JP2009267448A - 画素入出力方法、画像圧縮方法、画素入出力装置、画像圧縮装置、画像処理装置、画像形成装置、コンピュータプログラム及び記録媒体 - Google Patents

画素入出力方法、画像圧縮方法、画素入出力装置、画像圧縮装置、画像処理装置、画像形成装置、コンピュータプログラム及び記録媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】クロック速度を変更することなく、書き込み用及び読み出し用のメモリを用いて画素を効率よく入出力することができる画素入出力方法、画像圧縮方法、画素入出力装置、画像圧縮装置、画像処理装置、画像形成装置、コンピュータプログラム及び記録媒体を提供する。
【解決手段】パック部41は、入力DMA部21から画素が入力された場合に、入力された画素をM個ずつパックしてなるパックデータを出力し、メモリ制御部42は、パック部41が出力したパックデータを、パック部41に画素が入力された入力周期のM倍の周期で書き込み用のラインメモリ431に書き込みつつ、読み出し用のラインメモリ432からパックデータを入力周期に等しい周期で読み出して処理部20へ出力する。また、メモリ制御部42は、書き込みが終了した書き込み用のラインメモリ431を読み出し用とし、読み出しが終了した読み出し用のラインメモリ432を書き込み用とする。
【選択図】図2

Description

本発明は、メモリに対して画素を入出力する画素入出力方法、カラー画像を前景レイヤと背景レイヤとに分離して圧縮する画像圧縮方法、画素入出力装置、画像圧縮装置、画像処理装置、画像形成装置、コンピュータプログラム及び記録媒体に関する。
近年、デジタル画像システムが目覚ましい発達を遂げ、デジタル画像処理技術の構築が進んでいる。例えば、電子写真方式又はインクジェット方式を用いた複写機、複合機等の分野では、文書の原稿がスキャナで読み取られて電子データである文書ファイルとして保存され、また、保存された文書ファイルが管理されている。更には、文書ファイルを圧縮してe-mailで送信することがなされている。
一般的に、スキャナで読み取られた画像(以下、スキャン画像という)はファイルサイズが大きいため、スキャン画像を蓄積又は伝送するためにスキャン画像を圧縮することが必須不可欠とされている。
このような画像を高圧縮率で圧縮するための圧縮技術の1つとして、Mixed Raster Content(MRC)のような、レイヤ分離に基づく画像圧縮技術が実用化されている。
レイヤ分離に基づく画像圧縮技術は、圧縮すべき画像から文字及び/又は線画を表す前景マスクを抽出し、抽出した前景マスクに基づいて、画像を前景レイヤと背景レイヤとに分離し、夫々に適した圧縮技術を用いて前景レイヤと背景レイヤとを圧縮することによって、最終的に高圧縮画像を生成するものである(特許文献1,2参照)。
ここで、前景レイヤとは、文字及び/又は線画を表す前景のレイヤであり、一般的に、JBIG(Joint Bilevel Image Group )、MMR(Modified Modified Read code )、LZW(Lempel Ziv Welch)等の可逆圧縮技術を用いて圧縮される。
一方、背景レイヤは、文字及び/又は線画以外の画像コンテントを表す背景のレイヤであり、一般的に、JPEG(Joint Photographic Experts Group)等の非可逆圧縮技術を用いて圧縮される。
非可逆圧縮技術は圧縮率の制御が簡易であるため、圧縮画像の用途に応じて、ファイルサイズを優先したり画質を優先したりすることができる。しかしながら、可逆圧縮技術は圧縮率を制御することが難しいため、圧縮率を向上させることが困難である。
従来、カラー画像を分離してなる前景レイヤを更に分離してから圧縮することによって、前景レイヤを直接的に圧縮する場合よりも圧縮率を向上させることができる画像圧縮装置が提案されている(特許文献3参照)。この画像圧縮装置は、1枚のカラー画像の前景の色をN(Nは自然数)種類の識別子に置換してなる1枚の前景レイヤを生成し、生成した前景レイヤを、N種類の識別子に対応するN枚の2値画像に分離し、分離された2値画像を個々に圧縮する。
このような画像圧縮装置は、カラー画像に基づいて前景レイヤを生成する前景レイヤ生成部、前景レイヤに基づいて2値画像を生成する2値画像生成部、及び、2値画像を圧縮して圧縮画像を生成する2値画像圧縮部を備え、前景レイヤ生成部が生成した1枚の前景レイヤと2値画像生成部が生成したN枚の2値画像とを少なくとも記憶する画像メモリを更に備える。
1枚の前景レイヤをN枚の2値画像に分離するためには、画像メモリから前景レイヤを読み出して2値画像生成部へ転送し、転送されてきた前景レイヤに基づいて2値画像生成部が2値画像を生成し、生成された2値画像を転送して画像メモリに書き込むことがN回繰り返される。ここで、画像メモリから読み出されて2値画像生成部へ転送される前景レイヤは同一のものである。
1枚の前景レイヤに基づいてN枚の2値画像を効率よく生成するために、画像メモリから転送されてきた前景レイヤを、2値画像生成部に内蔵されているバッファに格納し、このバッファに格納された前景レイヤを用いてN枚の2値画像を生成することが考えられる。この場合、画像メモリから2値画像生成部へ前景レイヤが転送される回数がN回から1回に減少し、2値画像生成部の内部で同一の前景レイヤがN回読み出されるため、前景レイヤの入出力に要する時間が短縮されて、2値画像が効率よく生成される。
更に効率よく2値画像を生成するためには、2値画像生成部に複数のバッファを設けることが考えられる。
ところで、画像の入力側と出力側とにラインメモリを夫々備える画像処理装置が提案されている(特許文献4参照)。この画像処理装置は、画像メモリから入力側のラインメモリに画像が入力される入力速度のn倍の処理速度で、入力側のラインメモリから画像を読み出し、読み出した画像に対して画像処理を施し、出力側のラインメモリに書き込んだ後、入力速度と同じ出力速度で出力側のラインメモリから画像を画像メモリへ出力する。このため、画像処理装置の外部での入出力速度が低速であっても、画像処理装置の内部で高速に処理することができる。
また、複数の画像処理ユニットと、画像メモリと、データパッキング機能及びデータアンパッキング機能を有するデータバス制御部とを備える画像処理装置が提案されている(特許文献5参照)。このような画像処理装置では、データバス制御部によってデータパッキングされた画像が画像メモリに格納され、データバス制御部によってデータアンパッキングされた画像が画像処理ユニットに入力される。つまり、データパッキングされた画像が画像メモリに対して入出力されるため、画像の入出力時間を短縮することができ、複数の画像処理ユニット夫々と画像メモリとの間で同時的に画像を入出力する場合に処理速度が低下する現象を防止することができる。
特開2002−94805号公報 特許第3779741号公報 特開2004−229261号公報 特開2002−32749号公報 特開平7−320027号公報
特許文献4に記載されている画像処理装置では、装置外部のクロックよりもN倍高速なクロックが装置内部で必要とされる。従って、クロック速度を変更するために、回路構成が複雑になるという問題がある。
一方、特許文献5に記載されている画像処理装置は、1個の画像メモリに対する画像の入出力時間を短縮するためのものであり、複数個の画像メモリを用いて効率よく画像を入出力するためのものではない。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、入力された画素をM(MはM≧2の自然数)個ずつパックしてなるパックデータを、画素が入力された入力周期のM倍の周期で一方のメモリに書き込みつつ、パックデータが既に書き込まれている他方のメモリから、パックデータを入力周期で読み出して出力することにより、クロック速度を変更することなく、書き込み用及び読み出し用のメモリを用いて画素を効率よく入出力することができる画素入出力方法、画像圧縮方法、画素入出力装置、画像圧縮装置、前記画素入出力装置又は前記画像圧縮装置を備える画像処理装置、該画像処理装置を備える画像形成装置、コンピュータを前記画像圧縮装置として機能させるためのコンピュータプログラム、及び、該コンピュータプログラムを記録する記録媒体を提供することにある。
本発明に係る画素入出力方法は、書き込み用及び読み出し用のメモリを備える画素入出力装置が、前記メモリに対して画素を入出力する画素入出力方法であって、画像の画素が入力された場合に、入力された画素をM(MはM≧2の自然数)個ずつパックしてなるパックデータを出力し、出力したパックデータを、画素が入力された入力周期のM倍の周期で書き込み用のメモリに書き込みつつ、出力したパックデータが既に書き込まれている読み出し用のメモリから前記パックデータを、前記入力周期で読み出して出力し、前記書き込み用のメモリへのパックデータの書き込みが終了した場合に前記書き込み用のメモリを読み出し用とし、前記読み出し用のメモリからのパックデータの読み出しが終了した場合に前記読み出し用のメモリを書き込み用とすることを特徴とする。
本発明に係る画像圧縮方法は、書き込み用及び読み出し用のメモリを備え、カラー画像を前景レイヤと背景レイヤとに分離して圧縮する画像圧縮装置を用いて前記カラー画像を圧縮する画像圧縮方法であって、前記カラー画像に基づいて、該カラー画像に含まれる文字及び/又は線画を表す前景の各画素を示す前景マスクを生成し、生成した前景マスク及び前記カラー画像に基づいて、前記前景が有する色情報と、該色情報を識別するN(Nは自然数)種類の識別子とを関連付けて記憶するテーブルを生成し、生成したテーブル、前記前景マスク、及び前記カラー画像に基づいて、前記色情報を識別子に置き換えてなる前景レイヤを生成して出力し、前記前景レイヤの転送を要求し、転送されてきた前景レイヤの画素が入力された場合に、入力された画素をM(MはM≧2且つM≧Nの自然数)個ずつパックしてなるパックデータを出力し、出力したパックデータを、画素が入力された入力周期のM倍の周期で書き込み用のメモリに書き込みつつ、出力したパックデータが既に書き込まれている読み出し用のメモリから前記パックデータを、前記入力周期でN回読み出して出力し、前記書き込み用のメモリへのパックデータの書き込みが終了した場合に前記書き込み用のメモリを読み出し用とし、前記読み出し用のメモリからのパックデータの読み出しが終了した場合に前記読み出し用のメモリを書き込み用とし、出力したパックデータを用いてなる前景レイヤに基づいて、1種類の識別子と該識別子以外の画素値とを2値化してなる2値画像を生成することをN種類の識別子夫々について実行し、生成したN枚の2値画像夫々を圧縮することを特徴とする。
本発明に係る画素入出力装置は、書き込み用及び読み出し用のメモリを備え、該メモリに対して画素を入出力する画素入出力装置であって、画像の画素が入力された場合に、入力された画素をM(MはM≧2の自然数)個ずつパックしてなるパックデータを出力するパック手段と、該パック手段が出力したパックデータを、前記パック手段に画素が入力された入力周期のM倍の周期で書き込み用のメモリに書き込みつつ、前記パック手段が出力したパックデータが既に書き込まれている読み出し用のメモリから前記パックデータを、前記入力周期で読み出して出力するメモリ制御手段とを備え、前記メモリ制御手段は、前記書き込み用のメモリへのパックデータの書き込みが終了した場合に前記書き込み用のメモリを読み出し用とし、前記読み出し用のメモリからのパックデータの読み出しが終了した場合に前記読み出し用のメモリを書き込み用とするようにしてあることを特徴とする。
本発明に係る画像圧縮装置は、カラー画像を前景レイヤと背景レイヤとに分離して圧縮する画像圧縮装置において、前記カラー画像に基づいて、該カラー画像に含まれる文字及び/又は線画を表す前景の各画素を示す前景マスクを生成する前景マスク生成手段と、該前景マスク生成手段が生成した前景マスク及び前記カラー画像に基づいて、前記前景が有する色情報と、該色情報を識別するN(Nは自然数)種類の識別子とを関連付けて記憶するテーブルを生成するテーブル生成手段と、該テーブル生成手段が生成したテーブル、前記前景マスク、及び前記カラー画像に基づいて、前記色情報を識別子に置き換えてなる前景レイヤを生成して出力する前景レイヤ生成手段と、前記前景レイヤの転送を要求する転送要求手段と、書き込み用及び読み出し用のメモリと、転送されてきた前景レイヤの画素が入力された場合に、入力された画素をM(MはM≧2且つM≧Nの自然数)個ずつパックしてなるパックデータを出力するパック手段と、該パック手段が出力したパックデータを、前記パック手段に画素が入力された入力周期のM倍の周期で書き込み用のメモリに書き込みつつ、前記パック手段が出力したパックデータが既に書き込まれている読み出し用のメモリから前記パックデータを、前記入力周期でN回読み出して出力するメモリ制御手段と、該メモリ制御手段が出力したパックデータを用いてなる前景レイヤに基づいて、1種類の識別子と該識別子以外の画素値とを2値化してなる2値画像を生成することをN種類の識別子夫々について実行する2値画像生成手段と、該2値画像生成手段が生成したN枚の2値画像夫々を圧縮する2値画像圧縮手段とを備え、前記メモリ制御手段は、前記書き込み用のメモリへのパックデータの書き込みが終了した場合に前記書き込み用のメモリを読み出し用とし、前記読み出し用のメモリからのパックデータの読み出しが終了した場合に前記読み出し用のメモリを書き込み用とするようにしてあることを特徴とする。
本発明に係る画像圧縮装置は、前記メモリは夫々ラインメモリを用いてなり、前記メモリ制御手段は、前記パック手段が出力したパックデータが既に1ライン分書き込まれている読み出し用のメモリから前記パックデータを、前記入力周期で1ライン分読み出して出力することをN回繰り返すようにしてあり、前記2値画像生成手段は、前記メモリ制御手段が出力した1ライン分のパックデータを用いてなる前景レイヤに基づいて、1種類の識別子と該識別子以外の画素値とを2値化してなる1ライン分の2値画像を生成することを、N種類の識別子についてN回実行するようにしてあることを特徴とする。
本発明に係る画像処理装置は、本発明の画素入出力装置を備え、画像の画素を前記画素入出力装置へ入力するようにしてあることを特徴とする。
本発明に係る画像処理装置は、本発明の画像圧縮装置を備え、カラー画像を前記画像圧縮装置へ入力するようにしてあることを特徴とする。
本発明に係る画像形成装置は、本発明の画像処理装置と、記録シート上に画像を形成する画像形成手段とを備えることを特徴とする。
本発明に係るコンピュータプログラムは、書き込み用及び読み出し用のメモリを備えるコンピュータに、前記メモリに対して画素を入出力させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータに、画像の画素が入力された場合に、入力された画素をM(MはM≧2の自然数)個ずつパックしてなるパックデータを出力させるステップと、コンピュータに、出力されたパックデータを、画素が入力された入力周期のM倍の周期で書き込み用のメモリに書き込みつつ、出力されたパックデータが既に書き込まれている読み出し用のメモリから前記パックデータを、前記入力周期で読み出して出力させるステップと、コンピュータに、前記書き込み用のメモリへのパックデータの書き込みが終了した場合に前記書き込み用のメモリを読み出し用とさせ、前記読み出し用のメモリからのパックデータの読み出しが終了した場合に前記読み出し用のメモリを書き込み用とさせるステップとを実行させることを特徴とする。
本発明に係るコンピュータプログラムは、書き込み用及び読み出し用のメモリを備えるコンピュータに、カラー画像を前景レイヤと背景レイヤとに分離して圧縮させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータに、前記カラー画像に基づいて、該カラー画像に含まれる文字及び/又は線画を表す前景の各画素を示す前景マスクを生成させるステップと、コンピュータに、生成された前景マスク及び前記カラー画像に基づいて、前記前景が有する色情報と、該色情報を識別するN(Nは自然数)種類の識別子とを関連付けて記憶するテーブルを生成させるステップと、コンピュータに、生成されたテーブル、前記前景マスク、及び前記カラー画像に基づいて、前記色情報を識別子に置き換えてなる前景レイヤを生成して出力させるステップと、コンピュータに、前記前景レイヤの転送を要求させるステップと、コンピュータに、転送されてきた前景レイヤの画素が入力された場合に、入力された画素をM(MはM≧2且つM≧Nの自然数)個ずつパックしてなるパックデータを出力させるステップと、コンピュータに、出力されたパックデータを、画素が入力された入力周期のM倍の周期で書き込み用のメモリに書き込みつつ、出力されたパックデータが既に書き込まれている読み出し用のメモリから前記パックデータを、前記入力周期でN回読み出して出力させるステップと、コンピュータに、前記書き込み用のメモリへのパックデータの書き込みが終了した場合に前記書き込み用のメモリを読み出し用とさせ、前記読み出し用のメモリからのパックデータの読み出しが終了した場合に前記読み出し用のメモリを書き込み用とさせるステップと、コンピュータに、出力されたパックデータを用いてなる前景レイヤに基づいて、1種類の識別子と該識別子以外の画素値とを2値化してなる2値画像を生成することをN種類の識別子夫々について実行させるステップと、コンピュータに、生成されたN枚の2値画像夫々を圧縮させるステップとを実行させることを特徴とする。
本発明に係る記録媒体は、本発明のコンピュータプログラムを記録してあることを特徴とする。
本発明の画素入出力方法にあっては、例えば、書き込み用及び読み出し用のメモリを備える本発明の画素入出力装置が、書き込み用及び読み出し用のメモリに対して画素を入出力する。書き込み用及び読み出し用のメモリは、複数個の記憶装置であってもよく、1個の記憶装置を分割してなる複数の記憶領域であってもよい。更に画素入出力装置は、画像を記憶する画像メモリと、画像メモリに記憶されている画像を読み出して転送する転送制御部とを備えていることが望ましい。
また、本発明の画素入出力装置は、書き込み用及び読み出し用のメモリの他に、パック手段及びメモリ制御手段を備える。
パック手段には、転送制御部によって画像メモリから読み出されて転送された画像の画素が入力され、パック手段は、転送制御部によって画像メモリから読み出されて転送された画像の画素が入力された場合に、入力された画素をM個ずつパックしてなるパックデータを出力する。ここで、MはM≧2の自然数である。
メモリ制御手段は、書き込み用及び読み出し用のメモリに対するパックデータの読み書きを行なう。更に詳細には、メモリ制御手段は、パック手段が出力したパックデータを、入力周期のM倍の周期で書き込み用のメモリに書き込む。また、メモリ制御手段は、パック手段が出力したパックデータが既に書き込まれている読み出し用のメモリから、このメモリに書き込まれているパックデータを入力周期で読み出して出力する。しかも、メモリ制御手段は、書き込み用のメモリにパックデータを書き込みつつ、読み出し用のメモリからパックデータを読み出す。
ここで、入力周期とは、パック手段に画素が入力される周期である。
パックデータはM個の画素をパックしてなるため、パック手段は、入力周期でM個の画素が入力された場合に、入力周期のM倍の周期で1個のパックデータを出力する。つまり、例えば1秒毎に1個の画素がパック手段へ入力された場合、M秒毎に1個のパックデータが書き込み用のメモリに書き込まれる。
従って、M個の画素がパック手段に入力された場合、書き込み用のメモリにおいては1個のパックデータが書き込まれ、且つ、読み出し用のメモリにおいてはM個のパックデータが読み出される。ただし、読み出し用のメモリから読み出すパックデータの個数をM個未満にとどめても問題はない。つまり、M個の画素がパック手段に入力された場合に、最大M個のパックデータ、即ち最大M×M個の画素が読み出し用のメモリから出力されるため、画素の入出力速度が実質的に最大M倍になる。
しかも、画素の入出力速度をM倍にするために、入力周期の1/M倍の周期で画素を入出力する必要がない。つまり、パック手段へ画素を入力するためのクロックよりも高速なクロックを必要としない。
ところで、メモリ制御手段は、書き込み用のメモリへのパックデータの書き込みが終了した場合に、このメモリを読み出し用とし、読み出し用のメモリからのパックデータの読み出しが終了した場合にこのメモリを書き込み用とする。つまり、書き込み用及び読み出し用のメモリを読み出しと書き込みとに交互に用いつつ、読み出しと書き込みとを同時的に実行するため、画素の入出力効率が向上される。
画素入出力装置は、メモリ制御手段が出力したパックデータに基づいて画像処理を行なう画像処理手段を備えていることが望ましい。この場合、パックデータをアンパックする必要はない。
本発明の画像圧縮方法にあっては、例えば、書き込み用及び読み出し用のメモリを備える本発明の画像圧縮装置を用いて、カラー画像を前景レイヤと背景レイヤとに分離し、分離してなる前景レイヤと背景レイヤとを夫々圧縮する。書き込み用及び読み出し用のメモリは、複数個の記憶装置を用いてもよく、1個の記憶装置を分割してなる複数の記憶領域を用いてもよい。更に画像圧縮装置は、前景レイヤを記憶する画像メモリと、前景レイヤの転送を要求された場合に、要求された分の前景レイヤを画像メモリから読み出して転送するか、又は、入力された前景レイヤを画像メモリへ転送して書き込む転送制御部とを備えていることが望ましい。
本発明の画像圧縮装置は、書き込み用及び読み出し用のメモリの他に、前景マスク生成手段、テーブル生成手段、前景レイヤ生成手段、転送要求手段、パック手段、メモリ制御手段、2値画像生成手段、及び2値画像圧縮手段を備える。
前景マスク生成手段は、カラー画像に基づいて前景マスクを生成する。生成される前景マスクには、カラー画像に含まれる文字及び/又は線画を表す前景の各画素が示されている。
テーブル生成手段は、前景マスク生成手段が生成した前景マスクとカラー画像とに基づいて、カラー画像の前景が有する色情報と、この色情報を識別するN種類の識別子とを関連付けて記憶するテーブルを生成する。ここで、Nは自然数である。生成されたテーブルには、N色以上の色情報に対応するN種類の識別子が含まれている。
前景レイヤ生成手段は、テーブル生成手段が生成したテーブルと前景マスク生成手段が生成した前景マスクとカラー画像とに基づいて、前景レイヤを生成して転送制御部へ出力する。生成された前景レイヤは、前景が有する色情報をN種類の識別子に置き換えたものである。
前景レイヤ生成手段が出力した前景レイヤは、転送制御部に入力され、転送制御部によって画像メモリへ転送されて画像メモリに書き込まれる。
転送要求手段は、前景レイヤの転送を転送制御部に要求する。前景レイヤの転送を要求された転送制御部は、要求された分の前景レイヤを画像メモリから読み出して転送する。
パック手段には、転送制御部によって画像メモリから読み出されて転送されてきた前景レイヤの画素が入力され、パック手段は、転送制御部によって画像メモリから読み出されて転送されてきた前景レイヤの画素が入力された場合に、入力された画素をM個ずつパックしてなるパックデータを出力する。ここで、MはM≧2且つM≧Nの自然数である。
メモリ制御手段は、書き込み用及び読み出し用のメモリに対するパックデータの読み書きを行なう。更に詳細には、メモリ制御手段は、パック手段が出力したパックデータを、入力周期のM倍の周期で書き込み用のメモリに書き込む。また、メモリ制御手段は、パック手段が出力したパックデータが既に書き込まれている読み出し用のメモリから、このメモリに書き込まれているパックデータを入力周期でN回読み出して出力する。しかも、メモリ制御手段は、書き込み用のメモリにパックデータを書き込みつつ、読み出し用のメモリからパックデータを読み出す。
ここで、入力周期とは、転送制御部によって画像メモリから読み出されて転送されてきた前景レイヤの画素がパック手段へ入力される周期である。
パックデータはM個の画素をパックしてなるため、パック手段は、入力周期でM個の画素が入力された場合に、入力周期のM倍の周期で1個のパックデータを出力する。つまり、例えば1秒毎に1個の画素がパック手段へ入力された場合、M秒毎に1個のパックデータが書き込み用のメモリに書き込まれる。
従って、M個の画素がパック手段に入力された場合、書き込み用のメモリにおいては1個のパックデータが書き込まれ、且つ、読み出し用のメモリにおいてはN個(最大M個)のパックデータが読み出される。つまり、M個の画素がパック手段に入力された場合に、N×M個(最大M×M個)の画素が読み出し用のメモリから出力されるため、画素の入出力速度が実質的にN倍(最大M倍)になる。
しかも、画素の入出力速度をN倍にするために、入力周期の1/N倍の周期で画素を入出力する必要がない。つまり、書き込み用及び読み出し用のメモリ、パック手段、及びメモリ制御手段に対する画素の入出力のために、パック手段へ画素を入力するためのクロックよりも高速なクロックを必要としない。
ところで、メモリ制御手段は、書き込み用のメモリへのパックデータの書き込みが終了した場合に、このメモリを読み出し用とし、読み出し用のメモリからのパックデータの読み出しが終了した場合にこのメモリを書き込み用とする。つまり、書き込み用及び読み出し用のメモリを読み出しと書き込みとに交互に用いつつ、読み出しと書き込みとを同時的に実行するため、画素の入出力効率が向上される。
2値画像生成手段は、メモリ制御手段が出力したパックデータを用いてなる前景レイヤに基づいて、1種類の識別子とこの識別子以外の画素値とを2値化してなる2値画像を生成することをN種類の識別子夫々について実行する。同一のパックデータはN回、読み出し用のメモリから読み出されて2値画像生成手段に入力されるため、2値画像生成手段は、例えば1回目に入力されたパックデータに基づいて、例えば識別子“1”に係るパックデータ1個分の2値画像を生成し、2回目に入力されたパックデータに基づいて、識別子“2”に係るパックデータ1個分の2値画像を生成し、…、N回目に入力されたパックデータに基づいて、識別子“N”に係るパックデータ1個分の2値画像を生成する。
つまり、ラインメモリに書き込まれた1個のパックデータに基づいて、N個のパックデータ1個分の2値画像が生成される。しかも、このために、画像メモリから2値画像生成部へ画素M個分の前景レイヤをN回転送する必要はない。また、パックデータをアンパックする必要はない。
2値画像圧縮手段は、2値画像生成手段が生成したN枚の2値画像夫々を圧縮する。
識別子の種類数Nとパックデータ1個に含まれる画素数Mとの関係はN≦Mである。このため、1個のパックデータが書き込み用のメモリへ入力されることに対応して、N個のパックデータを読み出し用のメモリから出力することができる。何故ならば、1個のパックデータが書き込み用のメモリへ入力されることに対応して、読み出し用のメモリからは最大M個のパックデータを出力することができるからである。
仮に、N>Mである場合、1個のパックデータが書き込み用のメモリへ入力されることに対応して、M個のパックデータを読み出し用のメモリから出力した後で、残る(N−M)個のパックデータを読み出し用のメモリから出力する必要がある。つまり、出力速度が入力速度に追随できないという問題が生じる。
本発明の画像圧縮装置にあっては、夫々ラインメモリを用いてなる書き込み用及び読み出し用のメモリを備える。
メモリ制御手段は、パック手段が出力したパックデータを、入力周期のM倍の周期で書き込み用のラインメモリに書き込むことを繰り返すことによって、パック手段からパックデータが1ライン分出力された場合に、書き込み用のラインメモリに1ライン分のパックデータを書き込み終える。書き込み用のラインメモリは、パックデータの書き込みが終了した場合に読み出し用のラインメモリとされる。
また、メモリ制御手段は、パック手段が出力したパックデータが既に1ライン分書き込まれている読み出し用のラインメモリから、このラインメモリに書き込まれているパックデータを入力周期で1ライン分読み出して転送制御部へ出力することをN回繰り返す。N≦Mであるため、1ライン分のパックデータの読み出しは、最大M回繰り返される。
つまり、書き込み用のラインメモリに対して1ライン分のパックデータが書き込まれた場合に、読み出し用のラインメモリからは1ライン分のパックデータがN回読み出される。従って、パックデータを読み書きする速度は実質的にN倍になる。
2値画像生成手段は、メモリ制御手段が出力した1ライン分のパックデータを用いてなる前景レイヤに基づいて、1種類の識別子とこの識別子以外の画素値とを2値化してなる2値画像を生成することをN種類の識別子についてN回実行する。つまり、2値画像生成手段は、1回目に入力された1ライン分のパックデータに基づいて、例えば識別子“1”に係る1ライン分の2値画像を生成し、2回目に入力された1ライン分のパックデータに基づいて、識別子“2”に係る1ライン分の2値画像を生成し、…、N回目に入力された1ライン分のパックデータに基づいて、識別子“N”に係る1ライン分の2値画像を生成する。
つまり、ラインメモリに書き込まれた1個の1ライン分のパックデータに基づいてN個の1ライン分の2値画像が生成される。しかも、このために、画像メモリから2値画像生成部へ1ライン分の前景レイヤをN回転送する必要はない。
この結果、2個のラインメモリを用いて2値画像を効率よく生成することができる。
本発明の画像処理装置にあっては、本発明の画素入出力装置を備え、この画素入出力装置へ画像の画素を入力する。画像の画素は、例えば画像処理装置が備えるスキャナ部、又は、画像処理装置に接続されているスキャナ装置若しくはパーソナルコンピュータ等から入力される。
本発明の画素入出力装置は、クロック速度を変更することなく、書き込み用及び読み出し用のメモリを用いて画素を効率よく入出力することができるため、画像処理装置における画像処理の効率が向上される。
本発明の画像処理装置にあっては、本発明の画像圧縮装置を備え、この画像圧縮装置へカラー画像を入力する。カラー画像は、例えば画像処理装置が備えるカラー・スキャナ部、又は、画像処理装置に接続されているカラー・スキャナ装置若しくはパーソナルコンピュータ等から入力される。
本発明の画像圧縮装置は、クロック速度を変更することなく、書き込み用及び読み出し用のメモリを用いて画素を効率よく入出力することができるため、画像処理装置における画像処理の効率が向上される。
本発明の画像形成装置にあっては、本発明の画像処理装置及び画像形成手段を備え、画像形成手段は記録シート上に画像を形成する。
本発明の画像処理装置は、クロック速度を変更することなく、書き込み用及び読み出し用のメモリを用いて画素を効率よく入出力することができるため、画像形成装置における画像処理の効率が向上される。
本発明のコンピュータプログラムにあっては、本発明の画素入出力装置が備えるパック手段、メモリ制御手段等を、コンピュータのハードウェア要素を用いてソフトウェア的に実現させる。
本発明のコンピュータプログラムにあっては、本発明の画像圧縮装置が備える前景マスク生成手段、テーブル生成手段、及び前景レイヤ生成手段等を、コンピュータのハードウェア要素を用いてソフトウェア的に実現させる。前記画像圧縮装置が行なう画像圧縮処理を、一連の画像処理プログラムに組み入れて実現するようにしてもよい。
本発明の記録媒体にあっては、本発明の画素入出力装置又は画像圧縮装置が備える各種手段を、コンピュータのハードウェア要素を用いてソフトウェア的に実現させるコンピュータプログラムを記録する。前記記録媒体には、前記画像圧縮装置が行なう画像圧縮処理が組み込まれた画像処理プログラムを記録するようにしてもよい。
本発明の画素入出力方法及び画素入出力装置による場合、入力された画素をM個ずつパックしてなるパックデータを、入力周期のM倍の周期で書き込み用のメモリに書き込みつつ、読み出し用のメモリから入力周期でパックデータを読み出して出力するため、クロック速度を変更することなく、書き込み用及び読み出し用のメモリを用いて画素を効率よく入出力することができる。
本発明の画像圧縮方法及び画像圧縮装置による場合、転送制御部によって画像メモリから読み出されて転送されてきた前景レイヤの画素をM個ずつパックしてなるパックデータを、入力周期のM倍の周期で書き込み用のメモリに書き込みつつ、読み出し用のメモリから入力周期でパックデータを読み出して2値化するため、クロック速度を変更することなく、書き込み用及び読み出し用のメモリを用いて画素を効率よく入出力し、2値画像の生成効率を向上させることができる。
しかも、パックデータをアンパックする手段を備える必要がないため、回路構成が簡易である。
また、本発明の画像処理装置による場合、クロック速度を変更することなく、書き込み用及び読み出し用のメモリを用いて画素を効率よく入出力することができる画素入出力装置又は画像圧縮装置を備えるため、画像処理の効率を向上させることができる。
また、本発明の画像形成装置による場合、クロック速度を変更することなく、書き込み用及び読み出し用のメモリを用いて画素を効率よく入出力することができる画像処理装置を備えるため、画像処理の効率を向上させることができる。
更に、本発明のコンピュータプログラムによる場合、コンピュータを、本発明の画素入出力装置又は画像圧縮装置として機能させることができる。
更に、本発明の記録媒体による場合、コンピュータを、本発明の画素入出力装置又は画像圧縮装置として機能させることができるコンピュータプログラムを記録するため、このコンピュータプログラムの配布、保管等の利便性を向上させることができる。
以下、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態 1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る画素入出力装置を備える画像圧縮装置の要部構成を示すブロック図であり、図2は、本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置が備える画素入出力装置の要部構成を示すブロック図である。
図3は、本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置によってカラー画像圧縮処理を施されるカラー画像の一例を示す模式図である。図4は、この画像圧縮装置によって生成される前景マスクの一例を示す模式図であり、図5は、この画像圧縮装置によって生成される前景レイヤ及び背景レイヤの一例を示す模式図である。
図中6は画像圧縮装置であり、図1に示すように、画像圧縮装置6は、画像圧縮部1、CPU(Central Processing Unit )60、画像メモリ61、及び転送制御部62を備える。また、画像圧縮部1は、前景マスク生成手段として機能する前景マスク生成部11、テーブル生成手段及び前景レイヤ生成手段として機能する前景レイヤ生成部12、背景レイヤ生成部13、画素入出力装置4を有する2値画像生成部2、及び2値画像圧縮手段として機能する2値画像圧縮部3を備える。前景レイヤ生成部12は、レジスタ又はRAM等を用いてなるテーブル格納部121を有する。
2値画像圧縮部3は、各1個の処理部30、入力DMA(Direct Memory Access)部31及び出力DMA部32を有する。
図1及び図2に示すように、2値画像生成部2は、画素入出力装置4の他に、2値画像生成手段として機能する処理部20と、転送要求手段として機能する入力DMA部21と、出力DMA部22とを更に有する。
また、画素入出力装置4は、図2に示すように、パック手段として機能するパック部41と、メモリ制御手段として機能するメモリ制御部42と、書き込み用及び読み出し用のメモリとして機能する2本のラインメモリ431,432と、2個のセレクタ441,442とを備える。ラインメモリ431,432夫々は、先入れ先出し式のラインメモリを用いてなる。
図1及び図2に示す実線の矢符は、カラー画像、前景マスク、前景レイヤ、背景レイヤ、2値画像、又は圧縮画像の入出力方向を示している。また、図2に示す破線の矢符は、クロック及び各種制御信号の入出力方向を示している。
CPU60は画像圧縮装置6の制御中枢であり、カラー画像、前景マスク等の転送を要求すべき転送タイミング、画像メモリ61に対してカラー画像、前景マスク等の読み書きを開始すべきアドレス、前景マスク、前景レイヤ等の生成を開始する生成タイミング、ラインメモリ431,432に対してパックデータ(後述)を入出力する入出力タイミング、2値画像の圧縮を開始する圧縮タイミング等を示す制御信号を画像圧縮部1の各部に与える。
画像メモリ61は、例えばDDR2規格のSDRAM(Double-Data-Rate2 Synchronous Dynamic Random Access Memory)、又はハードディスクを用いてなる。画像メモリ61には、画像圧縮部1から出力された前景マスク、前景レイヤ、背景レイヤ、2値画像、及び圧縮画像、並びに図示しない装置各部が出力した各種データ等が書き込まれ、また、これらが画像メモリ61から読み出される。
転送制御部62は、転送制御部62に入力された転送要求に応じて、カラー画像、前景マスク、前景レイヤ、2値画像、圧縮画像、及び各種データの転送処理を実行し、転送要求が同時的に複数入力された場合は、入力された転送要求の優先順位を決定し、優先順位の高い転送処理から順に実行する。
具体的には、転送制御部62は、入力DMA部21が前景レイヤの転送を要求した場合に、要求された分の前景レイヤを画像メモリ61から読み出して入力DMA部21へ転送する。
また、転送制御部62は、出力DMA部32が圧縮画像の転送を要求した場合に、要求された分の圧縮画像を出力DMA部32から受け取って、画像メモリ61へ転送する。
転送要求の優先順位の高低は、CPU60が適宜のタイミングで転送制御部62に設定するか、又は転送制御部62にデフォルトで設定されている。
図3には、1枚のカラー画像が例示されている。
図3に示すカラー画像は、白地の記録シートに黒色、赤色、緑色、青色、紫色、及び水色等のカラーインク又はカラートナーで形成されている。このカラー画像には、緑色にべた塗りされた四角い領域の内部に水色、赤色、紫色、及び青色で描かれた「TEST」という太字の単語と、白地に黒色で記載された「これはテスト画像です。」という細字の一文と、多彩な色合いを有する風景画とが含まれている。この内、「TEST」という単語と「これはテスト画像です。」という一文とが前景であり、前景以外が背景である。つまり、緑色のべた塗り領域と風景画と白地が露出している部分とは全て背景である。
このようなカラー画像を表す各画素は、複数色(例えば256色)を直接的に表現するための多値の色情報を、画素値として有する。
図4には、図3に示す1枚のカラー画像に基づいて生成される1枚の前景マスクが例示されている。
前景マスクは、前景の画素と背景の画素とに、互いに異なる画素値を有する。
図4に示す前景マスクは、前景を白一色で示し、背景を黒一色で示している。このような前景マスクを表す各画素は2値の画素値を有し、具体的には、前景の各画素が画素値“0”を有し、背景の各画素が画素値“1”を有する。従って、前景マスクにおいて、画素値“0”の画素は前景の画素であり、画素値“1”の画素は背景の画素であることが容易にわかる。
図5(a)には、図3に示す1枚のカラー画像と、図4に示す1枚の前景マスクと、後述するインデックス・カラー・テーブル(以下、ICテーブルという)とに基づいて生成される1枚の前景レイヤが例示されている。
前景レイヤは、前景を、カラー画像において前景が有する色で示し、背景を、前景が有する色以外の色で示している。図5(a)に示す前景レイヤの場合、前景については、「TEST」という単語が水色、赤色、紫色、及び青色で示され、「これはテスト画像です。」という一文が黒色で示されている。一方、背景は白一色で示されている。
ただし、カラー画像の画素は、多数の色を直接的に表現するための色情報を、画素値として有するが、前景レイヤの画素は、少数の色を間接的に表現するための識別子を、画素値として有する。
例えば、前景レイヤを表す各画素は、カラー画像の256色よりも少ない8色を表現するための多値の識別子を有する。8色を表現するための8種類の識別子は、夫々3ビットのデータ長を有する画素値として示すことが可能である。一方、256色を表現するための256種類の色情報は、夫々8ビットのデータ長を有する画素値として示すことが可能である。このため、カラー画像よりも前景レイヤの方がデータ量が少ない。
更に詳細には、前景レイヤにおいては、前景の各画素が、画素値として、N種類の識別子の内のいずれか1種類の識別子を有し、背景の各画素が、画素値として、N種類の識別子のいずれとも異なる1種類の識別子を有する。ここで、Nは自然数であり、一般にはN≧2であるが、N=1であってもよい。識別子と色情報とは一対一対応で関連付けられて、ICテーブルに記憶されている(後述する図7参照)。
本実施の形態においては、カラー画像の前景がN色の色情報を有するため、前景レイヤの各画素は、N+1種類の識別子のいずれか1種類を有するものとする。なお、カラー画像の前景がN色よりも多い色情報を有してもよく、この場合、例えば赤色に近い赤紫色、赤茶色等を全て赤色で代表して、色情報をN色に制限する。このとき、ICテーブルには代表色である赤色のみが記憶される。
以下では、白色に識別子“0”、緑色に識別子“1”、水色に識別子“2”、赤色に識別子“3”、紫色に識別子“4”、青色に識別子“5”、…、黒色に識別子“7”が夫々関連付けられている場合を例示する。つまり、背景用の識別子が“0”であり、前景用の識別子が“1”〜“7”である。
従って、図5(a)に示す前景レイヤの場合、図3に示すカラー画像において水色の色情報を有する前景の画素に対応する画素は、識別子“2”を有する。同様に、赤色、紫色、青色、又は黒色の色情報を有する前景の画素に対応する画素は、識別子“3”、識別子“4”、識別子“5”又は識別子“7”を有する。
一方、カラー画像の背景の各画素に対応する前景レイヤの各画素は、画素値として識別子“0”を有する。
図5(b)には、図3に示す1枚のカラー画像と、図4に示す1枚の前景マスクとに基づいて生成される1枚の背景レイヤが例示されている。
背景レイヤは、背景を、カラー画像において背景が有する色で示し、前景を、背景が有する色で示している。更に詳細には、背景レイヤは、カラー画像の前景の色を、前景の近傍に位置する背景の色で置き換え(いわゆる穴埋め)してなる。
図5(b)に示す背景レイヤの場合、水色、赤色、紫色、及び青色で示される「TEST」という単語が、緑色のべた塗り領域と同じ緑色で示されて、緑色のべた塗り領域と区別ができなくなっている。また、黒色で示される「これはテスト画像です。」という一文が記されていた部分は、白地になっている。
次に、画像圧縮部1の各部について説明する。
図1に示す前景マスク生成部11は、図3に示すような1枚のカラー画像に基づいて、図4に示すような1枚の前景マスクを生成する。このために、前景マスク生成部11には、転送制御部62を介して、画像メモリ61から転送されたカラー画像が入力される。
前景マスク生成部11に入力されるカラー画像はRGB(Red Green Blue)値のカラー画像であり、例えば図示しないカラー・スキャナ部で原稿から読み取ったRGB値のカラー画像に対してA/D(アナログ/デジタル)変換処理、シェーディング補正処理等の所定の画像処理を施してなる。
カラー画像が入力された前景マスク生成部11は、例えば特許文献2に開示されている手法を用い、入力されたカラー画像に基づいて、このカラー画像に含まれる文字及び/又は線画を表す前景の各画素を示す前景マスクを生成する。この手法では、カラー画像の各画素の輝度値が微分されることによって、輝度が明るく変化するエッジ部位と、暗く変化するエッジ部位とが検知され、検地されたエッジ部位に基づいて、前景であると判定された各画素に画素値“0”が与えられ、背景であると判定された各画素に画素値“1”が与えられる。
生成された前景マスクは、転送制御部62を介して画像メモリ61へ出力され、画像メモリ61に記憶される。
図1に示す前景レイヤ生成部12は、図3に示すような1枚のカラー画像と図4に示すような1枚の前景マスクとに基づいて、ICテーブルを生成し、生成したICテーブルをテーブル格納部121に格納する。このために、前景レイヤ生成部12には、転送制御部62を介して、画像メモリ61から転送されたカラー画像及び前景マスクが夫々入力される。また、前景レイヤ生成部12は、図3に示すような1枚のカラー画像と図4に示すような1枚の前景マスクとテーブル格納部121に格納されているICテーブルとに基づいて、図5(a)に示すような前景レイヤを生成する。ただし、ICテーブルの生成と前景レイヤの生成とは同時的に実行される。
カラー画像及び前景マスクが入力された前景レイヤ生成部12は、例えば特許文献1,3に開示されている手法を用い、入力されたカラー画像及び前景マスクに基づいて、ICテーブルを生成しつつ前景レイヤを生成する。この手法では、前景の各画素について、この画素が有する色情報がまだICテーブルに記憶されていない場合は、この色情報に新たな識別子が割り当てられて、この色情報と割り当てた識別子とがICテーブルに記憶され、また、この画素が有する色情報が、ICテーブルに記憶してある識別子に置換される。一方、前景の各画素が有する色情報が既にICテーブルに記憶されている場合は、この画素が有する色情報は、ICテーブルに記憶してある識別子に置換される。更に、背景の各画素が有する色情報は、ICテーブルに記憶してある所定の識別子に一律に置換される。
前景レイヤ生成部12で生成された前景レイヤは、転送制御部62を介して画像メモリ61へ出力され、画像メモリ61に記憶される。
画像メモリ61において前景レイヤが記憶される記憶領域のアドレス(更に詳細には、前景レイヤの書き込みを開始すべき位置の開始アドレス)は、CPU60によって予め前景レイヤ生成部12に与えられており、画像メモリ61では、この開始アドレスを前景レイヤの書き込み開始位置として前景レイヤの書き込みが開始される。
前景レイヤ生成部12で生成されたICテーブルには、少なくともカラー画像の前景が有する色情報と、この色情報を識別するN種類の識別子とが関連付けて記憶される。本実施の形態では、色情報はR値、G値、及びB値夫々が“0”から“255”までの整数で示され、識別子は“0”から“7”までの整数で示される。
以下に、具体例を挙げてICテーブルを説明する。
図6は、本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置によって生成される前景レイヤの各画素値を例示する模式図であり、1枚の前景レイヤと、この前景レイヤのX軸方向及びY軸方向夫々の座標値とを示している。ここで、本実施の形態においては、カラー画像、前景レイヤ等の主走査方向はX軸の順方向であり、副走査方向はY軸の順方向である。
図7は、本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置によって生成されるインデックス・カラー・テーブルの一例を示す模式図であり、図6に示す前景レイヤに対応するICテーブルが示されている。
図7(a)に示すように、ICテーブルには、識別子と、色情報のR値、G値、及びB値とが関連付けて記憶されている。
図6に示す前景レイヤは、各画素のX座標値が“0”から“15”までの整数値を有し、Y座標値が“0”から“19”までの整数値を有し、画素数が“320”(=16×20)である。
図6及び図7(a)に示すように、この前景レイヤには、前景の画素として、緑色(R,G,B=0,255,0)に対応する識別子“1”を有する11個の画素と、水色(R,G,B=0,255,255)に対応する識別子“2”を有する9個の画素と、赤色(R,G,B=255,0,0)に対応する識別子“3”を有する22個の画素と、紫色(R,G,B=128,0,128)に対応する識別子“4”を有する30個の画素とが含まれている。つまり、この前景レイヤの識別子の種類数N=4である。
また、この前景レイヤ背景の画素として、白色(R,G,B=255,255,255)に対応する識別子“0”を有する248個の画素が含まれている。
なお、ICテーブルは図7(a)に示すICテーブルに限定されるものではなく、例えば、図7(b)に示すようなICテーブルであってもよい。図7(b)に示すICテーブルには、識別子及び色情報のR値、G値、及びB値の他に、アドレスと、この色情報を有する画素のX軸方向の最大X座標値及び最小X座標値並びにY軸方向の最大Y座標値及び最小Y座標値と、この色情報を有する画素の画素数とが関連付けて記憶されている。ここで、アドレスとは、識別子が格納されているテーブル格納部121のアドレスである。
識別子“1”を有する画素群の最小X座標値は“1”、最大X座標値は“3”、最小Y座標値は“14”、最大Y座標値は“18”である。同様に、識別子“2”を有する画素群の最小X座標値は“5”、最大X座標値は“8”、最小Y座標値は“13”、最大Y座標値は“17”である。また、識別子“3”を有する画素群の最小X座標値は“6”、最大X座標値は“15”、最小Y座標値は“13”、最大Y座標値は“19”である。同様に、識別子“4”を有する画素群の最小X座標値は“2”、最大X座標値は“11”、最小Y座標値は“2”、最大Y座標値は“7”である。
また、各画素の色を、RGB色空間の値ではなく、CIE1976L* * * 表(Commission Internationale de l’ Eclairage :国際照明委員会、L* :明度、a* ,b* :色度)表色系又はYCrCb(Y:輝度、Cr,Cb:色差)等の色空間の値としてもよい。
図1に示す背景レイヤ生成部13は、図3に示すような1枚のカラー画像と図4に示すような1枚の前景マスクとに基づいて、図5(b)に示すような背景レイヤを生成する。このために、背景レイヤ生成部13には、転送制御部62を介して、画像メモリ61から転送されたカラー画像及び前景マスクが夫々入力される。
カラー画像及び前景マスクが入力された背景レイヤ生成部13は、例えば特許文献1,3に開示されている手法を用い、入力されたカラー画像及び前景マスクに基づいて、背景レイヤを生成する。この手法では、前景の画素が、この画素の近傍に位置する背景の画素の画素値で穴埋めされる。前景の画素の近傍に背景の画素が存在しない場合、即ち前景の画素の近傍に前景の画素しか存在しない場合は、前景の画素は、既に穴埋めされた前景の画素の画素値で穴埋めされる。なお、1個の画素の画素値ではなく、複数の画素の画素値の平均値で穴埋めする構成でもよい。
生成された背景レイヤは、転送制御部62を介して画像メモリ61へ出力され、画像メモリ61に記憶される。
以上のようにして生成された前景レイヤと背景レイヤとは、カラー画像を、前景を示す領域と背景を示す領域とに分離したものである。
画像圧縮部1が備える図示しない背景レイヤ圧縮部には、転送制御部62を介して、画像メモリ61から転送された背景レイヤが入力される。背景レイヤ圧縮部は、入力された背景レイヤを公知の非可逆圧縮技術を用いて圧縮し、圧縮された背景レイヤを、転送制御部62を介して画像メモリ61へ出力する。
一方、前景レイヤは可逆圧縮技術を用いて圧縮される。ただし、前景レイヤの圧縮率を向上させるべく、1枚の前景レイヤは、更に分離されてから圧縮される。このために、1枚の前景レイヤは、2値画像生成部2にてN種類の識別子に対応するN枚の2値画像に分離され、各2値画像が2値画像圧縮部3にて可逆圧縮技術を用いて圧縮される。
図8及び図9は、本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置によって生成される識別子“3”及び識別子“4”夫々に係る2値画像の各画素値を例示する模式図である。識別子“1”及び“2”夫々に係る2値画像の図示は省略する。
図8に示すように、識別子“3”に係る2値画像は、図6に示す前景レイヤにおいて識別子“3”を有する画素の画素値が“1”に置き換えられ、この画素以外の画素の画素値が“0”に置き換えられてなる。
同様に、図9に示すように、識別子“4”に係る2値画像は、図6に示す前景レイヤにおいて識別子“4”を有する画素の画素値が“1”に置き換えられ、この画素以外の画素の画素値が“0”に置き換えられてなる。
2値画像生成部2では、図6に示す前景レイヤに基づいて、図示しない識別子“1”及び“2”夫々に係る2値画像と図8及び図9に示す識別子“3”及び“4”夫々に係る2値画像とを生成する。つまり、図6に示す1枚の前景レイヤは、2値画像生成部2にて4種類の識別子に対応する4枚の2値画像に分離される。また、識別子“1”〜“4”夫々に係る2値画像が、2値画像圧縮部3で圧縮される。
次に、2値画像生成部2の構成と動作とを説明する。
図1及び図2に示すように、2値画像生成部2の入力DMA部21は、入力側が転送制御部62に接続され、出力側が画素入出力装置4の入力側に接続されている。画素入出力装置4の出力側は、処理部20の入力側に接続されている。
処理部20の出力側は、出力DMA部22の入力側に接続されている。また、出力DMA部22の出力側は、転送制御部62に接続されている。
更に詳細には、画素入出力装置4においては、図2に示すように、入力DMA部21の出力側がパック部41の入力側に接続され、パック部41の出力側がメモリ制御部42の第1の入力部42aに接続され、メモリ制御部42の第1の出力部42bは処理部20の入力側に接続されている。
また、メモリ制御部42の第2の出力部42cは、セレクタ441を介してラインメモリ431,432夫々の入力側に接続され、ラインメモリ431,432夫々の出力側は、セレクタ442を介してメモリ制御部42の第2の入力部42dに接続されている。
図2中に破線の矢符C0で示すように、入力DMA部21、パック部41、メモリ制御部42、処理部20及び出力DMA部22夫々には、2値画像生成部2の外部の図示しないクロックジェネレータから出力されたクロックが入力される。
2値画像生成部2の入力DMA部21は、前景レイヤの転送を要求すべき転送タイミングを示す制御信号をCPU60から与えられた場合に、転送制御部62に1枚の前景レイヤの転送を要求する。入力DMA部21には、CPU60によって予め前景レイヤに係る開始アドレスが与えられているため、入力DMA部21は、この開始アドレスからのデータの読み出しを転送制御部62に要求する。
1枚の前景レイヤは、画像メモリ61から読み出されて、転送制御部62を介して転送され、入力DMA部21に1ライン分ずつ入力される。
入力DMA部21は、入力された1ライン分の前景レイヤをパック部41へ出力することを、1枚の前景レイヤの転送が終了するまで繰り返す。このとき、入力DMA部21は、クロックが1個入力された場合に、入力されたクロックに同期して、1ライン分の前景レイヤの画素を1個、パック部41へ出力する。
図6に示す前景レイヤの場合、入力DMA部21は、X座標値が“0”から“15”までの画素を有する1ライン分を、Y座標値“0”のラインからY座標値“19”のラインまで順に入出力することによって、1枚の前景レイヤをパック部41に与える。
更に詳細には、入力DMA部21は、まず、Y座標値“0”のライン(以下、1本目のラインL1という)について、クロック1個の入力毎に、X座標値“0”の画素、X座標値“1”の画素、…、X座標値“15”の画素の順に、パック部41へ出力する。次いで、入力DMA部21は、Y座標値“1”のライン(以下、2本目のラインL2という)について、1本目のラインL1と同様にして16個の画素をパック部41へ出力し、…、最後に、Y座標値“19”のライン(以下、20本目のラインL20という)について16個の画素をパック部41へ出力する。
また、図2中に破線の矢符C1で示すように、入力DMA部21からパック部41へは、入力データ副走査制御信号C11及び入力データ主走査制御信号C12(後述する図11参照)が出力される。入力DMA部21からパック部41への画素の出力は、入力データ副走査制御信号C11及び入力データ主走査制御信号C12が出力されている場合に実行される。
入力データ副走査制御信号C11は、同一の1枚の前景レイヤに属する画素を出力する間中、入力DMA部21から出力され続け、1枚の前景レイヤに属する画素を出力し終えた場合に、入力DMA部21によって出力停止される。
一方、入力データ主走査制御信号C12は、同一の1ライン分の前景レイヤに属する画素を出力する間中、入力DMA部21から出力され続け、この1ライン分の前景レイヤに属する画素を出力し終えた場合に、入力DMA部21によって出力停止される。このため、入力データ主走査制御信号C12は、入力データ副走査制御信号C11が出力されている間に、前景レイヤに含まれるラインの本数LL に等しい回数出力される。図6に示す前景レイヤの場合、LL =20である。
図6に示す1枚の前景レイヤが入力された入力DMA部21は、入力データ副走査制御信号C11をパック部41へ出力する。
また、入力DMA部21は、1個目の入力データ主走査制御信号C12をパック部41へ出力しつつ、1本目のラインL1に属する16個の画素夫々を、クロックに同期してパック部41へ出力し、出力し終えたときに、1個目の入力データ主走査制御信号C12の出力を終了する。
次に、入力DMA部21は、2個目の入力データ主走査制御信号C12をパック部41へ出力しつつ、2本目のラインL2に属する16個の画素夫々を、クロックに同期してパック部41へ出力し、出力し終えたときに、2個目の入力データ主走査制御信号C12の出力を終了する。
同様にして、入力DMA部21は、入力データ主走査制御信号C12及び16個の画素夫々の出力を、3本目のラインL3〜19本目のラインL19について繰り返す。
最後に、入力DMA部21は、20個目の入力データ主走査制御信号C12をパック部41へ出力しつつ、20本目のラインL20に属する16個の画素夫々を、クロックに同期してパック部41へ出力し、出力し終えたときに、20個目の入力データ主走査制御信号C12の出力を終了し、更に、入力データ副走査制御信号C11の出力を終了する。
パック部41は、入力DMA部21によって、画像メモリ61から転送されてきた前景レイヤの画素が入力され、入力された画素をM個ずつパックしてなるパックデータを生成して、生成したパックデータをメモリ制御部41へ出力する。ここで、画素P,P,…をパックする個数(以下、パック数という)MはM≧2且つM≧Nの自然数であり、本実施の形態においてはM=N=4である場合を例示する。
M個の画素が入力されたパック部41は、入力されたM個の画素にデータパッキング処理を施して、1個のパックデータを生成し、生成したパックデータを、クロックに同期してメモリ制御部42へ出力する。従って、パックデータは、パック部41に画素が入力された入力周期のM倍の周期でパック部41からメモリ制御部42へ出力される。
図10は、本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置が備えるパック部における画素及びパックデータの入出力を説明する模式図である。
図10に示すように、クロック1個につき入力DMA部21から出力された画素P,P,…は、パック部41に入力される。従って、4個のクロックが入力DMA部21に与えられた場合、パック部41には4個の画素P,P,…が入力される。
4個の画素P,P,…が入力されたパック部41は、入力された4個の画素P,P,…にデータパッキング処理を施して、1個のパックデータDを生成し、生成したパックデータDを、クロックに同期してメモリ制御部42へ出力する。
図6に示す前景レイヤの場合、1ライン分の前景レイヤには16個の画素P,P,…が含まれているため、1ライン分の前景レイヤの16個の画素P,P,…につき、4個のパックデータD,D,…がパック部41から出力される。
更に、この前景レイヤには20本のラインL1〜L20が含まれているため、1枚分の前景レイヤの320個の画素P,P,…につき80個のパックデータD,D,…がパック部41から出力される。
パック部41から出力されたパックデータD,D,…は、メモリ制御部42の第1の入力部42aを介してメモリ制御部42に入力される。
ところで、本実施の形態においては、1ライン分の前景レイヤに含まれている画素数が、パック数Mで割り切れるため、パックデータDは、前景レイヤに含まれる4個の画素P,P,…を用いてなる。しかしながら、1ライン分の前景レイヤに含まれている画素数が、画素P,P,…のパック数Mで割り切れない場合は、パック部41が無意味な画素を生成し、生成した無意味な画素と前景レイヤに含まれる画素P,P,…とを合計4個用いてパックデータD,D,…を生成する。従って、パックデータDは、前景レイヤに含まれる1個〜3個の画素P,P,…と、無意味な画素3個〜1個とを用いてなる。
パックデータDが有する無意味な画素は、例えば2値画像圧縮部3にて除去される。
本実施の形態では、パック数Mは図6に示す前景レイヤに含まれる識別子の種類数Nに等しいが、実際には、パック数Mは、画像圧縮装置6で用いられる識別子の種類数の上限値nに等しいことが望ましい。即ちM=n≧Nである。
図11は、本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置が備えるパック部及びラインメモリに各種制御信号が入力されるタイミングを示すタイミングチャートである。図12は、本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置が備える処理部及び出力DMA部に各種制御信号が入力されるタイミングを示すタイミングチャートである。
図11に示すように、入力DMA部21からパック部41に入力データ副走査制御信号C11が入力されている場合に入力DMA部21からパック部41に入力される画素P,P,…は、図6に示す前景レイヤ、即ち20本のラインL1〜L20を有する1枚の前景レイヤに属する画素P,P,…である。
また、入力DMA部21からパック部41に入力データ主走査制御信号C12が入力されている場合に入力DMA部21からパック部41に入力される画素P,P,…は、1本目のラインL1に属する画素P,P,…か、2本目のラインL2に属する画素P,P,…か、…、又は、20本目のラインL20に属する画素P,P,…である。ここで、入力データ副走査制御信号C11が入力されてから1個目に入力された入力データ主走査制御信号C12はラインL1に対応し、2個目に入力された入力データ主走査制御信号C12はラインL2に対応し、…、20個目に入力された入力データ主走査制御信号C12はラインL20に対応する。
図2中に破線の矢符C2で示すように、パック部41からメモリ制御部42へは、メモリ入力副走査制御信号及びメモリ入力主走査制御信号が出力される。
パック部41からメモリ制御部42へのパックデータD,D,…の出力は、メモリ入力副走査制御信号及びメモリ入力主走査制御信号が出力されている場合に実行される。
メモリ入力副走査制御信号は、同一の1枚の前景レイヤに属するパックデータD,D,…を出力する間中、パック部41から出力され続け、1枚の前景レイヤに属するパックデータD,D,…を出力し終えた場合に、パック部41によって出力停止される。
一方、メモリ入力主走査制御信号は、同一の1ライン分の前景レイヤに属するパックデータD,D,…を出力する間中、パック部41から出力され続け、この1ライン分の前景レイヤに属するパックデータD,D,…を出力し終えた場合に、パック部41によって出力停止される。このため、メモリ入力主走査制御信号は、メモリ入力副走査制御信号が出力されている間に、前景レイヤに含まれるラインの本数LL に等しい回数出力される。
従って、図6に示す前景レイヤの場合、メモリ入力副走査制御信号が出力されてから1個目に出力されたメモリ入力主走査制御信号はラインL1に対応し、2個目に出力されたメモリ入力主走査制御信号はラインL2に対応し、…、20個目に出力されたメモリ入力主走査制御信号はラインL20に対応する。
図2及び図11に示すように、入力DMA部21から入力データ副走査制御信号C11が入力されたパック部41は、メモリ入力副走査制御信号をメモリ制御部42へ出力する。
また、入力DMA部21から1個目の入力データ主走査制御信号C12と16個の画素P,P,…とが入力されたパック部41は、1個目のメモリ入力主走査制御信号をメモリ制御部42へ出力しつつ、1本めのラインL1の4個のパックデータD,D,…を、4個置きのクロックに同期してメモリ制御部42へ出力し、出力し終えたときに、1個目のメモリ入力主走査制御信号の出力を終了する。
次に、入力DMA部21から2個目の入力データ主走査制御信号C12と16個の画素P,P,…とが入力されたパック部41は、2個目のメモリ入力主走査制御信号をメモリ制御部42へ出力しつつ、2本めのラインL2の4個のパックデータD,D,…を、4個置きのクロックに同期してメモリ制御部42へ出力し、出力し終えたときに、2個目のメモリ入力主走査制御信号の出力を終了する。
同様にして、パック部41は、メモリ入力主走査制御信号及び4個のパックデータD,D,…夫々の出力を、3本目のラインL3〜19本目のラインL19について繰り返す。
最後に、入力DMA部21から20個目の入力データ主走査制御信号C12と16個の画素P,P,…とが入力されたパック部41は、20個目のメモリ入力主走査制御信号をメモリ制御部42へ出力しつつ、20本めのラインL20の4個のパックデータD,D,…を、4個置きのクロックに同期してメモリ制御部42へ出力し、出力し終えたときに、20個目のメモリ入力主走査制御信号の出力を終了し、更に、メモリ入力副走査制御信号の出力を終了する。
図2中に破線の矢符C3で示すように、メモリ制御部42からラインメモリ431へは、メモリ入力制御信号CIN(図11参照)又はメモリ出力制御信号が出力され、破線の矢符C4で示すように、メモリ制御部42からラインメモリ432へは、メモリ入力制御信号CIN又はメモリ出力制御信号が出力される。
メモリ制御部42は、ラインメモリ431,432の一方を書き込み用として、書き込み用のラインメモリ431又はラインメモリ432へメモリ入力制御信号CINを出力する。また、メモリ制御部42は、ラインメモリ431,432の他方を読み出し用として、読み出し用のラインメモリ432又はラインメモリ431へメモリ出力制御信号を出力する。
更に、メモリ制御部42は、書き込み用のラインメモリ431又はラインメモリ432を選択するための図示しない入力用選択信号をセレクタ441へ出力し、読み出し用のラインメモリ432又はラインメモリ431を選択するための図示しない出力用選択信号をセレクタ442へ出力する。
図2及び図11に示すように、メモリ制御部42は、書き込み用のラインメモリ431又はラインメモリ432へメモリ入力制御信号CINを1個、クロックに同期して出力する都度、第2の出力部42cを介してパックデータDを、メモリ入力制御信号CINに同期して1個出力する。出力されたパックデータDは、入力用選択信号が入力されているセレクタ441を介して、書き込み用のラインメモリ431又はラインメモリ432に入力される。メモリ入力制御信号CIN及びパックデータDを入力された書き込み用のラインメモリ431又はラインメモリ432は、入力されたパックデータDを記憶する。
図2に示すように、メモリ制御部42は、読み出し用のラインメモリ432又はラインメモリ431へメモリ出力制御信号を1個、クロックに同期して出力する。メモリ出力制御信号を入力された読み出し用のラインメモリ432又はラインメモリ431は、記憶してあるパックデータDを、入力されたメモリ出力制御信号に同期して出力する。読み出し用のラインメモリ432又はラインメモリ431から出力されたパックデータDは、出力用選択信号が入力されているセレクタ442、及びメモリ制御部42の第2の入力部42dを介して、メモリ制御部42に入力される。パックデータDを入力されたメモリ制御部42は、入力されたパックデータDを、第1の出力部42bを介して処理部20へ出力する。
図2中に破線の矢符C5で示すように、メモリ制御部42から処理部20へは、メモリ出力副走査制御信号C51及びメモリ出力主走査制御信号C52が出力される(図12参照)。
メモリ制御部42から処理部20へのパックデータD,D,…の出力は、メモリ出力副走査制御信号C51及びメモリ出力主走査制御信号C52が出力されている場合に実行される。
図2及び図12に示すように、メモリ出力副走査制御信号C51は、同一の1枚の前景レイヤに属するパックデータD,D,…を出力する間中、メモリ制御部42から出力され続け、1枚の前景レイヤに属するパックデータD,D,…を出力し終えた場合に、メモリ制御部42によって出力停止される。
一方、メモリ出力主走査制御信号C52は、同一の1ライン分の前景レイヤに属するパックデータD,D,…を出力する間中、メモリ制御部42から出力され続け、この1ライン分の前景レイヤに属するパックデータD,D,…を出力し終えた場合に、メモリ制御部42によって出力停止される。
ところで、同一の1ライン分の前景レイヤに属するパックデータD,D,…は、識別子の種類数Nに等しい回数だけ出力される。
このため、メモリ出力主走査制御信号C52は、メモリ出力副走査制御信号C51が出力されている間に、1枚の前景レイヤに含まれるラインの本数LL と出力回数Nとの積算結果(=LL ×N)に等しい回数出力される。
従って、図6に示す前景レイヤの場合、メモリ出力副走査制御信号C51が出力されてから1個目〜4個目に出力されたメモリ出力主走査制御信号C52はラインL1に対応し、5個目〜8個目に出力されたメモリ出力主走査制御信号C52はラインL2に対応し、…、77個目〜80個目に出力されたメモリ出力主走査制御信号C52はラインL20に対応する。
図13及び図14は、本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置が備えるメモリ制御部で実行されるデータ入力処理の手順を示すフローチャートであり、図15及び図16は、本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置が備えるメモリ制御部で実行されるデータ出力処理の手順を示すフローチャートである。
メモリ制御部42は、ラインメモリ431,432に対してパックデータを入出力する入出力タイミングを示す制御信号をCPU60から与えられた場合に、データ入力処理及びデータ出力処理をマルチタスクで同時的に実行する。
以下では、まず、メモリ制御部42によるデータ入力処理を説明する。また、データ入力処理の開始前に、ラインメモリ431,432の両方が読み出し用とされている状態を例示する。
図13及び図14に示すデータ入力処理の実行を開始したメモリ制御部42は、パック部41からメモリ入力副走査制御信号が入力されたか否かを判定し(S11)、まだ入力されていない場合(S11でNO)、S11の処理を繰り返し実行する。
パック部41からメモリ入力副走査制御信号が入力された場合(S11でYES)、メモリ制御部42は、パック部41からメモリ入力主走査制御信号が入力されたか否かを判定し(S12)、まだ入力されていない場合(S12でNO)、S12の処理を繰り返し実行する。
パック部41からメモリ入力主走査制御信号が入力された場合(S12でYES)、メモリ制御部42は、書き込み用のラインメモリ431を選択するための入力用選択信号をセレクタ441へ出力し(S13)、次いで、パック部41から第1の入力部42aを介してパックデータDが入力されたか否かを判定し(S14)、まだ入力されていない場合(S14でNO)、S14の処理を繰り返し実行する。
パック部41からパックデータDが入力された場合(S14でYES)、メモリ制御部42は、メモリ入力制御信号CINを1個、書き込み用のラインメモリ431へクロックに同期して出力しながら(S15)、S14で入力されたパックデータDを、第2の出力部42cを介して、メモリ入力制御信号CINに同期して出力し(S16)、書き込み用のラインメモリ431へのメモリ入力制御信号CINの出力を終了する(S17)。
S17の処理完了後、メモリ制御部42は、パック部41からのメモリ入力主走査制御信号の入力が終了したか否かを判定し(S18)、まだ入力され続けている場合(S18でNO)、処理をS14へ戻す。
S14からS18までの処理は、1ライン分のパックデータD,D,…の個数Kに等しい回数(図6に示す前景レイヤの場合は4回)繰り返し実行される。この結果、書き込み用のラインメモリ431には、各4個のメモリ入力制御信号CIN,CIN,…及びパックデータD,D,…が入力され、書き込み用のラインメモリ431は、入力された4個のパックデータD,D,…、即ち1ライン分のパックデータD,D,…を記憶する。
メモリ制御部42に1個のパックデータDが入力される場合とは、M個の画素P,P,…がパック部41に入力された場合である。また、メモリ制御部42は、1個のパックデータDが入力される都度、入力されたパックデータDを出力し、出力されたパックデータDは、書き込み用のラインメモリ431に書き込まれる。即ち、パックデータDは、パック部41に画素P,P,…が入力された入力周期のM倍の周期で書き込み用のラインメモリ431に書き込まれる。
パック部41からのメモリ入力主走査制御信号の入力が終了した場合(S18でYES)、即ち、メモリ制御部42に対する前景レイヤ1ライン分のパックデータD,D,…の入力が終了し、入力された1ライン分のパックデータD,D,…が書き込み用のラインメモリ431に記憶された場合、メモリ制御部42は、セレクタ441への入力用選択信号の出力を終了する(S19)。更に、メモリ制御部42は、書き込み用のラインメモリ431を読み出し用に変更し(S20)、読み出し用のラインメモリ431からパックデータD,D,…を出力することを決定する(S21)。
最後に、メモリ制御部42は、パック部41からのメモリ入力副走査制御信号の入力が終了したか否かを判定し(S22)、まだ入力され続けている場合(S22でNO)、処理をS12へ戻して、S12〜S22の処理を、書き込み用のラインメモリ432に対して実行する。この結果、前景レイヤの奇数本目のラインL1,L3,…に属するパックデータD,D,…は、ラインメモリ431に記憶され、前景レイヤの偶数本目のラインL2,L4,…に属するパックデータD,D,…は、ラインメモリ432に記憶される。
パック部41からのメモリ入力副走査制御信号の入力が終了した場合(S22でYES)、即ち、メモリ制御部42に対する前景レイヤ1枚分のパックデータD,D,…の入力が終了した場合、メモリ制御部42は、データ入力処理を終了する。
次に、メモリ制御部42によるデータ出力処理を説明する。
図15及び図16に示すデータ主力処理の実行を開始したメモリ制御部42は、メモリ出力副走査制御信号C51を処理部20へ出力し(S31)、データ入力処理のS21で、読み出し用のラインメモリ431からパックデータD,D,…を出力することが決定されたか否かを判定し(S32)、まだ決定されていない場合(S32でNO)、S32の処理を繰り返し実行する。
読み出し用のラインメモリ431からパックデータD,D,…を出力することが決定された場合(S32でYES)、データ入力処理のS20で、書き込み用から読み出し用に変更されたラインメモリ431を選択するための出力用選択信号をセレクタ442へ出力し(S33)、変数jに“1”をセットした後(S34)、処理をS35へ移す。
メモリ制御部42は、メモリ出力主走査制御信号C52を処理部20へ出力し(S35)、K個のメモリ出力制御信号を1個ずつ連続的に、読み出し用のラインメモリ431へクロックに同期して出力する(S36)。ここで、K個とは1ライン分の前景レイヤに含まれているパックデータD,D,…の個数に等しい個数である。
この結果、読み出し用のラインメモリ431には、4個のメモリ出力制御信号が入力され、読み出し用のラインメモリ431は、メモリ出力制御信号が入力される都度、パックデータDを出力する。従って、4個のメモリ出力制御信号が入力された場合に、読み出し用のラインメモリ431から1ライン分の4個のパックデータD,D,…が読み出される。
メモリ出力制御信号は1個ずつ連続的に、クロックに同期して読み出し用のラインメモリ431に入力される。即ち、パックデータD,D,…は、パック部41に画素P,P,…が入力された入力周期に等しい周期で読み出し用のラインメモリ431から読み出される。
このように、メモリ制御部42がデータ出力処理を実行することによって読み出し用のラインメモリ431から1ライン分のパックデータD,D,…が入力周期で読み出されている間、メモリ制御部42が並行してデータ入力処理を実行しているため、書き込み用のラインメモリ432に1ライン分のパックデータD,D,…が入力周期のM倍の周期で書き込まれている。つまり、メモリ制御部42は、2個のラインメモリ431,432に対してパックデータD,D,…を入力周期のM倍の周期で書き込みつつ入力周期で読み出している。
なお、1ライン分のパックデータD,D,…の個数Kは、例えばCPU60から予め与えられてもよく、図13及び図14に示すデータ入力処理の実行中にメモリ制御部42が計数してもよい。
メモリ制御部42は、第2の入力部42dを介してパックデータDが入力されたか否かを判定し(S37)、まだ入力されていない場合(S37でNO)、S37の処理を繰り返し実行する。
第2の入力部42dを介してパックデータDが入力された場合(S37でYES)、メモリ制御部42は、入力されたパックデータDを、第1の出力部42bを介して処理部20へクロックに同期して出力する(S38)。
メモリ制御部42は、パックデータDの出力をK回実行したか否かを判定することによって、1ライン分のパックデータD,D,…の出力を完了したか否かを判定し(S39)、まだ1ライン分のパックデータD,D,…の出力を完了していない場合(S39でNO)、処理をS37へ戻す。
1ライン分のパックデータD,D,…の出力を完了した場合(S39でYES)、処理部20へのメモリ出力主走査制御信号C52の出力を終了する(S40)。メモリ制御部42がS35〜S40の処理を実行することによって、1ライン分のパックデータD,D,…が出力される。
S40の処理完了後、メモリ制御部42は、変数jを“1”インクリメントし(S41)、変数jが識別子の種類数N以下であるか否かを判定し(S42)、j≦Nである場合(S42でYES)、処理をS35へ戻す。S35〜S42の処理を実行することによって、1ライン分のパックデータD,D,…がN回出力される。
j>Nである場合(S42でNO)、同一の1ライン分の前景レイヤに属するパックデータD,D,…を、識別子の種類数Nに等しい回数だけ出力し終えたため、メモリ制御部42は、セレクタ442への出力用選択信号の出力を終了し(S43)、読み出し用のラインメモリ431を書き込み用に変更する(S44)。なお、S20及びS44における書き込み用及び読み出し用の変更は、例えばラインメモリ431,432とメモリ制御部42が内蔵するレジスタとを予め関連付けておき、このレジスタに書き込み用又は読み出し用であることを示すフラグをセット/リセットすることによって行なう。
次いで、メモリ制御部42は、1ライン分の前景レイヤをLL 本、N回ずつ出力し終えたか否かを判定することによって、1枚分の前景レイヤに属するパックデータD,D,…の出力を完了したか否かを判定する(S45)。
なお、1枚の前景レイヤに含まれるラインの本数LL は、例えばCPU60から予め与えられてもよく、図13及び図14に示すデータ入力処理の実行中にメモリ制御部42が計数してもよい。
1枚分の前景レイヤに属するパックデータD,D,…を出力し終えていない場合(S45でNO)、メモリ制御部42は処理をS32へ戻して、次の1ライン分の前景レイヤをN回出力する。
1枚分の前景レイヤに属するパックデータD,D,…の出力を完了した場合(S45でYES)、メモリ制御部42は、処理部20へのメモリ出力副走査制御信号C51の出力を終了し(S46)、データ出力処理を終了する。
図15及び図16に示すデータ出力処理のS32〜S45の処理は、ラインメモリ431,432に対して交互に実行される。何故ならば、ラインメモリ431,432は、図14に示すデータ入力処理のS20の処理で交互に読み出し用とされるからである。同様に、ラインメモリ431,432は、図16に示すデータ出力処理のS44の処理で交互に書き込み用とされるため、図13及び図14に示すデータ出力処理のS12〜S22の処理は、ラインメモリ431,432に対して交互に実行される。
図17は、本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置が備えるラインメモリ、メモリ制御部、及び処理部におけるパックデータの入出力を説明する模式図である。
まず、読み出し用のラインメモリ431から、1本目のラインL1に属するパックデータD,D,…が読み出されて、メモリ制御部42を介して処理部20へ出力されることがN回繰り返される。
処理部20は、1回目に入力された1本目のラインL1に属するパックデータD,D,…の識別子“1”を“1”に、識別子“1”以外の識別子を“0”に2値化する。次いで、処理部20は、2回目に入力された1本目のラインL1に属するパックデータD,D,…の識別子“2”を“1”に、識別子“2”以外の識別子を“0”に2値化する。同様にして処理部20は、3回目〜N回目に入力された1本目のラインL1に属するパックデータD,D,…の識別子“3”〜“N”を“1”に、識別子“3”〜“N”以外の識別子を“0”に2値化する。
この後、読み出し用のラインメモリ431は書き込み用となり、ラインメモリ431が書き込み用となるタイミングに前後してラインメモリ432が読み出し用となる。
次に、読み出し用のラインメモリ432から、2本目のラインL2に属するパックデータD,D,…が読み出されて、メモリ制御部42を介して処理部20へ出力されることがN回繰り返される。
処理部20は、1回目に入力された2本目のラインL2に属するパックデータD,D,…の識別子“1”を“1”に、識別子“1”以外の識別子を“0”に2値化する。次いで、処理部20は、2回目に入力された2本目のラインL2に属するパックデータD,D,…の識別子“2”を“1”に、識別子“2”以外の識別子を“0”に2値化する。同様にして処理部20は、3回目〜N回目に入力された2本目のラインL2に属するパックデータD,D,…の識別子“3”〜“N”を“1”に、識別子“3”〜“N”以外の識別子を“0”に2値化する。
この後、読み出し用のラインメモリ432は書き込み用となり、ラインメモリ431が書き込み用となるタイミングに前後してラインメモリ431が読み出し用となる。
同様にして、3本目のラインL3〜LL 本目のラインLLL に属するパックデータD,D,…を2値化する。
以上の結果、1ライン分の2値画像がN×LL 本、出力DMA部22へ出力される。
本実施の形態においては、1本目のラインL1〜20本目のラインL20に属するパックデータD,D,…が夫々識別子“1”〜“4”に係る2値化を施されてなる1ライン分の2値画像が80(=4×20)本、出力される。
なお、2値画像生成部2に備えられる処理部20、入力DMA部21、及び出力DMA部22は1個に限定されるものではない。例えば、識別子の種類数の上限値nに対応するn個の処理部201,202,…,20N,…,20nを備える構成でもよい。この場合、メモリ制御部42から1回目に出力された1本目のラインL1に属するパックデータD,D,…は、識別子“1”に係る2値化を行なう処理部201に入力され、メモリ制御部42から2回目に出力された1本目のラインL1に属するパックデータD,D,…は、識別子“2”に係る2値化を行なう処理部202に入力され、…、メモリ制御部42からN回目に出力された1本目のラインL1に属するパックデータD,D,…は、識別子“N”に係る2値化を行なう処理部20Nに入力される。
2値化されたパックデータDを、以下では2値化データdという。
図2中に破線の矢符C6で示すように、処理部20から出力DMA部22へは、出力データ副走査制御信号C61及び出力データ主走査制御信号C62が出力される。(図12参照)。
処理部20から出力DMA部22への2値化データd,d,…の出力は、出力データ副走査制御信号C61及び出力データ主走査制御信号C62が出力されている場合に実行される。
図2及び図12に示すように、出力データ副走査制御信号C61は、同一の1枚の前景レイヤに属する2値化データd,d,…を出力する間中、処理部20から出力され続け、1枚の前景レイヤに属する2値化データd,d,…を出力し終えた場合に、処理部20によって出力停止される。
一方、出力データ主走査制御信号C62は、同一の1ライン分の前景レイヤに属する2値化データd,d,…を出力する間中、処理部20から出力され続け、この1ライン分の前景レイヤに属する2値化データd,d,…を出力し終えた場合に、処理部20によって出力停止される。
ところで、同一の1ライン分の前景レイヤに属する2値化データd,d,…は、N回出力される。
このため、出力データ主走査制御信号C62は、出力データ副走査制御信号C61が出力されている間に、前景レイヤに含まれるラインの本数LL と出力回数Nとの積算結果(=LL ×N)に等しい回数出力される。
従って、図6に示す前景レイヤの場合、出力データ副走査制御信号C61が出力されてから1個目〜4個目に出力された出力データ主走査制御信号C62はラインL1に対応し、5個目〜8個目に出力された出力データ主走査制御信号C62はラインL2に対応し、…、77個目〜80個目に出力された出力データ主走査制御信号C62はラインL20に対応する。
出力DMA部22は、転送制御部62に2値画像の転送を要求し、2値画像を1ライン分ずつ出力する。出力DMA部22には、CPU60によって予め各識別子夫々に係る開始アドレスが与えられているため、出力DMA部22は、この開始アドレスからのデータの書き込みを転送制御部62に要求する。
N種類の識別子夫々に対応する1ライン分の2値画像は、出力DMA部22から1ライン分ずつ出力されて、転送制御部62を介して画像メモリ61へ出力され、画像メモリ61において、N種類の識別子夫々に対応する記憶領域に順次記憶される。
ところで、各識別子に係る開始アドレスがCPU60によって設定されているため、画像メモリ61において、各識別子に係る2値画像が記憶される記憶領域は、この2値画像専用の記憶領域として予め準備されている。このため、例えば識別子“4”に係る2値画像が識別子“1”に係る2値画像よりも先に出力されたとしても、識別子“4”に係る2値画像が、識別子“1”に係る2値画像を記憶すべき記憶領域に誤って書き込まれることはない。つまり、各識別子と画像メモリ61に記憶されている2値画像との対応関係は、各識別子に係る開始アドレスに基づいて容易に判定することができる。
なお、2値画像が記憶される記憶領域の開始アドレスをCPUが設定する構成に限定されず、例えば処理部20が開始アドレスを設定する構成でもよい。
最後に、図1に示す2値画像圧縮部3の構成と動作とを説明する。
入力DMA部31からの転送要求に従い、1枚の2値画像が画像メモリ61から読み出されて、転送制御部62を介して転送され、入力DMA部31に入力される。
1枚の2値画像は、画像メモリ61から読み出されて、転送制御部62を介して転送され、入力DMA部31に入力される。入力DMA部31は、入力された1枚の2値画像を処理部30へ出力する。
処理部30は、入力された2値画像を公知の可逆圧縮技術を用いて圧縮することによって圧縮画像を生成し、生成した圧縮画像を出力DMA部32へ出力する。
出力DMA部32は、転送制御部62に1枚の圧縮画像の転送を要求し、圧縮画像を出力する。出力DMA部32から出力された1枚の圧縮画像は、転送制御部62を介して画像メモリ61へ出力され、画像メモリ61に記憶される。
以上のようにして、カラー画像が前景レイヤと背景レイヤとに分離され、前景レイヤを圧縮してなるN枚の圧縮画像が生成され、また、背景レイヤを圧縮してなる圧縮画像が生成される。更に、テーブル格納部121に格納されているICテーブルが読み出されて、例えば公知の可逆圧縮技術を用いて圧縮されることによって、1枚のカラー画像を圧縮するカラー画像圧縮処理が完了する。
以上のような画像圧縮装置6は、M個を1単位として画素P,P,…をパックし、画素P,P,…の入力周期のM倍の周期で書き込み用のラインメモリ431又はラインメモリ432にパックデータD,D,…を書き込むと共に、N種類の識別子についてN回、読み出し用のラインメモリ432又はラインメモリ431からパックデータD,D,…を入力周期で読み出す。この結果、クロック速度をN倍に変更することなく、1枚の前景レイヤの入力毎にN枚の2値画像を出力することができる。
なお、ラインメモリ431,432の代わりに、例えばブロックメモリを備え、ブロック単位でカラー画像圧縮処理を実行する構成でもよい。
実施の形態 2.
図18は、本発明の実施の形態2に係る画像形成装置の要部構成を示すブロック図である。
本実施の形態では、画像形成装置としてデジタル複合機を例示する。
画像形成装置は、カラー画像入力装置63、カラー画像処理装置64、カラー画像出力装置65、送信装置66及び操作パネル67を備える。カラー画像処理装置64は、A/D変換部640、シェーディング補正部641、入力階調補正部642、及び圧縮処理部643を備え、圧縮処理部643は、図1に示す実施の形態1の画素入出力装置4を有する画像圧縮装置6に相当する。以上のような画像形成装置の各部の動作は、不図示のCPUによって制御される。
カラー画像処理装置64は、領域分離処理部644、色補正部645、黒生成下色除去部646、空間フィルタ処理部647、出力階調補正部648、及び階調再現処理部649を更に備える。
操作パネル67は、カラー画像入力装置63、カラー画像処理装置64、カラー画像出力装置65及び送信装置66に接続されており、画像形成装置の動作モードを設定する設定ボタン及びテンキー等の操作部と、液晶ディスプレイ等で構成される表示部とを備える。
カラー画像入力装置63はカラー画像処理装置64の入力側に接続されており、例えばCCD(Charge Coupled Device )を有するカラー・スキャナ部を用いてなる。カラー・スキャナ部は、原稿からの反射光像をCCDを用いてRGB値のアナログ信号として読み取って、カラー画像処理装置64に入力する。
カラー画像入力装置63から入力されたアナログ信号のカラー画像は、カラー画像処理装置64内にて、A/D変換部640、シェーディング補正部641、入力階調補正部642、圧縮処理部643、領域分離処理部644、色補正部645、黒生成下色除去部646、空間フィルタ処理部647、出力階調補正部648、及び階調再現処理部649へこの順に送られてから、画像メモリ61に一旦記憶される。画像メモリ61に記憶されたカラー画像は、所定のタイミングで読み出されて、ストリームとしてカラー画像出力装置65へ出力される。
カラー画像出力装置65は、カラー画像を記録シート(例えば記録用紙等)上に形成して出力する画像形成手段として機能し、例えば、電子写真方式又はインクジェット方式の画像形成装置であるが、特に限定されるものではない。
なお、画像形成装置は、カラー画像出力装置65の代わりに、モノクロ画像出力装置を備えていてもよい。この場合、カラー画像処理装置64にてカラー画像がモノクロ画像に変換されてからモノクロ画像出力装置へ出力される。
以下に、カラー画像処理装置64における画像処理を詳述する。
A/D変換部640は、RGBのアナログ信号をデジタル信号に変換し、シェーディング補正部641は、A/D変換部640から送られてきたデジタルのRGB信号に対して、カラー画像入力装置63の照明系、結像系、及び撮像系で生じる各種の歪みを取り除く処理を施す。
入力階調補正部642は、シェーディング補正部641にて各種の歪みが取り除かれたRGB信号(即ちRGBの反射率信号)に対して入力階調補正処理を施す。入力階調補正処理とは、カラーバランスを整え、また、濃度信号等、カラー画像処理装置64に採用されている画像処理システムが扱い易い信号に変換する処理である。
圧縮処理部643は、入力階調補正処理が施されたRGB信号(即ち実施の形態1において前景マスク生成部11、前景レイヤ生成部12及び背景レイヤ生成部13夫々へ入力されるカラー画像)に対してカラー画像圧縮処理を施す。圧縮されたカラー画像は、画像メモリ61に一旦記憶され、例えば、操作パネル67において、scan to e-mailモードが選択されている場合、ネットワークカード、モデム等を用いてなる送信装置66によって、e-mailに添付され、操作パネル67で設定された送信先へ送信される。
カラー画像圧縮処理が施されない場合、圧縮処理部643は入力階調補正部642から入力されたRGB信号を、そのまま後段の領域分離処理部644へ出力する。
領域分離処理部644は、入力されたRGB信号に基づいて、各画素を文字領域、網点領域、及び写真領域のいずれかに分離する。領域分離処理部644は、分離結果に基づき、画素がどの領域に属しているかを示す領域識別信号を、黒生成下色除去部646、空間フィルタ処理部647、及び階調再現処理部649へ出力すると共に、入力階調補正部642から入力されたRGB信号をそのまま後段の色補正部645へ出力する。
色補正部645は、色再現の忠実化実現のために、不要吸収成分を含むCMY(C:シアン、M:マゼンタ、Y:イエロー)色材の分光特性に基づいた色濁りを取り除く処理を行なう。
黒生成下色除去部646は、色補正後のCMYの3色信号から黒(K)信号を生成する黒生成処理と、元のCMY信号から黒生成で得たK信号を差し引いて新たなCMY信号を生成する処理とを行なう。この結果、CMYの3色信号はCMYKの4色信号に変換される。
黒生成処理の一例としては、一般に、スケルトン・ブラックによる黒生成を行なう方法が用いられる。この方法では、スケルトン・カーブの入出力特性をy=f(x)、入力されるデータをC,M,Y、出力されるデータをC',M',Y',K'、UCR(Under Color Removal )率をα(0<α<1)とすると、黒生成下色除去処理は、次の式(1)〜(4)で表わされる。
K'=f{min(C,M,Y)} (1)
C'=C−αK' (2)
M'=M−αK' (3)
Y'=Y−αK' (4)
空間フィルタ処理部647は、黒生成下色除去部646から入力されたCMYK信号のカラー画像に対して、領域分離処理部644から入力された領域識別信号を基にデジタルフィルタによる空間フィルタ処理を行ない、空間周波数特性を補正することによって、カラー画像出力装置65で出力されるカラー画像のぼやけ及び粒状性劣化を防ぐ。
この空間フィルタ処理部647と同様に、階調再現処理部649は、CMYK信号のカラー画像に対して、領域分離処理部644から入力された領域識別信号を基に所定の処理を施す。
例えば、領域分離処理部644にて文字に分離された領域は、特に黒文字又は色文字の再現性を高めるために、空間フィルタ処理部647による空間フィルタ処理における鮮鋭強調処理で高周波数の強調量が大きくされる。更に、階調再現処理部649においては、高域周波数の再現に適した高解像度のスクリーンでの2値化又は多値化処理が選択される。
また、領域分離処理部644にて網点に分離された領域に関しては、空間フィルタ処理部647において、入力網点成分を除去するためのローパス・フィルタ処理が施される。
空間フィルタ処理部647から出力されたカラー画像に対しては、出力階調補正部648で、濃度信号等の信号をカラー画像出力装置65の特性値である網点面積率に変換する出力階調補正処理を行なった後、階調再現処理部649で、最終的に画像を画素に分離してそれぞれの階調を再現できるように処理する階調再現処理(中間調生成)が施される。ただし、領域分離処理部644にて写真に分離された領域に関しては、階調再現性を重視したスクリーンでの2値化又は多値化処理が行われる。
なお、CPU60は、ファクシミリの送信を行なう場合は、モデムを用いてなる送信装置66にて、相手先との通信手続きを行ない、送信可能な状態が確保されたときに、所定の形式で圧縮されたカラー画像(即ちカラー画像入力装置63で読み込まれたカラー画像を圧縮してなる圧縮画像)を画像メモリ61から読み出し、圧縮形式の変更等の必要な処理を施して、相手先に通信回線を介して順次送信する。
ファクシミリを受信する場合、CPU60は、通信手続きを行ないながら相手先から送信されてくるカラー画像を受信してカラー画像処理装置64に入力し、カラー画像処理装置64では、受信したカラー画像を、不図示の圧縮/伸張処理部にて伸張処理を施す。伸張されたカラー画像は、必要に応じて、不図示の処理部で回転処理及び/又は解像度変換処理が行なわれ、出力階調補正部648での出力階調補正、及び階調再現処理部649での階調再現処理が施され、カラー画像出力装置65から出力される。
また、CPU60は、図示しないネットワークカード及びLANケーブルを介して、ネットワークに接続されたコンピュータ及び他のデジタル複合機等とデータ通信を行なう。
上記では、圧縮処理部643を領域分離処理部644の前段に設けた例を示しているが、圧縮処理部643を領域分離処理部644の後段に設け、領域分離処理の結果に基づいて、前景マスクを生成するようにしてもよい。また、圧縮処理部643から出力された画像データを、一旦、ハードディスク等に格納しておき、ユーザからの印字要求に基づいてハードディスクから読み出し、後段の処理を行なうようにしてもよい。
実施の形態 3.
図19は、本発明の実施の形態3に係る画像圧縮装置を備える画像読取装置の要部構成を示すブロック図である。
本実施の形態では、画像読取装置としてフラットベッド・スキャナ装置を例示する。
画像読取装置は、カラー画像入力装置63、操作パネル67、及びカラー画像処理装置68を備える。カラー画像処理装置68は、A/D変換部680、シェーディング補正部681、入力階調補正部682、及び圧縮処理部683を備え、圧縮処理部683は、図1に示す実施の形態1の画素入出力装置4を有する画像圧縮装置6に相当する。以上のような画像読取装置の各部の動作は、不図示のCPU60によって制御される。
操作パネル67は、カラー画像入力装置63及びカラー画像処理装置68夫々に接続されており、実施の形態2の操作パネル67と同様に、画像読取装置の動作モードを設定する設定ボタン及びテンキー等の操作部と、液晶ディスプレイ等で構成される表示部とを備える。
カラー画像入力装置63は、実施の形態2のカラー画像入力装置63と同様の構成であり、原稿を読み取ってなるRGB値のアナログ信号をカラー画像処理装置68に入力する。
カラー画像処理装置68から入力されたアナログ信号のカラー画像は、カラー画像処理装置68内にて、A/D変換部680、シェーディング補正部681、入力階調補正部682、及び圧縮処理部683へこの順に送られてから、画像メモリ61に一旦記憶される。
A/D変換部680、シェーディング補正部681、入力階調補正部682、及び圧縮処理部683は、実施の形態2のA/D変換部640、シェーディング補正部641、入力階調補正部642、及び圧縮処理部643と略同様である。
カラー画像処理装置68から出力されたカラー画像は、例えば図示しないネットワークカード及びLANケーブルを介して、ネットワークに接続されたパーソナルコンピュータへ送信される。
実施の形態 4.
本発明は、コンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に、本発明の画素入出力方法又は画像圧縮方法を記録するものとすることもできる。
この結果、本発明の画素入出力方法又は画像圧縮方法を行なうプログラムコードを記録した記録媒体を持ち運び自在に提供することができる。
なお、この記録媒体としては、コンピュータが備えるメモリ(例えばROM)そのものがプログラムメディアであってもよいし、また、コンピュータに外部記憶装置としてプログラムコード読み取り装置が設けられ、そこに記録媒体を挿入することで読み取り可能なプログラムメディアであってもよい。
いずれの場合においても、格納されているコンピュータプログラムは、マイクロプロセッサがアクセスして実行させる構成であってもよいし、あるいは、プログラムコードを読み出し、読み出されたプログラムコードは、コンピュータのプログラム記憶エリアにダウンロードされて、そのプログラムコードが実行される方式であってもよい。このダウンロード用のコンピュータプログラムは予めに格納されているものとする。
ここで、前記プログラムメディアは、本体と分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD等の光ディスクのディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory )、フラッシュROM等による半導体メモリを含めた固定的にコンピュータプログラムを担持する媒体であってもよい。
また、本実施の形態においては、インターネットを含む通信ネットワークを接続可能なシステム構成であることから、通信ネットワークからプログラムコードをダウンロードするように流動的にコンピュータプログラムを担持する媒体であってもよい。なお、このように通信ネットワークからプログラムコードをダウンロードする場合には、そのダウンロード用のコンピュータプログラムは予め本体装置に格納しておくか、あるいは別な記録媒体からインストールされるものであってもよい。なお、本発明は、前記プログラムコードが電子的な伝送で具現化され、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
前記記録媒体は、デジタルカラー画像形成装置やコンピュータシステムに備えられるコンピュータプログラム読み取り装置により読み取られることで上述した画素入出力方法又は画像圧縮方法が実行される。
コンピュータシステムは、フラットベッド・スキャナ装置、フィルム・スキャナ装置、又はデジタル・カメラ等の画像入力装置、所定のコンピュータプログラムがロードされることにより前記画素入出力方法又は画像圧縮方法等様々な処理が行われるコンピュータ、コンピュータの処理結果を表示するCRTディスプレイ、又は液晶ディスプレイ等の画像表示装置及びコンピュータの処理結果を記録シート等に出力するプリンタより構成される。更には、ネットワークを介してサーバ等に接続するための通信手段としてのネットワークカードやモデム等が備えられる。
以下に、パーソナルコンピュータを用いてなる画像圧縮装置を例示する。
図20は、本発明の実施の形態4に係る画像圧縮装置の要部構成を示すブロック図である。
図中7は画像圧縮装置であり、画像圧縮装置7は、CPU70、ROM71、RAM72、表示部73、操作部74、HDD(ハードディスク)75、DMA部76、外部記憶部77及びI/F(インタフェース)78を備え、これらの装置各部はバス、信号線等を介して適宜に接続されている。
画像圧縮装置7はI/F78を介してネットワークNTに接続されており、ネットワークNTに接続されている他のパーソナルコンピュータと通信する。
HDD75は画像圧縮装置7の補助記憶部であり、DMA部76を介して、HDD75に対する各種のコンピュータプログラム、データ等の読み書きが行なわれる。
DMA部76は、自身に入力された転送要求に応じて、HDD75から読み出したコンピュータプログラム、データ等を転送するか、又は、HDD75に書き込むコンピュータプログラム、データ等を転送する。転送要求が同時的に複数入力された場合、DMA部76は、入力された転送要求の優先順位を決定し、優先順位の高い転送処理から順に実行する。転送要求の優先順位の高低は、CPU70が適宜のタイミングでDMA部76に設定するか、又はDMA部76にデフォルトで設定されている。
外部記憶部77は、例えばCD−ROMドライブを用いてなり、CPU70に制御されて、可搬性を有する記録媒体(例えば本実施の形態のコンピュータプログラムが記録されているCD−ROM9)からコンピュータプログラム、データ等を読み込む。読み込まれたコンピュータプログラム、データ等は、DMA部76を介してHDD75に書き込まれる。
CPU70は画像圧縮装置7の制御中枢であり、主記憶部であるRAM72を作業領域として用い、ROM71及び/又はHDD75に記憶されたコンピュータプログラム、データ等に従って装置各部を制御し、各種処理を実行する。
更に詳細には、本発明のコンピュータプログラムに従って、前景マスク生成処理(後述する図21に示すS51参照)、ICテーブル及び前景レイヤ生成処理(S52参照)、パックデータ生成処理(後述する図22に示すS73参照)、及び2値化処理(後述する図23に示すS84参照)等を含むカラー画像圧縮処理を実行することによって、パーソナルコンピュータが、本実施の形態の画素入出力装置を備える画像圧縮装置7として機能する。
また、RAM72には、書き込み用及び読み出し用のメモリとして機能する記憶領域721,722が設けられている。
表示部73は、例えば液晶ディスプレイを用いてなり、CPU70に制御されて、画像圧縮装置7の作動状態を示すメッセージ、ユーザに対する各種の指示を示すメッセージ等を表示する。操作部74は、例えばキーボード及びマウスを用いてなる。
画像圧縮装置7のユーザは、表示部73を視認しながら操作部74を操作することによって、例えば画像描画用のソフトウェア、文書作成用のソフトウェア等を用いて、カラー画像を生成し、HDD75に記憶させる。また、ユーザは、HDD75に記憶されているカラー画像を圧縮してから、例えばe-mailに添付して送信するよう画像圧縮装置7を操作する。
以上では、パーソナルコンピュータを用いて画像圧縮装置を実現する例を示したが、画像圧縮装置と色補正処理、フィルタ処理や中間調処理等、他の画像処理を組み合わせて画像処理装置として実現するようにしてもよい。
図21は、本発明の実施の形態4に係る画像圧縮装置で実行されるカラー画像圧縮処理の手順を示すフローチャートである。カラー画像圧縮処理は、例えばカラー画像の圧縮を所望するユーザの操作に応じて実行される。
CPU70は、1枚のカラー画像に基づいて、1枚の前景マスクを生成する(S51)。このために、DMA部76を介してHDD75から転送されたカラー画像がRAM72に記憶され、CPU70は、例えば特許文献2に開示されている手法を用い、RAM72に記憶されたカラー画像に基づいて、このカラー画像に含まれる文字及び/又は線画を表す前景の各画素を示す前景マスクを生成する。生成された前景マスクは、DMA部76を介してHDD75へ転送され、HDD75に記憶される。
つまり、S51におけるCPU70は、前景マスク生成手段として機能する。
次に、CPU70は、S51で生成した1枚の前景マスクと、1枚のカラー画像とに基づいて、ICテーブル及び前景レイヤを生成する(S52)。このために、DMA部76を介してHDD75から転送された前景マスクとカラー画像とがRAM72に記憶され、CPU70は、例えば特許文献1,3に開示されている手法を用い、RAM72に記憶された前景マスクとカラー画像とに基づいて、ICテーブルを生成しつつ前景レイヤを生成する。生成されたICテーブルは、RAM72に記憶される。
つまり、S51におけるCPU70は、テーブル生成手段及び前景レイヤ生成手段として機能する。
次いで、CPU70は、S52で生成された前景レイヤのHDD75への転送をDMA部76に要求する(S53)。この結果、前景レイヤはDMA部76を介してHDD75へ転送され、HDD75に書き込まれる。
また、CPU70は、S51で生成した1枚の前景マスクと、1枚のカラー画像とに基づいて、背景レイヤを生成する(S54)。このために、DMA部76を介してHDD75から転送された前景マスクとカラー画像とがRAM72に記憶され、CPU70は、例えば特許文献1,3に開示されている手法を用い、RAM72に記憶された前景マスクとカラー画像とに基づいて、背景レイヤを生成する。生成された背景レイヤは、DMA部76を介してHDD75へ転送され、HDD75に記憶される。
更に、CPU70は、第1及び第2の2値画像生成処理を行なうサブルーチン(図22及び図23参照)を呼び出し、マルチタスクで同時的に実行する(S55)。S55の2値画像生成処理を実行することによって、1枚のカラー画像を分離してなるN枚の2値画像が生成される。
次いで、CPU70は、S55で生成されたN枚の2値画像を夫々圧縮する(S56)。このために、DMA部76を介してHDD75から転送されたN枚の2値画像がRAM72に記憶され、CPU70は、公知の可逆圧縮技術を用いて、RAM72に記憶されたN枚の2値画像夫々を圧縮することによって、N枚の圧縮画像を生成する。生成されたN枚の圧縮画像は、DMA部76を介してHDD75へ転送され、HDD75に記憶される。
つまり、S56におけるCPU70は、2値画像圧縮手段として機能する。
また、CPU70は、S54で生成された背景レイヤを圧縮する(S57)。このために、DMA部76を介してHDD75から転送された背景レイヤがRAM72に記憶され、CPU70は、公知の不可逆圧縮技術を用いて、RAM72に記憶された背景レイヤを圧縮する。圧縮された背景レイヤは、DMA部76を介してHDD75へ転送され、HDD75に記憶される。
更に、CPU70は、S52で生成されたICテーブルを圧縮し(S58)、圧縮したICテーブルと、HDD75に記憶されているN枚の圧縮画像及び圧縮された背景レイヤとをまとめて1個の圧縮ファイルを生成し(S59)、生成した圧縮ファイルをHDD75に記憶させて、カラー画像圧縮処理を終了する。
図22及び図23は、本発明の実施の形態4に係る画像圧縮装置で実行される第1及び第2の2値画像生成処理手順のサブルーチンを示すフローチャートである。
以下では、まず、CPU70による第1の2値画像生成処理を説明する。また、第1の2値画像生成処理の開始前に、ラインメモリ431,432の両方が読み出し用とされている状態を例示する。
図22に示す第1の2値画像生成処理の実行を開始したCPU70は、図6に示すような1枚の前景レイヤの転送をDMA部76に要求する(S71)。つまり、S71におけるCPU70は、転送要求手段として機能する。
HDD75から読み出された1枚の前景レイヤは、DMA部76を介してRAM72へ転送される。
CPU70は、HDD75から転送されてきた前景レイヤの画素がM個入力されたか否かを判定し(S72)、まだM個未満しか入力されていない場合は(S72でNO)、S72の処理を繰り返し実行する。
HDD75から転送されてきた前景レイヤの画素がM個入力された場合(S72でYES)、CPU70は、入力された画素をM個ずつパックしてなるパックデータを生成し(S73)、生成したパックデータを、書き込み用の記憶領域721に書き込む(S74)。S73及びS74におけるCPU70は、パック手段として機能する。
S74におけるパックデータの書き込みは、M個の画素の入力毎に実行される。つまり、パックデータは、画素が入力された入力周期のM倍の周期で書き込み用のメモリに書き込まれる。
S74の処理完了後、CPU70は、書き込み用の記憶領域721に所定単位分(例えば1ライン分、又は1ブロック分等)のパックデータを書き込み終えたか否かを判定し(S75)、まだ書き込み終えていない場合(S75でNO)、処理をS72へ戻す。
書き込み用の記憶領域721に所定単位分のパックデータを書き込み終えた場合(S75でYES)、CPU70は、書き込み用の記憶領域721を読み出し用に変更し(S76)、読み出し用の記憶領域721からパックデータを読み出すことを決定する(S77)。
S77の処理完了後、CPU70は、前景レイヤ1枚分の画素について記憶領域721,722に対する書き込みが完了したか否かを判定し(S78)、完了していない場合(S78でNO)、処理をS72へ戻して、次は、書き込み用の記憶領域722に対してS72以降の処理を実行する。
次に、CPU70による第2の2値画像生成処理を説明する。
図23に示す第2の2値画像生成処理の実行を開始したCPU70は、第1の2値画像生成処理のS76で、読み出し用の記憶領域721からパックデータを読み出すことが決定されたか否かを判定し(S81)、まだ決定されていない場合(S81でNO)、S81の処理を繰り返し実行する。
読み出し用の記憶領域721からパックデータを読み出すことが決定された場合(S81でYES)、CPU70は、変数aに“1”をセットし(S82)、読み出し用の記憶領域721からパックデータを所定単位分読み出す(S83)。S74におけるパックデータの読み出しは、画素が入力された入力周期のM倍の周期で実行される。
CPU70が第2の2値画像生成処理を実行することによって読み出し用の記憶領域721からパックデータが入力周期で読み出されている間、CPU70が並行して第1の2値画像生成処理を実行しているため、書き込み用の記憶領域722にパックデータが入力周期のM倍の周期で書き込まれている。つまり、CPU70は、2個の記憶領域721,722に対してパックデータを書き込みつつ読み出している。この結果、S74及びS83におけるCPU70は、メモリ制御手段として機能する。
CPU70は、読み出し用の記憶領域722から読み出したパックデータを用いてなる所定単位分の前景レイヤに基づいて、識別子aと識別子a以外の画素値とを2値化してなる2値画像を生成する(S84)。
CPU70は、S84で生成した識別子aに係る所定単位分の2値画像の転送をDMA部76に要求して(S85)、生成した所定単位分の2値画像をDMA部76へ出力する。
識別子aに係る所定単位分の2値画像は、DMA部76を介してHDD75へ転送され、識別子aに係る2値画像を記憶すべき記憶領域に書き込まれる。
次に、CPU70は、変数aを“1”インクリメントし(S86)、変数aが識別子の種類数N以下であるか否かを判定し(S87)、a≦Nである場合(S87でYES)、処理をS83へ移す。この結果、S84におけるCPU70は、2値画像生成手段として機能する。
a>Nである場合(S87でNO)、CPU70は、読み出し用の記憶領域721を書き込み用に変更し(S88)、前景レイヤ1枚分の画素について2値化が完了したか否かを判定し(S89)、完了していない場合(S89でNO)、処理をS81へ戻して、次は、読み出し用の記憶領域722に対してS81以降の処理を実行する。
前景レイヤ1枚分の画素について記憶領域721,722に対する書き込みが完了し(S78でYES)、前景レイヤ1枚分の画素について2値化が完了した場合(S89でYES)、CPU70は、第1及び第2の2値画像生成処理処理を終了して、処理を元のルーチンへ戻す。
S76及びS88におけるCPU70は、メモリ制御手段として機能する。
以上のような画像圧縮装置7は、1M個を1単位として画素をパックし、画素の入力周期のM倍の周期で書き込み用の記憶領域721又は記憶領域722にパックデータを書き込むと共に、N種類の識別子についてN回、読み出し用の記憶領域722又は記憶領域721からパックデータを入力周期で読み出す。この結果、クロック速度をN倍に変更することなく、1枚の前景レイヤの入力毎にN枚の2値画像を出力することができる。
本発明の実施の形態1に係る画素入出力装置を備える画像圧縮装置の要部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置が備える画素入出力装置の要部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置によってカラー画像圧縮処理を施されるカラー画像の一例を示す模式図である。 本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置によって生成される前景マスクの一例を示す模式図である。 本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置によって生成される前景レイヤ及び背景レイヤの一例を示す模式図である。 本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置によって生成される前景レイヤの各画素値を例示する模式図である。 本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置によって生成されるインデックス・カラー・テーブルの一例を示す模式図である。 本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置によって生成される識別子“3”に係る2値画像の各画素値を例示する模式図である。 本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置によって生成される識別子“4”に係る2値画像の各画素値を例示する模式図である。 本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置が備えるパック部における画素及びパックデータの入出力を説明する模式図である。 本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置が備えるパック部及びラインメモリに各種制御信号が入力されるタイミングを示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置が備える処理部及び出力DMA部に各種制御信号が入力されるタイミングを示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置が備えるメモリ制御部で実行されるデータ入力処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置が備えるメモリ制御部で実行されるデータ入力処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置が備えるメモリ制御部で実行されるデータ出力処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置が備えるメモリ制御部で実行されるデータ出力処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態1に係る画像圧縮装置が備えるラインメモリ、メモリ制御部、及び処理部におけるパックデータの入出力を説明する模式図である。 本発明の実施の形態2に係る画像形成装置の要部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態3に係る画像圧縮装置を備える画像読取装置の要部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態4に係る画像圧縮装置の要部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態4に係る画像圧縮装置で実行されるカラー画像圧縮処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態4に係る画像圧縮装置で実行される第1の2値画像生成処理手順のサブルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態4に係る画像圧縮装置で実行される第2の2値画像生成処理手順のサブルーチンを示すフローチャートである。
符号の説明
11 前景マスク生成部(前景マスク生成手段)
12 前景レイヤ生成部(テーブル生成手段,前景レイヤ生成手段)
13 背景レイヤ生成部
21 入力DMA部(転送要求手段)
20 処理部(2値画像生成手段)
3 2値画像圧縮部(2値画像圧縮手段)
4 画素入出力装置
41 パック部(パック手段)
42 メモリ制御部(メモリ制御手段)
431,432 ラインメモリ(書き込み用及び読み出し用のメモリ)
6 画像圧縮装置
65 カラー画像出力装置(画像形成手段)
7 画像圧縮装置
70 CPU(各生成手段,転送要求手段,パック手段,メモリ制御手段,2値画像圧縮手段)
721,722 記憶領域(書き込み用及び読み出し用のメモリ)
9 CD−ROM(記録媒体)

Claims (11)

  1. 書き込み用及び読み出し用のメモリを備える画素入出力装置が、前記メモリに対して画素を入出力する画素入出力方法であって、
    画像の画素が入力された場合に、入力された画素をM(MはM≧2の自然数)個ずつパックしてなるパックデータを出力し、
    出力したパックデータを、画素が入力された入力周期のM倍の周期で書き込み用のメモリに書き込みつつ、出力したパックデータが既に書き込まれている読み出し用のメモリから前記パックデータを、前記入力周期で読み出して出力し、
    前記書き込み用のメモリへのパックデータの書き込みが終了した場合に前記書き込み用のメモリを読み出し用とし、前記読み出し用のメモリからのパックデータの読み出しが終了した場合に前記読み出し用のメモリを書き込み用とすることを特徴とする画素入出力方法。
  2. 書き込み用及び読み出し用のメモリを備え、カラー画像を前景レイヤと背景レイヤとに分離して圧縮する画像圧縮装置を用いて前記カラー画像を圧縮する画像圧縮方法であって、
    前記カラー画像に基づいて、該カラー画像に含まれる文字及び/又は線画を表す前景の各画素を示す前景マスクを生成し、
    生成した前景マスク及び前記カラー画像に基づいて、前記前景が有する色情報と、該色情報を識別するN(Nは自然数)種類の識別子とを関連付けて記憶するテーブルを生成し、
    生成したテーブル、前記前景マスク、及び前記カラー画像に基づいて、前記色情報を識別子に置き換えてなる前景レイヤを生成して出力し、
    前記前景レイヤの転送を要求し、
    転送されてきた前景レイヤの画素が入力された場合に、入力された画素をM(MはM≧2且つM≧Nの自然数)個ずつパックしてなるパックデータを出力し、
    出力したパックデータを、画素が入力された入力周期のM倍の周期で書き込み用のメモリに書き込みつつ、出力したパックデータが既に書き込まれている読み出し用のメモリから前記パックデータを、前記入力周期でN回読み出して出力し、
    前記書き込み用のメモリへのパックデータの書き込みが終了した場合に前記書き込み用のメモリを読み出し用とし、前記読み出し用のメモリからのパックデータの読み出しが終了した場合に前記読み出し用のメモリを書き込み用とし、
    出力したパックデータを用いてなる前景レイヤに基づいて、1種類の識別子と該識別子以外の画素値とを2値化してなる2値画像を生成することをN種類の識別子夫々について実行し、
    生成したN枚の2値画像夫々を圧縮することを特徴とする画像圧縮方法。
  3. 書き込み用及び読み出し用のメモリを備え、該メモリに対して画素を入出力する画素入出力装置であって、
    画像の画素が入力された場合に、入力された画素をM(MはM≧2の自然数)個ずつパックしてなるパックデータを出力するパック手段と、
    該パック手段が出力したパックデータを、前記パック手段に画素が入力された入力周期のM倍の周期で書き込み用のメモリに書き込みつつ、前記パック手段が出力したパックデータが既に書き込まれている読み出し用のメモリから前記パックデータを、前記入力周期で読み出して出力するメモリ制御手段と
    を備え、
    前記メモリ制御手段は、前記書き込み用のメモリへのパックデータの書き込みが終了した場合に前記書き込み用のメモリを読み出し用とし、前記読み出し用のメモリからのパックデータの読み出しが終了した場合に前記読み出し用のメモリを書き込み用とするようにしてあることを特徴とする画素入出力装置。
  4. カラー画像を前景レイヤと背景レイヤとに分離して圧縮する画像圧縮装置において、
    前記カラー画像に基づいて、該カラー画像に含まれる文字及び/又は線画を表す前景の各画素を示す前景マスクを生成する前景マスク生成手段と、
    該前景マスク生成手段が生成した前景マスク及び前記カラー画像に基づいて、前記前景が有する色情報と、該色情報を識別するN(Nは自然数)種類の識別子とを関連付けて記憶するテーブルを生成するテーブル生成手段と、
    該テーブル生成手段が生成したテーブル、前記前景マスク、及び前記カラー画像に基づいて、前記色情報を識別子に置き換えてなる前景レイヤを生成して出力する前景レイヤ生成手段と、
    前記前景レイヤの転送を要求する転送要求手段と、
    書き込み用及び読み出し用のメモリと、
    転送されてきた前景レイヤの画素が入力された場合に、入力された画素をM(MはM≧2且つM≧Nの自然数)個ずつパックしてなるパックデータを出力するパック手段と、
    該パック手段が出力したパックデータを、前記パック手段に画素が入力された入力周期のM倍の周期で書き込み用のメモリに書き込みつつ、前記パック手段が出力したパックデータが既に書き込まれている読み出し用のメモリから前記パックデータを、前記入力周期でN回読み出して出力するメモリ制御手段と、
    該メモリ制御手段が出力したパックデータを用いてなる前景レイヤに基づいて、1種類の識別子と該識別子以外の画素値とを2値化してなる2値画像を生成することをN種類の識別子夫々について実行する2値画像生成手段と、
    該2値画像生成手段が生成したN枚の2値画像夫々を圧縮する2値画像圧縮手段と
    を備え、
    前記メモリ制御手段は、前記書き込み用のメモリへのパックデータの書き込みが終了した場合に前記書き込み用のメモリを読み出し用とし、前記読み出し用のメモリからのパックデータの読み出しが終了した場合に前記読み出し用のメモリを書き込み用とするようにしてあることを特徴とする画像圧縮装置。
  5. 前記メモリは夫々ラインメモリを用いてなり、
    前記メモリ制御手段は、前記パック手段が出力したパックデータが既に1ライン分書き込まれている読み出し用のメモリから前記パックデータを、前記入力周期で1ライン分読み出して出力することをN回繰り返すようにしてあり、
    前記2値画像生成手段は、前記メモリ制御手段が出力した1ライン分のパックデータを用いてなる前景レイヤに基づいて、1種類の識別子と該識別子以外の画素値とを2値化してなる1ライン分の2値画像を生成することを、N種類の識別子についてN回実行するようにしてあることを特徴とする請求項4に記載の画像圧縮装置。
  6. 請求項3に記載の画素入出力装置を備え、
    画像の画素を前記画素入出力装置へ入力するようにしてあることを特徴とする画像処理装置。
  7. 請求項4又は5に記載の画像圧縮装置を備え、
    カラー画像を前記画像圧縮装置へ入力するようにしてあることを特徴とする画像処理装置。
  8. 請求項6又は7に記載の画像処理装置と、
    記録シート上に画像を形成する画像形成手段と
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
  9. 書き込み用及び読み出し用のメモリを備えるコンピュータに、前記メモリに対して画素を入出力させるためのコンピュータプログラムであって、
    コンピュータに、画像の画素が入力された場合に、入力された画素をM(MはM≧2の自然数)個ずつパックしてなるパックデータを出力させるステップと、
    コンピュータに、出力されたパックデータを、画素が入力された入力周期のM倍の周期で書き込み用のメモリに書き込みつつ、出力されたパックデータが既に書き込まれている読み出し用のメモリから前記パックデータを、前記入力周期で読み出して出力させるステップと、
    コンピュータに、前記書き込み用のメモリへのパックデータの書き込みが終了した場合に前記書き込み用のメモリを読み出し用とさせ、前記読み出し用のメモリからのパックデータの読み出しが終了した場合に前記読み出し用のメモリを書き込み用とさせるステップと
    を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
  10. 書き込み用及び読み出し用のメモリを備えるコンピュータに、カラー画像を前景レイヤと背景レイヤとに分離して圧縮させるためのコンピュータプログラムであって、
    コンピュータに、前記カラー画像に基づいて、該カラー画像に含まれる文字及び/又は線画を表す前景の各画素を示す前景マスクを生成させるステップと、
    コンピュータに、生成された前景マスク及び前記カラー画像に基づいて、前記前景が有する色情報と、該色情報を識別するN(Nは自然数)種類の識別子とを関連付けて記憶するテーブルを生成させるステップと、
    コンピュータに、生成されたテーブル、前記前景マスク、及び前記カラー画像に基づいて、前記色情報を識別子に置き換えてなる前景レイヤを生成して出力させるステップと、
    コンピュータに、前記前景レイヤの転送を要求させるステップと、
    コンピュータに、転送されてきた前景レイヤの画素が入力された場合に、入力された画素をM(MはM≧2且つM≧Nの自然数)個ずつパックしてなるパックデータを出力させるステップと、
    コンピュータに、出力されたパックデータを、画素が入力された入力周期のM倍の周期で書き込み用のメモリに書き込みつつ、出力されたパックデータが既に書き込まれている読み出し用のメモリから前記パックデータを、前記入力周期でN回読み出して出力させるステップと、
    コンピュータに、前記書き込み用のメモリへのパックデータの書き込みが終了した場合に前記書き込み用のメモリを読み出し用とさせ、前記読み出し用のメモリからのパックデータの読み出しが終了した場合に前記読み出し用のメモリを書き込み用とさせるステップと、
    コンピュータに、出力されたパックデータを用いてなる前景レイヤに基づいて、1種類の識別子と該識別子以外の画素値とを2値化してなる2値画像を生成することをN種類の識別子夫々について実行させるステップと、
    コンピュータに、生成されたN枚の2値画像夫々を圧縮させるステップと
    を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
  11. 請求項9又は10に記載のコンピュータプログラムを記録してあることを特徴とするコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体。
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