JP3703195B2 - カラー画像伝送装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グレイスケールおよびカラーの連続階調静止画像に対してＪＰＥＧ圧縮規格を使用するデータ圧縮に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
"Joint Photographic Experts Group（合同写真技術専門家グループ）"の略称である"ＪＰＥＧ"として知られる委員会が、グレイスケールおよびカラーの連続階調静止画像を圧縮するための規格を確立した。この規格は、再生可能画像品質と圧縮率の間の妥協点を表している。非圧縮画像の圧縮画像に対する比率と定義される圧縮率を許容できる度合いにするように、ＪＰＥＧ規格は、喪失圧縮技術を採択した。２００ＤＰＩの８.５"×１１"のカラー画像に対して１０メガバイトのオーダーの膨大なデータ量が必要であることを所与とすれば、喪失圧縮技術を必要とした。しかしながら、ＪＰＥＧ規格を慎重に実施することによって、画像の喪失を画像のわずかな領域に限定することができ、非圧縮画像に比較して喪失を許容できる程度にとどめることができる。この技術を使って達成できる圧縮率は、１０：１から５０：１の範囲にある。
【０００３】
図１は、ＪＰＥＧ圧縮規格の典型的な実施のブロック図を示す。このブロック図は、圧縮エンジンと呼ばれる。圧縮エンジン１０は、ＣＩＥＬＡＢのような所与のカラー空間でソース画像を表すソース画像データに作用する。ソース画像データは、画像が捕捉された方法によって決定される特定の解像度を持つ。ソース画像データの個々のデータのそれぞれは、画像ピクセルを表す。さらに、ピクセルは、画像ピクセルを表すために使われるビット数によって定まる深度を持つ。
【０００４】
ソース画像データは、典型的には、ラスタ・ストリーム・データとして形式化される。しかし、圧縮技術は、データがブロックで表されることを必要とする。ブロックは、ソース画像データの２次元部分を表す。ＪＰＥＧ規格は、８×８ブロックのデータを使う。したがって、ラスタからブロックへの変換装置１２は、ラスタ・ソース画像データを８×８ブロックのソース画像メージ・データに変換する。また、ソース画像データは、符号なし整数から符号付き整数へシフトされ、圧縮プロセスの次の段階のため適切な形式に変換される。次に、これら８×８ブロックは、バス１４を通して離散コサイン変換器１６に転送される。
【０００５】
離散コサイン変換器１６は、離散コサイン変換（Discrete Cosine Transformの頭文字をとってＤＣＴと略称される）を使って、ソース画像データを変換する。従来技術の画像処理において既知のように、ＤＣＴは、８×８ソース画像データを、各々がＤＣＴ基底ベクトルに対応する６４個のＤＣＴエレメントまたは係数に分解する。これらの基底ベクトルは、ＤＣＴ空間の基本単位である独特な２次元（２Ｄ）"空間波形"である。これらの基底ベクトルは、独特の画像を表するものとみなされ、いかなるソース画像もこれらの独特な画像の加重総和に分解することができる。離散コサイン変換は、下記数１で示される前進離散コサイン（ＦＤＣＴ）関数を使用する。
【０００６】
【数１】
ただし、k,1 = 0の場合C(K),(C1) = 1/21/2でその他の場合C(K),(C1) = 1。
【０００７】
変換１６の出力は、ＤＣＴ基底ベクトルに対応する８×８ブロックのＤＣＴエレメントまたは係数である。次に、変換された画像データのブロックが、バス１８を経由して量子化器２０に転送される。量子化器２０は、圧縮エンジン１０への入力として指定されなければならない６４個のエレメント量子化テーブル２４を使用して６４個のＤＣＴエレメントを量子化する。量子化テーブルの各エレメントは、１から２５５までの整数値であって、対応するＤＣＴ係数に対する量子化器のステップサイズを指定する。量子化の目的は、所望の画像品質を達成するために必要とされる精度を越えないＤＣＴ係数を表すことによって最大圧縮量を達成することである。量子化は、多数対単数マッピングであるので、基本的には喪失型である。上述のように、喪失を画像のわずかな面に制限する量子化テーブルは、再生される画像が許容可能な程度以上にソース画像と異ならないように設計されている。
【０００８】
量子化器２０は、各ＤＣＴ係数と対応する量子化テーブル・エレメントの間の単純な除算を実行する。量子化器２０が分数の剰余を無視するので、喪失が発生する。量子化関数は、次の式で表される。
【０００９】
【数２】
YQ[k,l] = 整数丸め(Y[k,l]/Q[k,l])
ただし、Y(k,l)は、(k,l)番目のＤＣＴエレメントを表し、Q(k,l)は対応する量子化テーブル・エレメントを表す。
【００１０】
ソース画像を再生するためには、対応する量子化されたＤＣＴ係数を量子化テーブル・エレメントに乗ずる逆ステップが実行される。逆量子化ステップは、次の式によって表される。
【００１１】
【数３】
Y'[k,l] = YQ[k,l] QE[k,l]
明きらかなように、量子化ステップの間に破棄された端数部分は復元されない。このようにして、その情報は永久に失われる。量子化ステップが画像品質に対し潜在的影響を有するので、量子化テーブルの設計に関して相当の努力が傾注されてきた。これらの努力については、後述のＪＰＥＧ圧縮技術の最終ステップの後で更に説明する。
【００１２】
ＪＰＥＧ規格の最終的なステップは、エントロピー符号器２８によって実行されるエントロピー符号化である。エントロピー符号器２８は、バス２２を通して量子化器２０に接続し量子化された画像データをそこから受け取る。エントロピー符号器は、統計的特性に基づき量子化されたＤＣＴ係数を更に圧縮して符号化することによって喪失のない追加の圧縮を達成する。ＪＰＥＧ規格は、ハフマン(Huffman)符号化および算術符号化という２つのエントロピー符号化方法を指定する。図１の圧縮エンジンは、ハフマン符号化が使われることを仮定する。ハフマン符号化は、従来技術で既知の通り、１つまたは複数セットのハフマン符号テーブル３０を使用する。これらのテーブルは、特定の所与の画像についてあらかじめ定められまたは計算されることができる。ハフマン符号化は、喪失のない高度な圧縮を生成する既知の符号化技術である。従って、エントロピー符号化器２８の動作についてこれ以上説明しない。
【００１３】
図２には、典型的なＪＰＥＧ圧縮ファイル３４が概略的に示されている。圧縮ファイルは、ＪＰＥＧヘッダ３６、圧縮プロセスで使われる量子化（Ｑ）テーブル３８ならびにハフマン（Ｈ）テーブル４０、および圧縮された画像データ４２を含む。適切なＱテーブルが使われる時、この圧縮ファイル３４からオリジナルのソース画像イメージとみわけのつかない画像データを抽出することができる。以下に図３を参照してこの抽出プロセスを説明する。
【００１４】
ＪＰＥＧ伸張エンジン４３が図３に示されている。伸張エンジンは、本質的には圧縮エンジン１０の逆の動作をする。伸張エンジンは、圧縮画像データをヘッダ抽出器４４で受け取り、Ｈテーブル、Ｑテーブルおよびヘッダに含まれる情報に従って圧縮画像データを抽出する。ＨテーブルはＨテーブル４６に記憶され、ＱテーブルはＱテーブル４８に記憶される。次に、圧縮画像データは、エントロピー復号器５０へバス５２を経由して送出される。エントロピー復号器は、Ｈテーブル４６を使用してハフマン符号化圧縮画像データを復号する。エントロピー復号器５０の出力は、量子化されたＤＣＴエレメントである。
【００１５】
次に、量子化ＤＣＴエレメントは、バス５６を経由して逆量子化器５４に転送される。逆量子化器５４は、量子化ＤＣＴエレメントにＱテーブル４８中の対応する量子化テーブル・エレメントを乗ずる。上述のように、量子化ステップが圧縮画像データの転送の前に分数の剰余を切り捨てまたは破棄したので、この逆量子化ステップは、オリジナルのソース画像データを生成しない。
【００１６】
次に、逆量子化ＤＣＴエレメントは、逆離散コサイン変換器（ＩＤＣＴ）５７にバス５９を経由して渡され、逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）を使用してデータを元の時間領域に戻るように変換する。逆変換されたデータは、バス６０を経由してブロック／ラスタ変換器５８へ転送され、そこで、ＤＣＴエレメントのブロックが伸張されたソース画像データのラスタ・ストリングへ変換される。伸張されたソース画像データによってオリジナルのソース画像の複製が再生成される。しかしながら、再生成されたソース画像は、オリジナルのソース画像の正確な複製ではない。上述のように、データ圧縮プロセスの量子化ステップにおいて、データのなにがしかの喪失が発生している。しかし量子化テーブルを慎重に設計することによって、従来技術の方法は、喪失を画像の視覚的にわずかな部分にとどめている。
【００１７】
ＪＰＥＧ規格は、量子化テーブル、輝度チャネルに関するものとクロミナンス・チャネル関するものとの２つの量子化テーブルの例を含む。これらのテーブルは、ＩＳＯ発行の"Information technology - digital compression encodingof continuous - tones still images - part 1:Requirements and Guidelines "( ISO/IEC IS10918-1, October 20, 1992)の中で参照できる。これらのテーブルは、それぞれK.1およびK.2テーブルとして知られている。これらのテーブルは、ＹＵＶカラー空間で表現されるカラー画像の圧縮を許容可能な範囲の喪失にとどめるように意図して設計されている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
これらのテーブルは、視覚的に心地よい画像になるが、特定のアプリケーションに関しては圧縮率がむしろ低くなる。圧縮率は、量子化テーブルのエレメントの各々に適用される均一な乗数パラメータであるいわゆるＱ因子またはスケーリング因子を設定することによって変更することができる。Ｑ因子が大きいほど圧縮率は大きくなる。しかし、たとえオリジナルのテーブルが喪失を許容できる程度におさえるように設計されたとしても、大きいＱ因子は、再生画像に、一定のカラーの領域における濃淡のむらまたはテキスト拡大文字における環状むらのような人為的歪みを持ち込む。このような人為的歪みは、再生画像の後処理で、階調再現曲線修正段階を通すことにより、あるいは、画像を区画化してテキストを別に処理することによって、効果的に消し去ることができる。しかし、そのような方法は新たな人為的歪みを容易に持ち込むので、そのような方法は理想のものではない。
【００１９】
Ｑ因子アプローチが不適正である結果、ＪＰＥＧ離散量子化テーブルに対する別の設計方法がいくつか提案された。これらの方法は許容可能なものとして分類できるが、ここでいう許容可能とは、人が可視可能なシステム（すなわちＨＶＳ）に基づくかまたは情報理論の判断基準に基づいて許容可能であることを意味する。また、これらの方法は、主観的かまたは統計的冗長度の除去に基づくものとして設計されている。
【００２０】
量子化が、画像劣化の唯一の原因ではない。カラー・ソース画像データ自体も妥協処理されているかもしれない。走査されたカラー画像については、カラー走査機構の固有の制限のために画像の視覚品質が劣化する可能性がある。これらの制限は、主として、変調変換関数（ＭＴＦすなわちmodulation transfer function）の制約および誤登録(すなわちmisregistration)という２種類のものである。変調変換関数とは、走査プロセスの数学的表示または変換関数を指す。ＭＴＦによって走査プロセスを表現する場合に固有の制限が存在し、これらの制限が、グレイ調表現のあいまいな黒いテキスト・グリフィー(glyphy)を生み出すピクセル混同の主因である。誤登録とは、種々の周波数帯域に対する走査機構センサの相対的配置エラーを指す。例えば、ヒューレット・パッカード社のScan Jet IIdmは、緑に対する赤と青について＋／−０.０７６ミリメータのカラー誤登録許容範囲を持つ。（例えば、３００ＤＰＩにおける０.０８ｍｍという）画像ピクセルのサイズを考慮すれば、この量の誤登録は重大である。
【００２１】
明確な輪郭が読み取り効率にとって非常に重要であるので、これらの制限はカラー画像のテキストの質を大幅に劣化させる。しかしながら、テキストの視覚品質は、従来技術の輪郭強化技術を使用することによってに改善することができる。輪郭強化は、空間的または周波数領域（domain）において実行できる。(ＲＧＢのような）空間的領域では、輪郭強化は、輪郭強化カーネルを用いて走査画像の離散的な畳込みによって実行することができる。このアプローチは、高域ろ波器を用いて画像をろ過することに等しい。しかし、この技術は計算の負荷が大きい。例えば、Ｍ×Ｎ畳込みカーネルは、ピクセルあたりＭＮ回の乗算および加算を必要とする。
【００２２】
周波数領域における輪郭強化については、先ず、画像全体を高速フーリエ変換(ＦＦＴ)または離散フーリエ変換(ＤＦＴ)を使って周波数領域に変換し、低周波数成分は落とし、次に画像を時間領域へ変換する。この周波数領域方法も、空間的領域方法と同様に、計算負荷が大きい。さらに、それは、ＪＰＥＧ規格によって要求されるものと異なる変換を使用する。このように、走査画像における画像、特にテキストの視覚品質を向上する計算効率の高い圧縮方法が求められている。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画像を圧縮するために第１の量子化テーブル（ＱE）を使い、画像を伸張するために第２の量子化テーブル（ＱD）使用することを含む画像圧縮伸張の技術を提供する。圧縮および伸張は、一般的に、ＪＰＥＧ規格に準拠して実行される。第２の量子化テーブルＱDは、下記の式の一般的表現に従って第１の量子化テーブルQEと関係づけられる。
【００２４】
【数４】
QD = S × QE + B
ただし、Sは、そのエレメントS[k,l]が下記の式の表現に従って形成されるスケーリングマトリックスすなわち尺度マトリックスである。
【００２５】
【数５】
S[k,1]2 = V*[k,l]/VY[k,l]
ここで、V*は基準画像の分散マトリックスで、VYは走査画像の分散マトリックスであり、Ｂはゼロまたは非ゼロのエレメントを含むことができる輝度マトリックスである。尺度マトリックスＳを使用することによって、ＤＣＴエレメントの高周波コンポーネントを、付加的計算を必要とせずに「改良する」ことができる。
本発明に従って作成された第２の量子化テーブルＱDが、符号化された量子化画像データと共に、伸張プロセスに伝送され、そこで画像を復元するため使用される。
【００２６】
上記において基準画像は、事前選択された連続階調画像であり、処理されるべき画像に応じてグレイスケールかカラーのいずれをも選択することができる。基準画像は、目標画像ファイルにレンダリング（表現）される。目標画像ファイルは走査機構によって生成されないので、そのデータはいかなるカラー走査機構の固有の制限によっても影響されることはない。従って、画像のエネルギーまたは周波数内容の統計表示である目標画像データの分散は高周波コンポーネントを保持する。基準画像は、連続階調画像であることができるが、好ましい実施形態では、ひげ飾り(serif)フォントが、本発明が意図する良好な視覚品質を有しているので、基準画像は、ひげ飾りフォントで表されるテキストを含む。
【００２７】
また上記の走査画像は、どのような画像でもよいが、一例として、基準画像の印刷バージョンとすることができる。かくして、走査画像の分散は、基準画像のエネルギーまたは周波数成分を表すが、走査機構の固有の制約の影響を受けている。従って、上記のように基準画像および走査画像の分散マトリックスを基にして生成される尺度マトリックスを第１の量子化テーブルに適応することによって作成される第２の量子化マトリックスは、伸張プロセスによって再生成される画像品質をオリジナルの画像品質に近づける作用を持つ。
【００２８】
本発明の別の一面に従って、上記本発明の方法を実施するカラー・ファクシミリ（ファックス）機が提供される。該カラー・ファクシミリ機は、カラー画像をカラー・ソース画像データにレンダリングまたは変換する走査機構、カラー・ソース画像データを圧縮画像データに圧縮する圧縮エンジン、圧縮されたデータを他の情報とともにカプセル化する手段、およびカプセル化されたデータを伝送する手段を含む。圧縮エンジンは、離散コサイン変換を使用して画像データを量子化するためにしようする第１の量子化テーブルと、カプセル化されるデータに含まれて伸張プロセスで使用されるための第２の量子化テーブルを含む。第２の量子化テーブルは、上述のように、第１の量子化テーブルと関係づけられる。ファクシミリの受信側で、この第２の量子化テーブルを使用して受信した画像データを伸張することによって、従来技術では得られない高品質の画像を復元できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
量子化プロセスの概要
本発明によるテキスト／画像強化技術は、ＪＰＥＧ規格によって必ず必要とされる復号化または逆量子化プロセスに統合される。本発明は、次の２つの異なる量子化テーブルを使うことによって両者を統合する。すなわち、圧縮プロセスの間に画像データを量子化する際に使用される第１の量子化テーブル（ＱE）、および伸張プロセスの間に復号または逆量子化のために使用される第２の量子化テーブル（ＱD）の２つのテーブルである。２つのテーブルの間の差、具体的には、２つのテーブルの比率が、２つのプロセスにおいて実行される画像強化の量を決定する。画像強化と逆量子化プロセスを統合することによって、本発明は、従来の圧縮および伸張プロセスに必要とされた計算量を越える計算を必要としない。
【００３０】
本発明の動作を理解するため、以下の数学的導出が必要である。ＱDを伸張プロセスの間に復号または逆量子化する際に使用される量子化テーブルとし、量子化プロセスの間に使用される量子化テーブルＱEと上記ＱDは下記方程式(1)のように関係づけられる。
【００３１】
【数６】
QD = (S × QE) + B (1)
ただし、Ｓは、第１の量子化テーブルＱEの各エレメントにスケーリング値すなわち尺度値を乗ずることによって第２の量子化エレメントの対応するエレメントを導出するために使用される尺度マトリックスである。マトリックスＳは、真のマトリックス乗算を行うように使用されるのではなく、乗算はエレメント対エレメントで行われる。第１の量子化テーブルＱEのエレメントそれぞれに対して、尺度マトリックスＳの中に対応するエレメントがあり、両者の対応するエレメント同士を乗ずることによって、第２の量子化テーブルＱDの対応するエレメントが作成される。
【００３２】
マトリックスＢは、ＤＣＴエレメントのＤＣレベルを変化させることによって画像の輝度に影響を及ぼすことができるいわゆる輝度マトリックスである。Ｂマトリックスのエレメントは、所望の輝度に基づいてゼロか非ゼリ値を含むことができる。しかし、以下の説明および導出を単純化する目的のため、マトリックスＢは、ゼロ値エレメントのみを含むものと仮定する。
【００３３】
本発明のテキスト／画像強化技術は、画像の統計的属性を表現する分散マトリックスを使用する。分散マトリックスは、Ｍ×Ｍマトリックスであって、分散マトリックスの各エレメントは、全画像に対する対応するＤＣＴ係数の分散に等しい。分散は既知の伝統的方法で計算される。
【００３４】
輪郭強化技術は、本質において、伸張された画像の分散マトリックス(Vy'[k,l])を基準画像の分散マトリックス(V*[k,l])と合致させようと試行する。両者の合致の試行は、上記の量子化テーブルのスケーリングすなわち尺度づけによって実行される。これを実現するため、非圧縮画像と圧縮画像の間の関係が利用される。以下の導出がこの関係を明確にする。
【００３５】
V*[k,l] が基準画像の[k,l]周波数成分の分散を示すものとする。理想的には、この画像は、本技術が維持しようとする重要な属性、すなわち例えばテキスト画像である。この分散マトリックスは、それが走査機構によってカラー・ソース画像データにレンダリングされず、後述のようにソフトウエアによって理想形式にレンダリングされるという意味において、理想画像または基準画像に関するものである。このため、基準画像のカラー・ソース画像データは、走査機構の固有の制限による画像劣化による悪影響を内包しない。従って、基準画像の分散は、オリジナルの基準画像の高周波特性を保持する。
【００３６】
本方法は、量子化テーブルを修正することによって基準画像の分散とほぼ同じ分散を持つ伸張画像を生成するものである。このため、本方法は以下の関係を作成する。
【００３７】
【数７】
Vy'[k,l] = V*[k,l] (2)
しかし、伸張画像（Ｙ'）は、次式(3)によってオリジナルの量子化された画像（ＹQ）と関係づけられる。
【００３８】
【数８】
Y'[k,l] = YQE[K,l] QD[k,l] (3)
方程式(3)に方程式(1)を代入することによって、次式(4)が得られる。
【００３９】
【数９】
Y'[k,l] = YQE[K,l](S[k,l]QE[k,l]) (4)
従って、伸張画像の分散(VY')は次式(4)によって表される。
【００４０】
【数１０】
VY'[k,l] = Var(Y'[k,l]) = Var(S[k,l]YQE[k,l]QE[k,l]) (5)
VYをオリジナルの非圧縮画像の分散とすれば、上式は、次のようになる。
【００４１】
【数１１】
VY'[k,l] = S2[k,l]VY[k,l] (6)
式(6)を式(2)に代入することによって、尺度マトリックスＳと、基準画像(V*)ならびにオリジナル画像(VY)の分散の間の関係を示す次式(7)が得られる。
【００４２】
【数１２】
S[k,1]2= V*[k,l] / VY[k,l] (7)
従って、尺度マトリックスＳを適切に形成することによって、ＪＰＥＧ圧縮画像の分散を基準画像の分散の水準に格上げすることができる。
【００４３】
本発明の好ましい実施方法
図４には、本発明に従って、尺度づけされる量子化テーブルを形成する方法が示されている。第１のステップ６４は、基準画像を生成することである。本発明の好ましい実施形態において、この基準画像は、本発明の方法が維持することを意図する特定の特性値またはエレメントを具体化する。好ましい実施形態において、そのようなエレメントには、Times Romanのような飾りつきフォント(serif font)のようなタイプフェースを持つ読みやすいテキストが含まれる。テキスト画像鮮明化方法が保持することを意図するものが基準画像の周波数またはエネルギー特性であるので、基準画像の選択は重要である。方法が統計的であるので、多数の典型的画像に対する平均値算出によって、得られる結果の品質を改善することができる。そのような典型的な画像の例は、（例えば、PalatinoやDevanagariのような）種々のフォント、筆跡、短縮形、線描、系統図、バーコード等を使用する画像である。そのような種々の画像は、多くのクラスに分類することができる。
【００４４】
この基準画像生成ステップ６４は、Adobe IllustratorまたはMicrosoft WordなどのワードプロセッサあるいはＤＴＰ適用業務を典型的には使用して、コンピュータ上で実行される。画像はコンピュータに入力され、適用プログラムによって基準画像データにレンダリング（すなわち表現）される。基準画像データは、後続のステップで処理が可能となるような、ＣＩＥＬＡＢまたはＲＧＢのような適切なカラー空間で表現される。このプロセスは、先ず画像をAdobe Postscriptファイルで表現し、次に、 DisplayPostscriptを用いてAdobe Postscriptファイルをカラー・ソース画像データのビットマップに表現する。別の方法としては、ヒューレット・パッカード社のＰＣＬ言語のようなページ記述言語を用いて画像を記述し、次に、適当なレンダリング・プログラムによってビットマップに表現することもできる。
【００４５】
基準画像が生成され、基準画像データに表現された後、ステップ６６において、基準画像の平均エネルギーが決定される。好ましい実施形態において、このステップは、基準画像データについて分散マトリックス(V*)を計算することを含む。分散マトリックスは、従来技術において知られているように、画像に含まれる周波数成分またはエネルギーを統計的に表す。走査された画像と違って、走査機構の誤登録およびＭＴＦ制限による影響を受けていないので、基準画像はいかなるカラー走査機構固有の制限の影響も受けない。それゆえ、基準画像に関する分散は、基準画像の視覚品質にとって重要である高周波エネルギーを保持する。
【００４６】
ステップ６８で、走査画像が、走査されるか、あるいは、１つまたは複数の事前に記憶された走査画像から選択される。この走査画像は、走査機構の固有の制限の影響を受けているものである。この走査画像はどのような画像でもよいが、好ましい実施形態では、それは、ステップ６４で生成された基準画像の走査バージョンであるか、あるいは、平均化された基準画像を形成するために使用された画像と同じタイプのものである。
【００４７】
次に、ステップ６６の場合と同様に、走査画像の平均エネルギーがステップ７０で決定される。平均エネルギーは、走査画像の分散マトリックス（VY）によって表される。次に、ステップ７２で、基準画像の分散マトリックス(V*)と走査画像の分散マトリックス(VY)を使用して、尺度マトリックスＳが計算される。このステップには、尺度マトリックスＳのエレメント毎に上記方程式（7)を解くことが含まれる。最後に、ステップ７４で、量子化テーブルの尺度づけバージョンが計算される。このステップは、方程式(1)によって表される通りの単純なエレメント別乗算である。
【００４８】
スケーリングテーブルすなわち尺度テーブルの使用形態を図５を使用して明らかにする。図５において、第１のＱテーブル・セット７６が、ＪＰＥＧ圧縮規格に従って画像データを圧縮するＪＰＥＧ圧縮エンジン７８へ提供される。圧縮エンジン７８は、Ｑテーブル７６を使って量子化ステップを実行する。圧縮エンジン７８は、また、上述のように、ハフマン・テーブル８０を使用してエントロピー符号化を実行する。
【００４９】
次に、Ｑテーブル７６が、図４を参照して上述した方法６２を使用するスケーリング器すなわち尺度器８２によって尺度付けされる。次に、ＪＰＥＧヘッダ８６、尺度づけされたＱテーブル８８、Ｈテーブル９０および圧縮画像データ９２を含むＪＰＥＧ形式ファイル８４が形成される。Ｑテーブル７６を使用して量子化が実行されたが、尺度づけされたＱテーブルが、伸張プロセスでの使用のため伝送される。尺度マトリックスによって表される２つの量子化テーブルの間の差が、本発明によるテキスト／画像強化技術が実現する目標である。本発明の利点の１つは、本発明の画像強化技術を実行するため、伸張エンジンに対して何ら変更を加える必要がないことである。伸張エンジンは、尺度づけされてないＱテーブルを使う場合と同様の方法で、尺度づけされたＱテーブルを使う。このように、図３の従来技術の伸張エンジンは、そのまま、本発明に従って圧縮された画像を伸張することができる。それだけでなく、この伸張エンジンは、本発明によって改善された画像品質を保ちながら画像伸張を実行することができる。加えて、尺度づけされたＱテーブルは事前にコンパイルしメモリに記憶することができるので、尺度づけステップをリアルタイムで実行する必要がない。従って、本発明のこの好ましい実施形態は尺度器８２を必ずしも必要としない。
【００５０】
代替的形態として、尺度づけステップを圧縮側でなく伸張側で実行することもできる。本発明のこのような形態に従ってテキスト／画像強化技術を実施する伸張エンジン９４が図６に示されている。伸張エンジン９４は、本発明に従うテキスト／画像改善技術を実施しない従来技術の圧縮エンジンと連係させて使用することもできる。
【００５１】
伸張エンジン９４は、ＨテーブルおよびＱテーブルを抽出するヘッダ抽出器９６を含む。Ｈテーブルは、圧縮画像データを復号するためエントロピー復号器９８によって使われる。次に、伸張エンジンによって受け取られたＱテーブルは、尺度器１００によって上記方程式(7)に従って尺度づけされる。分散マトリックス(V*およびVY)が、尺度づけプロセスでの使用のため尺度器に記憶される。次に、尺度づけされたＱテーブルは、逆量子化ステップを実行する逆量子化器１０４による使用のため、ランダム・アクセス・メモリー１０２に記憶される。尺度づけされたＱテーブルが逆量子化ステップで使われるので、本発明に従うテキスト／画像改善技術がこのステップで実施される。次に、逆量子化画像データはＩＤＣＴ１０５によって変換され、ブロック／ラスタ変換器１０６によってラスタ化される。改善されたテキスト／画像ソース画像データが上記ステップの成果である。
【００５２】
このように、テキスト／画像改善技術は、伸張側か圧縮側かどちらかで実施することができるが、両側で実施する必要はない。伸張エンジン９４および圧縮エンジン７８が一緒に使われるとすれば、尺度づけが圧縮側で実行される場合尺度器１００をバイパスするなんらかの方法が必要である。尺度づけを圧縮側で実行すべきか、あるいは、伸張側で実行すべきかを識別するためのタグ・フィールドをＪＰＥＧヘッダに含めることは可能である。しかし、これは、ＪＰＥＧファイルにおけるＪＰＥＧ適用業務マーカーの使用を必要とする。従って、圧縮側で量子化テーブルに尺度をつけ、その尺度づけされた量子化テーブルを伸張エンジンに伝送することが、本発明にとって好ましい方法である。これは、伸張エンジンまたはＪＰＥＧ規格に対しどのような変更をも必要としない。
【００５３】
本発明に従った圧縮エンジンが上述のように専用ハードウェアで実施されるけれども、これに代えて、インテル８０４８６かペンティアムまたはヒューレット・パッカード社ＰＡ−ＲＩＳＣのようなマイクロプロセッサを持つコンピュータ上で動作するソフトウエアによって実施することもできる。ソフトウエアでの実施の場合、事前計算またはリアルタイム計算いずれかの種々のテーブルが、圧縮および伸張プロセスの間、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）に記憶され、本発明の方法の種々のステップが、ソフトウェア・プロセスまたはルーチンによって実行される。所望の処理能力とコストに応じて、本発明に従って圧縮および伸張またはそのいずれかを実施するために使用できる多数のハードウエアおよびソフトウエアの組合せが存在する。組合せが多すぎるので個別に記述することはできないが、当業者が本明細書の記述に基づいてそのような組合せを実施することは可能であろう。
【００５４】
装置の実施形態
本発明に従うＪＰＥＧ圧縮および伸張エンジンを使用するカラー・ファクシミリ機１３４が図７に示されている。カラー・ファクス機１３４は、関連しているが独立した２つのコンポーネント、すなわち送信コンポーネントおよび受信コンポーネント、を含む。送信コンポーネントは、物理的画像ドキュメントを受け取り、受け取った物理画像をカラー・ソース画像データにレンダリング（表現）または変換する走査機構１３６を含む。次に、カラー・ソース画像データは、補正／変換エンジン１３８に渡され、走査機構における特定の変形に関して補正され、適切に形式化される。この変換は、あるカラー空間（例えばＲＧＢ）から別の空間（例えばＣＩＥＬＡＢ）への変換を含むことができる。
【００５５】
補正され変換されたカラー・ソース画像データは、次に、本発明に従って形成される２つの量子化テーブル（ＱＥおよびＱＤ）を有するＪＰＥＧ圧縮エンジン１４０に渡される。
【００５６】
ＪＰＥＧ圧縮エンジンは上述の方法でソース画像データを圧縮画像データへ圧縮して、それを第２のＱテーブル(QD)と共にＧ３／Ｇ４カプセル化エンジン１４２へ渡す。カプセル化エンジン１４２は、改訂Ｔ.３０Ｇ３ファクシミリ規格に従って圧縮画像データをカプセル化するステップを実行する。Ｇ３に代わって、カプセル化が、Ｔ.３０Ｇ４ファクシミリ規格に従って動作する同等機械用のＧ４についてのものでもよい。次に、カプセル化されたデータは、伝送手段１４４を介して限定的帯域チャネルを通して伝送される。好ましい実施形態では、この伝送手段はモデム（変調装置）を含むが、直接伝送回路を含むこともできる。
【００５７】
受信側では、カラー・ファックス機１３４は、受信手段１４６を含むが、好ましい実施形態では、この受信手段はモデム（変調装置）を使用するが、同等の直接受信回路でもよい。受け取られた圧縮画像データは、Ｇ３／Ｇ４復号エンジン１４８によって復号される。エンジン１４８は、適用できるＧ３かＧ４のファクシミリ規格に従って圧縮画像を復号する（またはカプセル化を解く）。次に、復号された圧縮画像データが、ＪＰＥＧ伸張エンジン１５０によって伸張される。
好ましい実施形態においては、図６に示されるこの伸張エンジンは、Ｑテーブル尺度器を含む。さらに、伸張エンジン１５０は、Ｑテーブルが圧縮プロセスにおいて尺度づけされたか否かを判断する手段を含む。上述のように、この動作は、ヘッダ・ファイルを復号することを含む。代替的形態として、尺度づけしたＱテーブルのセットを事前に計算して受信コンポーネントのメモリに記憶しておき、エンジン１５０による伸張プロセスでそれを使用する。別の実施形態では、エンジン１５０は、尺度づけが圧縮プロセスで実行されたと仮定して、Ｑテーブルを受け取るままに使用することもできる。
【００５８】
次に、伸張されたソース画像データは、補正／変換エンジン１５２に渡され、ソース画像データを、カラー・ファックス１３４に含まれるカラー・プリンタ１５４によって要求されるカラー空間へ変換される。カラー・プリンタ１５４は、インクジェットまたはインパクト電子写真などの印刷技術を使用して、画像を複製する。複製されるカラー画像においては、本発明に従って形成される尺度づけされたＱテーブルを使うことによって、画像データのリアルタイム処理を必要とすることなく画像のテキスト／画像品質が改善される。本明細書に記述されるテキスト／画像改良技術は、その実施のため、ＪＰＥＧ規格によって既に要求されている処理を利用する。このようにして、製品のコスト全体は影響を受けない。
【００５９】
カラー・ファクシミリ機１３４は、圧縮および伸張プロセスの間の使用のため、複数の異なる尺度づけされた量子化テーブルを含むことができる。上述の方法を使用して、これらの種々の尺度づけされた量子化テーブルを、各テーブルが、異なる基準画像または所与のタイプについてのいくつかの画像の平均を使用する形態で形成するように、事前計算することができる。これらの異なる基準画像は、異なるテキストまたは画像特性を改良するため選択することができる。ユーザは、画像強調技術がユーザの画像について最適化することができるように、所望の画像に合致する特定の尺度づけされた量子化テーブルを選択することができる。好ましい実施形態では、機械１３４は、ユーザの選択を識別するユーザ可動選択装置を含む。ファックス機１３４の送信コンポーネントは、ユーザの選択に応答して、適切な尺度付けされた量子化テーブルを選択する。
【００６０】
カラー・ファクシミリ機がグレイスケール・モードで使われる場合も上述と同様の方法をグレイスケール・ファクシミリ機に適用することができる。この場合、輝度チャネルだけが使われる。従って、用語カラーは、本明細書では、カラーおよびグレイスケールを指す。
【００６１】
カラー・ファクシミリ機１３４は、本発明のＪＰＥＧ圧縮および伸張エンジンに関する１つの応用例にすぎない。上述の方法によって形成された量子化テーブルは、ＪＰＥＧ圧縮を必要とするどのような形態においても使うことができる。
そのような適用形態は、典型的には、限定された帯域幅機能を有するものである。そのような限定された帯域幅実施形態の別の例は、パーソナル・コンピュータまたはワークステーションである。そのような実施形態では、カラー画像は、POSTSCRIPTのような種々の異なる形式で表現され、画面に表示される。ＪＰＥＧ圧縮を使用して、これらのカラー画像を圧縮して、限定帯域幅チャネル上に圧縮画像をより効率的に伝送することが可能となる。
【００６２】
以上、本発明の原理を好ましい実施形態を用いて図解しそして説明したが、その原理を逸脱することなく、本発明をその詳細な構成において修正することができることは、当業者にとって明白であろう。例えば、本発明がＪＰＥＧ圧縮規格に関して記述されたけれども、その方法はＭＰＥＧ、Ｈ.２６１またはその他の圧縮規格にも同様に適用することができる。
【００６３】
本発明には、例として次のような実施様態が含まれる。
（１）カラー画像を、該カラー画像を表すソース画像データに変換する手段および上記ソース画像データを圧縮画像データに圧縮する圧縮エンジンを備えたカラー画像伝送装置であって、上記圧縮エンジンが、上記ソース画像データを変換された画像データに変換する変換手段と、複数エレメントからなる第１の量子化テーブルQEを記憶する手段と、上記第１の量子化テーブルに含まれるエレメントに従って、上記変換された画像データを量子化された画像データに変換する量子化手段と、上記第１の量子化テーブルと同一ではない第２の複数エレメント量子化テーブルQDを記憶する手段と、エントロピー・テーブルを使用して上記量子化された画像データを符号化された画像データに変換するエントロピー符号化手段と、上記符号化された画像データ、上記第２の量子化テーブルおよび上記エントロピー・テーブルをカプセル化することによって１つのカプセル化されたデータ・ファイルを形成するカプセル化手段と、上記カプセル化されたデータ・ファイルを伝送する手段と、を備える、カラー画像伝送装置。
（２）あらかじめ定められる関数に従って、上記第１の量子化テーブルQEを尺度づけすることによって上記第２の量子化テーブルQDを作成する尺度づけ手段を更に備える、上記（１）に記載のカラー画像伝送装置。
（３）上記第２の量子化テーブルが、基準画像エネルギーと走査画像エネルギーのあらかじめ定められた関数に従って上記第１の量子化テーブルに関係づけられる、上記（１）に記載のカラー画像伝送装置。
（４）V*を基準画像の分散マトリックス、VYを走査画像の分散マトリックスとする時、Sを、式S[k,1]2 = V*[k,l]/VY[k,l]によって与えられるS[k,1]を各エレメントに持つ尺度マトリックスとして、上記あらかじめ定められる関数が、式QD =
S × QEによって与えられる、上記（１）に記載のカラー画像伝送装置。
（５）カラー画像を、該カラー画像を表すソース画像データに変換する上記手段が、カラー走査器と、カラー・ソース画像データをガンマ補正する手段と、上記カラー・ソース画像データを第１のカラー空間から第２のカラー空間へ変換する手段と、を含む上記（１）に記載のカラー画像伝送装置。
（６）カラー画像を、該カラー画像を表すソース画像データに変換する上記手段が、コンピュータ上で動作することが可能なコンピュータ・ソフトウエアを含む、上記（１）に記載のカラー画像伝送装置。
【００６４】
（７）カプセル化されたデータ・パケットを受け取る手段と、上記カプセル化されたデータ・パケットを復号して、ヘッダ、受信画像データ、受信量子化テーブルQRおよび受信エントロピー・テーブルを抽出する復号手段と、上記受信量子化テーブルおよび受信エントロピー・テーブルを使用して、上記受信画像データをカラー・ソース画像データに伸張する伸張エンジンと、上記カラー・ソース画像データからカラー画像を再生成する手段と、を備える上記（１）に記載のカラー画像伝送装置。
（８）上記受信量子化テーブルQRを尺度づけして、上記伸張エンジンによって使用される尺度づけされた量子化テーブルQSを作成する尺度づけ手段を更に備える、上記（７）に記載のカラー画像伝送装置。
（９）上記尺度づけされた量子化テーブルが、基準画像のエネルギーおよび走査画像のエネルギーのあらかじめ定められた関数に従って、上記受信量子化テーブルに関係づけられる、上記（８）に記載のカラー画像伝送装置。
（１０）V*を基準画像の分散マトリックス、VYを走査画像の分散マトリックスとする時、Sを、式S[k,1]2 = V*[k,l]/VY[k,l]によって与えられるS[k,1]を各エレメントに持つ尺度マトリックスとして、上記あらかじめ定められる関数が、式QD = S × QEによって与えられる、上記（９）に記載のカラー画像伝送装置。
（１１）上記ヘッダに応じて、上記受信量子化テーブルを選択的に尺度づけする手段を備える、上記（１０）に記載のカラー画像伝送装置。
（１２）カラー画像をカラー・ソース画像データから再生成する上記手段が、該カラー画像をコンピュータ表示装置上に表示するため該コンピュータ上で動作することが可能なコンピュータ・ソフトウエアを含む、上記（７）に記載のカラー画像伝送装置。
（１３）ソース画像データを変換する上記手段が、離散コサイン変換を使用して変換する手段を含む、上記（１）に記載のカラー画像伝送装置。
【００６５】
（１４）テキストおよび画像品質が向上するように伸張画像を生成する画像を圧縮し、伝送し、伸張する方法であって、第１の量子化テーブルQEを使用してソース画像を圧縮画像データに圧縮するステップと、基準画像のエネルギーおよび走査画像のエネルギーのあらかじめ定められた関数に従って上記第１の量子化テーブルに関係づけられるように第２の量子化テーブルQDを作成するステップと、上記圧縮画像データを伝送するステップと、上記第２の量子化テーブルQDを使用して、上記圧縮画像データを伸張するステップと、を含む方法。
（１５）上記第２の量子化テーブルを作成するステップが、あらかじめ定められる関数に従って、上記第１の量子化テーブルを尺度づけして上記第２の量子化テーブルを作成するステップを含む、上記（１４）に記載の方法。
（１６）上記第１の量子化テーブルを尺度づけして上記第２の量子化テーブルを作成するステップが、上記圧縮画像データを伝送するステップに先行して実行される、上記（１５）に記載の方法。
（１７）上記第１の量子化テーブルを尺度づけして上記第２の量子化テーブルを作成するステップが、上記圧縮画像データを伝送するステップの後に実行される、上記（１５）に記載の方法。
（１８）第２の量子化テーブルを作成する上記ステップが、V*を基準画像の分散マトリックス、VYを走査画像の分散マトリックスとする時、Sを、式S[k,1]2 = V*[k,l]/VY[k,l]によって与えられるS[k,1]を各エレメントに持つ尺度マトリックスとして、式QD = S X QEに従って、上記第２の量子化テーブルQDが上記第１の量子化テーブルQEに関係づけられるように上記第２の量子化テーブルを作成するステップを含む、上記（１５）に記載の方法。
（１９）上記（１４）の第２の量子化テーブルを作成するステップが、上記圧縮画像データと上記第２の量子化テーブルをカプセル化して１つのカプセル化されたデータ・ファイルを形成するステップと、上記カプセル化されたデータ・ファイルを伝送するステップと、を含む上記（１４）に記載の方法。
（２０）上記（１４）の第２の量子化テーブルを作成するステップが、目標画像を選択するステップと、目標画像を画像ファイルに変換するステップと、を含む上記（１４）に記載の方法。
（２１）上記目標画像を選択するステップが、画像の品質を決定する画像エレメントを有する目標画像を選択するステップを含む、上記（２０）に記載の方法。
（２２）上記目標画像を選択するステップが、テキストを有する目標画像を選択するステップを含む、上記（２０）に記載の方法。
（２３）上記目標画像を選択するステップが、飾りつきフォントを持つテキストを有する目標画像を選択するステップを含む、上記（２０）に記載の方法。
（２４）上記走査画像が基準画像である、上記（１４）に記載の方法。
【００６６】
（２５）ＪＰＥＧ圧縮規格に準拠して画像を圧縮する際に使用される量子化テーブルを作成する方法であって、第１の量子化テーブルQEを選択するステップと、V*を基準画像の分散マトリックス、VYを走査画像の分散マトリックスとする時、Sを、式S[k,1]2 = V*[k,l]/VY[k,l]によって与えられるS[k,1]を各エレメントに持つ尺度マトリックスとして、式QD = S × QEに従って、上記第１の量子化テーブルQEに関係づけられるように第２の量子化テーブルQDを作成するステップと、を含む方法。
（２６）上記第２の量子化テーブルQDを作成するステップが、基準画像を選択するステップと、上記基準画像を基準画像データに変換するステップと、上記基準画像データに関して分散マトリックスV*を計算するステップと、を含む上記（２５）に記載の方法。
（２７）上記第２の量子化テーブルQDを作成するステップが、走査画像を走査して走査画像データを生成するステップと、上記走査画像データに関して分散マトリックスVYを計算するステップと、を含む上記（２６）に記載の方法。
（２８）走査画像を走査して走査画像データを生成する上記ステップが、基準画像を走査するステップを含む、上記（２７）に記載の方法。
【００６７】
（２９）ＪＰＥＧ圧縮規格を使用して圧縮される圧縮画像のテキストおよび画像品質を改善する方法であって、基準画像を選択するステップと、上記基準画像のエネルギーを決定するステップと、走査画像を選択するステップと、上記走査画像のエネルギーを決定するステップと、第１の量子化テーブルQEを選択するステップと、上記基準画像のエネルギーおよび上記走査画像のエネルギーの比率に従って、上記第１の量子化テーブルに尺度値を乗じて、第２の量子化テーブルQDを形成するステップと、上記第１の量子化テーブルQEを使用しＪＰＥＧ規格に準拠してソース画像を圧縮するステップと、上記第２の量子化テーブルQDを使用しＪＰＥＧ規格に準拠して圧縮されたソース画像を伸張するステップと、を含む方法。
（３０）基準画像のエネルギーを決定する上記ステップが、基準画像の分散マトリックスV*を決定することを含む、上記（３０）に記載の方法。
（３１）走査画像のエネルギーを決定する上記ステップが走査画像の分散マトリックスVYを決定することを含む、上記（３０）に記載の方法。
（３２）第２の量子化テーブルQDを形成する上記ステップが、式S[k,1]2 = V*[k,l]/VY[k,l]によって与えられるS[k,1]を各エレメントに持つように尺度マトリックスSを決定し、式QD = S × QEに従って、上記第１の量子化テーブルQEに上記尺度マトリックスSを各エレメント毎に乗じて第２の量子化テーブルQDを作成するステップを含む、上記（３１）に記載の方法。
（３３）上記圧縮画像データと上記第２の量子化テーブルをカプセル化して１つのＪＰＥＧファイルを形成するステップと、上記カプセル化されたＪＰＥＧファイルを限定帯域チャネルを通して伝送するステップと、を含む上記（２９）に記載の方法。
（３４）複数の基準画像を選択するステップと、各基準画像のエネルギーを決定するステップと、上記複数基準画像のエネルギーの平均値を計算するステップと、上記複数基準画像の平均エネルギーと上記走査画像のエネルギーの比率に従って、上記第１の量子化テーブルQEに尺度値を乗じて、第２の量子化テーブルQDを形成するステップと、を含む上記（２９）に記載の方法。
（３５）複数の基準画像を選択する上記ステップが、それぞれが異なる図形データを含む複数の基準画像を選択するステップを含む、上記（３４）に記載の方法。
（３６）複数の走査画像を選択するステップと、各走査画像のエネルギーを決定するステップと、上記複数走査画像のエネルギーの平均値を計算するステップと、上記基準画像のエネルギーと上記複数走査画像の平均エネルギーの比率に従って、上記第１の量子化テーブルQEに尺度値を乗じて、第２の量子化テーブルQDを形成するステップと、を含む上記（２９）に記載の方法。
【００６８】
【発明の効果】
従来技術のＪＰＥＧ圧縮エンジンまたは伸張エンジンの構成を変えることなく、走査画像における画像、特にテキストの視覚品質を向上する計算効率の高い圧縮方法および装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術のＪＰＥＧ圧縮エンジンのブロック図である。
【図２】ＪＰＥＧ圧縮ファイルの典型的形式を示す図である。
【図３】従来技術のＪＰＥＧ伸張エンジンのブロック図である。
【図４】本発明に従って尺度づけされる量子化テーブルを形成する方法の流れ図である。
【図５】本発明に従って尺度づけされた量子化テーブルを含むＪＰＥＧ圧縮ファイルを示す図である。
【図６】本発明に従うＪＰＥＧ伸張エンジンのブロック図である。
【図７】本発明に従うＪＰＥＧ圧縮エンジンおよび伸張エンジンを含むカラー・ファクシミリ機のブロック図である。
【符号の説明】
１０、７８、１４０ ＪＰＥＧ圧縮エンジン
１２ ラスタ／ブロック変換器
１４、１８、２２、２６、３２、５２、５６、５９、６０ バス
１６ 前進離散コサイン変換器（ＦＤＣＴ）
２０ 量子化器
２４、３８、４８ 量子化テーブル（Ｑテーブル）
２８ エントロピー符号器
３０、４０、４６、８０、９０、９９ ハフマン・テーブル（Ｈテーブル）
３４ ＪＰＥＧ圧縮ファイル
３６、８６ ＪＰＥＧヘッダ
４２、９２ 圧縮画像データ
４３、９４、１５０ ＪＰＥＧ伸張エンジン
４４、９６ ヘッダ抽出器
５０、９８ エントロピー復号器
５４、１０４ 逆量子化器
５７、１０５ 逆離散コサイン変換器（ＩＤＣＴ）
５８、１０６ ブロック／ラスタ変換器
６２ 尺度づけされる量子化テーブル形成方法
８２ 尺度器
８３、８８、１０２ 尺度づけされたＱテーブル
８４ ＪＰＥＧ形式ファイル
１３４ カラー・ファクシミリ機
１３６ 走査器
１３８、１５２ 補正／変換エンジン
１５４ プリンタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、グレイスケールおよびカラーの連続階調静止画像に対してＪＰＥＧ圧縮規格を使用するデータ圧縮に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
"Joint Photographic Experts Group（合同写真技術専門家グループ）"の略称である"ＪＰＥＧ"として知られる委員会が、グレイスケールおよびカラーの連続階調静止画像を圧縮するための規格を確立した。この規格は、再生可能画像品質と圧縮率の間の妥協点を表している。非圧縮画像の圧縮画像に対する比率と定義される圧縮率を許容できる度合いにするように、ＪＰＥＧ規格は、喪失圧縮技術を採択した。２００ＤＰＩの８.５"×１１"のカラー画像に対して１０メガバイトのオーダーの膨大なデータ量が必要であることを所与とすれば、喪失圧縮技術を必要とした。しかしながら、ＪＰＥＧ規格を慎重に実施することによって、画像の喪失を画像のわずかな領域に限定することができ、非圧縮画像に比較して喪失を許容できる程度にとどめることができる。この技術を使って達成できる圧縮率は、１０：１から５０：１の範囲にある。
【０００３】
図１は、ＪＰＥＧ圧縮規格の典型的な実施のブロック図を示す。このブロック図は、圧縮エンジンと呼ばれる。圧縮エンジン１０は、ＣＩＥＬＡＢのような所与のカラー空間でソース画像を表すソース画像データに作用する。ソース画像データは、画像が捕捉された方法によって決定される特定の解像度を持つ。ソース画像データの個々のデータのそれぞれは、画像ピクセルを表す。さらに、ピクセルは、画像ピクセルを表すために使われるビット数によって定まる深度を持つ。
【０００４】
ソース画像データは、典型的には、ラスタ・ストリーム・データとして形式化される。しかし、圧縮技術は、データがブロックで表されることを必要とする。ブロックは、ソース画像データの２次元部分を表す。ＪＰＥＧ規格は、８×８ブロックのデータを使う。したがって、ラスタからブロックへの変換装置１２は、ラスタ・ソース画像データを８×８ブロックのソース画像メージ・データに変換する。また、ソース画像データは、符号なし整数から符号付き整数へシフトされ、圧縮プロセスの次の段階のため適切な形式に変換される。次に、これら８×８ブロックは、バス１４を通して離散コサイン変換器１６に転送される。
【０００５】
離散コサイン変換器１６は、離散コサイン変換（Discrete Cosine Transformの頭文字をとってＤＣＴと略称される）を使って、ソース画像データを変換する。従来技術の画像処理において既知のように、ＤＣＴは、８×８ソース画像データを、各々がＤＣＴ基底ベクトルに対応する６４個のＤＣＴエレメントまたは係数に分解する。これらの基底ベクトルは、ＤＣＴ空間の基本単位である独特な２次元（２Ｄ）"空間波形"である。これらの基底ベクトルは、独特の画像を表するものとみなされ、いかなるソース画像もこれらの独特な画像の加重総和に分解することができる。離散コサイン変換は、下記数１で示される前進離散コサイン（ＦＤＣＴ）関数を使用する。
【０００６】
【数１】
【０００７】
変換１６の出力は、ＤＣＴ基底ベクトルに対応する８×８ブロックのＤＣＴエレメントまたは係数である。次に、変換された画像データのブロックが、バス１８を経由して量子化器２０に転送される。量子化器２０は、圧縮エンジン１０への入力として指定されなければならない６４個のエレメント量子化テーブル２４を使用して６４個のＤＣＴエレメントを量子化する。量子化テーブルの各エレメントは、１から２５５までの整数値であって、対応するＤＣＴ係数に対する量子化器のステップサイズを指定する。量子化の目的は、所望の画像品質を達成するために必要とされる精度を越えないＤＣＴ係数を表すことによって最大圧縮量を達成することである。量子化は、多数対単数マッピングであるので、基本的には喪失型である。上述のように、喪失を画像のわずかな面に制限する量子化テーブルは、再生される画像が許容可能な程度以上にソース画像と異ならないように設計されている。
【０００８】
量子化器２０は、各ＤＣＴ係数と対応する量子化テーブル・エレメントの間の単純な除算を実行する。量子化器２０が分数の剰余を無視するので、喪失が発生する。量子化関数は、次の式で表される。
【０００９】
【数２】
YQ[k,l] = 整数丸め(Y[k,l]/Q[k,l])
ただし、Y(k,l)は、(k,l)番目のＤＣＴエレメントを表し、Q(k,l)は対応する量子化テーブル・エレメントを表す。
【００１０】
ソース画像を再生するためには、対応する量子化されたＤＣＴ係数を量子化テーブル・エレメントに乗ずる逆ステップが実行される。逆量子化ステップは、次の式によって表される。
【００１１】
【数３】
Y'[k,l] = YQ[k,l] QE[k,l]
明きらかなように、量子化ステップの間に破棄された端数部分は復元されない。このようにして、その情報は永久に失われる。量子化ステップが画像品質に対し潜在的影響を有するので、量子化テーブルの設計に関して相当の努力が傾注されてきた。これらの努力については、後述のＪＰＥＧ圧縮技術の最終ステップの後で更に説明する。
【００１２】
ＪＰＥＧ規格の最終的なステップは、エントロピー符号器２８によって実行されるエントロピー符号化である。エントロピー符号器２８は、バス２２を通して量子化器２０に接続し量子化された画像データをそこから受け取る。エントロピー符号器は、統計的特性に基づき量子化されたＤＣＴ係数を更に圧縮して符号化することによって喪失のない追加の圧縮を達成する。ＪＰＥＧ規格は、ハフマン(Huffman)符号化および算術符号化という２つのエントロピー符号化方法を指定する。図１の圧縮エンジンは、ハフマン符号化が使われることを仮定する。ハフマン符号化は、従来技術で既知の通り、１つまたは複数セットのハフマン符号テーブル３０を使用する。これらのテーブルは、特定の所与の画像についてあらかじめ定められまたは計算されることができる。ハフマン符号化は、喪失のない高度な圧縮を生成する既知の符号化技術である。従って、エントロピー符号化器２８の動作についてこれ以上説明しない。
【００１３】
図２には、典型的なＪＰＥＧ圧縮ファイル３４が概略的に示されている。圧縮ファイルは、ＪＰＥＧヘッダ３６、圧縮プロセスで使われる量子化（Ｑ）テーブル３８ならびにハフマン（Ｈ）テーブル４０、および圧縮された画像データ４２を含む。適切なＱテーブルが使われる時、この圧縮ファイル３４からオリジナルのソース画像イメージとみわけのつかない画像データを抽出することができる。以下に図３を参照してこの抽出プロセスを説明する。
【００１４】
ＪＰＥＧ伸張エンジン４３が図３に示されている。伸張エンジンは、本質的には圧縮エンジン１０の逆の動作をする。伸張エンジンは、圧縮画像データをヘッダ抽出器４４で受け取り、Ｈテーブル、Ｑテーブルおよびヘッダに含まれる情報に従って圧縮画像データを抽出する。ＨテーブルはＨテーブル４６に記憶され、ＱテーブルはＱテーブル４８に記憶される。次に、圧縮画像データは、エントロピー復号器５０へバス５２を経由して送出される。エントロピー復号器は、Ｈテーブル４６を使用してハフマン符号化圧縮画像データを復号する。エントロピー復号器５０の出力は、量子化されたＤＣＴエレメントである。
【００１５】
次に、量子化ＤＣＴエレメントは、バス５６を経由して逆量子化器５４に転送される。逆量子化器５４は、量子化ＤＣＴエレメントにＱテーブル４８中の対応する量子化テーブル・エレメントを乗ずる。上述のように、量子化ステップが圧縮画像データの転送の前に分数の剰余を切り捨てまたは破棄したので、この逆量子化ステップは、オリジナルのソース画像データを生成しない。
【００１６】
次に、逆量子化ＤＣＴエレメントは、逆離散コサイン変換器（ＩＤＣＴ）５７にバス５９を経由して渡され、逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）を使用してデータを元の時間領域に戻るように変換する。逆変換されたデータは、バス６０を経由してブロック／ラスタ変換器５８へ転送され、そこで、ＤＣＴエレメントのブロックが伸張されたソース画像データのラスタ・ストリングへ変換される。伸張されたソース画像データによってオリジナルのソース画像の複製が再生成される。しかしながら、再生成されたソース画像は、オリジナルのソース画像の正確な複製ではない。上述のように、データ圧縮プロセスの量子化ステップにおいて、データのなにがしかの喪失が発生している。しかし量子化テーブルを慎重に設計することによって、従来技術の方法は、喪失を画像の視覚的にわずかな部分にとどめている。
【００１７】
ＪＰＥＧ規格は、量子化テーブル、輝度チャネルに関するものとクロミナンス・チャネル関するものとの２つの量子化テーブルの例を含む。これらのテーブルは、ＩＳＯ発行の"Information technology - digital compression encodingof continuous - tones still images - part 1:Requirements and Guidelines "( ISO/IEC IS10918-1, October 20, 1992)の中で参照できる。これらのテーブルは、それぞれK.1およびK.2テーブルとして知られている。これらのテーブルは、ＹＵＶカラー空間で表現されるカラー画像の圧縮を許容可能な範囲の喪失にとどめるように意図して設計されている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
これらのテーブルは、視覚的に心地よい画像になるが、特定のアプリケーションに関しては圧縮率がむしろ低くなる。圧縮率は、量子化テーブルのエレメントの各々に適用される均一な乗数パラメータであるいわゆるＱ因子またはスケーリング因子を設定することによって変更することができる。Ｑ因子が大きいほど圧縮率は大きくなる。しかし、たとえオリジナルのテーブルが喪失を許容できる程度におさえるように設計されたとしても、大きいＱ因子は、再生画像に、一定のカラーの領域における濃淡のむらまたはテキスト拡大文字における環状むらのような人為的歪みを持ち込む。このような人為的歪みは、再生画像の後処理で、階調再現曲線修正段階を通すことにより、あるいは、画像を区画化してテキストを別に処理することによって、効果的に消し去ることができる。しかし、そのような方法は新たな人為的歪みを容易に持ち込むので、そのような方法は理想のものではない。
【００１９】
Ｑ因子アプローチが不適正である結果、ＪＰＥＧ離散量子化テーブルに対する別の設計方法がいくつか提案された。これらの方法は許容可能なものとして分類できるが、ここでいう許容可能とは、人が可視可能なシステム（すなわちＨＶＳ）に基づくかまたは情報理論の判断基準に基づいて許容可能であることを意味する。また、これらの方法は、主観的かまたは統計的冗長度の除去に基づくものとして設計されている。
【００２０】
量子化が、画像劣化の唯一の原因ではない。カラー・ソース画像データ自体も妥協処理されているかもしれない。走査されたカラー画像については、カラー走査機構の固有の制限のために画像の視覚品質が劣化する可能性がある。これらの制限は、主として、変調変換関数（ＭＴＦすなわちmodulation transfer function）の制約および誤登録(すなわちmisregistration)という２種類のものである。変調変換関数とは、走査プロセスの数学的表示または変換関数を指す。ＭＴＦによって走査プロセスを表現する場合に固有の制限が存在し、これらの制限が、グレイ調表現のあいまいな黒いテキスト・グリフィー(glyphy)を生み出すピクセル混同の主因である。誤登録とは、種々の周波数帯域に対する走査機構センサの相対的配置エラーを指す。例えば、ヒューレット・パッカード社のScan Jet IIdmは、緑に対する赤と青について＋／−０.０７６ミリメータのカラー誤登録許容範囲を持つ。（例えば、３００ＤＰＩにおける０.０８ｍｍという）画像ピクセルのサイズを考慮すれば、この量の誤登録は重大である。
【００２１】
明確な輪郭が読み取り効率にとって非常に重要であるので、これらの制限はカラー画像のテキストの質を大幅に劣化させる。しかしながら、テキストの視覚品質は、従来技術の輪郭強化技術を使用することによってに改善することができる。輪郭強化は、空間的または周波数領域（domain）において実行できる。(ＲＧＢのような）空間的領域では、輪郭強化は、輪郭強化カーネルを用いて走査画像の離散的な畳込みによって実行することができる。このアプローチは、高域ろ波器を用いて画像をろ過することに等しい。しかし、この技術は計算の負荷が大きい。例えば、Ｍ×Ｎ畳込みカーネルは、ピクセルあたりＭＮ回の乗算および加算を必要とする。
【００２２】
周波数領域における輪郭強化については、先ず、画像全体を高速フーリエ変換(ＦＦＴ)または離散フーリエ変換(ＤＦＴ)を使って周波数領域に変換し、低周波数成分は落とし、次に画像を時間領域へ変換する。この周波数領域方法も、空間的領域方法と同様に、計算負荷が大きい。さらに、それは、ＪＰＥＧ規格によって要求されるものと異なる変換を使用する。このように、走査画像における画像、特にテキストの視覚品質を向上する計算効率の高い圧縮方法が求められている。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画像を圧縮するために第１の量子化テーブル（ＱE）を使い、画像を伸張するために第２の量子化テーブル（ＱD）使用することを含む画像圧縮伸張の技術を提供する。圧縮および伸張は、一般的に、ＪＰＥＧ規格に準拠して実行される。第２の量子化テーブルＱDは、下記の式の一般的表現に従って第１の量子化テーブルQEと関係づけられる。
【００２４】
【数４】
QD = S × QE + B
ただし、Sは、そのエレメントS[k,l]が下記の式の表現に従って形成されるスケーリングマトリックスすなわち尺度マトリックスである。
【００２５】
【数５】
S[k,1]2 = V*[k,l]/VY[k,l]
ここで、V*は基準画像の分散マトリックスで、VYは走査画像の分散マトリックスであり、Ｂはゼロまたは非ゼロのエレメントを含むことができる輝度マトリックスである。尺度マトリックスＳを使用することによって、ＤＣＴエレメントの高周波コンポーネントを、付加的計算を必要とせずに「改良する」ことができる。
本発明に従って作成された第２の量子化テーブルＱDが、符号化された量子化画像データと共に、伸張プロセスに伝送され、そこで画像を復元するため使用される。
【００２６】
上記において基準画像は、事前選択された連続階調画像であり、処理されるべき画像に応じてグレイスケールかカラーのいずれをも選択することができる。基準画像は、目標画像ファイルにレンダリング（表現）される。目標画像ファイルは走査機構によって生成されないので、そのデータはいかなるカラー走査機構の固有の制限によっても影響されることはない。従って、画像のエネルギーまたは周波数内容の統計表示である目標画像データの分散は高周波コンポーネントを保持する。基準画像は、連続階調画像であることができるが、好ましい実施形態では、ひげ飾り(serif)フォントが、本発明が意図する良好な視覚品質を有しているので、基準画像は、ひげ飾りフォントで表されるテキストを含む。
【００２７】
また上記の走査画像は、どのような画像でもよいが、一例として、基準画像の印刷バージョンとすることができる。かくして、走査画像の分散は、基準画像のエネルギーまたは周波数成分を表すが、走査機構の固有の制約の影響を受けている。従って、上記のように基準画像および走査画像の分散マトリックスを基にして生成される尺度マトリックスを第１の量子化テーブルに適応することによって作成される第２の量子化マトリックスは、伸張プロセスによって再生成される画像品質をオリジナルの画像品質に近づける作用を持つ。
【００２８】
本発明の別の一面に従って、上記本発明の方法を実施するカラー・ファクシミリ（ファックス）機が提供される。該カラー・ファクシミリ機は、カラー画像をカラー・ソース画像データにレンダリングまたは変換する走査機構、カラー・ソース画像データを圧縮画像データに圧縮する圧縮エンジン、圧縮されたデータを他の情報とともにカプセル化する手段、およびカプセル化されたデータを伝送する手段を含む。圧縮エンジンは、離散コサイン変換を使用して画像データを量子化するためにしようする第１の量子化テーブルと、カプセル化されるデータに含まれて伸張プロセスで使用されるための第２の量子化テーブルを含む。第２の量子化テーブルは、上述のように、第１の量子化テーブルと関係づけられる。ファクシミリの受信側で、この第２の量子化テーブルを使用して受信した画像データを伸張することによって、従来技術では得られない高品質の画像を復元できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
量子化プロセスの概要
本発明によるテキスト／画像強化技術は、ＪＰＥＧ規格によって必ず必要とされる復号化または逆量子化プロセスに統合される。本発明は、次の２つの異なる量子化テーブルを使うことによって両者を統合する。すなわち、圧縮プロセスの間に画像データを量子化する際に使用される第１の量子化テーブル（ＱE）、および伸張プロセスの間に復号または逆量子化のために使用される第２の量子化テーブル（ＱD）の２つのテーブルである。２つのテーブルの間の差、具体的には、２つのテーブルの比率が、２つのプロセスにおいて実行される画像強化の量を決定する。画像強化と逆量子化プロセスを統合することによって、本発明は、従来の圧縮および伸張プロセスに必要とされた計算量を越える計算を必要としない。
【００３０】
本発明の動作を理解するため、以下の数学的導出が必要である。ＱDを伸張プロセスの間に復号または逆量子化する際に使用される量子化テーブルとし、量子化プロセスの間に使用される量子化テーブルＱEと上記ＱDは下記方程式(1)のように関係づけられる。
【００３１】
【数６】
QD = (S × QE) + B (1)
ただし、Ｓは、第１の量子化テーブルＱEの各エレメントにスケーリング値すなわち尺度値を乗ずることによって第２の量子化エレメントの対応するエレメントを導出するために使用される尺度マトリックスである。マトリックスＳは、真のマトリックス乗算を行うように使用されるのではなく、乗算はエレメント対エレメントで行われる。第１の量子化テーブルＱEのエレメントそれぞれに対して、尺度マトリックスＳの中に対応するエレメントがあり、両者の対応するエレメント同士を乗ずることによって、第２の量子化テーブルＱDの対応するエレメントが作成される。
【００３２】
マトリックスＢは、ＤＣＴエレメントのＤＣレベルを変化させることによって画像の輝度に影響を及ぼすことができるいわゆる輝度マトリックスである。Ｂマトリックスのエレメントは、所望の輝度に基づいてゼロか非ゼリ値を含むことができる。しかし、以下の説明および導出を単純化する目的のため、マトリックスＢは、ゼロ値エレメントのみを含むものと仮定する。
【００３３】
本発明のテキスト／画像強化技術は、画像の統計的属性を表現する分散マトリックスを使用する。分散マトリックスは、Ｍ×Ｍマトリックスであって、分散マトリックスの各エレメントは、全画像に対する対応するＤＣＴ係数の分散に等しい。分散は既知の伝統的方法で計算される。
【００３４】
輪郭強化技術は、本質において、伸張された画像の分散マトリックス(Vy'[k,l])を基準画像の分散マトリックス(V*[k,l])と合致させようと試行する。両者の合致の試行は、上記の量子化テーブルのスケーリングすなわち尺度づけによって実行される。これを実現するため、非圧縮画像と圧縮画像の間の関係が利用される。以下の導出がこの関係を明確にする。
【００３５】
V*[k,l] が基準画像の[k,l]周波数成分の分散を示すものとする。理想的には、この画像は、本技術が維持しようとする重要な属性、すなわち例えばテキスト画像である。この分散マトリックスは、それが走査機構によってカラー・ソース画像データにレンダリングされず、後述のようにソフトウエアによって理想形式にレンダリングされるという意味において、理想画像または基準画像に関するものである。このため、基準画像のカラー・ソース画像データは、走査機構の固有の制限による画像劣化による悪影響を内包しない。従って、基準画像の分散は、オリジナルの基準画像の高周波特性を保持する。
【００３６】
本方法は、量子化テーブルを修正することによって基準画像の分散とほぼ同じ分散を持つ伸張画像を生成するものである。このため、本方法は以下の関係を作成する。
【００３７】
【数７】
Vy'[k,l] = V*[k,l] (2)
しかし、伸張画像（Ｙ'）は、次式(3)によってオリジナルの量子化された画像（ＹQ）と関係づけられる。
【００３８】
【数８】
Y'[k,l] = YQE[K,l] QD[k,l] (3)
方程式(3)に方程式(1)を代入することによって、次式(4)が得られる。
【００３９】
【数９】
Y'[k,l] = YQE[K,l](S[k,l]QE[k,l]) (4)
従って、伸張画像の分散(VY')は次式(4)によって表される。
【００４０】
【数１０】
VY'[k,l] = Var(Y'[k,l]) = Var(S[k,l]YQE[k,l]QE[k,l]) (5)
VYをオリジナルの非圧縮画像の分散とすれば、上式は、次のようになる。
【００４１】
【数１１】
VY'[k,l] = S2[k,l]VY[k,l] (6)
式(6)を式(2)に代入することによって、尺度マトリックスＳと、基準画像(V*)ならびにオリジナル画像(VY)の分散の間の関係を示す次式(7)が得られる。
【００４２】
【数１２】
S[k,1]2= V*[k,l] / VY[k,l] (7)
従って、尺度マトリックスＳを適切に形成することによって、ＪＰＥＧ圧縮画像の分散を基準画像の分散の水準に格上げすることができる。
【００４３】
本発明の好ましい実施方法
図４には、本発明に従って、尺度づけされる量子化テーブルを形成する方法が示されている。第１のステップ６４は、基準画像を生成することである。本発明の好ましい実施形態において、この基準画像は、本発明の方法が維持することを意図する特定の特性値またはエレメントを具体化する。好ましい実施形態において、そのようなエレメントには、Times Romanのような飾りつきフォント(serif font)のようなタイプフェースを持つ読みやすいテキストが含まれる。テキスト画像鮮明化方法が保持することを意図するものが基準画像の周波数またはエネルギー特性であるので、基準画像の選択は重要である。方法が統計的であるので、多数の典型的画像に対する平均値算出によって、得られる結果の品質を改善することができる。そのような典型的な画像の例は、（例えば、PalatinoやDevanagariのような）種々のフォント、筆跡、短縮形、線描、系統図、バーコード等を使用する画像である。そのような種々の画像は、多くのクラスに分類することができる。
【００４４】
この基準画像生成ステップ６４は、Adobe IllustratorまたはMicrosoft WordなどのワードプロセッサあるいはＤＴＰ適用業務を典型的には使用して、コンピュータ上で実行される。画像はコンピュータに入力され、適用プログラムによって基準画像データにレンダリング（すなわち表現）される。基準画像データは、後続のステップで処理が可能となるような、ＣＩＥＬＡＢまたはＲＧＢのような適切なカラー空間で表現される。このプロセスは、先ず画像をAdobe Postscriptファイルで表現し、次に、 DisplayPostscriptを用いてAdobe Postscriptファイルをカラー・ソース画像データのビットマップに表現する。別の方法としては、ヒューレット・パッカード社のＰＣＬ言語のようなページ記述言語を用いて画像を記述し、次に、適当なレンダリング・プログラムによってビットマップに表現することもできる。
【００４５】
基準画像が生成され、基準画像データに表現された後、ステップ６６において、基準画像の平均エネルギーが決定される。好ましい実施形態において、このステップは、基準画像データについて分散マトリックス(V*)を計算することを含む。分散マトリックスは、従来技術において知られているように、画像に含まれる周波数成分またはエネルギーを統計的に表す。走査された画像と違って、走査機構の誤登録およびＭＴＦ制限による影響を受けていないので、基準画像はいかなるカラー走査機構固有の制限の影響も受けない。それゆえ、基準画像に関する分散は、基準画像の視覚品質にとって重要である高周波エネルギーを保持する。
【００４６】
ステップ６８で、走査画像が、走査されるか、あるいは、１つまたは複数の事前に記憶された走査画像から選択される。この走査画像は、走査機構の固有の制限の影響を受けているものである。この走査画像はどのような画像でもよいが、好ましい実施形態では、それは、ステップ６４で生成された基準画像の走査バージョンであるか、あるいは、平均化された基準画像を形成するために使用された画像と同じタイプのものである。
【００４７】
次に、ステップ６６の場合と同様に、走査画像の平均エネルギーがステップ７０で決定される。平均エネルギーは、走査画像の分散マトリックス（VY）によって表される。次に、ステップ７２で、基準画像の分散マトリックス(V*)と走査画像の分散マトリックス(VY)を使用して、尺度マトリックスＳが計算される。このステップには、尺度マトリックスＳのエレメント毎に上記方程式（7)を解くことが含まれる。最後に、ステップ７４で、量子化テーブルの尺度づけバージョンが計算される。このステップは、方程式(1)によって表される通りの単純なエレメント別乗算である。
【００４８】
スケーリングテーブルすなわち尺度テーブルの使用形態を図５を使用して明らかにする。図５において、第１のＱテーブル・セット７６が、ＪＰＥＧ圧縮規格に従って画像データを圧縮するＪＰＥＧ圧縮エンジン７８へ提供される。圧縮エンジン７８は、Ｑテーブル７６を使って量子化ステップを実行する。圧縮エンジン７８は、また、上述のように、ハフマン・テーブル８０を使用してエントロピー符号化を実行する。
【００４９】
次に、Ｑテーブル７６が、図４を参照して上述した方法６２を使用するスケーリング器すなわち尺度器８２によって尺度付けされる。次に、ＪＰＥＧヘッダ８６、尺度づけされたＱテーブル８８、Ｈテーブル９０および圧縮画像データ９２を含むＪＰＥＧ形式ファイル８４が形成される。Ｑテーブル７６を使用して量子化が実行されたが、尺度づけされたＱテーブルが、伸張プロセスでの使用のため伝送される。尺度マトリックスによって表される２つの量子化テーブルの間の差が、本発明によるテキスト／画像強化技術が実現する目標である。本発明の利点の１つは、本発明の画像強化技術を実行するため、伸張エンジンに対して何ら変更を加える必要がないことである。伸張エンジンは、尺度づけされてないＱテーブルを使う場合と同様の方法で、尺度づけされたＱテーブルを使う。このように、図３の従来技術の伸張エンジンは、そのまま、本発明に従って圧縮された画像を伸張することができる。それだけでなく、この伸張エンジンは、本発明によって改善された画像品質を保ちながら画像伸張を実行することができる。加えて、尺度づけされたＱテーブルは事前にコンパイルしメモリに記憶することができるので、尺度づけステップをリアルタイムで実行する必要がない。従って、本発明のこの好ましい実施形態は尺度器８２を必ずしも必要としない。
【００５０】
代替的形態として、尺度づけステップを圧縮側でなく伸張側で実行することもできる。本発明のこのような形態に従ってテキスト／画像強化技術を実施する伸張エンジン９４が図６に示されている。伸張エンジン９４は、本発明に従うテキスト／画像改善技術を実施しない従来技術の圧縮エンジンと連係させて使用することもできる。
【００５１】
伸張エンジン９４は、ＨテーブルおよびＱテーブルを抽出するヘッダ抽出器９６を含む。Ｈテーブルは、圧縮画像データを復号するためエントロピー復号器９８によって使われる。次に、伸張エンジンによって受け取られたＱテーブルは、尺度器１００によって上記方程式(7)に従って尺度づけされる。分散マトリックス(V*およびVY)が、尺度づけプロセスでの使用のため尺度器に記憶される。次に、尺度づけされたＱテーブルは、逆量子化ステップを実行する逆量子化器１０４による使用のため、ランダム・アクセス・メモリー１０２に記憶される。尺度づけされたＱテーブルが逆量子化ステップで使われるので、本発明に従うテキスト／画像改善技術がこのステップで実施される。次に、逆量子化画像データはＩＤＣＴ１０５によって変換され、ブロック／ラスタ変換器１０６によってラスタ化される。改善されたテキスト／画像ソース画像データが上記ステップの成果である。
【００５２】
このように、テキスト／画像改善技術は、伸張側か圧縮側かどちらかで実施することができるが、両側で実施する必要はない。伸張エンジン９４および圧縮エンジン７８が一緒に使われるとすれば、尺度づけが圧縮側で実行される場合尺度器１００をバイパスするなんらかの方法が必要である。尺度づけを圧縮側で実行すべきか、あるいは、伸張側で実行すべきかを識別するためのタグ・フィールドをＪＰＥＧヘッダに含めることは可能である。しかし、これは、ＪＰＥＧファイルにおけるＪＰＥＧ適用業務マーカーの使用を必要とする。従って、圧縮側で量子化テーブルに尺度をつけ、その尺度づけされた量子化テーブルを伸張エンジンに伝送することが、本発明にとって好ましい方法である。これは、伸張エンジンまたはＪＰＥＧ規格に対しどのような変更をも必要としない。
【００５３】
本発明に従った圧縮エンジンが上述のように専用ハードウェアで実施されるけれども、これに代えて、インテル８０４８６かペンティアムまたはヒューレット・パッカード社ＰＡ−ＲＩＳＣのようなマイクロプロセッサを持つコンピュータ上で動作するソフトウエアによって実施することもできる。ソフトウエアでの実施の場合、事前計算またはリアルタイム計算いずれかの種々のテーブルが、圧縮および伸張プロセスの間、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）に記憶され、本発明の方法の種々のステップが、ソフトウェア・プロセスまたはルーチンによって実行される。所望の処理能力とコストに応じて、本発明に従って圧縮および伸張またはそのいずれかを実施するために使用できる多数のハードウエアおよびソフトウエアの組合せが存在する。組合せが多すぎるので個別に記述することはできないが、当業者が本明細書の記述に基づいてそのような組合せを実施することは可能であろう。
【００５４】
装置の実施形態
本発明に従うＪＰＥＧ圧縮および伸張エンジンを使用するカラー・ファクシミリ機１３４が図７に示されている。カラー・ファクス機１３４は、関連しているが独立した２つのコンポーネント、すなわち送信コンポーネントおよび受信コンポーネント、を含む。送信コンポーネントは、物理的画像ドキュメントを受け取り、受け取った物理画像をカラー・ソース画像データにレンダリング（表現）または変換する走査機構１３６を含む。次に、カラー・ソース画像データは、補正／変換エンジン１３８に渡され、走査機構における特定の変形に関して補正され、適切に形式化される。この変換は、あるカラー空間（例えばＲＧＢ）から別の空間（例えばＣＩＥＬＡＢ）への変換を含むことができる。
【００５５】
補正され変換されたカラー・ソース画像データは、次に、本発明に従って形成される２つの量子化テーブル（ＱＥおよびＱＤ）を有するＪＰＥＧ圧縮エンジン１４０に渡される。
【００５６】
ＪＰＥＧ圧縮エンジンは上述の方法でソース画像データを圧縮画像データへ圧縮して、それを第２のＱテーブル(QD)と共にＧ３／Ｇ４カプセル化エンジン１４２へ渡す。カプセル化エンジン１４２は、改訂Ｔ.３０Ｇ３ファクシミリ規格に従って圧縮画像データをカプセル化するステップを実行する。Ｇ３に代わって、カプセル化が、Ｔ.３０Ｇ４ファクシミリ規格に従って動作する同等機械用のＧ４についてのものでもよい。次に、カプセル化されたデータは、伝送手段１４４を介して限定的帯域チャネルを通して伝送される。好ましい実施形態では、この伝送手段はモデム（変調装置）を含むが、直接伝送回路を含むこともできる。
【００５７】
受信側では、カラー・ファックス機１３４は、受信手段１４６を含むが、好ましい実施形態では、この受信手段はモデム（変調装置）を使用するが、同等の直接受信回路でもよい。受け取られた圧縮画像データは、Ｇ３／Ｇ４復号エンジン１４８によって復号される。エンジン１４８は、適用できるＧ３かＧ４のファクシミリ規格に従って圧縮画像を復号する（またはカプセル化を解く）。次に、復号された圧縮画像データが、ＪＰＥＧ伸張エンジン１５０によって伸張される。
好ましい実施形態においては、図６に示されるこの伸張エンジンは、Ｑテーブル尺度器を含む。さらに、伸張エンジン１５０は、Ｑテーブルが圧縮プロセスにおいて尺度づけされたか否かを判断する手段を含む。上述のように、この動作は、ヘッダ・ファイルを復号することを含む。代替的形態として、尺度づけしたＱテーブルのセットを事前に計算して受信コンポーネントのメモリに記憶しておき、エンジン１５０による伸張プロセスでそれを使用する。別の実施形態では、エンジン１５０は、尺度づけが圧縮プロセスで実行されたと仮定して、Ｑテーブルを受け取るままに使用することもできる。
【００５８】
次に、伸張されたソース画像データは、補正／変換エンジン１５２に渡され、ソース画像データを、カラー・ファックス１３４に含まれるカラー・プリンタ１５４によって要求されるカラー空間へ変換される。カラー・プリンタ１５４は、インクジェットまたはインパクト電子写真などの印刷技術を使用して、画像を複製する。複製されるカラー画像においては、本発明に従って形成される尺度づけされたＱテーブルを使うことによって、画像データのリアルタイム処理を必要とすることなく画像のテキスト／画像品質が改善される。本明細書に記述されるテキスト／画像改良技術は、その実施のため、ＪＰＥＧ規格によって既に要求されている処理を利用する。このようにして、製品のコスト全体は影響を受けない。
【００５９】
カラー・ファクシミリ機１３４は、圧縮および伸張プロセスの間の使用のため、複数の異なる尺度づけされた量子化テーブルを含むことができる。上述の方法を使用して、これらの種々の尺度づけされた量子化テーブルを、各テーブルが、異なる基準画像または所与のタイプについてのいくつかの画像の平均を使用する形態で形成するように、事前計算することができる。これらの異なる基準画像は、異なるテキストまたは画像特性を改良するため選択することができる。ユーザは、画像強調技術がユーザの画像について最適化することができるように、所望の画像に合致する特定の尺度づけされた量子化テーブルを選択することができる。好ましい実施形態では、機械１３４は、ユーザの選択を識別するユーザ可動選択装置を含む。ファックス機１３４の送信コンポーネントは、ユーザの選択に応答して、適切な尺度付けされた量子化テーブルを選択する。
【００６０】
カラー・ファクシミリ機がグレイスケール・モードで使われる場合も上述と同様の方法をグレイスケール・ファクシミリ機に適用することができる。この場合、輝度チャネルだけが使われる。従って、用語カラーは、本明細書では、カラーおよびグレイスケールを指す。
【００６１】
カラー・ファクシミリ機１３４は、本発明のＪＰＥＧ圧縮および伸張エンジンに関する１つの応用例にすぎない。上述の方法によって形成された量子化テーブルは、ＪＰＥＧ圧縮を必要とするどのような形態においても使うことができる。
そのような適用形態は、典型的には、限定された帯域幅機能を有するものである。そのような限定された帯域幅実施形態の別の例は、パーソナル・コンピュータまたはワークステーションである。そのような実施形態では、カラー画像は、POSTSCRIPTのような種々の異なる形式で表現され、画面に表示される。ＪＰＥＧ圧縮を使用して、これらのカラー画像を圧縮して、限定帯域幅チャネル上に圧縮画像をより効率的に伝送することが可能となる。
【００６２】
以上、本発明の原理を好ましい実施形態を用いて図解しそして説明したが、その原理を逸脱することなく、本発明をその詳細な構成において修正することができることは、当業者にとって明白であろう。例えば、本発明がＪＰＥＧ圧縮規格に関して記述されたけれども、その方法はＭＰＥＧ、Ｈ.２６１またはその他の圧縮規格にも同様に適用することができる。
【００６３】
本発明には、例として次のような実施様態が含まれる。
（１）カラー画像を、該カラー画像を表すソース画像データに変換する手段および上記ソース画像データを圧縮画像データに圧縮する圧縮エンジンを備えたカラー画像伝送装置であって、上記圧縮エンジンが、上記ソース画像データを変換された画像データに変換する変換手段と、複数エレメントからなる第１の量子化テーブルQEを記憶する手段と、上記第１の量子化テーブルに含まれるエレメントに従って、上記変換された画像データを量子化された画像データに変換する量子化手段と、上記第１の量子化テーブルと同一ではない第２の複数エレメント量子化テーブルQDを記憶する手段と、エントロピー・テーブルを使用して上記量子化された画像データを符号化された画像データに変換するエントロピー符号化手段と、上記符号化された画像データ、上記第２の量子化テーブルおよび上記エントロピー・テーブルをカプセル化することによって１つのカプセル化されたデータ・ファイルを形成するカプセル化手段と、上記カプセル化されたデータ・ファイルを伝送する手段と、を備える、カラー画像伝送装置。
（２）あらかじめ定められる関数に従って、上記第１の量子化テーブルQEを尺度づけすることによって上記第２の量子化テーブルQDを作成する尺度づけ手段を更に備える、上記（１）に記載のカラー画像伝送装置。
（３）上記第２の量子化テーブルが、基準画像エネルギーと走査画像エネルギーのあらかじめ定められた関数に従って上記第１の量子化テーブルに関係づけられる、上記（１）に記載のカラー画像伝送装置。
（４）V*を基準画像の分散マトリックス、VYを走査画像の分散マトリックスとする時、Sを、式S[k,1]2 = V*[k,l]/VY[k,l]によって与えられるS[k,1]を各エレメントに持つ尺度マトリックスとして、上記あらかじめ定められる関数が、式QD =
S × QEによって与えられる、上記（１）に記載のカラー画像伝送装置。
（５）カラー画像を、該カラー画像を表すソース画像データに変換する上記手段が、カラー走査器と、カラー・ソース画像データをガンマ補正する手段と、上記カラー・ソース画像データを第１のカラー空間から第２のカラー空間へ変換する手段と、を含む上記（１）に記載のカラー画像伝送装置。
（６）カラー画像を、該カラー画像を表すソース画像データに変換する上記手段が、コンピュータ上で動作することが可能なコンピュータ・ソフトウエアを含む、上記（１）に記載のカラー画像伝送装置。
【００６４】
（７）カプセル化されたデータ・パケットを受け取る手段と、上記カプセル化されたデータ・パケットを復号して、ヘッダ、受信画像データ、受信量子化テーブルQRおよび受信エントロピー・テーブルを抽出する復号手段と、上記受信量子化テーブルおよび受信エントロピー・テーブルを使用して、上記受信画像データをカラー・ソース画像データに伸張する伸張エンジンと、上記カラー・ソース画像データからカラー画像を再生成する手段と、を備える上記（１）に記載のカラー画像伝送装置。
（８）上記受信量子化テーブルQRを尺度づけして、上記伸張エンジンによって使用される尺度づけされた量子化テーブルQSを作成する尺度づけ手段を更に備える、上記（７）に記載のカラー画像伝送装置。
（９）上記尺度づけされた量子化テーブルが、基準画像のエネルギーおよび走査画像のエネルギーのあらかじめ定められた関数に従って、上記受信量子化テーブルに関係づけられる、上記（８）に記載のカラー画像伝送装置。
（１０）V*を基準画像の分散マトリックス、VYを走査画像の分散マトリックスとする時、Sを、式S[k,1]2 = V*[k,l]/VY[k,l]によって与えられるS[k,1]を各エレメントに持つ尺度マトリックスとして、上記あらかじめ定められる関数が、式QD = S × QEによって与えられる、上記（９）に記載のカラー画像伝送装置。
（１１）上記ヘッダに応じて、上記受信量子化テーブルを選択的に尺度づけする手段を備える、上記（１０）に記載のカラー画像伝送装置。
（１２）カラー画像をカラー・ソース画像データから再生成する上記手段が、該カラー画像をコンピュータ表示装置上に表示するため該コンピュータ上で動作することが可能なコンピュータ・ソフトウエアを含む、上記（７）に記載のカラー画像伝送装置。
（１３）ソース画像データを変換する上記手段が、離散コサイン変換を使用して変換する手段を含む、上記（１）に記載のカラー画像伝送装置。
【００６５】
（１４）テキストおよび画像品質が向上するように伸張画像を生成する画像を圧縮し、伝送し、伸張する方法であって、第１の量子化テーブルQEを使用してソース画像を圧縮画像データに圧縮するステップと、基準画像のエネルギーおよび走査画像のエネルギーのあらかじめ定められた関数に従って上記第１の量子化テーブルに関係づけられるように第２の量子化テーブルQDを作成するステップと、上記圧縮画像データを伝送するステップと、上記第２の量子化テーブルQDを使用して、上記圧縮画像データを伸張するステップと、を含む方法。
（１５）上記第２の量子化テーブルを作成するステップが、あらかじめ定められる関数に従って、上記第１の量子化テーブルを尺度づけして上記第２の量子化テーブルを作成するステップを含む、上記（１４）に記載の方法。
（１６）上記第１の量子化テーブルを尺度づけして上記第２の量子化テーブルを作成するステップが、上記圧縮画像データを伝送するステップに先行して実行される、上記（１５）に記載の方法。
（１７）上記第１の量子化テーブルを尺度づけして上記第２の量子化テーブルを作成するステップが、上記圧縮画像データを伝送するステップの後に実行される、上記（１５）に記載の方法。
（１８）第２の量子化テーブルを作成する上記ステップが、V*を基準画像の分散マトリックス、VYを走査画像の分散マトリックスとする時、Sを、式S[k,1]2 = V*[k,l]/VY[k,l]によって与えられるS[k,1]を各エレメントに持つ尺度マトリックスとして、式QD = S X QEに従って、上記第２の量子化テーブルQDが上記第１の量子化テーブルQEに関係づけられるように上記第２の量子化テーブルを作成するステップを含む、上記（１５）に記載の方法。
（１９）上記（１４）の第２の量子化テーブルを作成するステップが、上記圧縮画像データと上記第２の量子化テーブルをカプセル化して１つのカプセル化されたデータ・ファイルを形成するステップと、上記カプセル化されたデータ・ファイルを伝送するステップと、を含む上記（１４）に記載の方法。
（２０）上記（１４）の第２の量子化テーブルを作成するステップが、目標画像を選択するステップと、目標画像を画像ファイルに変換するステップと、を含む上記（１４）に記載の方法。
（２１）上記目標画像を選択するステップが、画像の品質を決定する画像エレメントを有する目標画像を選択するステップを含む、上記（２０）に記載の方法。
（２２）上記目標画像を選択するステップが、テキストを有する目標画像を選択するステップを含む、上記（２０）に記載の方法。
（２３）上記目標画像を選択するステップが、飾りつきフォントを持つテキストを有する目標画像を選択するステップを含む、上記（２０）に記載の方法。
（２４）上記走査画像が基準画像である、上記（１４）に記載の方法。
【００６６】
（２５）ＪＰＥＧ圧縮規格に準拠して画像を圧縮する際に使用される量子化テーブルを作成する方法であって、第１の量子化テーブルQEを選択するステップと、V*を基準画像の分散マトリックス、VYを走査画像の分散マトリックスとする時、Sを、式S[k,1]2 = V*[k,l]/VY[k,l]によって与えられるS[k,1]を各エレメントに持つ尺度マトリックスとして、式QD = S × QEに従って、上記第１の量子化テーブルQEに関係づけられるように第２の量子化テーブルQDを作成するステップと、を含む方法。
（２６）上記第２の量子化テーブルQDを作成するステップが、基準画像を選択するステップと、上記基準画像を基準画像データに変換するステップと、上記基準画像データに関して分散マトリックスV*を計算するステップと、を含む上記（２５）に記載の方法。
（２７）上記第２の量子化テーブルQDを作成するステップが、走査画像を走査して走査画像データを生成するステップと、上記走査画像データに関して分散マトリックスVYを計算するステップと、を含む上記（２６）に記載の方法。
（２８）走査画像を走査して走査画像データを生成する上記ステップが、基準画像を走査するステップを含む、上記（２７）に記載の方法。
【００６７】
（２９）ＪＰＥＧ圧縮規格を使用して圧縮される圧縮画像のテキストおよび画像品質を改善する方法であって、基準画像を選択するステップと、上記基準画像のエネルギーを決定するステップと、走査画像を選択するステップと、上記走査画像のエネルギーを決定するステップと、第１の量子化テーブルQEを選択するステップと、上記基準画像のエネルギーおよび上記走査画像のエネルギーの比率に従って、上記第１の量子化テーブルに尺度値を乗じて、第２の量子化テーブルQDを形成するステップと、上記第１の量子化テーブルQEを使用しＪＰＥＧ規格に準拠してソース画像を圧縮するステップと、上記第２の量子化テーブルQDを使用しＪＰＥＧ規格に準拠して圧縮されたソース画像を伸張するステップと、を含む方法。
（３０）基準画像のエネルギーを決定する上記ステップが、基準画像の分散マトリックスV*を決定することを含む、上記（３０）に記載の方法。
（３１）走査画像のエネルギーを決定する上記ステップが走査画像の分散マトリックスVYを決定することを含む、上記（３０）に記載の方法。
（３２）第２の量子化テーブルQDを形成する上記ステップが、式S[k,1]2 = V*[k,l]/VY[k,l]によって与えられるS[k,1]を各エレメントに持つように尺度マトリックスSを決定し、式QD = S × QEに従って、上記第１の量子化テーブルQEに上記尺度マトリックスSを各エレメント毎に乗じて第２の量子化テーブルQDを作成するステップを含む、上記（３１）に記載の方法。
（３３）上記圧縮画像データと上記第２の量子化テーブルをカプセル化して１つのＪＰＥＧファイルを形成するステップと、上記カプセル化されたＪＰＥＧファイルを限定帯域チャネルを通して伝送するステップと、を含む上記（２９）に記載の方法。
（３４）複数の基準画像を選択するステップと、各基準画像のエネルギーを決定するステップと、上記複数基準画像のエネルギーの平均値を計算するステップと、上記複数基準画像の平均エネルギーと上記走査画像のエネルギーの比率に従って、上記第１の量子化テーブルQEに尺度値を乗じて、第２の量子化テーブルQDを形成するステップと、を含む上記（２９）に記載の方法。
（３５）複数の基準画像を選択する上記ステップが、それぞれが異なる図形データを含む複数の基準画像を選択するステップを含む、上記（３４）に記載の方法。
（３６）複数の走査画像を選択するステップと、各走査画像のエネルギーを決定するステップと、上記複数走査画像のエネルギーの平均値を計算するステップと、上記基準画像のエネルギーと上記複数走査画像の平均エネルギーの比率に従って、上記第１の量子化テーブルQEに尺度値を乗じて、第２の量子化テーブルQDを形成するステップと、を含む上記（２９）に記載の方法。
【００６８】
【発明の効果】
従来技術のＪＰＥＧ圧縮エンジンまたは伸張エンジンの構成を変えることなく、走査画像における画像、特にテキストの視覚品質を向上する計算効率の高い圧縮方法および装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術のＪＰＥＧ圧縮エンジンのブロック図である。
【図２】ＪＰＥＧ圧縮ファイルの典型的形式を示す図である。
【図３】従来技術のＪＰＥＧ伸張エンジンのブロック図である。
【図４】本発明に従って尺度づけされる量子化テーブルを形成する方法の流れ図である。
【図５】本発明に従って尺度づけされた量子化テーブルを含むＪＰＥＧ圧縮ファイルを示す図である。
【図６】本発明に従うＪＰＥＧ伸張エンジンのブロック図である。
【図７】本発明に従うＪＰＥＧ圧縮エンジンおよび伸張エンジンを含むカラー・ファクシミリ機のブロック図である。
【符号の説明】
１０、７８、１４０ ＪＰＥＧ圧縮エンジン
１２ ラスタ／ブロック変換器
１４、１８、２２、２６、３２、５２、５６、５９、６０ バス
１６ 前進離散コサイン変換器（ＦＤＣＴ）
２０ 量子化器
２４、３８、４８ 量子化テーブル（Ｑテーブル）
２８ エントロピー符号器
３０、４０、４６、８０、９０、９９ ハフマン・テーブル（Ｈテーブル）
３４ ＪＰＥＧ圧縮ファイル
３６、８６ ＪＰＥＧヘッダ
４２、９２ 圧縮画像データ
４３、９４、１５０ ＪＰＥＧ伸張エンジン
４４、９６ ヘッダ抽出器
５０、９８ エントロピー復号器
５４、１０４ 逆量子化器
５７、１０５ 逆離散コサイン変換器（ＩＤＣＴ）
５８、１０６ ブロック／ラスタ変換器
６２ 尺度づけされる量子化テーブル形成方法
８２ 尺度器
８３、８８、１０２ 尺度づけされたＱテーブル
８４ ＪＰＥＧ形式ファイル
１３４ カラー・ファクシミリ機
１３６ 走査器
１３８、１５２ 補正／変換エンジン
１５４ プリンタ
Claims (2)
- 画像を圧縮する方法であって、
第１の量子化テーブルQEおよびQD = S × QEで与えられる第２の量子化テーブルQDを用意するステップを含み、
ここで、S は、S[k,1]2 = V*[k,l]/VY[k,l]によって与えられるS[k,1]をエレメントに持つスケーリングマトリックスであり、V*[k,l]は、走査器を介することなく描画された予め定められた画像である基準画像の分散マトリクスであり、VY[k,l]は、前記予め定められた画像と同様の画像のプリントアウトを走査することによって生成される画像の分散マトリクスであり、
走査器を介して生成された任意の画像データを受け取り、該画像データをDCT係数からなるDCTデータに変換するステップと、
前記DCTデータを前記第１の量子化テーブルに従って量子化するステップと、
前記量子化されたデータをエントロピー符号化するステップと、
前記エントロピー符号化されたデータを前記第２の量子化テーブルとともに伝送するステップと、
を含み、前記第２の量子化テーブルは、前記伝送されたデータを伸張するのに使用される、画像の圧縮方法。 - 走査により生成された画像データを圧縮する圧縮エンジンを備える画像圧縮装置であって、該圧縮エンジンは、
前記走査により生成された画像データをDCT係数からなるDCTデータに変換するDCT変換器と、
前記DCTデータを前記第１の量子化テーブルに従って量子化する量子化器と、
前記量子化されたデータをエントロピー符号化する符号化器と、
QD = S × QEで与えられる第２の量子化テーブルQDを記憶手段とを備え、
ここで、S は、S[k,1]2 = V*[k,l]/VY[k,l]によって与えられるS[k,1]をエレメントに持つスケーリングマトリックスであり、V*[k,l]は、走査器を介することなく描画された予め定められた画像である基準画像の分散マトリクスであり、VY[k,l]は、前記予め定められた画像と同様の画像のプリントアウトを走査することによって生成される画像の分散マトリクスであり、
前記エントロピー符号化されたデータを前記第２の量子化テーブルとともに伝送する手段と、
を備え、前記第２の量子化テーブルは、前記伝送されたデータを伸張するのに使用される、画像の圧縮装置。
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