JP2708254B2 - 画像データ圧縮方式 - Google Patents

画像データ圧縮方式

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JP2708254B2
JP2708254B2 JP2003172A JP317290A JP2708254B2 JP 2708254 B2 JP2708254 B2 JP 2708254B2 JP 2003172 A JP2003172 A JP 2003172A JP 317290 A JP317290 A JP 317290A JP 2708254 B2 JP2708254 B2 JP 2708254B2
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【発明の詳細な説明】 [概要] 読取ライン走査で得られた2値画像データを圧縮する
際に、隣接する走査線間での変化画素の接続関係を求め
た後(MMR符号化)に、輪郭線に沿って並べ替えてユニ
バーサル符号化により圧縮する画像データ圧縮方式に関
し、 網点など完全な再現が不要な画像データの圧縮率を向
上することを目的とし、 ユニバーサル符号化に際し、符号化しようとする接続
関係と既に登録済みの接続関係の部分列との差異が所定
の近似範囲にある場合には、完全に一致しなくとも登録
済みの部分列の複製として符号化するように構成する。
[産業上の利用分野] 本発明は、読取ライン走査で得られた2値の画像デー
タを圧縮する際に、隣接する走査ライン間の変化画素の
接続関係を求めた後に、輪郭線に沿って並べ替えてユニ
バーサル符号化により圧縮する画像データ圧縮方式に関
する。
近年、OAが発展し、文書が白黒2値の画像情報として
ファクシミリや光ディスクファイル・システムなどで扱
われるようになっている。文書情報をディジタルデータ
として利用するとき、画像情報のデータ量は、文字画像
に比べ非常に大きく10数〜数10倍になる。また、最近
は、画像の品位を向上させるため、ファクシミリにおい
ては、従来のG3機の約200dpiから、次のG4機では300dpi
や400dpiへと解像度が上がり、データ量は増加する方向
にある。したがって、蓄積や伝送等で画像情報を効率良
く扱うには、効率的なデータ圧縮を加えることでデータ
量を減らすことが必須となる。
[従来の技術] 白黒2値画像を効率良く圧縮する画像データ圧縮方式
として本願発明者等は、所謂輪郭線ユニバーサル符号化
を提案している。
この輪郭線ユニバーサル符号化方式は、MMR符号化を
変形した方式により求めた水平モードのランレングス、
および変化点のモード(変化画素の接続関係)を、それ
ぞれ輪郭線の始点および接続点情報とみて、輪郭線に沿
って並べ替えた後、ユニバーサル符号化するものであ
る。
この方式によれば、輪郭線の直線性や曲り具合などの
統計的性質をユニバーサル符号化の手法により学習しな
がら符号の最良化を図り、種々の性質の画像において効
率の良い圧縮が行える。
元来、ユニバーサル符号化方式は、情報保存型のデー
タ圧縮方法であり、データ圧縮時に情報源の統計的な性
質を予め仮定しないため、種々のタイプ(文字コード,
オブジェクトコードなど)のデータに適用することがで
きる。文書画像では、文字の文字線の直線性や曲り具合
には類似性がある。また、網点画像は、画像全体が網点
分散するため膨大な数の変化点が出現するが、網点周期
性、網点形状の同一性から輪郭線の接続関係は類似して
いる。この類似性のもつ冗長性をユニバーサル符号化に
より削減し、有効な圧縮を行うことができる。
輪郭線ユニバーサル符号化方式では、輪郭線の接続関
係を求めるため、変形したMMR方式を変化画素のモード
の検出を前処理として用い、ラインごとの変化画素の接
続関係を輪郭線自体の接続関係に直し、このデータにユ
ニバーサル符号化(Ziv−Lempel符号化)を適用し、輪
郭線の直線性や曲り具合の大域的性質をユニバーサル符
号のインテックスで表すようにしている。
ユニバーサル符号の代表的な方法として、Ziv−Lempe
l符号がある(詳しくは、例えば宗像「Ziv−Lempelのデ
ータ圧縮法」、情報処理、Vol.26,No.1,1985年を参照の
こと)。
Ziv−Lempel符号化では ユニバーサル型と、 増分分解型(Incremental parsing) の2つのアルゴリズムが提案されている。
更に、ユニバーサル型アルゴリズムの改良として、LZ
SS符号がある(T.C.Bell,‘Better OPM/L Text Compres
sion',IEEE Trans.on Commun.,Vol.COM−34,No.12,Dec.
1986参照)。また、増分分解型アルゴリズムの改良とし
ては、LZW符号がある(T.A.Welch,‘A Technique for H
igh−Performance Data Compression',Computer,June19
84参照)。
第3図に輪郭線ユニバーサル符号化の画像データ圧縮
の手順を示す。
まずステップ(以下「ステップ」は省略)S1で、入力
した画像データを第4図に示すMMRを変形した方式によ
り、固定長のモード符号と固定長のRL符号(ランレング
ス符号)とに変換する。
例えば、画像上で第5図(a)のように示される輪郭
線情報は、第4図の手順により第5図(b)のようにラ
インごとに符号化される。この固定長符号の並びをライ
ン単位から、第5図(c)のように輪郭線ごとに並べ替
えた後、ユニバーサル符号化の手法により、圧縮符号化
するものである。
変形MMR符号化方式による固定長符号は、第6図のよ
うに符号化時に2バイト単位で表し、並べ替え後、学習
効率を高めるため第7図のように1バイト単位の固定長
符号に変換してユニバーサル符号化する。
第4図の変形MMR符号化方式が標準方式と異なる点
は、S10において、 a2<b1 が不成立のとき垂直モードとすることである。即ち、輪
郭線が接続している場合は、全て垂直モードで表される
ことになる。その結果、輪郭線は次のようなモードを遷
移することになるものである。
[発明が解決しようとする課題] 本願発明者らが先に提案している輪郭線ユニバーサル
符号化方式は、2値画像の文字線の曲がり具合や、図表
の直線を輪郭線の接続関係をユニバーサル符号化するこ
とにより、画像の種類によらず効率良くデータ圧縮しよ
うとするものである。
しかし、網点画像では、網の形状はマクロ的には類似
性をもつが、ミクロ的にみると量子化ノイズの影響など
でユニバーサル符号化によって必ずしも規則性を捉える
ことができず、圧縮率が低下する問題があった。
本発明は、網点画像の網点は黒画素の密度で階調を表
すものであり、量子化ノイズまで完全に再現しなくとも
人間の目には分からない点に着目し、網点など完全な再
現が不要な画像データについて輪郭線ユニバーサル符号
化により高い圧縮率を得ることができる画像データ圧縮
方式を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 第1図は本発明の原理説明図である。
まず本発明は、読取ライン走査で得られた2値の画像
データを圧縮する際に、第1符号化手段(変形MMR符号
化手段)11により隣接する走査線間における変化画素の
接続関係を走査線単位に求めた後、並べ替え手段12によ
り輪郭線に沿った変化画素の接続関係に並び替え、この
並び替えた変化画素の接続関係を第2符号化手段(ユニ
バーサル符号化手段)によりパターンメモリ14−4に登
録されている既に符号化済みの変化画素の接続関係の複
製としての部分列に分け、該部分列の番号で指定するこ
とにより圧縮符号化する画像データ圧縮方式、即ち本願
発明者等が既に提案している輪郭線ユニバーサル符号化
方式を対象とする。
このような画像データ圧縮方式につき本発明にあって
は、並べ替え手段12により輪郭線に沿って並べ替えられ
た変化画素の接続関係と、パターンメモリ14−4から得
られた符号化済みの変化画素の接続関係の部分列との差
異を検出し、この差異が所定の近似範囲内にあれば、該
符号化済みの部分列による圧縮符号化を第2符号化手段
14に指令するように構成する。
ここで第2符号化手段14によるユニバーサル符号化と
しては、輪郭線に沿ったMMR固定長符号の系列を例えば
増分分解するようにし、既成分の系列と符号化すべき系
列の一致をとる際に、概略一致判別手段15において各接
続点のずれの差異が所定の閾値T1以下であり、かつ、各
接続点のずれの差異の和が所定の閾値T2以下のときは、
同一の系列とみて一致と同様に扱い、不一致の回数が前
記閾値を越えたとき初めて不一致と見なして異なる部分
列として分解する。
[作用] このような構成を備えた本発明の画像データ圧縮方式
によれば、輪郭線の接続関係を過去に出現した接続関係
との概略一致を取り、類似している輪郭線同士を一纏め
にして情報非保存型のユニバーサル符号化を行うため、
網点画像に対しても輪郭線の接続関係のユニバーサル符
号化により高い圧縮率を達成できる。
この結果、網点画像等の完全な再現が不要な画像デー
タについても、本願発明者等が先に提案している輪郭線
ユニバーサル符号化方式の利点である輪郭線情報からそ
の直線性や曲がり具合などの統計的性質をユニバーサル
符号化の手法により学習しながら符号の最良化を図り、
種々の性質の画像において情報非保存型の効率の良い圧
縮を行なうことができる。
[実施例] 第1図は本発明の一実施例を示した実施例構成図であ
る。
まず本発明の画像データ圧縮方式は、走査線単位にMM
R変形方式により求めた固定長のモード符号とRL符号と
を輪郭線に沿って並べ替えた後、固定長符号をユニバー
サル符号化するときに既に辞書に登録されている系列と
の差異を求め、差異が許容範囲内なら辞書中の系列で近
似するものである。ユニバーサル符号化に当たっては、
輪郭線の始点以降の接続点と終点とを一つのデータ系列
とみるものである。
第2図において、読取装置等のライン走査で読取られ
た画像信号の各画素の2値化データが端子1から入力さ
れ、連続して接続されている2ライン分のバッファを備
えたバッファメモリ10に順次、格納される。バッファメ
モリ10では2ライン分のデータがバッファに揃うと、2
ラインの上下に続く2画素を第1符号化手段としてのMM
R固定長算出回路11に順次入力する。
MMR固定長算出回路11は、入力した2ライン分の2画
素の系列から第4図の手順に従いMMRモードの分類を行
い、第6図に示す固定長符号を求める。
MMR固定長符号並べ替え回路12は、MMR固定長算出回路
11から固定長符号を受け、第5図に示すように固定長符
号を輪郭線に沿って並べ替え、バッファメモリ13に出力
する。
14は第2の符号化手段としてのユニバーサル符号器で
あり、アドレス制御回路14−1,14−2、終点検出回路14
−3及びパターンメモリ14−4、最大一致長検出回路14
−5,符号化回路14−6を備える。また15は概略一致判定
回路であり、減算回路15−1、比較回路15−2及び累算
回路15−3を備える。
アドレス制御回路14−1,14−2はそれぞれバッフメモ
リ13とパターンメモリ14−4の読出しを制御し、パター
ンメモリ14−4中に登録されている輪郭線に沿う固定長
符号の系列と、バッファメモリ13中の固定長符号の系列
との照合を概略一致判定回路15の判定結果に基づき次の
ようにして行う。
アドレス制御回路14−2はパターンメモリ14−4から
登録されている固定長符号の系列について、この系列の
先頭の固定長符号より順に読出し、同時にアドレス制御
回路14−1はバッファメモリ13の先頭より固定長符号を
順に読出す。読出された2つの固定長符号は減算回路15
−1で差Δiを求め、この差Δiを閾値回路15−2と累
算回路15−3に加える。累算回路15−3では、この系列
の固定長符号の総和ΣΔiを求めて閾値回路15−2に加
える。閾値回路15−2は2つの閾値T1とT2が予め定めら
れており、 |Δi|≦T1且つ Σi≦T2 なら同一の固定長符号の系列として、系列の照合を続行
する。
また、 |Δi|>T1又は ΣΔi>T2 なら、その系列は不一致になったとして、次の固定長符
号系列の照合に移る。
バッファメモリ13から入力される固定長符号の系列の
各輪郭線は、始点、接続点、終点の系列として現れる。
終点検出回路14−3は系列の終点を検出し、アドレス制
御回路14−2および、パターンメモリ14−4に1つの輪
郭線が終了した旨を知らせ、入力する固定長符号系列に
強制的に区切りを入れ、部分列に区切る。
最大長一致検出回路14−5は、アドレス制御回路14−
2とバッファメモリ13とから入力されており、求めた固
定長符号系列のパターンメモリ14−4中の登録順序を表
すインデックス、長さ(固定長符号数=Word数)、次の
固定長符号の内容Cjを保持しておき、系列の長さが最大
のものを検出し、そのインデックスと次の固定長符号を
出力する。符号化回路14−6は最大一致検出回路14−5
から入力した情報を可変長符号化し、圧縮符号として出
力する。
最大一致長の固定長符号系列の符号化が符号化回路14
−6で終了すると、符号化された固定長符号系列のデー
タによりパターンメモリ14−4中の固定長系列が伸びた
分がパターンメモリ14−4に登録されると共に、その符
号化済み固定長符号系列がバッファメモリ13から捨てら
れ、同一個数の固定長符号が新たにバッファメモリ13に
入力されて蓄積されるメモリ更新処理が行われる。
尚、上記の実施例では、ユニバーサル符号化として増
分分解型のZiv−Lempel符号を用いる場合について示し
たが、これ以外にLZW符号など他の型のユニバーサル符
号でも良い。
また上記の実施例では、概略一致を全ての部分列につ
いて行うようにしたが、他の実施例として部分列が所定
の長さより小さい場合完全一致とし、大きい場合には概
略一致とするように切り換えて使うようにしても良い。
更に、各固定長符号の概略一致範囲を判定する閾値T1
を固定とせず、概略一致がとれた系列の固定長範囲の個
数が増えるとともに少しづつ閾値T1を大きくとるとか、
個数に応じて変えるようにしても良い。
更にまた、上記の実施例ではパターンメモリの系列と
入力系列との差分をとり、概略一致を判定したが、単な
る差分の代わりに2乗誤差を用いても良い。
[効果] 以上説明したように本発明によれば、網点画像のよう
に完全な再現が不要な画像データにつていも、輪郭線の
直線性、曲がり具合の規則性を対象画像に合わせて学習
しながら符号化するため(情報非保存型符号化)、画像
の種類によらず、有効なデータ圧縮を行って画像劣化を
目立たせることなく圧縮率を向上できる。
また輪郭線は始点情報と接続点情報、終点情報と輪郭
線を表現する異なる情報ごとにまとめられるので、輪郭
線の規則について効率の良い学習ができ、高い圧縮率が
得られる。
更に、輪郭線の規則性は、符号化済の輪郭線の規則性
からの複製として指定されるため、解像度が上がった場
合でも、規則性をひとまとまりとして捉えられ、符号量
が解像度に比例して増加することはない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理説明図; 第2図は本発明の実施例構成図; 第3図は先行技術の画像データ圧縮手順の説明図; 第4図は変形MMR符号化方式の処理フロー図; 第5図は先行技術の配列変換説明図; 第6図は変形MMR符号化方式の2バイトの固定長符号割
当て説明図; 第7図は変形MMR符号化方式の1バイト単位の固定長符
号割当て説明図である。 図中、 10:2ラインバッファメモリ 11:MMR固定長符号算出回路(第1符号化手段) 12:MMR固定長符号並べ替え回路(並べ替え手段) 13:バッファメモリ 14:ユニバーサル符号器(第2符号化手段) 14−1,14−2:アドレス制御回路 14−3:終点検出回路 14−4:パターンメモリ 14−5:最大長一致検出回路 14−6:符号化回路 15:概略一致判定回路(手段) 15−1:減算回路 15−2:累算回路 15−3:比較回路

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】読取ライン走査で得られた2値の画像デー
    タを圧縮する際に、第1符号化手段(11)により隣接す
    る走査線間の変化画素の接続関係を走査線単位に求めた
    後、並べ替え手段(12)により輪郭線に沿った変化画素
    の接続関係に並び替え、該並び替えた変化画素の接続関
    係を第2符号化手段(14)によりパターンメモリ(14−
    4)に登録されている既に符号化済みの接続関係の複製
    としての部分列に分け、該部分列の番号で指定すること
    により符号化圧縮する画像データ圧縮方式に於いて、 前記並べ替え手段(12)により輪郭線に沿って並べ替え
    られた変化画素の該接続関係と、前記パターンメモリ
    (14−4)から得られた登録済みの変化画素の接続関係
    の部分列との差異を検出し、該差異が所定の近似範囲内
    にあれば該符号化済みの部分列による圧縮符号化を前記
    第2符号化手段(14)に指令する概略一致判定手段(1
    5)を設けたことを特徴とする画像データ圧縮方式。
  2. 【請求項2】前記概略一致判定手段(15)は、符号化し
    ようする接続関係と符号化済みの接続関係との差異が第
    1閾値(T1)以下で、且つ各接続関係の差異の和が第2
    閾値(t2)以下のとき、同一の接続関係の系列と判断す
    ることを特徴とする請求項1記載の画像データ圧縮方
    式。
JP2003172A 1989-08-09 1990-01-10 画像データ圧縮方式 Expired - Lifetime JP2708254B2 (ja)

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DE69024130T DE69024130T2 (de) 1989-08-09 1990-08-08 Datenkompressionssystem
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