JP2810838B2

JP2810838B2 - ２値画像伝送装置

Info

Publication number: JP2810838B2
Application number: JP5092829A
Authority: JP
Inventors: 健晴菊池
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-04-20
Filing date: 1993-04-20
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: JPH06311368A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばファクシミリ
のような、２値画像を伝送するための２値画像伝送装置
に関し、より詳細には、２値擬似中間調画像の伝送が可
能な２値画像伝送装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、写真などの中間調画像を伝送する
必要性が高まっている。しかし、中間調画像をそのまま
伝送することは１画素あたりのビット数を８ビット以上
とる必要があり、伝送符号量が大幅に増加し、また、中
間調画像を紙面などに印刷する装置は、非常に高価なこ
とから、中間調画像をそのまま伝送する方式は、普及し
ていない。

【０００３】そこで、中間調画像を白黒の２値だけを用
い、画像の階調を黒画素の密度の変化を用いて、擬似的
に中間調を表す擬似中間調画像を生成し、２値画像伝送
装置として、普及しているファクシミリ装置により写真
などの画像を伝送することが試みられてきた。

【０００４】ところで、ファクシミリ装置に用いられる
符号化方式として、一般にＭＨ方式、ＭＲ方式などが使
用されている。これらの方式は、ランレングスを基準と
したアドレス符号化であり、連続して出現する黒（白）
画素に一つの符号語を割り当てている。ＭＨ方式は、文
書画像に対して走査線方向のランレングスをハフマン符
号化することを基本としており、ＭＲ方式は、符号化す
る走査線および前の走査線を基準とする画素の状態の差
を符号化する２次元符号化方式である。

【０００５】また、最近の２値画像符号化方式として、
符号化する画素の情報を以前に符号化した画素の状態に
よるマルコフ情報源と考え、状態遷移確率に基づき、算
術符号化をするものがある。

【０００６】この方法は、黒（白）画素の分布状態に周
期性があれば、以前に符号化された画素から現在符号化
しようとする画素の情報を高い確率で推定でき、高い情
報圧縮を実現できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したＭＨ方式やＭ
Ｒ方式は、その性格上、文字だけを含む２値画像に対し
ては効率良く機能し、高い符号圧縮率を得ることができ
る。しかし、２値擬似中間調画像に対しては、その黒
（白）画素のランレングスの分布状況が、上記文字だけ
の画像に対するランレングスと大きく異なることから高
い符号圧縮は、実現できない。

【０００８】また、２値擬似中間調画像は、その生成法
によって、画素の周期性をほとんどなくしているものが
あり、上記の状態遷移確率に基づく方法でも、高い情報
圧縮が望めないことがある。

【０００９】結局、２値擬似中間調画像は、上記したよ
うに高い情報圧縮が実現できず、従って伝送に有する符
号量が、増大するため、伝送コストがかかり、また、伝
送時間も多くかかるという問題があり、このようなこと
から、２値擬似中間調画像を効率良く圧縮、伝送する符
号化方式が強く望まれている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は上記のような
問題点を解決するためになされたもので、画像データを
記憶する記憶手段と、上記記憶手段に記憶された画像デ
ータに対し圧縮符号化する符号化手段と、圧縮符号化さ
れた画像データを復号する復号手段を備えた２値画像伝
送装置であって、前記符号化手段が、伝送される画像デ
ータが、擬似中間調画像であった場合に、画像を適応的
に２×２から８×８のサイズの異なるブロックに分割す
る手段と、２×２のサイズのブロックに対して、原画像
におけるブロック内の画素パターンを符号化する手段
と、その他のサイズのブロックに対して、ブロック内の
黒画素数をカウントすることにより求めた、ブロックの
階調を符号化する手段と、各ブロックのサイズを符号化
する手段とを備えることを特徴とする。

【００１１】また、上記復号手段が、受信した画像デー
タのブロックサイズが２×２であった場合に、それに続
くパターン情報によりブロックの画像を復号する手段
と、ブロックサイズがそれ以外であった場合に、それに
続く、ブロック階調情報に基づき、ブロック内に黒画素
を乱数によりランダムに配置することで画像を復元する
手段とを備えることとを特徴とする。

【００１２】

【作用】上記した構成においては、擬似中間調画像を適
応的に２×２〜８×８のブロックに分割し、２×２ブロ
ックに対しては、画像のエッジ部分を保存するためにブ
ロックの画素パターン情報をそのまま符号化し、その他
の大きさのブロックに対しては、ブロック内の黒画素密
度をブロックの階調として求め、これを符号化すること
で高い圧縮率を実現する。

【００１３】また、復号時に受信したデータから２×２
ブロック以外のブロックに対しては、伝送されたブロッ
クの階調に対応する数の黒画素をブロック内に乱数によ
ってランダムに分布させ復元し、また画像のエッジ部分
などは、原画像の画素パターンを保存することにより復
元を行ない受信画像を得る。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。

【００１５】図１は、この発明の一実施例を示すブロッ
ク図であり、画像伝送装置は、画像を読み取る読取部
１、読み取った画像データを記憶することができる画像
蓄積メモリ２、上記画像蓄積メモリに保持された画像デ
ータに対し、適応的に大きさの異なるブロックに分割す
るブロック判定部３、上記ブロック判定で決定されたブ
ロックの大きさおよびブロック内における画像データの
画素パターンまたは、ブロック階調を求め符号化する符
号化器と受信されたデータからブロックの大きさおよび
画素パターンまたは、ブロック階調を得る復号器を備え
た符号化／復号部４、回線を通じ装置間の通信を制御す
る網制御部５、受信されたデータのブロック階調から画
素を復元する時に参照される乱数発生部６、画像データ
を出力する記録部７、上記された各装置を制御する制御
部８とを具備してなる。

【００１６】読取部１、画像蓄積メモリ２、ブロック判
定部３、符号化／復号部４、乱数発生部６、記録部７
は、夫々制御部８に接続されており、網制御部５は符号
化／復号部４に接続されている。

【００１７】以下、上記した構成にてなる画像伝送装置
の動作を説明する。

【００１８】読取部１により読み取られた画像データ
は、一旦、画像蓄積メモリ２に蓄積される。蓄積された
画像データは、ブロック判定部３により、図２に示して
あるａ〜ｇまでの大きさのことなるブロックに分割され
る。ブロックａは縦横２×２画素からなるブロックであ
り、ブロックｂは同じく２×４、ブロックｃは４×２、
ブロックｄは４×４、ブロックｅは４×８、ブロックｆ
は８×４、ブロックｇは８×８の画素ブロックである。
ブロックｂ、ｃはブロックａに対して、ブロックｅ、ｆ
はブロックｄに対して、ブロックｇは、ブロックｅ、ｆ
に対して、夫々２倍のブロック面積を有している。

【００１９】ブロック分割は、図３に示される条件に従
い実行される。即ち、ブロック分割は、ブロックａから
はじめ順次ブロックｂ、ブロックｃとブロックを変化さ
せていき、各ブロックの黒画素数をそのブロック階調と
し、現在のブロックのブロック階調と１段階変化させた
ブロックのブロック階調を比較し、ブロック面積あたり
のブロック階調の差が１以下であれば、ブロックを１段
階変化させ、そうでなければ、現在のブロックによりブ
ロック分割する。この時、ブロックを変化した場合、一
度ブロックに分割された画素が再びブロック内に含まれ
るかどうかが判定され、もし再びブロックに含まれるの
であれば、ブロックを変化させるのは停止され、その時
のブロックが採用される。

【００２０】以下、図３のフローチャートを説明する。
Ａ〜Ｇを、分割するブロックをブロックａ〜ｇとしたと
きの、夫々のブロックに含まれる黒画素数とすると、ま
ずステップＳ３１にて、２ＡとＢとの差が１以下か否か
を判定する。これにより、分割するブロックをブロック
ａとした場合とブロックｂとした場合とで、ブロック面
積あたりのブロック階調の差が１以下か否かが判定され
る。ここで、もし、差が１以下ならばステップＳ３２に
進み、１より大きいならばステップＳ３９に進む。

【００２１】ステップＳ３９では、２ＡとＣとの差が１
以下か否かを判定する。差が１より大きければ、分割す
るブロックをブロックａとして、また差が１以下なら
ば、分割するブロックをブロックｃとする。

【００２２】ステップＳ３２では、ステップＳ３８と同
様、２ＡとＣとの差が１以下か否かを判定する。差が１
より大きければ、分割するブロックをブロックｂとし
て、また差が１以下ならば、ステップＳ３３に進む。

【００２３】ステップＳ３３では、２ＢとＤとの差が１
以下か否かを判定する。差が１より大きければ、分割す
るブロックをブロックｃとして、また差が１以下なら
ば、ステップＳ３４に進む。

【００２４】ステップＳ３４では、２ＣとＤとの差が１
以下か否かを判定する。差が１より大きければ、分割す
るブロックをブロックｂとして、また差が１以下なら
ば、ステップＳ３５に進む。

【００２５】ステップＳ３５では、２ＤとＥとの差が１
以下か否かを判定する。差が１より大きければ、ステッ
プＳ４０に進み、また差が１以下ならば、ステップＳ３
６に進む。

【００２６】ステップＳ４０では、２ＤとＦとの差が１
以下か否かを判定する。差が１より大きければ、分割す
るブロックをブロックｄとして、また差が１以下なら
ば、分割するブロックをブロックｆとする。

【００２７】ステップＳ３６では、ステップＳ４０と同
様、２ＤとＦとの差が１以下か否かを判定する。差が１
より大きければ、分割するブロックをブロックｅとし
て、また差が１以下ならば、ステップＳ３７に進む。

【００２８】ステップＳ３７では、２ＥとＧとの差が１
以下か否かを判定する。差が１より大きければ、分割す
るブロックをブロックｆとして、また差が１以下なら
ば、ステップＳ３８に進む。

【００２９】ステップＳ３８では、２ＦとＧとの差が１
以下か否かを判定する。差が１より大きければ、分割す
るブロックをブロックｅとして、また差が１以下なら
ば、分割するブロックをブロックｇとする。

【００３０】以上の処理により、ブロックが判定される
と符号化／復号部４により、まずブロックの種類の情報
が符号化され、続いて、ブロック内の黒画素の状態に関
する情報が符号化される。ブロック内の黒画素の状態
は、ブロックａに対するときは図４で示されるブロック
の画素パターンに対応してパターンデータが符号化さ
れ、それ以外のブロックに対しては、ブロック内の黒画
素数であるブロック階調が符号化される。

【００３１】図４はブロックａのときの１６の画素パタ
ーンとパターンデータの対応を示す図であり、図から分
かるとおり、黒画素を含まないものを０、１つだけ含む
ものを、その位置に応じて１から４、２つ含むものを５
から１０、３つ含むものを１１から１４、全てが黒画素
のものを１５としている。

【００３２】符号化されたデータは網制御部５により回
線を通じて伝送される。上記された手順は、走査線方向
に従い順次繰り返され画像データを伝送する。

【００３３】受信の時は、網制御部５により受信された
データが符号化／復号部４に渡され、符号化／復号部４
は、上記データからブロックの種類を復号し、また受信
されたブロックの種類がブロックａのときは、それに続
くブロックパターンデータを復号し、それ以外のブロッ
クの時は、ブロック階調を復号する。ブロックａのとき
のブロックパターンは、そのまま画像蓄積メモリ２に画
素データとして記憶される。それ以外のブロックのと
き、符号化／復号部４は、ブロック内に黒画素を配置す
る位置を乱数発生器６を参照して決定し、ブロック内に
ランダムにブロック階調分だけの黒画素を配置する。

【００３４】このとき、擬似中間調画像の黒画素（ある
いは白画素）のランレングスは、１になることが多とい
う特徴を保存するために、すでに決定した黒画素の近傍
を避けるように、次の黒画素の位置を決定するようにす
る。

【００３５】これを図５により詳しく説明すると、まず
ステップＳ５１にて、復元しようとするブロックのブロ
ック階調をｎｂとする。また、ステップＳ５２にて、あ
る黒画素の８隣接に存在しても良い他の黒画素の数ｎｘ
を、初期設定として、ｎｘ＝０とする。

【００３６】ステップＳ５３にて、ｎｂ＞０であること
をチェックし、次いで、ステップＳ５４にて、ブロック
内の各画素において、その８隣接に存在する黒画素数が
ｎｘ以下のところを黒画素を配置できる黒画素候補とす
る。

【００３７】ステップＳ５５にて黒画素候補が存在する
か否かを判定し、もし、黒画素候補が存在しなければ、
ステップＳ５６に進み、ｎｘを１増加し、その後、再
度、ステップＳ５４にて、黒画素候補を決定する。

【００３８】黒画素候補が存在すれば、ステップＳ５７
に進み、その中から黒画素にする位置を乱数を利用し決
定し、ランダムに黒画素を配置する。

【００３９】黒画素を配置したら、ステップＳ５８に
て、ｎｂを１減少させ、ステップＳ５４に戻り、上記の
処理をｎｂ＞０の間繰り返す。以上により、ブロックを
復元する。

【００４０】上記のようにしてブロック内の黒画素を復
元し、画像蓄積メモリ２に蓄積していく。

【００４１】画像蓄積用メモリに蓄積された画像データ
は、記録部７により出力される。

【００４２】

【発明の効果】本発明により、従来の方法による符号化
より低い情報量で擬似中間調画像を伝送することが可能
となり、伝送にかかる通信コストを低減できる。また、
擬似中間調画像は、それを生成する方式により、テクス
チャを発生することがあるが、受信側で、乱数により画
素をランダムに配置することでテクスチャを排除するこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回路構成を示す。

【図２】本発明で使用されるブロックの形状である。

【図３】ブロック判定の手順を示す流れ図である。

【図４】ブロックａでのパターン種を示す図である。

【図５】ブロック階調からブロックを復元する手順を示
す流れ図である。

【符号の説明】

１読取部２画像蓄積メモリ３ブロック判定部４符号化／符号部５網制御部６乱数発生部７記録部８制御部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データを記憶する記憶手段と、上記
記憶手段に記憶された画像データに対し圧縮符号化する
符号化手段と、圧縮符号化された画像データを復号する
復号手段を備えた２値画像伝送装置であって、前記符号化手段が、伝送される画像データが、擬似中間調画像であった場合
に、画像を適応的に２×２から８×８のサイズの異なる
ブロックに分割する手段と、２×２のサイズのブロック
に対して、原画像におけるブロック内の画素パターンを
符号化する手段と、その他のサイズのブロックに対し
て、ブロック内の黒画素数をカウントすることにより求
めた、ブロックの階調を符号化する手段と、各ブロック
のサイズを符号化する手段とを備えることを特徴とする
２値画像伝送装置。
【請求項２】上記復号手段が、受信した画像データの
ブロックサイズが２×２であった場合に、それに続くパ
ターン情報によりブロックの画像を復号する手段と、ブ
ロックサイズがそれ以外であった場合に、それに続く、
ブロック階調情報に基づき、ブロック内に黒画素を乱数
によりランダムに配置することで画像を復元する手段と
を備えることとを特徴とする請求項１に記載の２値画像
伝送装置。