JP2980621B2 - ディジタル信号群圧縮方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、１つの測値方向に対して値が変化する原デ
ィジタル信号群を、信号数がより少ない圧縮ディジタル
信号群に圧縮するディジタル信号群圧縮方法および装置
に関する。

〔従来の技術〕

一般に、任意の変化量を１つの測値方向に対して値が
変化する原ディジタル信号群に変換し、この原ディジタ
ル信号群を更に利用する場合の効率向上を図るために、
値の変化の傾向は原ディジタル信号群に対応するが信号
数は原ディジタル信号群の信号数より少ない圧縮ディジ
タル信号群に圧縮変換することが行なわれている。

このようなディジタル信号群を圧縮する例としては、
例えば第23図に示すように、任意の画像１を用紙３に再
生画像1aとしてプリントする場合が挙げられる。

更に説明すると、第23図は、最左部に示した画像１と
文字２とを編集して最右部に示すように用紙３上に再生
画像1aおよび再生文字2aとしてプリントする場合を示し
ている。一方の文字２は、キーボード等の文字データ入
力装置４によってディジタル信号化されてホストコンピ
ュータ６へ文字データとして入力される。他方の画像１
は、イメージスキャナ等の画像データ入力装置５によっ
て画像データとして読取られてホストコンピュータ６へ
入力される。この画像１から読取られる画像データは、
画像１の濃淡をその走査線の走査方向に沿って単位画素
毎に測定したディジタル信号の集合からなる原ディジタ
ル信号とされる。この原ディジタル信号をそのまま画像
１のプリント用に用いると、あまりにも情報量として多
く、ホストコンピュータ６やプリンタ７のCPU等の制御
装置に大きな負担をかけ、これらを必要以上に高性能に
形成しなければならず、高価なものとなってしまう。

そこで、従来から原ディジタル信号の変化に応じて変
化しながらしかも信号数の少ない圧縮ディジタル信号を
作成し、この圧縮ディジタル信号を用いて、ホストコン
ピュータ６による画像１と文字２との編集処理等を行な
うようになっている。このホストコンピュータ６によっ
て作成された印字データはプリンタ７へ送給され、この
プリンタ７は受けた印字データに基づいて用紙３に再生
画像1aおよび再生文字2aをプリントする。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の原ディジタル信号群を圧縮する
方式には次のような問題点があった。

すなわち、画像データ入力装置５による画像１の濃淡
の読取りは、第23図に示す画像１をｘ方向に走査しなが
ら測定することをｙ方向に繰返すことにより行なわれ
る。

第24図は画像データ入力装置５により画像１をｘ方向
に走査することによって得られた一走査線に沿った画像
１の濃度の濃淡度合からなる画像データを示している。
この画像データは、画像１のｘ方向の各画素単位に測定
した濃度の階調値をディジタル信号値とし、これらのデ
ィジタル信号値を折線グラフとして表示したものであ
り、ｘ方向に値が変化する原ディジタル信号群の一種と
なる。この画像データを圧縮する場合に、第23図に示す
ように、画像１のｘ方向の全走査方向範囲をｘ方向に多
数の均等幅の圧縮区間によって均等分割し、各圧縮区間
毎に分割された原ディジタル信号群を１つの圧縮ディジ
タル信号となるように圧縮している。

ところが、第24図に示す画像データのように、原ディ
ジタル信号群には、その値が激しく変化する高周波成分
領域と、ゆるやかに変化する低周波成分領域を含むこと
が多い。高周波成分をその変化に対応して応答性よく変
化するように圧縮するためには、均等分割する圧縮区間
の測値方向長さすなわちｘ方向の長さを短くしなければ
ならない。しかしながら、圧縮区間のｘ方向長さを小さ
くすると、低周波成分領域において必要以上に多くの圧
縮ディジタル信号を作成してしまい、全体として余剰な
データを含み圧縮効率の悪いものとなり、結局ホストコ
ンピュータ６およびプリンタ７におけるその後の各種の
制御処理に大きな負担をかけることとなる。このような
ことから、前記した従来方式においては、全走査範囲の
均等分割数すなわち圧縮区間の測値方向長さをなかなか
適正値に決定することができなかった。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、１
つの測値方向に値が変化する原ディジタル信号群をその
変化に応答性よく対応して変化する圧縮ディジタル信号
群となるように、しかも、少ない圧縮区間で効率よく正
確かつ迅速に圧縮させることのできるディジタル信号群
圧縮方法および装置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〕

前記目的を達成するために、請求項１に記載の本発明
のディジタル信号群圧縮方法は、１つの測値方向に対し
て値が変化する原ディジタル信号群を、前記測値方向に
複数に分割された圧縮区間を用いて圧縮するディジタル
信号群圧縮方法において、前記圧縮区間の始点および終
点となる区間点を決定して圧縮ディジタル信号群を生成
し、各前記圧縮区間毎に近似関数を生成し、前記原ディ
ジタル信号群に対する前記圧縮ディジタル信号群の近似
精度（S/N比）を前記近似関数によって各圧縮区間毎に
求め、前記近似精度が所定値を越えている圧縮区間内に
新たに追加区間点を設置し、再び圧縮ディジタル信号群
を生成して各前記圧縮区間毎に近似精度を生成し、前記
近似精度が前記所定値以下になるまで前記追加区間点の
設置を繰り返すことを特徴とする。

また、請求項２に記載の本発明のディジタル信号群圧
縮方法は、１つの測値方向に対して値が変化する原ディ
ジタル信号群を、前記測値方向に複数に分割された圧縮
区間を用いて圧縮するディジタル信号群圧縮方法におい
て、前記圧縮区間の始点および終点となる区間点を決定
して圧縮ディジタル信号群を生成し、各前記圧縮区間毎
に近似関数を生成し、前記原ディジタル信号群に対する
前記圧縮ディジタル信号群の近似精度（S/N比）を前記
近似関数によって各圧縮区間毎に求め、前記近似精度が
所定値を越えている圧縮区間内に新たに追加区間点を設
置し、前記追加区間点を中心に広がる第１の所定数の圧
縮区間を近似値使用領域と設定し、前記追加区間点を中
心に広がる前記第１の所定数より大きい第２の所定数の
圧縮区間を近似値演算領域と設定し、前記近似値演算領
域の各前記圧縮区間毎に新たに近似関数を生成し、前記
近似値演算領域において既に求めてある前記圧縮ディジ
タル信号群の近似関数を各前記圧縮区間の新たに生成し
た近似関数で置換し、前記近似精度が前記所定値以下に
なるまで前記追加区間点の設置を繰り返すことを特徴と
する。

また、請求項３に記載の本発明のディジタル信号群圧
縮装置は、１つの測値方向に対して値が変化する原ディ
ジタル信号群を、その測値方向の長さが不均等な複数の
圧縮区間を用いて圧縮する圧縮手段と、この圧縮手段に
より求められた圧縮ディジタル信号群の前記原ディジタ
ル信号群に対する近似精度を求める近似精度演算手段で
あって、各前記圧縮区間毎に近似関数を生成し、前記原
ディジタル信号群に対する前記圧縮ディジタル信号群の
近似精度（S/N比）を前記近似関数によって各圧縮区間
毎に求め近似精度演算手段と、この近似精度演算手段に
より求められた近似精度を所定値とするように、前記近
似精度が所定値を越えている圧縮区間内に新たに追加区
間点を設置し、再び圧縮ディジタル信号群を生成して各
前記圧縮区間毎に近似精度を生成し、前記近似精度が前
記所定値以下になるまで前記追加区間点の設置を繰り返
す再圧縮指示手段とを有することを特徴とする。

また、請求項４に記載の本発明のディジタル信号群圧
縮装置は、１つの測値方向に対して値が変化する原ディ
ジタル信号群を、その測値方向の長さが不均等な複数の
圧縮区間を用いて圧縮する圧縮手段と、この圧縮手段に
より求められた圧縮ディジタル信号群の前記原ディジタ
ル信号群に対する近似精度を求める近似精度演算手段で
あって、各前記圧縮区間毎に近似関数を生成し、前記原
ディジタル信号群に対する前記圧縮ディジタル信号群の
近似精度（S/N比）を前記近似関数によって各圧縮区間
毎に求め近似精度演算手段と、この近似精度演算手段に
より求められた近似精度を所定値とするように、前記近
似精度が所定値を越えている圧縮区間内に新たに追加区
間点を設置し、前記追加区間点を中心に広がる第１の所
定数の圧縮区間を近似値使用領域と設定し、前記追加区
間点を中心に広がる前記第１の所定数より大きい第２の
所定数の圧縮区間を近似値演算領域と設定し、前記近似
値演算領域の各前記圧縮区間毎に新たに近似関数を生成
し、前記近似値演算領域において既に求めてある前記圧
縮ディジタル信号群の近似関数を各前記圧縮区間の新た
に生成した近似関数で置換し、前記近似精度が前記所定
値以下になるまで前記追加区間点の設置を繰り返す再圧
縮指示手段とを有することを特徴とする。

〔作 用〕

本発明によれば、本発明装置を本発明方法に従って動
作させることにより、原ディジタル信号群を効率よく圧
縮させた圧縮ディジタル信号群を得ることができる。

すなわち、原ディジタル信号群の測値方向の値の変化
度合に応じて測値方向長さを不均等とした複数の圧縮区
間に基づいて圧縮して圧縮ディジタル信号を作成する。
その後、圧縮区間毎に近似関数を生成して既に求められ
た圧縮ディジタル信号群の前記原ディジタル信号群に対
する近似精度を求める。

この近似精度が所定値でない場合には、近似精度が所
定値となるように、新たな圧縮区間を追加して再圧縮領
域を指定するとともに近似関数を生成して再圧縮させ
る。

これにより原ディジタル信号群の値の変化に応答性よ
く対応した圧縮効率の良い圧縮ディジタル信号群が迅速
に得られる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図から第22図について説
明する。

本実施例は原ディジタル信号群として、第１図および
第２図に示すように、従来と同様に画像１の濃淡度合か
らなる画像データを対象としている。

第１図は本発明のディジタル信号群圧縮装置11を概略
示している。

本実施例のディジタル信号群圧縮装置11は、１つの測
値方向に対して値が変化する原ディジタル信号群を、そ
の測値方向の長さが不均等な複数の圧縮区間を用いて圧
縮する圧縮手段12と、この圧縮手段12により求められた
圧縮ディジタル信号群の前記原ディジタル信号群に対す
る近似精度を求める近似精度演算手段13と、この近似精
度演算手段により求められた近似精度が所定値となるよ
うに前記圧縮手段に対して新たな圧縮区間を追加すると
ともに再圧縮領域を指定して再圧縮させる指令を発する
再圧縮指示手段14とを有する。前記圧縮手段12は１つの
測値方向に対して値が変化する原ディジタル信号群の測
値方向の値の変化度合すなわち画像１の濃度の階調値か
らなる画像データのｘ方向の変化度合を演算する変化度
合演算手段15と、この変化度合演算手段15によって得ら
れた画像データの変化度合に応じて圧縮区間の測値方向
長さすなわちｘ方向長さを求める圧縮区間長さ決定手段
16と、この圧縮区間長さ決定手段16によって決定された
圧縮区間を用いて所定の方式に従い、原ディジタル信号
を１つの圧縮ディジタル信号とする信号圧縮手段17を有
している。また、これらの各手段を関連動作させるCPU1
8が設けられている。

次に、本実施例の作用を説明する。

本実施例においては、第３図に示すように、画像デー
タの全走査方向範囲を、区間長さすなわちｘ方向長さの
異なる不均等な圧縮区間に分割し、各圧縮区間を用いて
原ディジタル信号群を１つの圧縮ディジタル信号にそれ
ぞれ変換するものである。

この動作を第４図の概略フローチャートについて説明
すると、圧縮処理動作がスタートされると、先ずステッ
プST₁₁に示すように、画像データ入力装置５によって画
像１のあるｘ方向の濃度の検出走査が行なわれて、画像
データの読取りすなわち原ディジタル信号群の読取りが
行なわれる。次に、ステップST₁₂に示すように、変化度
合演算手段15および圧縮区間長さ決定手段16により圧縮
区間が設定される。すなわち、変化度合演算手段15によ
り原ディジタル信号群の値の変化度合を演算し、圧縮区
間長さ決定手段16によりその変化度合に応じて圧縮区間
の長さを決定する。次に、ステップST₁₃において、信号
圧縮手段17により圧縮区間を用いて所定の方式に従い、
圧縮ディジタル信号群を作成する。次に、ステップST₁₄
において、近似精度演算手段13により、圧縮手段12によ
って求められた圧縮ディジタル信号の原ディジタル信号
に対する近似精度を求め、この近似精度を予め設定した
所定値と各圧縮区間について比較判定する。この近似精
度が所定値に入れば圧縮処理は終了されるが、所定値に
入らない場合には、ステップST₁₅に進行する。このステ
ップST₁₅においては、再圧縮指示手段14によって、例え
ば近似精度の低い圧縮区間内に新たな圧縮区間が追加さ
れ、かつ、再圧縮すべき再圧縮領域が追加された圧縮区
間の近傍の必要部分において指定され、再びステップST
₁₃に戻って信号圧縮処理が行なわれ、その後ステップST
₁₄において近似精度の判定が行なわれる。

このステップST₁₅→ST₁₃→ST₁₄の処理は、圧縮された
ディジタル信号の近似精度が所定値に入るまで繰返し行
なわれる。

前記ステップST₁₂における圧縮区間の設定には種々の
方式が挙げられるが、第３図に示す画像データのよう
に、高周波成分領域を含む原ディジタル信号群に対して
は、値の変化度合が激しい部分の圧縮区間の長さを短か
くし、値の変化度合がゆるやかな部分の圧縮区間の長さ
を長くした方が、原ディジタル信号群の値の変化に応答
性よく対応した圧縮ディジタル信号群を得ることができ
る。

また、ステップST₁₂における圧縮区間の設定を具体的
に行なうためには、第３図にｘ軸上黒丸をもって示す各
圧縮区間の始点および終点となる区間点を決定すること
により円滑かつ適正に行なうことができる。

この区間点の選択は、例えば第５図に示すフローチャ
ートに従って変化度合演算手段15および圧縮区間長さ決
定手段16により行なうとよい。

すなわち、ステップST₂₁において第３図の画像データ
中より値の変化度合の激しい箇所の画素位置すなわち画
素のｘ座標を区間点候補として複数選出する。次に、ス
テップST₂₂において、前記のようにして選出された複数
の区間点候補集合より、所定数の区間点候補に絞り込
む。次に、ステップST₂₃において、前記のようにして絞
り込んだ区間点候補が所定の最小画素数以上離間してい
るものに絞り込む。次に、ステップST₂₄において、前記
ステップST₂₃の絞り込みにより削減した数に相当する数
の新たな区間点候補を補充して、前記所定数の区間点候
補を求める。

この第５図のフローチャートを更に具体化した例が第
６図のフローチャートである。

この第６図について更に説明すると、ステップST₃₁に
おいて複数の区間点候補を選択する。この選択は画像デ
ータの変化度合の激しい箇所を選出するものであるが、
その選出方法としては、例えば次の（１），（２）の条
件を満たす画素を選出するとよい。

今、第３図に示す画素データの階調値をｇ（ｘ）なる
関数とし、ｘ方向のｉの位置の画素の階調をg_(i)とし、
D_(i)＝g_(i+1)−g_(i)とした場合に、 （１） D_(i-1)・D_(i)＜０ （２） max（|D_(i-1)|,|D_(i)|）＞Ｃ ただし、Ｃは定数（規既定値） からなる条件をを共に満たす箇所。

この（１），（２）の条件は、ｘ座標が（ｉ）の画素
部分のディジタル信号が、そこから単位画素だけ前後の
各画素部分との間の信号の変化量が正、負に変化し、し
かも各変化量の絶対値の積が既定数Ｃ以上であるという
変化量の激しさの度合を超えていることを条件としたも
のである。

次に、ステップST₃₂において、前記ステップST₃₁で選
出された各区間点候補について、次式 max（|D_(i-1)|,|D_(i)|） の演算値の大きいものから順番を付与する。この場合、
演算値が等しい複数の区間点候補が存在し、その中から
選出する必要が有る場合には、例えば画素のｘ座標値の
小さい方から順に選ぶこととする。

次に、ステップST₃₃において、区間点候補集合の中か
ら、所定数（例えば、30）の上位の区間点を選出する。

次に、ステップST₃₄において、選出された30の区間点
候補が、相互の間隔が所定の最少画素数内に入るか否か
の近傍条件の判断が行なわれる。区間点候補が近傍に位
置する場合にはYESと判断されてステップST₃₅に進行
し、近傍に無い場合にはNOと判断されて区間点選出動作
が終了する。

次に、ステップST₃₅において、互いに近傍点とされた
２つの区間点候補から一方を削除し、他方を区間点候補
として残す。この場合、今ｘ座標がｉとｊの点の区間点
候補が互いに近傍となったとして、 （|D_(i-1)・D_(i)|と|D_(j-1)・D_(j)| とを比較して大きい値の方を残し、他方を削除する。

次に、ステップST₃₆において、現在までに選出されて
いる区間点候補の全数がステップST₃₃に定めた所定数
（本実施例では30）であるか否か判断され、YESの場合
には区間点選出動作が終了し、NOの場合にはステップST
₃₇へ進行する。

このステップST₃₇においては、前記所定数（30）に不
足する分の数の新たな区間点候補を既に選出されている
区間点候補と近傍関係にないものを、ステップST₃₂と同
様にして上から順に選出して加え、ステップST₃₆に戻
る。

このステップST₃₆およびST₃₇の操作はステップST₃₆の
判断がYESとなるまで繰返えされ、区間点選出動作が終
了する。

このようにして区間点を決定することにより、第３図
に示すように、各区間点の間からなる圧縮区間が決定さ
れる。この圧縮区間は、高周波成分領域において区間長
さが短かくなり、低周波成分領域において区間長さが長
くなるようにして設定されることとなる。

その後、第４図に示すステップST₁₃において、各圧縮
区間を用いて圧縮ディジタル信号が求められ、全体とし
て一走査方向についての圧縮ディジタル信号群が求めら
れる。

第７図はこの第４図のステップST₁₃以後の動作を示し
ている、すなわち、ステップST₄₁において初期の圧縮区
間を設定した後は、ステップST₄₂以後に示すようにして
圧縮ディジタル信号が求められる。ステップST₄₂におい
ては、前述のようにして求められた複数の圧縮区間に基
づいて、近似関数生成区間と近似値使用区間の初期化が
行なわれる。すなわち、画像データの全走査範囲に亘っ
て原ディジタル信号群を圧縮するように初期化する。次
に、ステップST₄₃において、近似関数を生成することに
より圧縮ディジタル信号群を求める。すなわち、各圧縮
区間毎に圧縮ディジタル信号を求める近似関数を決定す
るための方程式を作成し、その後各圧縮区間毎にその方
程式の解を求めて、圧縮ディジタル信号群を作成する。

次に、ステップST₄₄において、原ディジタル信号群に
対する近似精度を比較する対象としての圧縮ディジタル
信号群を作成するために、近似値使用領域での近似値の
代入を行なう。今の時点では、初期の圧縮区間設定直後
のものであるため、全走査範囲についての圧縮ディジタ
ル信号群の値を代入する。

次に、ステップST₄₅において、求めた圧縮ディジタル
信号群の原ディジタル信号群に対する近似精度（S/N
比）を各圧縮区間毎に演算して求める。その後、ステッ
プST₄₆において、算出された近似精度が所定値に入って
いるか否かが判定され、YESの場合にはステップST₅₀へ
進行し、NOの場合にはステップST₄₇へ進行する。

このステップST₄₇においては、例えば近似精度の低い
圧縮区間に新たな区間点の追加を行なって、圧縮区間の
追加を行なう。この追加の圧縮区間の設定には種々の方
法があるが、本実施例においては、第８図に示すように
追加の区間点を設定することにより圧縮区間を追加する
ようにしている。

第８図について説明すると、ステップST₅₁において追
加の区間点を選出するための候補圧縮区間の順位づけを
行なう。

この順位づけを第９図について説明する。

第９図は、既に決定された区間点ξ₁,ξ₂,ξ₃,ξ₄,ξ
_５の範囲における原ディジタル信号群と圧縮ディジタル
信号群とを示しており、本実施例においては、各区間点
の間からなる各圧縮区間における圧縮ディジタル信号群
の原ディジタル信号群に対する近似精度の低いものから
順に順位づけをする。この圧縮区間における近似精度
は、次式によって求められる。

ただし、ξ_ｉは区間点ξ_ｉのｘ座標、Ｌ（ｔ）および
（ｔ）はｘ座標（ｔ）における原ディジタル信号群お
よび圧縮ディジタル信号群の階調値とする。この式よ
り、圧縮区間の近似精度が低いとは、当該式の値が大き
いことをいう。

次に、ステップST₅₂において、順位づけされた候補圧
縮区間より１番の１個の圧縮区間を、追加の区間候補を
選出する圧縮区間として選出する。

次に、ステップST₅₃において、区間点の追加方法を決
定するために、ステップST₅₂で選出された圧縮区間の誤
差分散が４以上であるか否かが判断され、YESの場合に
はステップST₅₄に進行し、NOの場合にはステップST₆₁へ
進行する。この誤差分散は次式によって求められる。

ただし、 dy（ｔ）＝Ｌ（ｔ）−（ｔ） ｃ＝Σdy（ｔ）／（ξ_i+1−ξ_ｉ＋１） とする。

誤差分散が４以上の場合は、第10図および第11図に示
すように、原ディジタル信号群と圧縮ディジタル信号群
との差の変化度合が測値方向に大きい状態を示してい
る。また、誤差分散が４未満の場合は、第12図および第
13図に示すように、原ディジタル信号群と圧縮ディジタ
ル信号群との差の変化度合が測値方向に小さい状態を示
している。本実施例においては、誤差分散が４以上と大
きい場合には、ステップST₅₄からステップST₆₀において
誤差の大きい部分に区間点を追加するようにし、誤差分
散が４未満と小さい場合には、ステップST₆₁以降で圧縮
区間の中心に区間点を追加するようにしている。

一方のステップST₅₄において、候補圧縮区間内の点に
ついて追加の区間点候補の順位づけを行なう。

この場合、本実施例においては、第14図（ａ）（ｂ）
に示すように、候補圧縮区間の両端の既に決定された区
間点以外のｘ座標（ｉ）における原ディジタル信号群お
よび圧縮ディジタル信号群の各値Ｌ（ｉ）と（ｉ）と
の差の絶対値|L（ｉ）−（ｉ）｜を求め、その大きい
順に追加の区間点候補としている。

次に、ステップST₅₅において、追加の区間点候補とし
て、前記のようにして求めた候補のうちの１番のものを
１個選択する。

次に、ステップST₅₆において、追加した区間点候補に
ついて、単位画素だけ両隣りの近傍内に既に決定された
区間点が存在するか否かが判断され、NOの場合にはステ
ップST₅₇に進行し、YESの場合にはステップST₅₆に進行
する。

一方のステップST₅₇においては、第15図（ａ）に示す
ように、追加の区間点候補が両隣りの既に決定された区
間点ξ_i+1およびξ_i+2から２画素以上離間しているの
で、同図（ｂ）に示すように、その追加の区間点候補を
追加の区間点ξ_i+2とし、以後のｘ座標の大きい既に決
定された区間点の順番を順送りする。

他方のステップST₅₈においては、追加の区間点候補の
近傍にある既に決定されている区間点が単一点であるか
否かが判断され、YESの場合にはステップST₅₉へ進行
し、NOの場合にはステップST₆₀へ進行する。

一方のステップST₅₉においては、追加の区間点の候補
の隣りの単一点を２重の多重点として追加の区間点とす
る。この場合、追加の区間点候補の両隣りにそれぞれ単
一点が存在する場合にはｘ座標値の小さい方の単一点を
２重の多重点として追加の区間点とする。第16図（ａ）
においては、追加の区間点候補の左隣りのみに単一点で
ある既に決定された区間点ξ_i+1が存在するため、同図
（ｂ）に示すように当該区間点ξ_i+1を２重の多重点と
して、追加の区間点ξ_i+2を追加するようにしている。
同図において多重点は白丸で示している。また、第17図
（ａ）においては、追加の区間点候補の両隣りにそれぞ
れ単一点である既に決定された区間点ξ_i+2,ξ_i+3が存
在するため、同図（ｂ）に示すようにｘ座標値の小さい
区間点ξ_i+2を２重の多重点として、追加の区間点ξ_i+3
を追加するようにしている。

他方のステップST₆₀においては、第18図（ａ）に示す
ように、追加の区間点候補の隣りの既に決定された区間
点は多重の区間点ξ_i+1,ξ_i+2であるので、同図（ｂ）
に示すように追加の区間点候補を取消す。そして、次の
追加の区間点候補を設定するために、追加の区間点候補
を取消された区間点候補が、ステップST₅₄で順位づけを
したもののうちの最後のものかを判断し、YESの場合に
はステップST₅₂に戻り、NOの場合にはステップST₅₅に戻
り、次の順位の追加の区間点候補に対して、前述と同様
の追加の区間点の設定処理を行なう。

ステップST₅₃の判断がNOの場合にはステップST₆₁に進
行し、第19図に示すように、候補圧縮区間の中点を追加
の区間点候補とする。

次に、ステップST₆₂において、ステップST₅₆と同様
に、追加の区間点候補の近傍に既存の区間点が存在する
か否かの判断を行ない、NOの場合にはステップST₆₃に進
行し、YESの場合にはステップST₆₄に進行する。

一方のステップST₆₃においては、追加の区間点候補を
追加の区間点とする。

他方のステップST₆₄においては、ステップST₅₈と同様
に、追加の区間点候補の近傍にある既に決定されている
区間点が単一であるか否かが判断され、NOの場合にはス
テップST₅₂に戻って次の候補圧縮区間の選出を行ない、
YESの場合にはステップST₆₅へ進行する。

このステップST₆₅においては、ステップST₅₉と同様
に、追加の区間点候補の隣りの単一点を２重の多重点と
して追加の区間点とする。この場合、追加の区間点候補
の両隣りにそれぞれ単一点が存在する場合には、ｘ座標
値の小さい方の単一点を２重の多重点とし追加の区間点
とする。

このようにして追加の圧縮区間が設定された後に、第
７図のステップST₄₈に進行して、圧縮区間が追加された
後の近似演算速度を高くするために、次のような処理を
行なう。すなわち、追加された圧縮区間に基づき、近似
値演算領域および近似値使用領域の設定を行なう。これ
は、圧縮区間が追加された場合に、全走査範囲に亘って
再圧縮しないで、必要十分な範囲で再圧縮して、再圧縮
時間を短縮して迅速処理化を図るためである。

本実施例においては、圧縮区間の追加の基準とされた
追加の区間点を中心として前記近似値演算領域Ｊおよび
近似値使用領域Ｉを、第20図のようにして設定するよう
にしている。

先ず、一方の近似値使用領域Ｉは、圧縮区間を追加し
て再圧縮した再圧縮ディジタル信号群を、前回求めた圧
縮ディジタル信号群と置換する範囲であり、予め設定さ
れた近似精度達成の要請を満す範囲とする。この範囲を
決定する基準としては種々のものがあるが、例えば、新
たに追加された区間点の前後における圧縮ディジタル信
号の絶対差が1.5以下の範囲とするとよい。この基準に
基づいて試算したところ、追加された区間点を基準とし
て、前後にそれぞれ11圧縮区間の範囲が、前記絶対差を
1.5以下とする近似値使用領域Ｉとなる。

これを更に説明すると、｛ξ_ｋ｝ｋ＝1,2,…,nを区間
点とし、ξ_ioを追加された区間点とすると、［ξ_io-11,
ξ_io+11−１］が近似値使用領域Ｉとなる。ただし、１
≦io≦11の時はξ_io-11＝０とし、ｎ−10≦io≦ｎの時
はξ_io+11＝X SIZE（測値方向の画像ピクセル数）とす
る。

他方の近似値演算領域Ｊは、前記近似値使用領域Ｉの
測値方向端部における再圧縮ディジタル信号値と前回の
圧縮ディジタル信号値とを円滑に連続させるための領域
である。すなわち、近似値使用領域Ｉだけで再圧縮処理
の演算を行なうと、近似値用領域Ｉ以外の領域からの影
響を無視した演算となり、例えば再圧縮前後の絶対値が
1.5以上の不連続な状態が発生してしまう。そこで、本
実施例においては、再圧縮する近似値演算領域Ｊを近似
値使用領域Ｉより広く設定して再圧縮し、再圧縮された
再圧縮ディジタル信号群のうち前記近似値使用領域Ｉの
部分の再圧縮ディジタル信号群のみをデータとして用い
るものである。例えば、前記絶対差を1.5以内に保って
連続性を良好に維持するには、本発明者の試算によれ
ば、近似値演算領域Ｊを、追加された区間点の測値方向
の前後にそれぞれ13圧縮区間に設定すればよい。

これを更に説明すると、近似値演算領域Ｊは、［ξ
_io-13,ξ_io+13−１］となる。ただし、１≦io≦13の時
は、ξ_io-13＝０とし、ｎ−12≦io≦ｎの時はξ_io+13＝
X SIZEとする。

このようにして両領域I,Jが設定された後に、第７図
のステップST₄₉に進行して、再圧縮処理すべき再圧縮領
域となる区間を設定する。

その後、ステップST₄₃に戻り、前記近似値演算領域Ｊ
における再圧縮処理を行なう。

その次に、ステップST₄₄に進行して、前回算出した圧
縮ディジタル信号群における前記近似値使用領域Ｉの部
分の値を、今回算出した再圧縮ディジタル信号群の値と
置換するように代入して、全体として再圧縮ディジタル
信号群とする。

その後、ステップST₄₅に進行して、原ディジタル信号
群に対する再圧縮ディジタル信号群の近似精度を求め、
再びステップST₄₆に進行して、算出された近似精度が所
定値以内であるか否かが判定される。

これらのステップST₄₇,ST₄₈,ST₄₉,ST₄₃,ST₄₄,ST₄₅,ST
₄₆の動作は、ステップST₄₆の判定がYESとされるまで繰
返えされる。

そして、ステップST₄₆の判定がYESの場合にはステッ
プST₅₀に進行して、適正に圧縮された符号化データとし
て、圧縮ディジタル信号群が適宜のメモリにメモリさ
れ、その後の利用に供されるようになる。

この圧縮処理動作をｙ方向の全画素について繰返えす
ことにより、画像１全体の画像データが作成される。

このようにして求められた圧縮ディジタル信号群はホ
ストコンピュータ６へ送給され、文字データ入力装置４
を通してホストコンピュータ６へ送給されて来た文字２
の文字データとの編集等を行なう印字信号の作成処理に
供され、プリンタ７により用紙３へ再生画像1aとしてプ
リントされる。

このプリントされた再生画像1aの画質は、原画像１の
画質とほぼ同等の高品質のものとなる。これは、ディジ
タル信号群圧縮装置11の圧縮手段12における変化度合演
算手段15および圧縮区間長さ決定手段16により決定され
た区間長さが不均一な圧縮区間に基づいて、信号圧縮手
段17により作成された圧縮ディジタル信号群をｘ方向に
なめらかに変化するように結んで再生圧縮ディジタル信
号を作成し、更にこれを近似精度演算手段13と圧縮区間
追加指示手段14とによって、圧縮ディジタル信号群の原
ディジタル信号群に対する近似精度を所定値に入れるよ
うにして再生圧縮ディジタル信号を作成しているからで
ある。すなわち、この再生圧縮ディジタル信号は、画像
データからなる原ディジタル信号群とほぼ同等に変化す
るものとなるからである。更に、本実施例においては、
圧縮ディジタル信号群の再圧縮処理を行なう場合に、測
値方向の全範囲に亘って再圧縮しないで、近似精度向上
のために必要十分とされる近似値演算領域Ｊのみで再圧
縮するようにしているため、再圧縮に要する時間が短か
くて済み、迅速なデータ処理が可能となる。また、近似
値使用領域Ｉを近似値演算領域Ｊより狭く設定すること
により、圧縮ディジタル信号群の測値方向の連続性を滑
らかに良好なものとすることができる。また、圧縮ディ
ジタル信号群は原ディジタル信号群に比較して、その情
報量すなわちデータ量としては圧縮されて大きく低減さ
せられているため、ホットコンピュータ６やプリンタ７
にかける負担も少なくなり、これにより高速データ処理
を可能とさせることもできる。

次に、同一の原ディジタル信号群に対して本実施例方
法と従来方法とによって圧縮処理をして得られた、各圧
縮ディジタル信号群および各圧縮ディジタル信号をｘ方
向になめらかに変化するように結んだ再生圧縮ディジタ
ル信号群を、第21図および第22図をもって比較する。第
21図は本実施例方法による結果を示し、第22図は従来方
法による結果を示している両図とも実線で示す圧縮対象
となる画像データは、256画素（１目盛２画素分ある）
からなり全走査方向範囲の各画素について画像１の濃度
の階調をディジタル信号値で表わしたものである。

そして、本実施例方向においては、第21図に示すよう
に、全走査方向範囲を所定長さ範囲内であり、かつ、区
間長さが異なる合計49の圧縮区間（区間点をｘ軸上にお
いて黒丸または白丸で示す）に不均一に分割し、その圧
縮区間を用いて圧縮ディジタル信号を作成している。こ
の圧縮区間長さは、高周波成分領域では短かくとる必要
があり、階調値の変動が非常に大きい場合には、その区
間長さが“0"の場合もあり得る。（区間長さが“0"とな
った時には同一ｘ座標（測値方向）上に区間点が重複し
て存在していると見なす。）本実施例では、第21図に示
すように９個の区間点が重複して存在する状態となって
おり（白丸で示す点）、したがって、全部で49の圧縮区
間に分けられている。第21図の破線はこれらの各圧縮デ
ィジタル信号を再生した状態の再生圧縮ディジタル信号
を結んだ再生圧縮ディジタル信号群を示している。な
お、第21図において、画像データ（実線）と再生圧縮デ
ィジタル信号（破線）とが重複する場合には、原ディジ
タル信号群である画像データを優先して図示してある。

また、従来方法においては、第22図に示すように、全
走査方向範囲を区間長さが均一な合計81の圧縮区間（区
間点をｘ軸上で黒丸で示す）に均等分割し、圧縮ディジ
タル信号群を作成している。第22図の破線はこれらの圧
縮ディジタル信号群を再生した状態の再生圧縮ディジタ
ル信号を結んだ再生圧縮ディジタル信号群を示してい
る。

これらの第21図および第22図を比較して判るように、
本実施例方法によれば、従来方法の圧縮区間数の約1/2
の数の圧縮区間をもって原ディジタル信号を圧縮してお
きながら、得られた再生圧縮ディジタル信号群は圧縮区
間数の多い従来例のものに優るとも劣らぬものとなり、
原ディジタル信号群の値の変化に応答性良く対応したも
のとなる。従って、本実施例によれば、極めて効率よく
原ディジタル信号群を圧縮することができる。

なお、前記実施例においては圧縮対象を画像１の各画
素の濃淡度合からなる原ディジタル信号群としたが、１
つの測値方向に値が変化するディジタル信号群であれ
ば、何でも圧縮対象とすることができる。

また、圧縮区間の測値方向の長さの決定方法として
は、前記各実施例以外の方法を採用するようにしてもよ
い。

例えば、第６図のステップST₂₄までにおいて決定した
所定数の区間点候補の各間隔が、所定の最大画素数以上
離間している場合には、その間隔を前記最大画素数以内
に均等に分割する区間点候補を追加し、これらの総ての
区間点候補を区間点として圧縮区間を決定するようにし
てもよい。

また、所定値を超える単調性による区間点の追加を行
なうようにしてもよい。すなわち、ｘ座標の増加に伴っ
て、階調値が増加若しくは減少するだけの単調な区間に
おいて、その区間の始点と終点との階調値の差の絶対値
が所定値以上となる前記始点および終点を区間点候補と
して追加し、これらの総ての区間点候補を区間点として
圧縮区間を決定するようにしてもよい。

更に、本発明の方法および装置は前記各実施例に限定
されるものではなく、必要に応じて種々に変更すること
ができる。

〔発明の効果〕

このように本発明のディジタル信号群圧縮方法および
装置は構成され作用するものであるから、１つの測値方
向に値が変化する原ディジタル信号群をその変化に応答
性よく対応して変化する圧縮ディジタル信号群に圧縮す
ることができ、しかも、少ない数の圧縮区間をもって効
率よく正確かつ迅速に圧縮させることができ、その後の
信号処理等を簡単にしかも高速で行なうことができる等
の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図から第21図は本発明のディジタル信号群圧縮方法
および装置の一実施例を示し、第１図は本発明装置を概
略示するブロック図、第２図は本発明装置を画像処理並
びに画像再生を行なうプリンタに利用した場合を示すブ
ロック図、第３図は本発明方法による圧縮区間の選出の
例を一走査線に沿った画像の濃淡の階調からなる画像デ
ータに適用した場合を示す線図、第４図から第８図はそ
れぞれ本発明方法による圧縮処理の状態を示すフローチ
ャート図、第９図は区間点を追加する候補圧縮区間を選
出する場合の第３図同様の図、第10図および第11図はそ
れぞれ誤差分散が大きい場合を示す第３図同様の図、第
12図および第13図はそれぞれ誤差分散が小さい場合を示
す第３図同様の図、第14図（ａ）（ｂ）はそれぞれ任意
の位置に追加の区間点候補を求める場合の説明線図、第
15図（ａ）（ｂ）、第16図（ａ）（ｂ）、第17図（ａ）
（ｂ）および第18図（ａ）（ｂ）はそれぞれ追加の区間
点の設定方法を説明する概略図、第19図は候補圧縮区間
の中点に追加の区間点候補を求める場合の説明図、第20
図は本発明方法における近似値使用領域と近似値演算領
域との関係を示す説明図、第21図は本発明方法の適用の
具体例を示す第３図と同様の図、第22図は本発明との比
較のための従来例を示す第21図と同様の図、第23図およ
び第24図はそれぞれ従来例を示す第２図および第３図と
同様の図である。 11……ディジタル信号群圧縮装置、12……圧縮手段、13
……近似精度演算手段、14……圧縮区間追加指示手段、
15……変化度合演算手段、16……圧縮区間長さ決定手
段、17……信号圧縮手段、18……CPU。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１つの測値方向に対して値が変化する原デ
   ィジタル信号群を、前記測値方向に複数に分割された圧
   縮区間を用いて圧縮するディジタル信号群圧縮方法にお
   いて、 前記圧縮区間の始点および終点となる区間点を決定して
   圧縮ディジタル信号群を生成し、 各前記圧縮区間毎に近似関数を生成し、 前記原ディジタル信号群に対する前記圧縮ディジタル信
   号群の近似精度（S/N比）を前記近似関数によって各圧
   縮区間毎に求め、 前記近似精度が所定値を越えている圧縮区間内に新たに
   追加区間点を設置し、 再び圧縮ディジタル信号群を生成して各前記圧縮区間毎
   に近似精度を生成し、 前記近似精度が前記所定値以下になるまで前記追加区間
   点の設置を繰り返すことを 特徴とするディジタル信号群圧縮方法。
2. 【請求項２】１つの測値方向に対して値が変化する原デ
   ィジタル信号群を、前記測値方向に複数に分割された圧
   縮区間を用いて圧縮するディジタル信号群圧縮方法にお
   いて、 前記圧縮区間の始点および終点となる区間点を決定して
   圧縮ディジタル信号群を生成し、 各前記圧縮区間毎に近似関数を生成し、 前記原ディジタル信号群に対する前記圧縮ディジタル信
   号群の近似精度（S/N比）を前記近似関数によって各圧
   縮区間毎に求め、 前記近似精度が所定値を越えている圧縮区間内に新たに
   追加区間点を設置し、 前記追加区間点を中心に広がる第１の所定数の圧縮区間
   を近似値使用領域と設定し、 前記追加区間点を中心に広がる前記第１の所定数より大
   きい第２の所定数の圧縮区間を近似値演算領域と設定
   し、 前記近似値演算領域の各前記圧縮区間毎に新たに近似関
   数を生成し、 前記近似値演算領域において既に求めてある前記圧縮デ
   ィジタル信号群の近似関数を各前記圧縮区間の新たに生
   成した近似関数で置換し、 前記近似精度が前記所定値以下になるまで前記追加区間
   点の設置を繰り返すことを 特徴とするディジタル信号群圧縮方法。
3. 【請求項３】１つの測値方向に対して値が変化する原デ
   ィジタル信号群を、その測値方向の長さが不均等な複数
   の圧縮区間を用いて圧縮する圧縮手段と、 この圧縮手段により求められた圧縮ディジタル信号群の
   前記原ディジタル信号群に対する近似精度を求める近似
   精度演算手段であって、各前記圧縮区間毎に近似関数を
   生成し、前記原ディジタル信号群に対する前記圧縮ディ
   ジタル信号群の近似精度（S/N比）を前記近似関数によ
   って各圧縮区間毎に求め近似精度演算手段と、 この近似精度演算手段により求められた近似精度を所定
   値とするように、前記近似精度が所定値を越えている圧
   縮区間内に新たに追加区間点を設置し、再び圧縮ディジ
   タル信号群を生成して各前記圧縮区間毎に近似精度を生
   成し、前記近似精度が前記所定値以下になるまで前記追
   加区間点の設置を繰り返す再圧縮指示手段とを有する ことを特徴とするディジタル信号群圧縮装置。
4. 【請求項４】１つの測値方向に対して値が変化する原デ
   ィジタル信号群を、その測値方向の長さが不均等な複数
   の圧縮区間を用いて圧縮する圧縮手段と、 この圧縮手段により求められた圧縮ディジタル信号群の
   前記原ディジタル信号群に対する近似精度を求める近似
   精度演算手段であって、各前記圧縮区間毎に近似関数を
   生成し、前記原ディジタル信号群に対する前記圧縮ディ
   ジタル信号群の近似精度（S/N比）を前記近似関数によ
   って各圧縮区間毎に求め近似精度演算手段と、 この近似精度演算手段により求められた近似精度を所定
   値とするように、前記近似精度が所定値を越えている圧
   縮区間内に新たに追加区間点を設置し、前記追加区間点
   を中心に広がる第１の所定数の圧縮区間を近似値使用領
   域と設定し、前記追加区間点を中心に広がる前記第１の
   所定数より大きい第２の所定数の圧縮区間を近似値演算
   領域と設定し、前記近似値演算領域の各前記圧縮区間毎
   に新たに近似関数を生成し、前記近似値演算領域におい
   て既に求めてある前記圧縮ディジタル信号群の近似関数
   を各前記圧縮区間の新たに生成した近似関数で置換し、
   前記近似精度が前記所定値以下になるまで前記追加区間
   点の設置を繰り返す再圧縮指示手段とを有する ことを特徴とするディジタル信号群圧縮装置。