JP2984332B2

JP2984332B2 - 画像処理装置

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Publication number: JP2984332B2
Application number: JP2204797A
Authority: JP
Inventors: 尚石川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-07-31
Filing date: 1990-07-31
Publication date: 1999-11-29
Anticipated expiration: 2014-11-29
Also published as: JPH0488750A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、画像を記憶するための記憶手段を有する画
像処理装置に関し、特に文字・グラフイツク等の線画
（以下「テキスト」という）と、階調（ハーフトーン）
を有する写真等の中間調画像（以下「イメージ」とい
う）とが混在する画像情報を記憶する画像処理装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

一般にテキストを記憶する場合には、斜め線等の滑ら
かさ及び連続性を確保するための高分解能が要求される
一方、イメージを記憶する場合には疑似輪郭による画質
劣化を回避するために高階調性が要求される。従って、
従来はイメージ領域とテキスト領域が混在する画像を記
憶する場合には、テキストの品位、即ち斜め線の滑らか
さや連続性等を確保するのに十分な分解能を実現し得る
画素数と、イメージの疑似輪郭による画質劣化を回避し
得る階調数とを具備するように記憶装置を構成してい
た。

〔発明が解決しようとしている課題〕

しかしながら、上記従来の記憶装置によれば、テキス
ト及びイメージの双方の画質を高品位なものとするため
には、画素数及び階調数の双方が増加し、膨大なメモリ
容量が必要となる結果、装置（ハードウエア）の規模、
及びコストが膨大なものになるという欠点があった。特
にフルカラーの画像を記憶しようとする場合、色の三原
色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３プレーンが
必要となるため、メモリ容量はさらに３倍必要となる。
例えば、イメージデータのRGB各プレーンの階調数を256
とすると、フルカラー表示に必要な１画素あたりのビツ
ト数は24となり、単色文字のみの場合（１画素あたりの
ビツト数は１）に比べて24倍のメモリ容量が必要とな
る。

本発明は上記従来例に鑑みて成されたものであり、線
画像及び中間調画像を表現可能な入力データを一旦メモ
リに格納する必要がある状況において、入力データ中に
線画データ及び中間調画像データが存在することを考慮
して、メモリの使用効率を良くすると共に、メモリに格
納された各データを可視画像とする際にも高画質な画像
になる様にすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用〕

上述の課題を解決するために、本発明の画像処理装置
によれば、入力データの少なくとも一部を解釈すること
により、前記入力データ中から前記線画を示す線画像デ
ータと中間調画像を示す中間調画像データを抽出する抽
出手段と、前記線画像データを、実画像空間の画像デー
タとして格納する第１のメモリ手段と、前記中間調画像
データを、周波数変換を用いた非可逆圧縮を行うことに
より、周波数空間の画像データを生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された周波数空間の画像データ
を格納する第２のメモリ手段とを有することを特徴とす
る。

〔実施例〕〈第１の実施例〉第１図（ａ）は本発明の第１の実施例に係る画像処理
装置の画像記憶部の構成を示すブロツク図である。図
中、１は入力端子、３は解像メモリ、50はデータ識別回
路、４、51、52は階調メモリ、６、53はセレクタ、７は
出力端子である。

入力端子１には、ポストコンピユータ等が接続されて
おり、入力端子１より入力されたデータは、データ識別
回路50にてヘツダ情報が解釈され、テキストのビツトマ
ツプデータは解像メモリ３に、テキストの階調（色）デ
ータが階調メモリ４に、背景色は階調メモリ51に、中間
調を有するイメージデータは階調メモリ52に各々格納さ
れる。１ページ分のデータがホストコンピユータより上
記各メモリに転送され、プリンタエンジンが起動される
と、プリンタ側からの同期信号に応じて、解像メモリ
３、階調メモリ4,51,52よりページの先頭より順に各画
素に対応するデータが出力されるようメモリの読み出し
が制御される。セレクタ53の端子ａには階調メモリ51の
出力（即ち背景色）が、端子ｂには階調メモリ52の出力
（即ちイメージデータ）121が接続され、また、制御端
子には、階調メモリ52より出力されるイメージ領域信号
122が入力される。従って、セレクタ52の端子ｃには、
現画素がイメージ領域のときイメージデータが、イメー
ジ領域外では背景色が出力され、（セレクタ６の端子ｂ
に供給される）。

セレクタ６は解像メモリ３の出力データに従い、解像
メモリ３のデータが「１」のときは描画色として端子ａ
のデータ（即ち階調メモリ４のデータ）を、解像メモリ
３のデータが「０」のときは、背景色として端子ｂのデ
ータ（即ち階調メモリ５のデータ）を選択して出力端子
７よりプリンタエンジンへ階調データを出力する。

解像メモリ３に格納されるデータは、階調メモリ4,5
の切換えのためのデータで、解像度保持のため本実施例
では各画素１ビツトのデータとなっている。

一方、階調メモリ4,51には各々フル階調データ（本実
施例ではRGB各８ビツトの合計24ビツト）のデータが格
納されるが、メモリ容量削減のため、画素数（解像度）
が制限される。

第２図は、本実施例の階調メモリ52の具体的構成例を
示すブロツク図である。図中、９はメモリ、54は圧縮率
設定回路、55は圧縮回路、56は伸長回路、57は領域検出
回路である。

イメージデータのヘツダには、イメージ領域の先頭ア
ドレス及びイメージ領域の大きさ即ち幅と高さが設定さ
れており、圧縮率設定回路54は上記イメージ領域の幅と
高さよりイメージ領域のデータ量を求めメモリ９の容量
との比より圧縮率を設定し、圧縮回路55に出力する。圧
縮回路55は第３図に示すような回路で、設定された圧縮
率になるように量子化条件が制御され、圧縮データがメ
モリ９に格納される。また、圧縮率設定回路54では、ヘ
ツダ情報よりイメージ領域の始点と終点の座標値も生成
し、領域検出回路57の各レジスタに上記座標値も設定す
る。領域検出回路57は後述する第７図の領域検出回路33
と同様の回路である。

一方、プリンタエンジンが起動されると、プリンタ側
のHSYNCに同期して、領域検出回路57は、現画素がイメ
ージ領域の画素かどうかを判定し、イメージ領域と判定
した場合は信号線122よりイメージ領域信号を出力す
る。イメージ領域信号が伸長回路56に入力されると、伸
長回路56はメモリ９に格納されている圧縮データを元の
イメージデータに伸長して信号線121より出力する。

圧縮回路55は、直交変換符号化、ベクトル量子化、ブ
ロツク符号化等の公知の符号化を行う圧縮符号化回路で
ある。本実施例ではメモリ容量削減のため、圧縮比はか
なり高く設定されるため、非可逆符号化が用いられる。
従って解像度は保存されない。但しランレングス符号化
など可逆符号化を用いてもよいのは勿論である。

第３図は、圧縮回路55の具体的構成例を示すブロック
図である。本実施例は、ISOとCCITTの共同作業体である
JPEG（Joint Photographic Expert Group）において提
案されているカラー静止画像符号化の国際標準化案のBa
seline Systemの符号化部を示している。（参考文献：
安田，「カラー静止画符号化国際標準化」，画像電子学
会誌，第18巻，第６号,PP.398−407,1989）信号線103より入力されたイメージ画素データは数ラ
イン分のラインメモリによって構成されるブロツク化回
路11において８×８画素のブロツク状に切出され、離散
コサイン変換（DCT）回路12にてコサイン変換され、変
換係数が量子化器（Ｑ）13に供給される。量子化器13で
は、量子化テーブル14により印加される量子化ステツプ
情報に従って変換係数の線形量子化を行う。量子化され
た変換係数のうち、DC係数は予測符号化回路（DPCM）15
にて前ブロツクのDC成分との差分（予測誤差）がとら
れ、ハフマン符号化回路16に供給される。第４図は予測
符号化回路15の詳細なブロツク構成図である。量子化器
13より量子化されたDC係数は遅延回路25及び減算器26に
印加される。遅延回路25は、離散コサイン変換回路が１
ブロツク即ち、８×８画素分の演算に必要な時間分だけ
遅延させる回路で、従って遅延回路25からは前ブロツク
のDC係数が減算器26に供給される。よって減算器26の出
力には、前ブロツクとのDC係数の差分（予測誤差）が出
力されることになる。（本予測符号化では予測値として
前ブロツク値を用いているため、予測器は前述のごとく
遅延回路に構成される。

ハフマン符号化回路16は、予測符号化回路15より供給
された予測誤差信号をDCハフマン・コード・テーブル17
に従って可変長符号化し、多重化回路24にDCハフマン・
コードを供給する。

一方、量子化器13にて量子化されたAC係数（DC係数以
外の係数）はスキヤン変換係数18にて第５図（ａ）に示
すように低次の係数より順にジグザグ・スキヤンされ、
有意係数検出回路19に供給される。有意係数検出回路19
では量子化されたAC係数が“0"かどうか判定し、“0"の
場合はラン長カウンタ20にカウントアツプ信号を供給
し、カウンタの値を＋１増加させる。一方、“0"以外の
係数の場合は、リセツト信号をラン長カウンタに供給
し、カウンタの値をリセツトすると共に係数をグループ
化回路21にて第５図（ｂ）に示されるようにグループ番
号SSSSと付加ビツトに分割し、グループ番号SSSSをハフ
マン符号化回路22に、付加ビツトを多重化回路24に各々
供給する。ラン長カウタ20は“0"のラン長をカウントす
る回路で“0"以外の有意係数間の“0"の数NNNNをハフマ
ン符号化回路22に供給する。ハフマン符号化回路22は供
給された“0"のラン長NNNNと有意係数のグループ番号SS
SSをACハフマン・コード・テーブル23に従って可変長符
号化し、多重化回路24にACハフマン・コードを供給す
る。

多重化回路24では１ブロツク（８×８の入力画素）分
のDCハフマン・コード、ACハフマン・コード及び付加ビ
ツトを多重化し、信号線104より圧縮された画像データ
が出力される。

従って信号線104より出力される圧縮データをメモリ
に記憶し、読出し時に上述の圧縮のときは逆の操作によ
って伸長することにより、メモリ容量の削減が可能であ
る。

なお、伸長回路56は圧縮回路８の逆操作を行うので、
説明は省略する。

第６図は階調メモリ4,51の具体的な構成例を示すブロ
ツク図である。図中、29,31はセレクタ、30はレジスタ
群、32は領域判定回路である。

信号線108より入力された階調データはセレクタ29に
よってレジスタ30−２より30−ｎまで順次格納される。
なお、レジスタ30−１にはデフオルトの階調データ（例
えば階調メモリ４では白、階調メモリ51では白）が設定
されている。領域判定は回路32は信号線105,106より入
力される解像メモリ３の出力データの座標値より、各レ
ジスタに格納されている階調データが有効となる範囲を
判定し、セレクタ31を制御し、信号線109より有効階調
データを出力する。

第７図は領域判定回路32の具体的な構成例を示すブロ
ツク図である。図中、33は領域検出回路、34はプライオ
リテイ・エンコーダ、35,36,37,38はレジスタ、39,40は
比較回路、41はAND回路である。

本実施例では、各階調レジスタ30−２〜30−ｎの有効
領域を第８図に示すような長方形に限定し、最初に走査
される点（x₀,y₀）（第８図中、長方形の左上角部、以
下「始点」と称する）及び最後に走査される点（x₁,
y₁）（図中、長方形の右下角部、以下「終点」と称す
る）の２点にて設定する。なお、図中ｘ軸方向をプリン
タの主走査方向、ｙ軸方向を副走査方向とする。データ
識別回路２より識別された上記始点及び終点の座標値
（x₀,y₀），（x₁,y₁）は、第６図の階調レジスタ30に対
応する領域検出回路33の各々レジスタ35,37,36,38に格
納される。

一方、プリントアウト時には、信号線105,106より、
解像メモリ３より読出されている画素データの各座標値
が入力される。第１の比較回路39は、上記解像メモリ３
のｘ座標値ｘと、始点及びｘ終点のｘ座標値x₀,x₁とを
比較し、x₀≦ｘ≦x₁のとき“1"を、ｘ＜x₀またはｘ＞x₁
のとき“0"をAND回路41に入力する。同様に第２の比較
回路40は、y₀≦ｙ≦y₁のとき“1"を、ｙ＜y₀またはｙ＞
y₁のとき“0"をAND回路41に入力する。従ってAND回路41
からは、（ｉ）x₀≦ｘ≦x₁かつy₀≦ｙ≦y₁のき“1"、
（ii）（ｉ）以外のとき“0"が出力され、領域検出が可
能となる。各領域検出回路33−２〜33−ｎにて検出され
た結果は、第８図の斜線部に示すような重複部分の優先
判定を行うため、プライオリテイエンコーダ34にて、検
出された領域の内、最後に設定された領域の番号がエン
コードされて、信号線107より出力される。即ち、重複
部分では後から設定された領域が有効と判定される。な
お、各領域判定結果が全て“0"となった場合は、プライ
オリテイエンコーダ34は“0"を出力し、第６図の階調レ
ジスタ30−１の階調データ（即ちデフオルト値）を選択
するようにセレクタ31を制御する。

通常、解像メモリ３にはテキスト等の高分解能が要求
されるドツト解像データを格納し、階調メモリ５にはイ
メージ等の高階調性が要求されるデータを格納する。テ
キスト・データの階調（色）データは階調メモリ４に格
納される。テキスト・データの階調（色）が１ページに
渡って一定（即ち単色）の場合、あるいは背景（バツク
グラウンド・カラー）が一定（単色）で、イメージ部に
重なるテキストデータが上記背景色である場合は、前
記、階調メモリ４の内容は、デフオルトのみとなるた
め、前記領域判定回路32、30−２以降のレジスタは不要
となる。

なお、階調メモリは、例えば８（画素）×８（ライ
ン）のブロツク単位に１階調（色）設定するような構成
でも良い。

解像メモリ３は、各画素1bitでページ分の容量を持つ
メモリであるが、階調データの切換えに用いているた
め、画素間の相関はかなり高く、第12図に示すような可
逆なデータ圧縮符号化を用いることにより、データ量の
圧縮も可能である。

第12図は、解像メモリ３の他の実施例を示すブロツク
図である。図中、60はランレングス符号化回路、61はハ
フマン符号化回路、62はメモリ、63はハフマン復号化回
路、64はランレングス復号化回路である。ランレングス
及びハフマン符号化・復号化回路については公知である
ため、説明は省略する。

第１図（ｂ）は、第１図（ａ）の画像記憶部を含む、
画像処理装置の全体構成を示す図である。

第１図（ｂ）において、200はホストコンピユータと
接続された画像入力部であるが、CCDセンサーを含むイ
メージスキヤナ等の画像読取装置や、SVカメラ、ビデオ
カメラ等の外部機器のインターフエース等であってもよ
い。後者の場合には、データ識別回路50において上記デ
ータの識別を行うようにする。200から入力された画像
データは第１図（ａ）に示される画像記憶部201の入力
端子１に供給される。202はオペレータが画像データの
出力先の指定などを行う操作部、203は出力制御部であ
り、画像データの出力先の選択、プリンタエンジンのHS
YNC等のメモリ読出しの同期信号の出力などを行う。同
期信号は第１図（ａ）の識別回路50及び各メモリに供給
され、データの転送、メモリからの読み出し等の制御信
号として用いられる。204はデイスプレイ等の画像表示
部、205は公衆回線やローカルエリアネツトワークを介
して画像データの通信を行う送信部、206は例えば感光
体上にレーザービームを照射して潜像を形成し、これを
可視画像化するレーザービームプリンタなどの画像出力
部である。なお、画像出力部206は、インクジエツトプ
リンタや熱転写プリンタ、ドットプリンタ等であっても
よい。

以上の様に、本実施例は画素間の相関及び視覚特性を
利用してイメージデータ等の連続階調データを圧縮して
記憶するイメージメモリ、特定領域毎にテキスト色（描
画色）あるいは背景色を記憶する階調メモリ、画素デー
タのドツト解像度を保存する解像メモリを設け、該解像
メモリの出力信号に従って上記イメージメモリと階調メ
モリの出力データを切換えることにより、テキスト及び
イメージ双方の画質を良好に保ったまま、メモリ容量の
削減を図ったものである。

〈第２の実施例〉第９図は本発明の第２の実施例に係る画像処理装置の
構成を示すブロツク図である。図中、第１図と同様の機
能を果たす構成要素には同一符号化を付し、以下、第１
図の実施例と異なる点についてのみ説明する。

図中、２はデータ識別回路である。入力端子１より入
力されたデータは、データ識別回路44にてヘツダ情報が
解釈され、背景部識別のための解像データは解像メモリ
３に、背景色及びイメージ領域における描画色は階調メ
モリ４に、テキストの描画色及びイメージデータは階調
メモリ52に各々格納される。上記各メモリ3,4,52に１ペ
ージ分のデータが転送され、プリンタエンジンが起動さ
れると、その同期信号により解像メモリ３、階調メモリ
4,52からはページの先頭画素より順次各画素に対応する
データが各々セレクタ６の制御端子、端子a,端子ｂに供
給される。セレクタ６は解像メモリ３の出力信号に従
い、階調メモリ４の出力である背景色と階調メモリ52の
出力であるテキストの描画色及びイメージデータを切換
え、出力端子７よりプリンタエンジンに階調データを出
力する。

本実施例では背景部の解像度が保存されるように構成
されている。通常１ページ内の背景色数はテキストの描
画色数に対し、非常に少ないため階調メモリ４のハード
量はかなり小さくできる。またテキストの描画色が連続
的に変化するような場合（例えば文字の階調と座標を少
しづつずらして重ね書きしたような場合）、第１の実施
例では、現実的にはデイザ等の疑似階調処理が必要とな
るが、本実施例では連続階調の記憶に有利な階調メモリ
５に前記描画色を格納することにより、非常に良好な画
質が得られる。また、本実施例では背景部の分解能が保
存されるように構成されているため、イメージ部のトリ
ミングをプリンタの最高分解能で容易に行うことができ
る。

〈第３の実施例〉第10図は本発明の第３の実施例に係る画像処理記憶装
置の構成を示すブロツク図である。図中、第１図と同様
の機能を果たす構成要素には同一の符号を付し、以下、
第１図の実施例と異なる点についてのみ説明する。

図中、44はデータ識別回路、45は領域判定回路、46は
EXOR回路である。

入力端子１より入力されたデータは、データ識別回路
44にてヘツダ情報が解釈され、背景部のビツトマツプデ
ータは解像メモリ３に、背景色及びイメージ領域におけ
る描画色は階調メモリ４に、テキストの描画色及びイメ
ージデータは階調メモリ52に各々格納される。また、イ
メージ領域は領域判定回路45のレジスタに格納される。
上記各メモリ3,4,52に１ページ分のデータがホストコン
ピユータより転送され、プリンタエンジンが起動される
と、解像メモリ３、階調メモリ4,52及び領域判定回路45
からはページの先頭画素より順次各画素に対応するデー
タが出力される。領域判定回路45は現画素がイメージデ
ータの場合は“1"をEXOR回路46の一方の端子に供給す
る。EXOR回路46のもう一方の端子には解像メモリ３の出
力が接続されており、上記構成により、イメージ領域内
の解像データが反転されるようになっている。従って、
背景部及びイメージ領域内のテキスト画素の場合、セレ
クタ６は端子ａ、即ち階調メモリ４の階調（色）データ
を、上記以外では端子ｂ、即ち階調メモリ５の階調
（色）データを端子ｃより出力し、出力端子７より選択
された階調データがプリンタエンジに供給される。

本実施例では、イメージ部において解像メモリの内容
を反転させているので、テキストデータの重ね書きが容
易に実行できる。即ち、第２の実施例では、ホストコン
ピユータにて、上記イメージ部に重ね書きするテキスト
データを背景データとして処理すること。即ち、解像メ
モリ３にテキストが重ね書きされないイメージ部と、イ
メージ領域外のテキスト描画部のみ“1"を、上記以外に
“0"を格納することが必要となるが、本実施例では、イ
メージ領域内の解像メモリ３の出力を反転させるため
に、テキスト描画部はイメージ領域の内外にかかわらず
常に“1"を設定するだけで良い。

なお、第１〜第３の実施例においては解像メモリは各
画素1bitで構成していたが、本発明はこれに限らず、例
えば各画素2bitとして４種類の階調メモリより階調デー
タを選択する構成としても良い。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明によれば、線画像データを実
画像空間の画像データとしてメモリ格納する一方で、中
間調画像データを周波数変換を用いて非可逆圧縮した周
波数空間の画像データを格納する様にしたので、線画像
及び中間調画像を表現可能な入力データを一旦メモリに
格納する必要がある状況において、入力データ中に線画
データ及び中間調画像データが存在することを考慮し
て、メモリの使用効率を良くできると共に、メモリに格
納された各データを可視画像とする際にも高画質な画像
になる様にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の画像処理装置の構成を
示すブロツク図第２図は階調メモリの具体的構成例を示す図第３図は圧縮回路の具体的構成例を示す図第４図は予測符号化回路（DPCM）の具体的構成例を示す
図第５図はDCT係数のスキヤン順序を示す図第６図は第２の階調メモリの具体的構成例を示す図第７図は領域判定回路の具体的構成例を示す図第８図はページ上の階調メモリの有効領域を示す図第９図は本発明の第２の実施例の構成を示すブロツク図第10図は本発明の第３の実施例の構成を示すブロツク図第11図は第３の階調メモリの具体的構成例を示す図第12図は解像メモリの他の具体的構成例を示す図 2,44,50……データ識別回路３……解像メモリ 4,51,52……階調メモリ 6,53……セレクタ 45……領域判定回路 46……EXOR回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 1/21 H04N 1/41 G06T 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力データの少なくとも一部を解釈するこ
とにより、前記入力データ中から前記線画を示す線画像
データと中間調画像を示す中間調画像データを抽出する
抽出手段と、前記線画像データを、実画像空間の画像データとして格
納する第１のメモリ手段と、前記中間調画像データを、周波数変換を用いた非可逆圧
縮を行うことにより、周波数空間の画像データを生成す
る生成手段と、前記生成手段により生成された周波数空間の画像データ
を格納する第２のメモリ手段とを有することを特徴とす
る画像処理装置。
【請求項２】更に、前記第２のメモリ手段に格納された
周波数空間の画像データを伸長し、実画像空間の画像デ
ータを再生する再生手段を有することを特徴とする請求
項（１）に記載の画像処理装置。
【請求項３】更に、前記第１のメモリに格納された実画
像空間の画像データと前記再生手段により再生された実
画像空間の画像データを合成する合成手段とを有するこ
とを特徴とする請求項（２）に記載の画像処理装置。
【請求項４】前記抽出手段は、前記入力データ内に含ま
れるヘッダ情報に基づいて解釈を行うことを特徴とする
請求項（１）に記載の画像処理装置。
【請求項５】前記周波数変換は、離散コサイン変換であ
ることを特徴とする請求項（１）に記載の画像処理装
置。