JP3317954B2

JP3317954B2 - 画像データ圧縮方法とｊｂｉｇ方式符号化処理方法とその装置

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Publication number: JP3317954B2
Application number: JP2000046462A
Authority: JP
Inventors: 友喜綾部
Original assignee: エヌイーシーマイクロシステム株式会社
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2002-08-26
Anticipated expiration: 2020-02-23
Also published as: JP2001238087A; US20010015825A1; DE10107318A1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像データ圧縮方
法とＪＢＩＧ方式符号化処理方法とその装置及び該ＪＢ
ＩＧ方式符号化処理方法をプログラムとして格納したコ
ンピュータが読み取り可能な記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像データの符号化方式として、ソフト
コピー通信に適したプログレッシブ符号化方式の一つと
して、国際標準ＩＴＵ−Ｔの１９９５年８月勧告Ｔ．８
５によるＪＢＩＧ（Joint Bi-lebel Image Group）符号
化方式（ファクシミリ版）が勧告されている。

【０００３】従来のファクシミリ方式のＭＨ（Modified
Huffman：データの圧縮・伸張技法）／ＭＲ（Modified
READ：データの圧縮・伸張技法）／ＭＭＲ（Modified
Modified READ:データの圧縮・伸張技法）では、符号化
処理時に画素データから白あるいは黒の色の連続する画
素の長さであるランレングス値を求め、このランレング
スに対応した符号を符号化テーブルより求めている。

【０００４】これに対し、ＪＢＩＧ方式では、符号化対
象画素１画素の圧縮処理において、符号化対象画素の周
辺１０画素を参照し、符号化対象画素が白か黒かを予測
し、予測が実際に外れた場合のみ、算術符号化方式によ
り符号化を行っている。

【０００５】ＩＴＵ−Ｔの勧告Ｔ．８５によるＪＢＩＧ
（Joint Bi-lebel Image Group）方式の従来のデータ符
号化方法について図面を参照しながら説明する。この従
来技術について、特開平９−１４９２６４号公報（特許
２７９３５３６号）には、以下のことが記載されてい
る。

【０００６】図７に示すように、この装置は、演算処
理、データ処理、および各部の制御処理等を行うＣＰＵ
（中央処理演算装置）１００と、送信時に読み取った原
稿を２値画像データにしたものを蓄える画像データ・メ
モリ４００と、ＪＢＩＧによる符号化プログラム２０１
および画像データを符号データに変換するための確率推
定テーブル・メモリ２０２が配置格納されるＲＯＭ２０
０と、符号化対象画素が白か黒かを予測して当たる確率
を高くするために参照される学習テーブル・メモリ３０
０と、変換された結果である符号データをＦＩＦＯ（フ
ァーストインファーストアウト）管理するＦＩＦＯメモ
リ５００とがバス６００で接続されている。

【０００７】また、ＣＰＵ１００は、符号化対象ライン
よりブロック単位で読み出した画像データを保持するレ
ジスタ１０１と、符号化対象ラインの１つ前のラインよ
りブロック単位で読み出した画像データを保持するレジ
スタ１０２と、符号化対象ラインの２つ前のラインより
ブロック単位で読み出した画像データを保持するレジス
タ１０３と、予測結果を保持するレジスタ１０４と、学
習テーブル・メモリ３００より読み出した予測値、状態
値を保持するレジスタ１０５と、確率推定テーブル・メ
モリ２０２より読み出した外れの領域幅を保持するレジ
スタ１０６と、画素の前後関係を示すコンテキストの内
容を保持するレジスタ１０７とを有している。

【０００８】前記ＣＰＵ１００は、以降に述べるＪＢＩ
Ｇ方式による符号化プログラム２０１を実行することに
よって、データ符号化方法を実現する。

【０００９】全体の動作について、図８のフローチャー
トを参照しながら説明する。まず、典型的予測をするか
しないか判別し（ステップＳ２１）、典型的予測をしな
い場合は、１ライン符号化処理を行う（ステップＳ２
６）。次に原稿ライン数分の処理が終了したか否か判別
し（ステップＳ２７）、終了していない場合は、１ライ
ン符号化処理（ステップＳ２６）へ戻り、符号化処理を
繰り返す。１ページ分が終了した場合に処理を終了す
る。

【００１０】前記典型的予測をするかしないかの判別に
より（ステップＳ２１）、典型的予測をする場合は、符
号化対象ラインと符号化対象ラインの１つ前のラインと
を比較して（ステップＳ２９）、２つのラインが同じか
どうかを判別する（ステップＳ２１０）。前記判別結果
が同じでなかった場合は、１ライン符号化処理（ステッ
プＳ２６）を実行し、２つのラインが同じである場合と
同様に、１ページ分が終了したか否かを判別し（ステッ
プＳ２７）、終了していない場合は、ライン比較処理
（ステップＳ２９）へ戻り、符号化処理を繰り返す。
以上の処理を原稿ライン数分繰り返すことで符号化処理
を行う。

【００１１】次に、１ラインの符号化処理（ステップＳ
２６）について、図９を参照しながら説明する。まず、
ラインが終了したか否かの判別を行う（ステップＳ３
１）。終了していれば処理を終了する。終了していなけ
れば、符号化対象ラインの２つ前のラインＨ２、符号化
対象ラインの１つ前のラインＨ１、符号化対象ラインＰ
ＩＸのブロック単位の画像データを作成する（ステップ
Ｓ９０、Ｓ９１、Ｓ９２）。具体的には、指定アドレ
スからの画像データの読み出しであり、この時、コンテ
キストの構造上、符号化対象画素以前のデータが必要に
なるため、前記読み出した画像データをシフトして、前
回のブロック処理の残りの画像データと結合すること
で、ブロックの画像データとしている。

【００１２】次に、前記作成した３つの画像データ・ブ
ロックがオール白かどうかを判別する（ステップＳ９
３）。前記判別結果がオール白の場合は、ブロック処理
が終了するまで、１画素符号化処理（ステップＳ９５）
を繰り返す。

【００１３】前記ステップＳ９３での判別結果がオール
白でない場合は、ブロック処理が終了するまで（ステッ
プＳ４６）、符号化対象画素の周辺画素を１次元化した
コンテキストの作成（ステップＳ９４）、１画素符号化
処理（ステップＳ９５）、３ブロック分の画像データを
それぞれ１ビット・シフト（ステップＳ９６）する一連
の処理を繰り返す。

【００１４】ブロック単位分の処理が終了した場合は、
１ライン符号化処理の先頭に戻り、１ライン分の符号化
処理が終了したかどうかを判別する（ステップＳ３
１）。

【００１５】以上の処理を原稿ライン数分繰り返すこと
で符号化処理を行う。

【００１６】次に、前記１画素符号化処理の手順を、図
１０から図１２を参照しながら説明する。まず、符号化
対象画素の周辺画素を１次元化した画素の前後関係を示
すコンテキストをインデックスとして、学習テーブル３
００より予測値、状態値を読み出す（ステップＳ１０
０）。次に、前記状態値をインデックスとして、確率推
定テーブル２０２より外れの領域幅を読み出す（ステッ
プＳ４１）。

【００１７】さらに、白黒の順列が現われる確率を示す
領域幅から前記外れの領域幅を差し引いて、新しい領域
幅に更新する（ステップＳ４２）。ここで、符号化対象
画素が予測値と一致しているかを判別する（ステップＳ
１１０）。

【００１８】前記判別結果が予測外れの場合は、外れの
確率を示す領域幅を変更し、更新した状態値を学習テー
ブル３００に書き込む予測外れ処理を実行し（ステップ
Ｓ１２０）、領域幅が小さくなり、領域幅を外れの領域
幅より大きくする正規化を行う（ステップＳ４５）。一
方、符号化対象画素が予測値と一致している場合（ステ
ップＳ１１０）、即ち前記判別結果が予測当たりの場合
は、領域幅が小さくなり領域幅を外れの領域幅より大き
くする正規化が必要かどうかを判別する（ステップＳ４
３）。前記判別結果で正規化が必要な場合は、当たりの
確率を示す領域幅を変更し、更新した状態値を学習テー
ブル３００に書き込む予測当り処理を行い（ステップＳ
４４）、続いて正規化処理を行う（ステップＳ４５）。

【００１９】また、図１１（ａ）は、図７の画像データ
メモリ４００のメモリブロックの概要を示し、書類の１
ページを模して、横軸に各ラインの符号化方向、縦軸に
垂直方向の状態を示している。特にＪＢＩＧ方式による
予測符号化のため、符号化対象ライン（ＰＩＸ）と、そ
の前の符号化対象ラインの一つ前のライン（Ｈ１）と、
その前の符号化対象ラインの二つ前のライン（Ｈ２）の
データ状態を示している。図１１（ｂ）は、図１１
（ａ）の３つのラインについて、それぞれ各ラインを画
素に分けたメモリ・ブロックの詳細を示している。

【００２０】符号化対象画素を予測するために、図１１
（ｂ）の斜線部に示すように、２つ前のラインＨ２から
３画素、一つ前のラインＨ１から５画素、現行のＰＩＸ
ラインから２画素が予測対象の周辺画素（モデルテンプ
レート）となる。その予測用の１０画素から、図１１
（ｃ）に示すように、順番符号０〜９を付けて、図１１
（ｄ）に示すような、０〜９画素からなるコンテキスト
を作成する。このコンテキストを用いて符号化対象画素
が、ＪＢＩＧ方式の規格に則って、白か黒かの予測を立
てる。

【００２１】この予測の当たり・外れを検出し、外れの
場合に、算術符号化により圧縮を行う。同時にコンテキ
ストの値毎に予測の当たり外れを判断し、図７に示した
学習テーブル３００に保持する。この学習テーブル３０
０を用いることで、予測が当たる確率を高め、予測確率
を高めることによって、圧縮符号データを小さくするこ
とができる。

【００２２】図１２は、コンテキストテーブルともいわ
れる学習テーブル３００と、確率推定テーブル２０２の
例である。学習テーブル３００には、モデルテンプレー
ト（１０画素）を一次元化したコンテキスト毎に、予測
値と状態値とがテーブル形式に格納されており、確率推
定テーブル２０２には、その予測値から、予測外れの領
域幅と、予測外れ時の状態値と、予測当たり時の状態値
と、予測外れ時の条件設定とが、統計的手法によって求
められ、テーブル形式に格納されている。

【００２３】上記説明したように、この従来技術では、
ＪＢＩＧ方式を参考として、符号化対象画素の周辺画素
を参照する２値画像データ圧縮方法を説明している。ま
た、符号化対象ラインと、符号化対象ラインの１ライン
前のラインを比較して、同じであればこの符号化対象ラ
インを符号化対象から除外しているので、コンテキスト
作成処理回数の削減と、画像メモリの読み出し回数を削
減して、コンテキスト作成回数を減らして、高速化して
いる。

【００２４】上記説明したように、ＪＢＩＧ方式を用い
た従来技術の画像圧縮方法では、コンテキストから符号
化対象画素の白と黒とを予測して、予測が違う場合だけ
を符号化する。また、符号データの量を減少させるた
め、その予測を学習して予測はずれを少なくしている。
こうして、従来のＭＨ／ＭＲ／ＭＭＲ方式よりも、文字
中心の文書で１．１〜１．５倍の高い圧縮性能が得られ
ている。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来技術
には、次のような問題点があった。第１の問題点は、上
記従来技術によるＪＢＩＧ方式のオプションである典型
的予測をしない場合、符号化処理速度が遅いということ
である。その理由は、コンテキスト作成のための画像デ
ータ・ブロックの作成処理が、符号化対象ライン、１つ
前のライン、２つ前のラインの３つのラインに対して、
ブロック単位で頻繁に行われるからである。また、もう
一つの理由は、コンテキストの構造上、符号化対象画素
以前のデータが必要で、符号化対象画素の画像データを
ロードした後に、以前のデータと結合して画像データ・
ブロックを作成する必要があるからである。

【００２６】このため、符号化対象画素からの次の画像
データが、レジスタ幅全体へロードできず、レジスタ幅
より小さい幅で画像データをロードしている。これが、
データのロード回数を増やす原因となっている。

【００２７】そこで、本発明は、従来の画像データ圧縮
方法或いはＪＢＩＧ方式を用いた符号化処理方法におい
て、プログラム処理速度を高速化することを課題とす
る。さらに、当該高速化したＪＢＩＧ方式を用いた符号
化処理方法を実行するプログラムを格納した記録媒体を
提供することを課題とする。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、入力された画像データをライン毎にブロ
ック単位で読み出し、そのブロック単位の画像データ毎
に前記画像データの符号化対象画素の周辺画素を参照し
てコンテキストを作成して、２値画素データに圧縮を行
う画像データ圧縮方法において、前記コンテキスト作成
処理は、典型的予測の有無を判断し、前記典型的予測の
ない場合に、まず、１ライン分が白ラインか否かを検索
し、続いて３ラインが全て白ラインか否かを判断し、オ
ール白の場合前記コンテキストの予測値が白であるのか
否かを判断し、前記コンテキストの予測値が白である場
合に前記３ラインオール白用のライン専用の第１の１ラ
イン符号化処理を実行し、前記３ラインが全て白ライ
ンでない場合、及び前記コンテキストの予測値が白でな
い場合に第２の１ライン符号化処理を実行することを特
徴とする。

【００２９】また、本発明は、入力された画像データを
ライン毎に読み出し、その２つ前のラインと、１つ前の
ラインと、現行ラインの所定の画像データ毎にコンテキ
ストを作成して、符号化対象画素を２値画素データに変
換するＪＢＩＧ方式符号化処理方法において、前記コン
テキスト作成処理は、前記２つ前のラインと、前記１つ
前のラインと、現行ラインのコンテキスト対象の画素デ
ータがオール白かオール白以外かを判別し、これがオー
ル白の場合、コンテキスト作成対象データとせず、且つ
１ラインの画像データがオール白かどうかを検索し、３
ライン分の検索結果をもとに、３ラインがオール白か又
はオール白でないかを判別し、オール白の場合には前記
３ラインのオール白用の第１の１ライン符号化処理を施
し、前記３ラインがオール白ではない場合には第２の１
ライン符号化処理を実行することを特徴とする。また、
本発明は、入力された画像データをライン毎にブロック
単位で読み出し、そのブロック単位の画像データ毎にコ
ンテキストを作成して、前記コンテキストを参照しつつ
符号化対象画素を２値画素データに変換するＪＢＩＧ方
式符号化処理装置において、前記ブロック単位の画像デ
ータがオール白かオール白以外かを判別する処理手段
と、前記画像データがオール白の場合、コンテキスト作
成対象データとせず且つ１ラインの画像データがオール
白かどうかを検索する処理手段と、前記画像データを３
ライン分検索し、その結果をもとに、３ラインがオール
白か又はオール白でないかを判別する処理手段と、前記
３ラインがオール白の場合には３ラインオール白用の１
ライン符号化処理を施す処理手段と、前記３ラインがオ
ール白ではない場合には１ライン符号化処理を実行する
処理手段とを具備することを特徴とする。

【００３０】また、本発明は、入力された画像データを
ライン毎にブロック単位で読み出し、そのブロック単位
の画像データ毎に前記画像データの符号化対象画素の周
辺画素を参照してコンテキストを作成して、２値画素デ
ータに圧縮を行う画像データ圧縮方法において、前記コ
ンテキスト作成処理は、典型的予測のない場合に、ま
ず、１ライン分が白ラインか否かを検索し、続いてｎ
（ｎは２以上の整数）ラインが全て白ラインか否かを判
断し、オール白の場合前記コンテキストの予測値が白で
あるのか否かを判断し、前記コンテキストの予測値が白
である場合に前記ｎラインオール白用のライン専用の第
１の１ライン符号化処理を実行し、前記ｎラインが全て
白ラインでない場合、及び前記コンテキストの予測値が
白でない場合に第２の１ライン符号化処理を実行するこ
とを特徴とする。

【００３１】また、本発明は、入力された画像データを
ライン毎にブロック単位で読み出し、そのブロック単位
の画像データ毎に前記画像データの符号化対象画素の周
辺画素を参照してコンテキストを作成して、２値画素デ
ータに圧縮を行う画像データ圧縮方法をプログラムとし
て格納したコンピュータが読み取り可能な記録媒体にお
いて、前記コンテキスト作成処理は、典型的予測の有無
を判断し、前記典型的予測のない場合に、まず、１ライ
ン分が白ラインか否かを検索し、続いて３ラインが全て
白ラインか否かを判断し、オール白の場合前記コンテキ
ストの予測値が白であるのか否かを判断し、前記コンテ
キストの予測値が白である場合に前記３ラインオール白
用のライン専用の第１の１ライン符号化処理を実行し、
前記３ラインが全て白ラインでない場合、及び前記コン
テキストの予測値が白でない場合に第２の１ライン符号
化処理を実行することを特徴とする。

【００３２】また、本発明は、入力された画像データを
ライン毎にブロック単位で読み出し、そのブロック単位
の画像データ毎に前記画像データの符号化対象画素の周
辺画素を参照してコンテキストを作成し、２値画素デー
タに圧縮を行う画像データ圧縮方法をプログラムとして
格納したコンピュータが読み取り可能な記録媒体におい
て、前記コンテキスト作成処理は、典型的予測のない場
合に、まず、１ライン分が白ラインか否かを検索し、続
いてｎ（ｎは２以上の整数）ラインが全て白ラインか否
かを判断し、オール白の場合前記コンテキストの予測値
が白であるのか否かを判断し、前記コンテキストの予測
値が白である場合に前記ｎラインオール白用のライン専
用の第１の１ライン符号化処理を実行し、前記ｎライン
が全て白ラインでない場合、及び前記コンテキストの予
測値が白でない場合に第２の１ライン符号化処理を実行
することを特徴とする。

【００３３】また、本発明は、図面を参照して説明すれ
ば、ＪＢＩＧによる符号化処理を高速化するために、図
２において、典型的予測をしない場合に、符号化対象ラ
インの画像データが１ラインすべて白画素かどうかを判
別する１ライン検索処理（ステップＳ２２）と、符号化
対象ラインから２ライン前までの３ライン分の検索結果
をもとに、３ラインがオール白か、オール白でないかを
判別する処理（ステップＳ２３）と、前記検索結果がオ
ール白の場合に、予測値が白であるかを判別する処理
（ステップＳ２４）により、３ライン・オール白専用の
１ライン符号化処理（ステップＳ２５）へ分岐させるこ
とで、３ライン分の画像データの作成処理、ブロック判
別処理、予測値判別処理、を削減し、符号化処理の高速
化を図る。

【００３４】

【発明の実施の形態】本発明による実施形態について、
図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００３５】［第一の実施形態］（１）構成の説明以下、本発明の第一の実施形態について図面を参照しな
がら説明する。図１は本発明の第一の実施形態を説明す
るブロック図である。

【００３６】図１に示すように、本第一の実施形態は、
ＪＢＩＧ方式符号化処理装置７００の内部に、演算処
理、データ処理、および各部の制御処理等を行うＣＰＵ
（中央処理演算装置）１００と、不図示の読み取りセン
サーで原稿から読み取った画像信号を２値画像データに
したものを蓄える画像データ・メモリ４００と、ＪＢＩ
Ｇ方式による符号化するためにＣＰＵ１００が動作する
プログラム２０１Ａおよび画像データを符号データに変
換するための確率推定テーブル２０２とが配置・格納さ
れるＲＯＭ２００と、符号化対象画素が白か黒かを予測
して当たる確率を高くするために参照される学習テーブ
ル・メモリ３００と、ＦＩＦＯ（ファースト・インフ
ァースト・アウト）５００とが、ＰＣＩバスや、ＡＧＰ
バス、Cardバス等のバスで接続されている。なお、ＦＩ
ＦＯ５００は先入れ先出しのメモリである。

【００３７】また、ＲＡＭ３００〜５００は、格納領域
の区別が付けば、同一パッケージ内に一緒に組み合わせ
てもよい。また、記録媒体ドライバ６５０は、本ＲＯＭ
２００内のＪＢＩＧプログラム２０１Ａや確率推定テー
ブル２０２、学習テーブル３００等のデータを模写し
て、フロッピーディスク等のパッケージメディア用のデ
ータを、格納するものである。

【００３８】また、ＲＯＭ２００に格納されたＪＢＩＧ
プログラムに従って動作するＣＰＵ１００は、符号化対
象ラインよりブロック単位で読み出した画像データを保
持するレジスタ１０１と、符号化対象ラインの１つ前の
ラインよりブロック単位で読み出した画像データを保持
するレジスタ１０２と、符号化対象ラインの２つ前のラ
インよりブロック単位で読み出した画像データを保持す
るレジスタ１０３と、予測結果を保持するレジスタ１０
４と、学習テーブル・メモリ３００より読み出した予測
値、状態値を保持するレジスタ１０５と、確率推定テー
ブル・メモリ２０２より読み出した外れの領域幅を保持
するレジスタ１０６とからなる。

【００３９】ここで、ブロック単位とは、画像データメ
モリ４００の各ラインから例えば１６画素或いは８画素
を１ブロックとして読み出す単位である。

【００４０】さらに、コンテキストの内容を保持するレ
ジスタ１０７と、符号化対象ラインがオール白かどうか
を検索した結果、符号化対象ラインの１つ前のラインが
オール白かどうかを検索した結果および符号化対象ライ
ンの２つ前のラインがオール白かどうかを検索した結果
のフラグを保持するレジスタ１０８との各レジスタを保
有し、ＪＢＩＧプログラム２０１Ａに応じて各レジスタ
に必要なデータが格納される。

【００４１】前記ＣＰＵ１００は、以降に述べるＪＢＩ
Ｇ方式による符号化プログラム２０１Ａを実行すること
によって、本発明による第一の実施形態を実現する。

【００４２】また、ＲＯＭ２００にはＪＢＩＧプログラ
ム２０１Ａ及び確率推定テーブル２０２を固定的に格納
している例を示したが、当該プログラムを変更しようと
する場合には、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ等のメ
モリを用いてもよいし、ＪＢＩＧプログラムを外部記録
媒体から読み込んで、ＤＲＡＭやＳＲＡＭ等に読み込ん
で使用してもよい。

【００４３】また、ＲＡＭ３００に書き込まれた学習テ
ーブルは、本ＪＢＩＧプログラムが、繰り返しの動作中
に、学習した結果をテーブル状態に格納したものであ
る。

【００４４】また、ＦＩＦＯメモリ５００は、画像デー
タを符号データとして変換したデータを格納したもの
で、高速動作が可能であれば、ＳＲＡＭやＤＲＡＭであ
ってもよく、動作的には画像データを画像データメモリ
から読み込んだ後、ＣＰＵ１００でＪＢＩＧ圧縮し、Ｆ
ＩＦＯメモリ５００に書き込むことになる。

【００４５】また、記録媒体ドライバ６５０は、ＪＢＩ
Ｇ方式のＪＢＩＧプログラム２０１Ａの内容をインスト
ールするための記録媒体をドライブする。また、ＪＢＩ
Ｇプログラム２０１Ａや確率推定テーブル等のデータを
複写して記録媒体に格納する記録媒体用ドライバであ
る。さらに、確率推定テーブル２０２のテーブル内容、
学習テーブルメモリ３００の学習テーブル内容を複写す
る記録媒体用ドライバとしてもよい。逆に、記録媒体ド
ライバ６５０に、ＪＢＩＧプログラム２０１Ａ、確率推
定テーブル２０２、学習テーブルメモリ３００の各内容
を記録した記録媒体を挿入して、ＣＰＵ１００の読み出
し動作で、複写することによって、ＪＢＩＧ方式の動作
を実行させることができる。

【００４６】ＪＢＩＧ方式符号化処理装置７００は、上
述のＣＰＵ１００とＲＯＭ２００，ＲＡＭ３００，ＲＡ
Ｍ４００，ＲＡＭ５００，記録媒体ドライバ６５０とを
備え、ＪＢＩＧ方式による圧縮符号化処理を実行する装
置である。

【００４７】画像メモリ８００は、スキャナやデジタル
カメラ、光電変換装置等から画像データを入力して、一
時的に記録する記録媒体で、原則的に、図１１（ａ）に
示すように、複数ラインのライン毎に画像データが書き
込まれる。

【００４８】また、伝送系９００は、ＪＢＩＧ方式符号
化処理装置７００によって符号化された画像データを外
部に、例えばファクシミリや、インターネットを介して
他のパーソナルコンピュータ等に出力する。また、この
画像データをフロッピーディスクやＭＯディスク等に出
力することもできる。

【００４９】（２）動作の説明次に、第一の実施形態のＪＢＩＧ方式による符号化プロ
グラム２０１Ａの手順を、図２から図４のフローチャー
トを参照しながら説明する。このＪＢＩＧ方式による画
像データの符号化は、スキャナーや光電変換装置、ビデ
オカメラ等によって、対象原稿や対象画像を読み取っ
て、ファクシミリ用やイーメール用にその画像データを
本方式による符号データ変換して、外部に出力するため
に用いられる。

【００５０】概略的に本実施形態について説明すれば、
図１及び図１１，図１２を参照して、入力された画像デ
ータをライン毎にブロック単位で読み出し、そのブロッ
ク単位の画像データ毎に前記画像データの符号化対象画
素の周辺画素を参照してコンテキストを作成して、２値
画素データに圧縮を行う画像データ圧縮方法であり、コ
ンテキスト作成処理は、典型的予測の有無を判断し、典
型的予測のない場合に、まず、１ライン分が白ラインか
否かを検索し、続いて３ラインが全て白ラインか否かを
検索・判断し、オール白の場合コンテキストの予測値が
白であるのか否かを判断し、コンテキストの予測値が白
である場合に３ラインオール白用のライン専用の第１の
１ライン符号化処理を実行し、３ラインが全て白ライン
でない場合、及びコンテキストの予測値が白でない場合
に、第２の１ライン符号化処理を実行する。

【００５１】また、上記検索結果において、３ラインが
オール白の場合は、コンテキストを作成せず処理を削減
している。また、通常の処理として、画像データの圧縮
のため、学習テーブル３００から予測値から状態値を読
み出し、その状態値から確率推定テーブル２０２によっ
て、外れの領域幅、予測外れ時の状態値、予測当たり時
の状態値等を読み出し、ＪＢＩＧ方式の符号化処理を行
うことで、画像データを符号化する。

【００５２】また、３ラインがオール白の場合に、オー
ル白ライン専用の１ライン符号化の際、３ライン分の画
像データの作成処理、ブロック判別処理、予測値判別処
理、を行わないので、処理速度を高速化できる。

【００５３】つぎに、全体の動作について、図２を参照
しながら説明する。まず、１ページ分の符号化処理の先
頭で、オール白ライン・フラグ（ＰＩＸ：符号化対象ラ
イン、Ｈ１：１ライン前、Ｈ２：２ライン前の３個のフ
ラグ）の初期化を行う（ステップＳ２０）。

【００５４】これは、符号化対象ラインが、ページ先頭
の場合は、２ライン前および１ライン前のラインが存在
しないことになるが、実際には仮想の白ラインがあるこ
とを前提に処理を行うためである。

【００５５】次に、符号化対象ラインＰＩＸと符号化対
象ラインの１つ前のラインＨ１とを比較する典型的予測
をするかしないかを判別し（ステップＳ２１）、典型的
予測をしない場合、符号化対象のラインが、１ラインす
べて白画素かどうかを判別する１ライン検索処理を行う
（ステップＳ２２）。前記検索処理により、符号化対象
ラインの画像データがオール白の場合は、オール白ライ
ンフラグＰＩＸをセット、オール白でない場合は、オー
ル白ラインフラグＰＩＸをリセットする。

【００５６】ここで、符号化対象ラインのオール白ライ
ンフラグＰＩＸと、前２ライン分のオール白ラインフラ
グＨ１、Ｈ２により、３ラインの画像データがオール白
か、オール白でないかを判別する（ステップＳ２３）。
前記判別処理により、３ラインの画像データがオール白
の場合は、予測値が白であるかどうかを判別し（ステッ
プＳ２４）、予測値が白であれば、３ラインがすべて白
画素用の１ライン符号化処理を行う（ステップＳ２
５）。前記判別結果が、オール白でない場合、あるいは
前記予測値の判別で、予測値が白でない場合（黒）は、
従来どおりの１ライン符号化処理を行う（ステップＳ２
６）。

【００５７】次に、原稿ライン数分の処理が終了したか
を判別し（ステップＳ２７）、終了していない場合は、
１ライン検索処理（ステップＳ２２）へ戻り、符号化処
理を繰り返す。

【００５８】前記典型的予測をするかしないかの判別に
より（ステップＳ２１）、典型的予測をする場合は、従
来と同様に、符号化対象ラインと符号化対象ラインの１
つ前のラインとを比較して（ステップＳ２９）、２つの
ラインが同じかどうか判別する（ステップＳ２１０）。
前記判別結果が同じでなかった場合は、１ライン符号化
処理（ステップＳ２６）を、同じである場合は、符号化
対象ラインを符号化の対象としない。

【００５９】次に、典型的予測をしない場合と同様に、
原稿ライン数分の処理が終了したかを判別し（ステップ
Ｓ２７）、終了していない場合は、ライン比較処理（ス
テップＳ２９）へ戻り、符号化処理を繰り返す。

【００６０】以上の処理を原稿ライン数分繰り返すこと
で符号化処理を行う。次に、１ライン検索処理（ステッ
プＳ２２）および３ラインがオール白、予測値が白の場
合の３ライン・オール白用１ライン符号化処理（ステッ
プＳ２５）について、図３を参照しながら説明する。

【００６１】図３（ａ）において、１ラインの検索処理
では、まず、オール白ラインフラグについて、１ライン
前のＨ１から２ライン前のＨ２に、符号化対象ラインの
ＰＩＸから１ライン前のＨ１にそれぞれ代入するフラグ
再設定処理（ステップＳ３２）を行う。

【００６２】次に、オール白ラインであるか否かを判別
する符号化対象ラインの先頭アドレスを設定（ステップ
Ｓ３３）後、前記アドレスから画像データを読み出す
（ステップＳ３４）。従来、画像データのブロック作成
処理時の読み出しがレジスタ幅全体にできなかったが、
ここでは、コンテキストの作成を行わないため、レジス
タ幅全体への読み出しが可能となり、画像データのロー
ド回数を削減することができる。

【００６３】次に、前記画像データがオール白か否かを
判別（ステップＳ３５）し、オール白の場合は、アドレ
スを更新して次の画像データのアドレス設定を行う。

【００６４】以上の処理を１ラインが終了するまで繰り
返す（ステップＳ３７）。前記検索結果により、すべて
の画像データが白であった場合には、オール白ラインフ
ラグＰＩＸをセット（ステップＳ３８）して、１ライン
検索処理を終了する。一方、前記検索処理（ステップＳ
３５）で、オール白以外が検出された場合は、オール白
ラインフラグＰＩＸをリセット（ステップＳ３９）し
て、１ライン検索処理を終了する。

【００６５】図３（ｂ）において、１ラインの符号化処
理は、１画素符号化処理（ステップＳ３０）を１ライン
分の処理（ステップＳ３１）が終了するまで、繰り返し
行うのみである。ここでは、従来行っていた符号化対象
ライン、１ライン前と２ライン前の画像データの作成処
理と、ブロック単位のオール白判別処理と、ブロック終
了判別処理は行わない。これは、３ラインがオール白の
場合、１ライン符号化処理中のモデルテンプレートがす
べて０（コンテキストが０）で変更がない（不変）ため
である。

【００６６】次に、前記１画素符号化処理（ステップＳ
３０）について、図４を参照しながら説明する。

【００６７】まず、符号化対象画素の周辺画素を１次元
化したコンテキスト（０）をインデックスとして、学習
テーブル３００より予測値、状態値を読み出す（ステッ
プＳ４０）。次に、前記状態値をインデックスとして、
確率推定テーブル２０２より外れの領域幅を読み出す
（ステップＳ４１）。さらに、白黒の順列が現われる確
率を示す領域幅を前記外れの領域幅を差し引いて、新し
い領域幅に更新する（ステップＳ４２）。ここで、確
率推定テーブル２０２は、勧告Ｔ．８２によるＪＢＩＧ
符号化方式の規定により定まったテーブルであり、図１
２を用いて説明したとおりである。

【００６８】ここで、従来であれば、図１０に示して説
明したように、予測値の判別処理が必要であったが、本
発明においては、すでに予測値が白と判っているため、
判別処理が不要となる。

【００６９】次に、前記領域幅の更新処理で領域幅が小
さくなり、領域幅を外れの領域幅より大きくする正規化
が必要かどうかを判別する（ステップＳ４３）。前記判
別結果で正規化が必要な場合は、当たりの確率を示す領
域幅を変更し、更新した状態値を学習テーブル３００に
書き込む予測当たり処理（ステップＳ４４）、正規化処
理を行う（ステップＳ４５）。

【００７０】正規化が必要ない場合は、ブロックの終了
判別を行い（ステップＳ４６）、終了していない場合
は、領域幅の更新処理（ステップＳ４２）へ戻る。これ
は、予測値、状態値、外れの領域幅が変わらないため、
読み出しの必要がないからである。

【００７１】以上の処理を行うことにより、符号化速度
を向上することができる。

【００７２】本発明は、ファクシミリで取り扱うことが
多い文書画像のように、白目勝ちの画像に対して、特に
有効となることは明らかである。このＪＢＩＧ符号化さ
れた画像データは伝送系９００を介して、対応するファ
クシミリに送信する。

【００７３】また、上記ＪＢＩＧ方式のプログラムを記
録媒体ドライバ６５０に挿入した記録媒体にコピーし
て、記録パッケージとして出力することもでき、当該記
録パッケージを他のパーソナルコンピュータによって、
ＪＢＩＧ方式のアプリケーションプログラムとして、活
用することができる。

【００７４】［第二の実施形態］次に、本発明の第二の
実施形態について図面を参照しながら説明する。

【００７５】上述した本発明の第一の実施形態では、モ
デルテンプレートが３ラインの場合について説明した
が、第二の実施形態として、モデルテンプレートがｎラ
インの場合について記載する。ｎは２以上の整数とし、
ｎが大きいほど予測確率が高くなり、予測外れが小さく
なる。現在、勧告Ｔ．８５によるＪＢＩＧ符号化方式の
規定によるモデルテンプレートは、２ライン／３ライン
の２つがあり、基本的には、ｎ＝２又は３であり、多様
性に応じている。

【００７６】図５を参照すると、本実施形態は、図１で
説明した第一の実施形態のＣＰＵレジスタが３ライン分
（レジスタ１０１−１０３）であるのに対し、ｎライン
分のレジスタを有する点で異なる。また、ＪＢＩＧ方式
符号化処理装置７００と、画像メモリ８００と、伝送系
９００とは図示していないが、これらのブロックを含ん
でいるものとする。

【００７７】次に、全体の動作について、図６を参照し
ながら説明する。

【００７８】本実施形態は、図２で説明した第一の実施
形態のオール白ライン・フラグの数が、３個（３ライン
分）であるのに対し、ｎ個（ｎは２以上のライン分）分
有する点で異なる。

【００７９】まず、１ページ分の符号化処理の先頭で、
オール白ライン・フラグ（ＰＩＸ：符号化対象ライン、
Ｈ（ｎ−１）：（ｎ−１）ライン前・・・のｎ個のフラ
グ）の初期化を行う（ステップＳ６０）。

【００８０】次に、符号化対象ラインと符号化対象ライ
ンの１つ前のラインとを比較する典型的予測をするかし
ないかを判別し（ステップＳ２１）、典型的予測をしな
い場合は、符号化対象のラインが、１ラインすべて白画
素かどうかを判別する１ライン検索処理を行う（ステッ
プＳ２２）。前記検索処理により、符号化対象ラインの
画像データがオール白の場合は、オール白ラインフラグ
ＰＩＸをセット、オール白でない場合は、オール白ライ
ンフラグＰＩＸをリセットする。

【００８１】ここで、オール白ラインフラグＰＩＸと、
前（ｎ−１）ライン分のオール白ラインフラグにより、
ｎラインの画像データがオール白か、オール白でないか
を判別する（ステップＳ６２）。前記判別処理により、
ｎラインの画像データがオール白の場合は、コンテキス
トの予測値が白であるかどうかを判別し（ステップＳ２
４）、予測値が白であれば、ｎラインがすべて白画素用
の１ライン符号化処理を行う（ステップＳ６３）。前記
判別結果が、オール白でない場合、あるいは前記予測値
の判別で、予測値が白でない場合（黒）は、従来どおり
の１ライン符号化処理を行う（ステップＳ２６）。

【００８２】次に、原稿ライン数分の処理が終了したか
を判別し（ステップＳ２７）、終了していない場合は、
１ライン検索処理（ステップＳ２２）へ戻り、符号化処
理を繰り返す。

【００８３】次に、典型的予測をするかしないかの判別
により（ステップＳ２１）、典型的予測をする場合は、
従来と同様に、符号化対象ラインと符号化対象ラインの
１つ前のラインとを比較して（ステップＳ２９）、２つ
のラインが同じかどうか判別する（ステップＳ２１
０）。

【００８４】前記判別結果が同じでなかった場合は、１
ライン符号化処理（ステップＳ２６）を、同じである場
合は、符号化対象ラインを符号化の対象としない。

【００８５】次に、典型的予測をしない場合と同様に、
原稿ライン数分の処理が終了したかを判別し（ステップ
Ｓ２７）、終了していない場合は、ライン比較処理（ス
テップＳ２９）へ戻り、符号化処理を繰り返す。以上の
処理を原稿ライン数分、繰り返すことで符号化処理を行
う。

【００８６】次に、１ライン検索処理（ステップＳ２
２）について、図３（ａ）を参照しながら説明する。基
本的には、第一の実施形態で説明した３ラインの場合と
同様であるが、フラグ再設定処理（ステップＳ３２）に
おけるオール白ラインフラグの代入処理がｎライン分行
われる点で異なる。

【００８７】次に、ｎラインがオール白、予測値が白の
場合のｎライン・オール白用１ライン符号化処理（ステ
ップＳ６３）について、図３（ｂ）を参照しながら説明
する。

【００８８】１ラインの符号化処理は、１画素符号化処
理（ステップＳ３０）を１ライン分の処理（ステップＳ
３１）が終了するまで、繰り返し行うのみである。

【００８９】以降の処理（１画素符号化処理）について
は、第一の実施形態と同様である。

【００９０】以上の処理を行うことにより、第一の実施
形態と同様に、符号化速度を向上することができる。

【００９１】

【発明の効果】本発明の画像データ圧縮方法及びＪＢＩ
Ｇ方式符号化処理方法によれば、１ラインの画像データ
がオール白かどうかを検索し、３ライン分の検索結果を
もとに、３ラインがオール白か、オール白でないかを判
別する処理と、前記判別結果がオール白の場合に、予測
値が白であるかを判別する処理により、３ライン・オー
ル白専用の１ライン符号化処理へ分岐させることで、３
ライン分の画像データの作成処理、ブロック判別処理、
予測値判別処理を削減できるので、符号化速度を向上
（従来と比べ、数十％の高速化が見込める）することが
できる。

【００９２】また、従来、コンテキストの構造上、画像
データがレジスタ幅全体へロードすることができなかっ
たが、１ラインのオール白検索時にレジスタ幅全体へロ
ードすることで、画像データのロード回数を削減できる
ので、符号化速度を向上することができ、消費電力の点
でも、大幅に削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第一の実施形態のＪＢＩＧ方式符
号化処理装置のブロック図である。

【図２】本発明による第一の実施形態の符号化手順を示
すフローチャートである。

【図３】本発明による図２のステップＳ２２、ステップ
Ｓ２６処理の詳細な手順を示すフローチャートである。

【図４】本発明による図３のステップＳ３０処理の詳細
な手順を示すフローチャートである。

【図５】本発明による第二の実施形態のＪＢＩＧ方式符
号化処理方法のブロック図である。

【図６】本発明による第二の実施形態の符号化手順を示
すフローチャートである。

【図７】従来例のＪＢＩＧ方式符号化処理装置のブロッ
ク図である。

【図８】従来例の符号化手順を示すフローチャートであ
る。

【図９】図８のステップＳ２６処理の詳細な手順を示す
フローチャートである。

【図１０】図９のステップＳ９５処理の詳細な手順を示
すフローチャートである。

【図１１】画像データメモリのメモリブロック概要と、
ライン構造と、モデルテンプレートとコンテキストの構
成図である。

【図１２】学習テーブル、確率推定テーブルの構成図で
ある。

【符号の説明】

１００ＣＰＵ１０１，１０２，１０３画像データレジスタ１０４予測判定結果レジスタ１０５予測値、状態値レジスタ１０６外れの領域幅レジスタ１０７コンテキストレジスタ１０８検索結果フラグレジスタ２００ＲＯＭ２０１ＡＪＢＩＧプログラム２０２確率推定テーブル３００ＲＡＭ：学習テーブル４００ＲＡＭ：画像データメモリ５００ＲＡＭ：ＦＩＦＯメモリ６５０記録媒体ドライバ７００ＪＢＩＧ方式符号化処理装置８００画像メモリ９００伝送系

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力された画像データをライン毎にブロ
ック単位で読み出し、そのブロック単位の画像データ毎
に前記画像データの符号化対象画素の周辺画素を参照し
てコンテキストを作成して、２値画素データに圧縮を行
う画像データ圧縮方法において、前記コンテキスト作成処理は、典型的予測の有無を判断
し、前記典型的予測のない場合に、まず、１ライン分が
白ラインか否かを検索し、続いて３ラインが全て白ライ
ンか否かを判断し、オール白の場合前記コンテキストの
予測値が白であるのか否かを判断し、前記コンテキスト
の予測値が白である場合に前記３ラインオール白用のラ
イン専用の第１の１ライン符号化処理を実行し、前記３ラインが全て白ラインでない場合、及び前記コン
テキストの予測値が白でない場合に第２の１ライン符号
化処理を実行することを特徴とする画像データ圧縮方
法。
【請求項２】請求項１に記載の画像データ圧縮方法に
おいて、前記３ラインオール白用のライン専用の前記第１の１ラ
イン符号化処理は、前記符号化対象画素の周辺画素を１
次元化したコンテキストをインデックスとして、前記予
測値と状態値からなる学習テーブルにより前記状態値等
を抽出し、前記状態値をインデックスとして確率推定テ
ーブルにより予測外れの領域幅を抽出し、前記３ライン
分の画像データの作成処理、ブロック判別処理、予測値
判別処理、の通常処理を行わないことを特徴とする画像
データ圧縮方法。
【請求項３】入力された画像データをライン毎に読み
出し、その２つ前のラインと、１つ前のラインと、現行
ラインの所定の画像データ毎にコンテキストを作成し
て、符号化対象画素を２値画素データに変換するＪＢＩ
Ｇ方式符号化処理方法において、前記コンテキスト作成処理は、前記２つ前のラインと、
前記１つ前のラインと、現行ラインのコンテキスト対象
の画素データがオール白かオール白以外かを判別し、こ
れがオール白の場合、コンテキスト作成対象データとせ
ず、且つ１ラインの画像データがオール白かどうかを検
索し、３ライン分の検索結果をもとに、３ラインがオー
ル白か又はオール白でないかを判別し、オール白の場合
には前記３ラインのオール白用の第１の１ライン符号化
処理を施し、前記３ラインがオール白ではない場合には
第２の１ライン符号化処理を実行することを特徴とする
ＪＢＩＧ方式符号化処理方法。
【請求項４】請求項３に記載のＪＢＩＧ方式符号化処
理方法において、上記検索結果に基いて、３ラインがオ
ール白の場合は、前記符号化対象画素の予測値が白であ
ることを判別し、３ラインオール白用の前記第１の１ラ
イン符号化処理を施し、前記オール白ライン専用の１ラ
イン符号化処理によって前記３ライン分の画像データの
作成処理、ブロック判別処理と、予測値判別処理、の各
通常処理を行わないことを特徴とするＪＢＩＧ方式符号
化処理方法。
【請求項５】入力された画像データをライン毎にブロ
ック単位で読み出し、そのブロック単位の画像データ毎
にコンテキストを作成して、前記コンテキストを参照し
つつ符号化対象画素を２値画素データに変換するＪＢＩ
Ｇ方式符号化処理装置において、前記ブロック単位の画像データがオール白かオール白以
外かを判別する処理手段と、前記画像データがオール白
の場合、コンテキスト作成対象データとせず且つ１ライ
ンの画像データがオール白かどうかを検索する処理手段
と、前記画像データを３ライン分検索し、その結果をも
とに３ラインがオール白か又はオール白でないかを判別
する処理手段と、前記３ラインがオール白の場合には３
ラインオール白用の１ライン符号化処理を施す処理手段
と、前記３ラインがオール白ではない場合には１ライン
符号化処理を実行する処理手段とを具備することを特徴
とするＪＢＩＧ方式符号化処理装置。
【請求項６】入力された画像データをライン毎にブロ
ック単位で読み出し、そのブロック単位の画像データ毎
に前記画像データの符号化対象画素の周辺画素を参照し
てコンテキストを作成して、２値画素データに圧縮を行
う画像データ圧縮方法において、前記コンテキスト作成処理は、典型的予測のない場合
に、まず、１ライン分が白ラインか否かを検索し、続い
てｎ（ｎは２以上の整数）ラインが全て白ラインか否か
を判断し、オール白の場合前記コンテキストの予測値が
白であるのか否かを判断し、前記コンテキストの予測値
が白である場合に前記ｎラインオール白用のライン専用
の第１の１ライン符号化処理を実行し、前記ｎラインが全て白ラインでない場合、及び前記コン
テキストの予測値が白でない場合に第２の１ライン符号
化処理を実行することを特徴とする画像データ圧縮方
法。
【請求項７】入力された画像データをライン毎にブロ
ック単位で読み出し、そのブロック単位の画像データ毎
に前記画像データの符号化対象画素の周辺画素を参照し
てコンテキストを作成して、２値画素データに圧縮を行
う画像データ圧縮方法をプログラムとして格納したコン
ピュータが読み取り可能な記録媒体において、前記コンテキスト作成処理は、典型的予測の有無を判断
し、前記典型的予測のない場合に、まず、１ライン分が
白ラインか否かを検索し、続いて３ラインが全て白ライ
ンか否かを判断し、オール白の場合前記コンテキストの
予測値が白であるのか否かを判断し、前記コンテキスト
の予測値が白である場合に前記３ラインオール白用のラ
イン専用の第１の１ライン符号化処理を実行し、前記３
ラインが全て白ラインでない場合、及び前記コンテキス
トの予測値が白でない場合に第２の１ライン符号化処理
を実行することを特徴とする画像データ圧縮方法を前記
プログラムとして格納したコンピュータが読み取り可能
な記録媒体。
【請求項８】入力された画像データをライン毎にブロ
ック単位で読み出し、そのブロック単位の画像データ毎
に前記画像データの符号化対象画素の周辺画素を参照し
てコンテキストを作成し、２値画素データに圧縮を行う
画像データ圧縮方法をプログラムとして格納したコンピ
ュータが読み取り可能な記録媒体において、前記コンテキスト作成処理は、典型的予測のない場合
に、まず、１ライン分が白ラインか否かを検索し、続い
てｎ（ｎは２以上の整数）ラインが全て白ラインか否か
を判断し、オール白の場合前記コンテキストの予測値が
白であるのか否かを判断し、前記コンテキストの予測値
が白である場合に前記ｎラインオール白用のライン専用
の第１の１ライン符号化処理を実行し、前記ｎラインが
全て白ラインでない場合、及び前記コンテキストの予測
値が白でない場合に第２の１ライン符号化処理を実行す
ることを特徴とする画像データ圧縮方法を前記プログラ
ムとして格納したコンピュータが読み取り可能な記録媒
体。