、各ブロックに対して並列処理される。
ステップ１２０（Ｓ１２０）において、差分値評価部５２０は、各ブロックについて算出された差分値を評価する。
塗潰しパターン選択部５３０は、差分値評価部５２０による各ブロックの評価結果に基づいて、各ブロックに適用する塗潰しパターンを選択する。
ブロック縮小部５４０及び部分領域置換部５５０は、塗潰しパターン選択部５３０により各ブロックについて選択された塗潰しパターンに応じて、各ブロックの塗潰し処理（縮小処理を含む）を行う。
塗潰しパターン選択部５３０は、差分値評価部５２０による各ブロックの評価結果に基づいて、各ブロックに適用する塗潰しパターンを選択する。
ブロック縮小部５４０及び部分領域置換部５５０は、塗潰しパターン選択部５３０により各ブロックについて選択された塗潰しパターンに応じて、各ブロックの塗潰し処理（縮小処理を含む）を行う。
ステップ１４０（Ｓ１４０）において、階層処理制御部５６０は、次の階層の処理を行うか否かを判断する。次の階層の処理を行うか否かは、例えば、既定の縮小回数（階層数Ｌ）までＳ１００〜Ｓ１２０の処理を繰り返したか否か、あるいは、縮小されたブロックで２×２ブロックが設定できるか否かで判断される。
本例の画像処理プログラム５は、縮小されたブロックで２×２ブロックが設定できない場合（すなわち、次の階層の処理を行わない場合）に、Ｓ１５０の処理に移行し、縮小されたブロックで２×２ブロックが設定できる場合（すなわち、次の階層の処理を行う場合）に、Ｓ１００の処理に戻り、階層処理制御部５６０は、上位ブロックを設定するようブロック設定部５１０に指示する。
本例の画像処理プログラム５は、縮小されたブロックで２×２ブロックが設定できない場合（すなわち、次の階層の処理を行わない場合）に、Ｓ１５０の処理に移行し、縮小されたブロックで２×２ブロックが設定できる場合（すなわち、次の階層の処理を行う場合）に、Ｓ１００の処理に戻り、階層処理制御部５６０は、上位ブロックを設定するようブロック設定部５１０に指示する。
ステップ１５０（Ｓ１５０）において、階層処理制御部５６０は、各ブロック（縮小されたブロック、及び、縮小されていないブロックを含む）を縮小ブロック復元部５７０に出力する。
縮小ブロック復元部５７０は、階層処理制御部５６０から入力されたブロックのうち、縮小されたブロックを元の大きさまで拡大する。拡大されたブロックは、拡大前の画素値で塗り潰される。
縮小ブロック復元部５７０は、拡大されたブロック、及び、縮小されていなかったブロックをブロック統合部５８０に出力する。
縮小ブロック復元部５７０は、階層処理制御部５６０から入力されたブロックのうち、縮小されたブロックを元の大きさまで拡大する。拡大されたブロックは、拡大前の画素値で塗り潰される。
縮小ブロック復元部５７０は、拡大されたブロック、及び、縮小されていなかったブロックをブロック統合部５８０に出力する。
ステップ１６０（Ｓ１６０）において、ブロック統合部５８０は、縮小ブロック復元部５７０から入力されたブロックを統合して、画像データとする。
ステップ１７０（Ｓ１７０）において、符号化部（不図示）は、ブロック統合部５８０により統合された画像データを、ＬＺ符号化方式で符号化する。
図５は、図４の塗潰し処理（Ｓ１２０）をより詳細に説明するフローチャートである。なお、本図では、１つのブロックに対する処理を説明するが、同様の処理が他のブロックに対しても並列的に実施される。
図５に示すように、ステップ１２２（Ｓ１２２）において、差分値評価部５２０（図３）は、階層数Ｌ（レベル）に応じた閾値を設定する。本例では、同一の階層に属する全ブロックに対して、同一の閾値が設定されるが、ブロック毎に、又は、差分を算出する組合せ（すなわち、図６（Ｂ）〜（Ｆ）のそれぞれ）毎に、異なる閾値を設定してもよい。
図５に示すように、ステップ１２２（Ｓ１２２）において、差分値評価部５２０（図３）は、階層数Ｌ（レベル）に応じた閾値を設定する。本例では、同一の階層に属する全ブロックに対して、同一の閾値が設定されるが、ブロック毎に、又は、差分を算出する組合せ（すなわち、図６（Ｂ）〜（Ｆ）のそれぞれ）毎に、異なる閾値を設定してもよい。
ステップ１２４（Ｓ１２４）において、差分値評価部５２０は、設定された閾値と、算出された各差分値（すなわち、図６（Ｂ）〜（Ｅ）に例示する、差分ＡＢ、差分ＣＤ、差分ＡＣ、差分ＢＣ）とを比較し、比較結果を塗潰しパターン選択部５３０に出力する。
画像処理プログラム５は、全差分値（差分ＡＢ、差分ＣＤ、差分ＡＣ、差分ＢＣ）がそれぞれ閾値より大きい場合（すなわち、主走査方向及び副走査方向の階調変化量がいずれも大きい場合）に、Ｓ１３６の処理に移行し、これ以外の場合に、Ｓ１２６の処理に移行する。
画像処理プログラム５は、全差分値（差分ＡＢ、差分ＣＤ、差分ＡＣ、差分ＢＣ）がそれぞれ閾値より大きい場合（すなわち、主走査方向及び副走査方向の階調変化量がいずれも大きい場合）に、Ｓ１３６の処理に移行し、これ以外の場合に、Ｓ１２６の処理に移行する。
ステップ１２６（Ｓ１２０）において、画像処理プログラム５は、全差分値（差分ＡＢ、差分ＣＤ、差分ＡＣ、差分ＢＣ）がそれぞれ閾値以下である場合（すなわち、主走査方向及び副走査方向の階調変化量がいずれも小さい場合）に、Ｓ１２８の処理に移行し、これ以外の場合に、Ｓ１３０の処理に移行する。
ステップ１２８（Ｓ１２８）において、塗潰しパターン選択部５３０は、全差分値（差分ＡＢ、差分ＣＤ、差分ＡＣ、差分ＢＣ）がそれぞれ閾値以下である場合に、図７（Ａ）に例示する塗潰しパターンを選択する。図７（Ａ）の塗潰しパターンは、ブロック内の画像領域全体を単一の画素値（平均画素値）で塗り潰すものである。
塗潰しパターン選択部５３０は、図７（Ａ）の塗潰しパターンを選択した場合には、このブロックをブロック縮小部５４０に出力する。
ブロック縮小部５４０は、塗潰しパターン選択部５３０から入力されたブロックの平均画素値を算出し、算出された平均画素値を有する１画素を縮小ブロックとする。すなわち、ブロック縮小部５４０は、入力されたブロックを主走査方向及び副走査方向に１／２に縮小し、縮小されたブロックを階層処理制御部５６０に出力する。
塗潰しパターン選択部５３０は、図７（Ａ）の塗潰しパターンを選択した場合には、このブロックをブロック縮小部５４０に出力する。
ブロック縮小部５４０は、塗潰しパターン選択部５３０から入力されたブロックの平均画素値を算出し、算出された平均画素値を有する１画素を縮小ブロックとする。すなわち、ブロック縮小部５４０は、入力されたブロックを主走査方向及び副走査方向に１／２に縮小し、縮小されたブロックを階層処理制御部５６０に出力する。
ステップ１３０（Ｓ１３０）において、塗潰しパターン選択部５３０は、１つのブロックについて算出された４つの差分値において、閾値よりも大きな差分値と閾値以下の差分値とが混在する場合に、閾値以下となる差分値の組合せに基づいて、図７（Ｂ）〜（Ｄ）に例示する塗潰しパターンのいずれかを選択する。
例えば、差分ＡＢ（図６（Ｂ））のみが閾値以下となった場合には、図７（Ｂ）に例示する塗潰しパターンが選択される。また、差分ＡＢ（図６（Ｂ））及び差分ＣＤ（図６（Ｃ））の２つのみが閾値以下となった場合には、図７（Ｃ）に例示する塗潰しパターンが選択される。
また、差分ＡＢ（図６（Ｂ））及び差分ＡＣ（図６（Ｄ））のみが閾値以下となった場合には、さらに、図６（Ｆ）に例示する差分ＢＣが算出され、この差分ＢＣも閾値以下となった場合に、図７（Ｄ）に例示する塗潰しパターンが選択される。
なお、差分値の他の組合せについては、対称性から同様に導くことができる。
例えば、差分ＡＢ（図６（Ｂ））のみが閾値以下となった場合には、図７（Ｂ）に例示する塗潰しパターンが選択される。また、差分ＡＢ（図６（Ｂ））及び差分ＣＤ（図６（Ｃ））の２つのみが閾値以下となった場合には、図７（Ｃ）に例示する塗潰しパターンが選択される。
また、差分ＡＢ（図６（Ｂ））及び差分ＡＣ（図６（Ｄ））のみが閾値以下となった場合には、さらに、図６（Ｆ）に例示する差分ＢＣが算出され、この差分ＢＣも閾値以下となった場合に、図７（Ｄ）に例示する塗潰しパターンが選択される。
なお、差分値の他の組合せについては、対称性から同様に導くことができる。
ステップ１３２（Ｓ１３２）において、塗潰しパターン選択部５３０は、選択された塗潰しパターン及びブロックを部分領域置換部５５０に出力する。
部分領域置換部５５０は、塗潰しパターン選択部５３０から入力された塗潰しパターン（図７（Ｂ）〜（Ｄ））に従って、ブロック内の一部の画素値を用いて平均画素値を算出する。
部分領域置換部５５０は、塗潰しパターン選択部５３０から入力された塗潰しパターン（図７（Ｂ）〜（Ｄ））に従って、ブロック内の一部の画素値を用いて平均画素値を算出する。
ステップ１３４（Ｓ１３４）において、部分領域置換部５５０は、入力された塗潰しパターンに従って、算出された平均画素値で、入力されたブロックの一部の画素値を置換し、画素値が置換されたブロックを階層処理制御部５６０に出力する。
ステップ１３６（Ｓ１３６）において、塗潰しパターン選択部５３０は、全差分値（差分ＡＢ、差分ＣＤ、差分ＡＣ、差分ＢＣ）がそれぞれ閾値よりも大きい場合に、図７（Ｅ）に例示する塗潰しパターンを選択する。図７（Ｅ）の塗潰しパターンは、ブロックに対する塗潰しを禁止するものである。
塗潰しパターン選択部５３０は、図７（Ｅ）の塗潰しパターンを選択した場合には、このブロック及び塗潰しパターンを部分領域置換部５５０に出力する。
部分領域置換部５５０は、塗潰しパターン選択部５３０から入力された塗潰しパターン（塗潰しの禁止）に従って、入力されたブロックをそのまま階層処理制御部５６０に出力する。
塗潰しパターン選択部５３０は、図７（Ｅ）の塗潰しパターンを選択した場合には、このブロック及び塗潰しパターンを部分領域置換部５５０に出力する。
部分領域置換部５５０は、塗潰しパターン選択部５３０から入力された塗潰しパターン（塗潰しの禁止）に従って、入力されたブロックをそのまま階層処理制御部５６０に出力する。
以上説明したように、本実施形態における画像処理装置２は、同一の画素値で塗り潰される範囲をブロック内に限定できる。これにより、塗潰しによる画質劣化が顕在化しにくくなる。
また、本画像処理装置２は、各ブロックを独立して処理するため、並列処理が可能になる。
また、本画像処理装置２は、処理を階層化して、ブロックサイズを適応的に拡大する。これによって、画像中のエッジ領域に関しては、差分値が大きいため、同一画素値で塗り潰される領域が小さくなり、画像中の滑らかな領域では、差分値が小さいため、広い領域が同一画素値で塗り潰される。すなわち、エッジ部分の画質を保持しつつ、圧縮効率を高めることができる。
また、本画像処理装置２は、各ブロックを独立して処理するため、並列処理が可能になる。
また、本画像処理装置２は、処理を階層化して、ブロックサイズを適応的に拡大する。これによって、画像中のエッジ領域に関しては、差分値が大きいため、同一画素値で塗り潰される領域が小さくなり、画像中の滑らかな領域では、差分値が小さいため、広い領域が同一画素値で塗り潰される。すなわち、エッジ部分の画質を保持しつつ、圧縮効率を高めることができる。
［変形例］
次に、上記実施形態の変形例を説明する。
上記実施形態では、入力画像に含まれる全画素を均等に取り扱ったが、ユーザからの要求に応じて、特定の画素に対する画素値の変換を禁止して、特定画素を保護してもよい。
例えば、画像処理装置２は、入力画像に加えて、保護対象となる特定画素の位置を示す２値画像データ（特定画素の位置が「１」となり、他の画像領域が「０」となる画像データ）を入力してもよい。この場合、塗潰しパターン選択部５３０（図３）は、入力された２値画像データに基づいて、保護対象となる特定画素を特定し、特定画素が塗潰しパターンの塗潰し領域（図７において平均画素値で置換される画像領域）に含まれている場合には、塗潰し処理を禁止する。
なお、差分値評価部５２０（図３）は、図６（Ｂ）〜（Ｆ）の差分値算出に特定画素が含まれている場合には、その差分値を常に閾値以下であると評価する。
あるいは、２×２のブロック内の非特定画素間の差分値が閾値以下である場合には、非特定画素の画素値を単一の画素値で塗り潰すとしてもよい。さらに、非特定画素の画素値が単一の画素値で塗り潰された場合には、特定画素が存在する場合であっても、上位ブロックの評価を行うとしてもよい。このような処理を行うことによって、特定画素が存在する場合であっても、大きなブロックサイズの画素値塗り潰しを行うことが可能となる。
次に、上記実施形態の変形例を説明する。
上記実施形態では、入力画像に含まれる全画素を均等に取り扱ったが、ユーザからの要求に応じて、特定の画素に対する画素値の変換を禁止して、特定画素を保護してもよい。
例えば、画像処理装置２は、入力画像に加えて、保護対象となる特定画素の位置を示す２値画像データ（特定画素の位置が「１」となり、他の画像領域が「０」となる画像データ）を入力してもよい。この場合、塗潰しパターン選択部５３０（図３）は、入力された２値画像データに基づいて、保護対象となる特定画素を特定し、特定画素が塗潰しパターンの塗潰し領域（図７において平均画素値で置換される画像領域）に含まれている場合には、塗潰し処理を禁止する。
なお、差分値評価部５２０（図３）は、図６（Ｂ）〜（Ｆ）の差分値算出に特定画素が含まれている場合には、その差分値を常に閾値以下であると評価する。
あるいは、２×２のブロック内の非特定画素間の差分値が閾値以下である場合には、非特定画素の画素値を単一の画素値で塗り潰すとしてもよい。さらに、非特定画素の画素値が単一の画素値で塗り潰された場合には、特定画素が存在する場合であっても、上位ブロックの評価を行うとしてもよい。このような処理を行うことによって、特定画素が存在する場合であっても、大きなブロックサイズの画素値塗り潰しを行うことが可能となる。
また、上記実施形態では、カラー画像を構成する複数の色成分画像をそれぞれ独立に処理する場合を前提として説明したが、複数の色成分の塗潰し処理を共通化させてもよい。
この場合、例えば、差分値評価部５２０（図３）は、図６（Ｂ）〜（Ｆ）の差分値を、複数の色成分画像の同一位置のブロックについて算出する。そして、差分値評価部５２０は、複数の色成分画像それぞれで算出された差分ＡＢのうち、最大の差分ＡＢをこのブロックの差分ＡＢ（すなわち、複数の色成分画像に共通の差分ＡＢ）とし、同様に、最大の差分ＣＤ、差分ＡＣ及び差分ＢＣそれぞれを共通の差分値とする。
本変形例の画像処理プログラム５は、このように算出された共通の差分ＡＢ、差分ＣＤ、差分ＡＣ及び差分ＢＣを用いて、複数の色成分に共通の塗潰しパターンを選択し、選択された共通の塗潰しパターンを用いて、各色成分のブロックについて塗潰し処理を行う。
この場合、例えば、差分値評価部５２０（図３）は、図６（Ｂ）〜（Ｆ）の差分値を、複数の色成分画像の同一位置のブロックについて算出する。そして、差分値評価部５２０は、複数の色成分画像それぞれで算出された差分ＡＢのうち、最大の差分ＡＢをこのブロックの差分ＡＢ（すなわち、複数の色成分画像に共通の差分ＡＢ）とし、同様に、最大の差分ＣＤ、差分ＡＣ及び差分ＢＣそれぞれを共通の差分値とする。
本変形例の画像処理プログラム５は、このように算出された共通の差分ＡＢ、差分ＣＤ、差分ＡＣ及び差分ＢＣを用いて、複数の色成分に共通の塗潰しパターンを選択し、選択された共通の塗潰しパターンを用いて、各色成分のブロックについて塗潰し処理を行う。
また、上記実施形態では、ブロックサイズを２のべき乗で拡大していったが、ブロックサイズは固定でもよい。
例えば、画像処理装置２は、画像全体に渡って、２×２のブロックサイズとしてもよい。一般的には、画像全体に渡って、Ｎ×Ｎサイズのブロックに分割し、そのブロック内の画素を全て、Ｎ×Ｎブロックの平均値で置換すればよい。
例えば、画像処理装置２は、画像全体に渡って、２×２のブロックサイズとしてもよい。一般的には、画像全体に渡って、Ｎ×Ｎサイズのブロックに分割し、そのブロック内の画素を全て、Ｎ×Ｎブロックの平均値で置換すればよい。
２・・・画像処理装置
５・・・画像処理プログラム
５１０・・・ブロック設定部
５２０・・・差分値評価部
５３０・・・塗潰しパターン選択部
５４０・・・ブロック縮小部
５５０・・・部分領域置換部
５６０・・・階層処理制御部
５７０・・・縮小ブロック復元部
５８０・・・ブロック統合部
５・・・画像処理プログラム
５１０・・・ブロック設定部
５２０・・・差分値評価部
５３０・・・塗潰しパターン選択部
５４０・・・ブロック縮小部
５５０・・・部分領域置換部
５６０・・・階層処理制御部
５７０・・・縮小ブロック復元部
５８０・・・ブロック統合部
Claims (9)
- 入力された画像データに既定サイズのブロックを設定するブロック設定手段と、
前記ブロック設定手段により設定されたブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を単一の画素値で塗り潰すか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に応じて、ブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を単一の画素値で置換する画素値置換手段と、
設定された複数のブロックが含まれる上位ブロックを設定するよう前記ブロック設定手段に指示する階層処理制御手段と
を有する画像処理装置。 - 前記階層処理制御手段は、互いに隣接する複数のブロックそれぞれが単一の画素値で塗り潰されている場合に、これらのブロックが含まれた上位ブロックを設定するよう指示する
請求項１に記載の画像処理装置。 - 前記判定手段は、前記ブロック設定手段により設定されたブロック内又は上位ブロック内の画素値の変化量に基づいて、ブロック又は上位ブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を塗り潰すか否かを判定する
請求項１又は２に記載の画像処理装置。 - 前記判定手段は、
前記ブロックに含まれる画素値の複数の組合せそれぞれについて、差分値を算出し、算出された差分値を評価する差分評価手段と、
複数の組合せそれぞれに関する前記差分評価手段の評価結果に基づいて、前記ブロックに含まれる画像領域のうち、単一の画素値で塗り潰すべき画像領域を決定する領域決定手段と
を含み、
前記画素値置換手段は、前記領域決定手段により決定された画像領域を単一の画素値で置換する
請求項２に記載の画像処理装置。 - 前記画素値置換手段は、
前記ブロック内の画像領域全体を単一の画素値で塗り潰すよう前記判定手段により判定された場合に、このブロック内の画像領域を、このブロックのサイズに応じた縮小率で縮小する画像縮小手段と、
前記画像縮小手段により縮小された画像領域を、同一の画素値で拡大する画像拡大手段と
含み、
前記階層処理制御手段は、前記画像縮小手段により縮小された画像領域を用いて、前記既定サイズのブロックを前記上位ブロックとして設定するよう前記ブロック設定手段に指示する
請求項１に記載の画像処理装置。 - 画素値の置換が禁止された画像領域を特定する禁止領域特定手段
をさらに有し、
前記判定手段は、前記禁止領域特定手段により特定された画像領域が前記ブロックに含まれる場合に、このブロックに含まれる画像領域のうち、画素値の置換が禁止された画像領域以外の画像領域の画素値に基づいて、塗潰しを行うか否かを判定し、
前記画素値置換手段は、画素値の置換が禁止された画像領域を含むブロックについて塗潰しを行うよう判定された場合に、前記禁止領域特定手段により特定された画像領域について、画素値の置換を行わない
請求項１に記載の画像処理装置。 - 入力された画像データに既定サイズのブロックを設定するブロック設定手段と、
前記ブロック設定手段により設定されたブロック内の階調変化に応じて、ブロック内の画像領域を前記既定サイズに応じた縮小率で縮小する画像縮小手段と、
前記画像縮小手段により縮小された複数の画像領域について、前記既定サイズのブロックを設定するよう前記ブロック設定手段に指示する階層処理制御手段と、
前記画像縮小手段により縮小された画像領域を元の大きさに拡大する画像拡大手段と
を有する画像処理装置。 - 入力された画像データに既定サイズのブロックを設定し、
設定されたブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を単一の画素値で塗り潰すか否かを判定し、
判定結果に応じて、ブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を単一の画素値で置換し、
単一の画素値を有するブロックが互いに隣接して存在する場合に、これらのブロックが含まれる上位ブロックを設定し、
設定された上位ブロックについて、単一の画素値で塗り潰すか否かを判定し、判定結果に応じて、上位ブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を単一の画素値で置換する
画像処理方法。 - 入力された画像データに既定サイズのブロックを設定するステップと、
設定されたブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を単一の画素値で塗り潰すか否かを判定するステップと、
判定結果に応じて、ブロックに含まれる画像領域の少なくとも一部を単一の画素値で置換するステップと、
設定されたブロックに応じて、設定された複数のブロックが含まれる上位ブロックを設定するように指示するステップと
をコンピュータに実行させるプログラム。
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