JP3857509B2 - 画像処理装置、画像処理システム、画像符号化方法、及び記憶媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に画像処理装置に関し、詳しくはカラー画像を圧縮符号化する画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像を扱うデータ処理やデータ通信の分野では、画像デ−タ保持のためのメモリ量を低減する目的や、画像デ−タの送信時間を短縮する目的で、デ−タ圧縮技術が一般に用いられている。
【０００３】
デジタル複写機のような画像形成装置の場合には、画像デ−タに対し回転、合成、上書き、変倍等の加工処理を、限られたメモリ量の中で、高速に行う必要があるために、固定長符号化圧縮の手法がとられる。固定長圧縮であれば、操作を加える画像中の位置と、固定長圧縮された符号化データを記憶しているメモリアドレスとの対応が、高速に求められるからである。さらに、電子ソート等を行う機能を備えたデジタル複写機の場合には、限られたメモリの中に、複数ページの画像データを格納する必要があり、大量のメモリが必要となる。
【０００４】
一般に、単色画像の情報量は、カラー（複数色）画像の情報量に比べ小さいため、それぞれに適した圧縮方式を用いれば、単色画像の方が圧縮率を高くすることができる。しかし、複数色で構成された画像データを処理する装置では、常に複数色画像を扱う訳ではなく、単色画像を扱う場合もある。このような単色画像に対しても、複数色用の圧縮方式を適用するのは、圧縮効率の上で望ましくない。従って、単色画像と複数色画像とで、それぞれに適した圧縮方式を用いることが望まれる。
【０００５】
そのため、例えば、特許第２５２０８９１号の特許公報に示された画像符号化装置では、入力画像を分割した各ブロックが、単色画像であるか或いはカラー画像であるかを判別する。単色画像と判別された場合には、カラー画像と違って色情報が存在しないので、符号化された画像データの明度情報を、不必要な色情報の分だけ多量に処理格納することが出来る。また不必要な色情報の分の記憶容量を、次のブロックの明度情報に割り当てたり、更には、不必要な分に対しては効率を落としてもフィラービットを加えたりしている。
【０００６】
また特許第２６１８９４４号の特許公報に示された画像符号化装置では、無彩色のブロックでは明度情報の量子化ビット数を増大させ、全体のビット数を有彩色のブロックのビット数と合わせるようにしたり、無彩色のブロックでの明度情報の量子化ビット数が有彩色のブロックのビット数の半分になるようにして、全体のビット数の調整を図るようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来例の特許第２５２０８９１号の特許公報に示される画像符号化装置や特許第２６１８９４４号の特許公報に示される画像符号化装置では、単色画像符号化手段とカラー画像符号化手段とは処理方法が違うため、それぞれの処理方法に対する別個の符号化手段を用意する必要がある。また事前に定めたある１つの色で画像が構成されている時にのみ、圧縮効率向上の効果を生じるものであり、適用範囲が狭いという問題点を有している。例えば、彩度がゼロ（無彩色）のブロックにのみ短い符号を出力する圧縮方式に対して、青色単色（青色色彩）の画像を適用しても、短い符号を出力するようには動作せず、圧縮率を向上することは出来ない。事前に青色単色の画像であることを確認しようとすれば、その確認のために時間がかかってしまうために、高速な圧縮符号化を実現することは困難である。例えば、カラー成分データの分布を画像全体にわたって計測して、色成分を確認した後に符号化を開始するのでは、その分だけ余計に処理時間がかかることになる。
【０００８】
更に、１つの画像の中に有彩のブロックと無彩のブロックが混在していた場合、各ブロックから得られる符号長が異なり固定長符号でなくなってしまうので、画像デ−タに対する種々の操作が容易に行えなくなるという欠点がある。
【０００９】
以上を鑑み、本発明は、任意の単色画像を含むカラー画像に対して、高効率な圧縮を高速に行える画像処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、画像処理装置は、複数の色成分で構成された画像データを固定長圧縮符号化する圧縮符号化部と、該圧縮符号化部により圧縮符号化された輝度成分に関する圧縮符号と色成分に関する圧縮符号とを格納する記憶部と、該圧縮符号化部による圧縮符号化処理と並行して該色成分の分布を計測する分布計測部と、該分布が特定の色構成に集中することを該分布計測部が検出した場合に該輝度成分に関する圧縮符号を格納する記憶領域は保持しながら該色成分に関する圧縮符号を格納する記憶領域を該記憶部内で開放すると共に、該色構成を示す情報を該記憶部に記録する記憶領域制御部を含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明では、請求項１記載の画像処理装置において、前記圧縮符号化部は、入力画像データを前記色成分に色変換する色変換部と、該色変換部が供給するデータを圧縮する圧縮変換部と、該圧縮変換部が供給するデータを量子化する量子化部を含むことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明では、に請求項２記載の画像処理装置おいて、前記圧縮変換部は、サブバンド変換を行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明では、請求項２記載の画像処理装置において、前記圧縮符号化部は、前記入力画像データを複数のブロックに分割するブロック分割部を更に含むことを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明では、請求項１記載の画像処理装置において、前記圧縮符号化された符号は、明度情報、構造情報、及び色情報を含むことを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明では、請求項１記載の画像処理装置において、前記圧縮符号化部は、前記複数の色成分としてＲＧＢからなる前記画像データを圧縮する圧縮変換部と、該圧縮変換部が供給するデータを量子化する量子化部を含むことを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明では、請求項６記載の画像処理装置において、前記分布計測部は、（Ｒ−Ｇ）及び（Ｂ−Ｇ）の色成分に対して前記分布を計測することを特徴とする。
【００１７】
請求項８の発明では、画像処理システムは、原画像を読み込むスキャナ部と、複数の色成分で構成された画像データを固定長圧縮符号化する圧縮符号化部と、該圧縮符号化部により圧縮符号化された輝度成分に関する圧縮符号と色成分に関する圧縮符号とを格納する記憶部と、該圧縮符号化部による圧縮符号化処理と並行して該色成分の分布を計測する分布計測部と、該分布が特定の色構成に集中することを該分布計測部が検出した場合に該輝度成分に関する圧縮符号を格納する記憶領域は保持しながら該色成分に関する圧縮符号を格納する記憶領域を該記憶部内で開放すると共に、該色構成を示す情報を該記憶部に記録する記憶領域制御部と、該記憶部に格納された該符号を読み出して復号化の後に印刷するプリンタ部を含むことを特徴とする。
【００１８】
請求項９の発明では、請求項８記載の画像処理システムにおいて、前記圧縮符号化された符号及び前記色構成を示す情報を前記記憶部から読み出して、該圧縮符号化された符号を復号化すると共に、該色構成を示す情報に応じて復号画像の色成分を決定する画像伸張部を更に含むことを特徴とする。
【００１９】
請求項１０の発明では、請求項８記載の画像処理システムにおいて、前記圧縮符号化部は、入力画像データを前記色成分に色変換する色変換部と、該色変換部が供給するデータを圧縮する圧縮変換部と、該圧縮変換部が供給するデータを量子化する量子化部を含むことを特徴とする。
【００２０】
請求項１１の発明では、請求項１０記載の画像処理システムにおいて、前記圧縮変換部は、サブバンド変換を行うことを特徴とする。
【００２１】
請求項１２の発明では、請求項１０記載の画像処理システムにおいて、前記圧縮符号化部は、前記入力画像データを複数のブロックに分割するブロック分割部を更に含むことを特徴とする。
【００２２】
請求項１３の発明では、請求項８記載の画像処理システムにおいて、前記圧縮符号化された符号は、明度情報、構造情報、及び色情報を含むことを特徴とする。
【００２３】
請求項１４の発明では、請求項８記載の画像処理システムにおいて、前記圧縮符号化部は、前記複数の色成分としてＲＧＢからなる前記画像データを圧縮する圧縮変換部と、該圧縮変換部が供給するデータを量子化する量子化部を含むことを特徴とする。
【００２４】
請求項１５の発明では、請求項１４記載の画像処理システムにおいて、前記分布計測部は、（Ｒ−Ｇ）及び（Ｂ−Ｇ）の色成分に対して前記分布を計測することを特徴とする。
【００２５】
請求項１６の発明では、画像符号化方法は、複数の色成分で構成された画像データを固定長圧縮符号化し、圧縮符号化された輝度成分に関する圧縮符号と色成分に関する圧縮符号とを記憶部に格納し、該圧縮符号化の処理と並行して該色成分の分布を計測し、該分布が特定の色構成に集中する場合に該輝度成分に関する圧縮符号を格納する記憶領域は保持しながら該色成分に関する圧縮符号を格納する記憶領域を該記憶部内で開放すると共に、該色構成を示す情報を該記憶部に記録するように該記憶部を制御する各段階を含むことを特徴とする。
【００２６】
請求項１７の発明では、請求項１６記載の画像符号化方法において、前記固定長圧縮符号化する段階は、前記複数の色成分としてＲＧＢからなる前記画像データを圧縮し、該画像データを圧縮したデータを量子化する各段階を含むことを特徴とする。
【００２７】
請求項１８の発明では、請求項１７記載の画像符号化方法において、前記分布を計測する段階は、（Ｒ−Ｇ）及び（Ｂ−Ｇ）の色成分に対して前記分布を計測することを特徴とする。
【００２８】
請求項１９の発明では、記憶媒体は、複数の色成分で構成された画像データを固定長圧縮符号化し、圧縮符号化された輝度成分に関する圧縮符号と色成分に関する圧縮符号とを記憶部に格納し、該圧縮符号化の処理と並行して該色成分の分布を計測し、該分布が特定の色構成に集中する場合に該輝度成分に関する圧縮符号を格納する記憶領域は保持しながら該色成分に関する圧縮符号を格納する記憶領域を該記憶部内で開放すると共に、該色構成を示す情報を該記憶部に記録するように該記憶部を制御する各段階を含むプログラムを記憶したことを特徴とする。
【００２９】
請求項２０の発明では、請求項１９記載の記憶媒体において、前記固定長圧縮符号化する段階は、前記複数の色成分としてＲＧＢからなる前記画像データを圧縮し、該画像データを圧縮したデータを量子化する各段階を含むことを特徴とする。
【００３０】
請求項２１の発明では、請求項２０記載の記憶媒体において、前記分布を計測する段階は、（Ｒ−Ｇ）及び（Ｂ−Ｇ）の色成分に対して前記分布を計測することを特徴とする。
【００３１】
上記発明においては、対象画像が単色画像であるか否かの判定と圧縮処理とを並行して同時に行い、圧縮画像をメモリに格納した後に、判定結果に基づいて、単色画像の場合には色成分に関する符号を格納する記憶領域を記憶部内で開放する。これにより、単色画像に対応した圧縮率の向上をはかることが出来ると共に、判定処理と圧縮処理とを並行して同時に実行するので、判定のために余計な時間を必要とすることなく、複数色画像及び単色画像に対応した処理を高速に実行することが出来る。また単色画像の場合には、色構成を示す情報を記憶部に記録するようにすることで、色成分の符号を無視しながらも、画像復号化時に正確に画像を再生することが可能になる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を、添付の図面を用いて詳細に説明する。
【００３３】
図１は、本発明の第１の実施例による画像処理装置の構成を示す構成図である。
【００３４】
図１の画像処理装置１０は、画像圧縮部（符号化部）１１、画像伸張部１２、メモリ１３、分布計測部１４、及び記憶領域制御部１５を含む。
【００３５】
スキャナ等で取り込まれたＲＧＢ画像データは、画像圧縮部（符号化部）１１によって固定長圧縮され、メモリ１３に保持される。ここで、必要に応じて種々の加工操作（回転、合成、変倍等）が施される。画像印刷時には、メモリ１３に格納されたデータが、画像伸張部１２で元のＲＧＢデータに戻される。その後、画質補正、ＣＭＹＫデータへの色変換、階調処理等の各処理を経て、プリンタに供給され印刷される。
【００３６】
画像圧縮部（符号化部）１１は、ブロック分割部２１、色変換部２２、サブバンド変換部２３、及び量子化部２４を含む。画像伸張部１２は、逆量子化部３１、サブバンド逆変換部３２、色逆変換部３３、及びバッファ部３４を含む。
【００３７】
図１において、スキャナ等で読み込まれたカラー画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、画像圧縮部（符号化部）１１にラスター転送されてくる。画像圧縮部（符号化部）１１のブロック分割部２１は、カラー画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を一旦バッファリングして、例えば２ｘ２画素のブロック単位に画像データを切り出して、その後のデータ圧縮符号化処理に提供する。
【００３８】
画像圧縮部（符号化部）１１の色変換部２２は、ブロック単位で供給される入力のＲ、Ｇ、Ｂデータを、輝度色差の色空間信号Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒに線形変換する。以下にこの線形変換を示す。
Ｙ＝０．３０Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ
Ｃｂ＝０．５６（Ｂ−Ｙ）
Ｃｒ＝０．７１（Ｒ−Ｙ）
なお、これに対して画像伸張部１２の色逆変換部３３では、上記変換の逆変換を以下の式に基づいて実行する。
Ｒ＝Ｙ＋２（１−０．２９９）Ｃｒ
Ｂ＝Ｙ＋２（１−０．１１４）Ｃｂ
Ｇ＝（Ｙ−０．２９９Ｒ−０．１１４Ｂ）／０．５８７
上記のように、画像圧縮部（符号化部）１１の色変換部２２によって色空間への変換を行うことによって、画像の統計的電力を輝度信号Ｙに集中させ、エントロピーを減少させることができる。
【００３９】
その後、画像圧縮部（符号化部）１１のサブバンド変換部２３は、色変換により得られたＹ、Ｃｂ、Ｃｒ信号をそれぞれサブバンド変換する。サブバンド変換の例として最も簡単な変換式を、以下に示す。
ＬＰＦ：Ｓ（ｎ）＝ （ｘ（２ｎ）＋ｘ（２ｎ＋１））／２
ＨＰＦ：Ｄ（ｎ）＝ ｘ（２ｎ）−ｘ（２ｎ＋１）
なお、これに対して画像伸張部１２のサブバンド逆変換部３２では、上記変換の逆変換を以下の式に基づいて実行する。
ｘ（２ｎ）＝Ｓ（ｎ）＋Ｄ（ｎ）／２
ｘ（２ｎ＋１）＝Ｓ（ｎ）−Ｄ（ｎ）／２
図２は、画像データに対して施されるサブバンド変換の一例を説明する図である。
【００４０】
図２においては、元画像の水平方向にハイパスフィルタ Ｄ（ｎ）をかける。またその処理と並行して、元画像の水平方向にローパスフィルタ Ｓ（ｎ）をかける。その後、水平方向のハイパスフィルタ Ｄ（ｎ）の出力に対して、垂直方向に更にハイパスフィルタ Ｄ（ｎ）をかけて対角高域（ＨＨ）成分を得ると共に、並行してローパスフィルタ Ｓ（ｎ）をかけて垂直高域（ＬＨ）成分を得る。また、水平方向のローパスフィルタ Ｓ（ｎ）からの出力に対して、垂直方向にハイパスフィルタ Ｄ（ｎ）をかけて水平高域（ＨＬ）成分を得ると共に、並行してローパスフィルタ Ｓ（ｎ）をかけて低域（ＬＬ）成分を得る。
【００４１】
このような処理によって、水平高域（ＨＬ）、垂直高域（ＬＨ）、対角高域（ＨＨ）、低域（ＬＬ）の４つの周波数帯域信号を生成する。ここで、低域（ＬＬ）成分には電力が集中するので、値が大きく、情報量も大きいことになる。そこでこの低域係数に対してサブバンド変換を再帰的に施せば、更にエントロピーを減少させることができる。
【００４２】
このようにしてサブバンド変換部２３が求めた各係数は、量子化部２４に供給される。
【００４３】
量子化部２４は、生成された係数を所定のビット数で量子化して、メモリ１３に格納する。変換係数はブロック単位に固定のビット数に量子化される。
【００４４】
図３は、サブバンド変換係数に対する量子化部２４によるビット割り当ての例を示す図である。
【００４５】
図３は、入力Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に対して８ビット/ピクセルである２ｘ２のブロック（合計９６ビット）を対象とした場合を示す。色変換及びサブバンド変換後において、輝度信号Ｙに対しては、ＬＬ＝８ビット、ＨＬ＝ＬＨ＝３ビット、及びＨＨ＝２ビットが量子化において割り当てられ、信号Ｃｂ及びＣｒに対しては、ＬＬ＝８ビット及びＨＬ＝ＬＨ＝ＨＨ＝０ビットが量子化において割り当てられる。結果として、この場合は合計３２ビットに量子化されている。元画像ブロックのビット数が９６ビットであったので、この場合の圧縮率は３（＝３２／９６）である。
【００４６】
ここで輝度信号Ｙの低域成分ＬＬは当該ブロックの明度を示す「明度情報」であり、輝度信号Ｙの各成分ＨＬ/ＬＨ/ＨＨは当該ブロック内の空間的な輝度パターンを示す「構造情報」である。また信号Ｃｂ及びＣｒの低域成分ＬＬは、そのブロックの色彩を表す「色情報」である。
【００４７】
図３に示すように、量子化部２４によって各係数に所定のビット数を割り当ててブロック単位に固定長圧縮するので、圧縮データを納めたメモリ１３において、編集加工時のアドレス計算が容易となり、各種処理を高速に実行することが出来る。
【００４８】
なお各ブロックに割り当てるビット数が固定であれば、ブロック内で各係数に割り当てるビット数を固定とする必要はなく、ブロック内での各係数へのビット配分をブロック毎に異なるようにしてもよい。このように、画像の領域に応じてビット数の配分を変えれば、さらに効果的な固定長圧縮が行うことが可能となる。この場合、その領域を表す「領域属性情報」を固定長符号に付加することになる。
【００４９】
前述の従来技術に関連して説明したように、カラー画像を対象とする装置／システムであっても、白黒の無彩色画像や例えば青色だけからなる単色画像が入力される場合があり、このような場合には、無彩色画像或いは単色画像に適した圧縮符号化処理が望まれる。
【００５０】
これを考慮して本発明においては、図１において、分布計測部１４は、各色差成分Ｃｂ及びＣｒの値の分布を画像全体にわたって計測し、その分布が、所定の範囲内に集中しているか否かの判定を行う。即ち、この分布が特定の色構成に集中しているか否かの判定を行う。ここで色差成分Ｃｂ及びＣｒを組み合わせる構成で色が決まるものであり、色差成分を組み合わせる特定の構成（即ち特定の色構成）に分布が集中している場合には、入力画像は単色画像であると判断できる。
【００５１】
なお上記固定長圧縮符号化処理と、この分布計測部１４による分布計測処理は、並行的に同時処理される。
【００５２】
図４（ａ）は、色差成分Ｃｂ及びＣｒの値の分布を計数する際の計数領域を示す図である。図４（ｂ）は、色差成分Ｃｂ及びＣｒの値の分布を計数した計数結果の一例を示す図である。
【００５３】
図４（ａ）に示されるように、Ｃｂ及びＣｒで規定される平面を、異なった色構成に対応する複数の領域に分割し（この例では２４個の色構成に対応する２４個の領域）、それぞれの領域ごとの発生度数を、画像全体にわたって計数する。ただし無彩（Ｃｂ＝０、Ｃｒ＝０）を含む領域の度数はカウントしない。ここでＣ_１乃至Ｃ_２４は、分割された各領域における発生度数を示すものである。
【００５４】
上記の計数処理を行った後に、最も大きかった度数の全体に占める割合を求める。
【００５５】
例えば、計数処理の結果を全体に占める割合として正規化すると、図４（ｂ）に示されるような結果が得られる。図４（ｂ）に示される例では、度数Ｃ_９の全体に占める割合８７％が最大となる。そして、この最大度数の割合がある所定値以上であれば、その画像は単色画像であったと判定する。即ち、分布が特定の色構成に集中することを検出した場合には、単色画像であったと判定する。
【００５６】
図５は、色差成分Ｃｂ及びＣｒの値の分布を纏めた一例の図である。
【００５７】
図５に示されるように、この例の場合には、画像全体の画素数の８７％が同一の色差成分領域に属し、またその残りのうちで、例えば８％が別の同一の色差成分領域に属することを示している。この例で８７％として示される最大度数の全体に占めるパーセンテージが、所定のパーセンテージを超えるか否かが判定される。
【００５８】
図６は、最大度数の全体に占める割合が所定値以上であるか否かを決定する処理を示すフローチャートである。
【００５９】
図６において、ＣｉはＣｂ及びＣｒ平面の分割された領域ごとの発生度数を示し、ｓｕｍは発生度数の合計値を示す。またｍａｘは最大度数を、ｍａｘ_ｉは最大度数を占めた領域のインデックスを、それぞれ示す。
【００６０】
ステップＳ１で、ｍａｘを０に、またｍａｘ＿ｉ及びパラメータｉを１に初期化する。
【００６１】
ステップＳ２で、合計値ｓｕｍに発生度数Ｃｉを加えることで、これまで計算対象となった発生度数の合計値を求める。
【００６２】
ステップＳ３で、発生度数Ｃｉが、これまで記録されている最大度数ｍａｘより大きいか否かを判定する。大きい場合にはステップＳ４に進み、それ以外の場合はステップＳ４をスキップする。
【００６３】
ステップＳ４で、発生度数Ｃｉを新たな最大度数ｍａｘとして記録し、また最大度数領域を示すインデックスｍａｘ_ｉをｉに設定する。
【００６４】
ステップＳ５で、ｉを１だけ増加する。
【００６５】
ステップＳ６で、ｉが２４（色差成分の平面を分割した領域数）より大きいか否かを判定する。大きい場合にはステップＳ７に進み、それ以外の場合には、ステップＳ２に戻ってステップＳ２乃至Ｓ５の処理を繰り返す。
【００６６】
ステップＳ７で、最大度数が全体に占める割合（ｍａｘ/ｓｕｍ）が、８０％より大きいか否かを判定する。８０％より大きいなら単色画像と判断して、ステップＳ８を実行する。８０％以下の場合には、単色画像ではないと判断して、処理を終了する。なおこの閾値は、８０％である必要はなく、適宜設定された別の値であってもよい。
【００６７】
ステップＳ８で、色情報に関する記憶領域を開放すると共に、単色画像の色成分に関する情報ｍａｘ＿ｉをメモリの記憶空間に記憶する。
【００６８】
以上で処理を終了する。
【００６９】
なお上記ステップＳ８で実行する処理は、図１の記憶領域制御部１５が実行する。
【００７０】
図７は、分布計測部１４の構成を示す構成図である。
【００７１】
図７の分布計測部１４は、量子化部１０１、量子化部１０２、セレクタ１０３、カウンタ１０４−１乃至１０４−２４、及び単色画像判定部１０５を含む。
【００７２】
量子化部１０１及び量子化部１０２は、色変換部２２から各画素の色差成分Ｃｂ及びＣｒを受け取り、それぞれを量子化する。量子化後のビット数は、この例の場合は例えば３ビットであればよく、Ｃｂを量子化した３ビットで、図４（ａ）におけるＣｂ方向の５列を表現することが可能であり、Ｃｒを量子化した３ビットで、図４（ａ）におけるＣｒ方向の５列を表現することが可能である。Ｃｂを量子化した３ビットとＣｒを量子化した３ビットとを纏めて６ビットとして、これをセレクタ１０３に供給することで、カウンタ１０４−１乃至１０４−２４の２４個のカウンタのうちの一つを選択することが出来る。ここで、カウンタ１０４−１乃至１０４−２４は、図４（ａ）に示される色差成分の平面を分割した２４個の領域に対応する。
【００７３】
カウンタ１０４−１乃至１０４−２４に供給されるクロックは、色変換部２２から量子化部１０１及び量子化部１０２に各画素の色差データを供給するタイミングに同期したクロックである。ある画素の色差データが供給されると、セレクタ１０３が、２４個の色差領域のうちでその色差領域に対応したカウンタを選択する。この結果、選択されたカウンタが、クロック信号によってカウントアップされる。
【００７４】
各画素の色差データを順次供給することにより、順次カウンタを選択してカウントアップし、全ての画素に対する計数動作を実行する。即ち、Ｃｂ及びＣｒで規定される平面を分割した複数の領域において、それぞれの領域ごとの発生度数が求められる。
【００７５】
単色画像判定部１０５は、カウンタ１０４−１乃至１０４−２４から各カウント値を受け取り、カウントの最大値を求め、その最大値がカウントの総計の８０％以上であるか否かを判定する。即ち、複数の色差領域に対して求めた発生度数のうちでの最大度数について、その全体に占める割合が８０％より大きいか否かを判定する。８０％より大きい場合には、単色画像判定部１０５は、入力された画像が単色画像であることを示す単色判定信号ＭＯＮＯと、最大度数領域を示すインデックスｍａｘ_ｉとを出力する。このインデックスｍａｘ＿ｉは、色差成分の平面を分割した２４個の領域のうちの最大度数の位置を示す情報であり、単色画像の色構成（色合い）を示すものである。本明細書では、この情報のことを単色情報と呼ぶ。
【００７６】
単色判定信号ＭＯＮＯと単色情報ｍａｘ_ｉとは、記憶領域制御部１５に供給される。記憶領域制御部１５は、メモリ１３の所定のアドレスに対する量子化部２４からの符号データの書き込みを制御する。また記憶領域制御部１５は、単色判定信号ＭＯＮＯが単色画像であることを示す場合には、色差符号に対するメモリ領域を開放するようにメモリ１３を制御すると共に、単色情報ｍａｘ_ｉを所定のアドレスに書き込むようにメモリ１３を制御する。
【００７７】
図８は、３ページ分の固定長圧縮符号を記憶領域制御部１５が指定するアドレスに順に格納する例を説明する図である。
【００７８】
画像圧縮部（符号化部）１１による固定長圧縮符号化処理と、分布計測部１４による分布計測処理は、並行同時処理される。
【００７９】
まず図８の一番左（タイミングＴ１）に示されるように、記憶領域制御部１５が指定するアドレスに従って、メモリ１３の記憶領域の先頭から、第１ページ目の輝度成分Ｙ１及び色差成分Ｃ１の各量子化係数が格納される。これと並行して、分布計測部１４による分布計測が実行され、当該ページが単色画像か否かの判断がなされる。
【００８０】
単色画像であると判定された場合、図８のタイミングＴ２に示されるように、固定長圧縮符号の内、色差成分の符号Ｃ１が格納されたメモリ領域を開放する。開放といっても当該メモリ領域をクリアする必要はなく、別目的に使用可能にすればよい。またこの時、メモリ領域の所定の位置に、単色情報（上述の最大度数を占めた領域のインデックスｍａｘ＿ｉ）を記憶する。
【００８１】
次に図８のタイミングＴ３に示されるように、記憶領域制御部１５が指定するアドレスに従って、第１ページの色差成分が開放されたメモリ領域の先頭から、第２ページの輝度成分Ｙ２の符号が上書きされ、それに続いて第２ページの色差成分Ｃ２が格納される。
【００８２】
図８に示される例においては、第２ページは有彩であり、第３ページは無彩画像である。従って、タイミングＴ４に示されるように、第３ページの輝度成分Ｙ３と色差成分Ｃ３とは、第２ページの色差成分Ｃ２に続いて記録され、タイミングＴ５に示されるように、第３ページの色差成分Ｃ３はその後開放される。
【００８３】
なお画像復号時には、画像伸張部１２では、最大度数を占めた領域のインデックスｍａｘ＿ｉに基づいて、この領域のＣｂ及びＣｒを画像全体にわたって用いることで、復号処理を行う。これによって、色差成分の符号データを消去しながらも、単色画像を正しく復元することが可能になる。
【００８４】
このように、対象画像が単色画像であるか否かの判定と圧縮処理とを並行して同時に行い、圧縮画像をメモリに格納した後に、判定結果に基づいて単色画像の場合には記憶領域の開放を行うことで、単色画像に対応した圧縮率の向上をはかることが出来ると共に、判定処理と圧縮処理とを並行して同時に実行するので、判定のために余計な時間を必要とすることはなく、効率的な圧縮を高速に実行することが出来る。また事前に定めた色（例えば無彩であるＣｂ＝Ｃｒ＝０）との比較で単色画像判定を行っている訳ではないので、任意の単色について対応可能となっている。
【００８５】
図９は、本発明の第２の実施例による画像処理装置の構成を示す構成図である。図９において、図１と同一の構成要素は同一の符号で参照され、その説明は省略される。
【００８６】
図９の画像処理装置１０Ａは、画像圧縮部（符号化部）１１Ａ、画像伸張部１２Ａ、メモリ１３、分布計測部１４、及び記憶領域制御部１５を含む。
【００８７】
画像圧縮部（符号化部）１１Ａは、ブロック分割部２１、サブバンド変換部２３Ａ、及び量子化部２４Ａを含む。画像伸張部１２Ａは、逆量子化部３１Ａ、サブバンド逆変換部３２Ａ、及びバッファ部３４を含む。
【００８８】
カラー画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、画像圧縮部（符号化部）１１Ａのブロック分割部２１に供給される。ブロック分割部２１は、ブロック毎に、カラー画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をサブバンド変換部２３Ａに供給する。
【００８９】
サブバンド変換部２３Ａでは、入力のＲ、Ｇ、Ｂデータを、そのまま何も変換せずに、成分毎に独立にサブバンド変換する。このサブバンド変換処理は、第１の実施例において、色変換により得られたＹ、Ｃｂ、Ｃｒ信号を、成分毎にサブバンド変換したのと同様である。量子化部２４Ａは、サブバンド変換して得られた係数を、第１の実施例の場合と略同様に量子化する。
【００９０】
ブロック分割部２１から供給されるカラー画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が、分布計測部１４に供給される前に、差分器４１及び４２によって、各色成分間の演算値（Ｒ−Ｇ）及び（Ｂ−Ｇ）が計算される。分布計測部１４は、各色成分間の演算値（Ｒ−Ｇ）及び（Ｂ−Ｇ）の分布を、画像全体にわたって計測し、その分布が、所定の範囲内に集中しているか否かの判定をする。
【００９１】
図４乃至図６で説明したのと同様に、（Ｒ−Ｇ）と（Ｂ−Ｇ）とで規定される平面で計数を行い、最大度数の全体に占める割合を求め、この割合が所定値以上であれば、その画像は単色画像であると判定する。またこの時、最大度数を占めた領域の情報も、固定長圧縮符号とは別に、メモリに保存しておく。また分布計測の結果、単色画像であると判定された場合には、固定長圧縮符号の内で、Ｒ及びＢ成分の符号が格納されたメモリ領域を開放する。
【００９２】
画像復号時には、単色画像の場合、先に保存しておいた最大度数を占めた領域の（Ｒ−Ｇ）値及び（Ｂ−Ｇ）値を、その画像全体に適用するものとして扱う。即ち、位置不変である（Ｒ−Ｇ）値及び（Ｂ−Ｇ）値と、復号された位置依存性のあるＧデータとから、画像各領域におけるＲとＢを復元して復号化する。
【００９３】
第２の実施例と第１の実施例との大きな違いは、画像データＲ、Ｇ、Ｂを、Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒに変換するか否かである。第２の実施例においては、正確な色変換をしなくとも、ＧがＹを、（Ｒ−Ｇ）がＣｒを、また（Ｂ−Ｇ）がＣｂを近似可能であるという考えに基づいている。変換した方が圧縮効率は多少高まるが、変換処理のための回路が必要となり、変換処理のための処理時間とコストがかかる。
【００９４】
なお固定長圧縮で用いる変換は、サブバンド変換に限ったものではなく、他の例として、DCT(Discrete Cosine Transform)やアダマール変換などがある。またＢＴＣ（Block Truncation Coding）を用いてもよい。
【００９５】
変換係数の量子化方法についても、上述の実施例に限らない。色差成分Ｃｂ及びＣｒの高域係数（ＨＬ、ＬＨ、ＨＨ）情報にビットを割り当ててもよい。この場合、この高域係数の情報は「構造情報」と呼ばれ、Ｃｂ及びＣｒの低域係数（ＬＬ）は「色情報」と呼ばれる。
【００９６】
また分布計測も、上述の実施例のように１ページ全体について行うのではなく、１ページを複数の領域に分割して、それぞれ行ってもよい。その場合でも、分割された各領域内は、固定長符号になっているので、画像に対する種々の操作の容易性や、任意の単色画像に対する圧縮率向上の効果は失われない。
【００９７】
図１０は、本発明の画像処理装置を適用した画像処理システムを示す。
【００９８】
図１０の画像処理システムは、デジタルカラー複写装置等を実現するものであり、スキャナ５１、図１に示す画像処理装置１０（又は図９に示す画像処理装置１０Ａ）、補正処理部５２、色変換階調処理５３、プロッタ５４、及び加工部５５を含む。
【００９９】
スキャナ５１が原画像を読み込んで、カラー画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を画像処理装置１０（又は１０Ａ）に供給する。画像処理装置１０（又は１０Ａ）は、上述の実施例で説明したように、入力画像データを圧縮符号化してメモリ１３に格納する。加工部５５は、画像デ−タに対し回転、合成、上書き、変倍等の加工処理を、限られたメモリ量内で実行する。圧縮符号化方式としては、固定長符号化方式が用いられるので、操作を加える画像中の位置と固定長圧縮された符号化データを記憶しているメモリアドレスとの対応が容易に取れ、高速な加工処理を行うことが出来る。
【０１００】
画像印刷時には、メモリ１３に格納されたデータが、画像伸張部で元のＲＧＢデータに戻される。その後、補正処理部５２により画質の補正処理が施され、色変換階調処理５３によりＣＭＹＫデータへの色変換及び階調処理の各処理が施される。その後、プロッタ５４に処理後のデータが供給されて、印刷される。
【０１０１】
このようなデジタルカラー複写装置等の画像処理システムに本発明を適用すれば、対象画像が単色画像であるか否かの判定と圧縮処理とを並行して同時に行い、圧縮画像をメモリに格納した後に、判定結果に基づいて単色画像の場合には記憶領域の開放を行うことで、単色画像に対応した圧縮率の向上をはかることが出来ると共に、判定処理と圧縮処理とを並行して同時に実行するので、判定のために余計な時間を必要とすることはなく、効率的な圧縮を高速に実行することが出来る。
【０１０２】
なお本発明の画像処理方法は、コンピュータ上でソフトウェアプログラムとして実行されてもよい。
【０１０３】
図１１は、本発明による画像符号化方法を実行する装置の構成を示す図である。
【０１０４】
図１１に示されるように、本発明による画像符号化方法を実行する装置は、例えばパーソナルコンピュータやエンジニアリングワークステーション等のコンピュータにより実現される。
【０１０５】
図１１の装置は、コンピュータ５１０と、コンピュータ５１０に接続されるディスプレイ装置５２０、通信装置５２３、及び入力装置よりなる。入力装置は、例えばキーボード５２１及びマウス５２２を含む。コンピュータ５１０は、ＣＰＵ５１１、ＲＡＭ５１２、ＲＯＭ５１３、ハードディスク等の二次記憶装置５１４、可換媒体記憶装置５１５、及びインターフェース５１６を含む。
【０１０６】
キーボード５２１及びマウス５２２は、ユーザとのインターフェースを提供するものであり、コンピュータ５１０を操作するための各種コマンドや要求されたデータに対するユーザ応答等が入力される。ディスプレイ装置５２０は、コンピュータ５１０で処理された結果等を表示すると共に、コンピュータ５１０を操作する際にユーザとの対話を可能にするために様々なデータ表示を行う。通信装置５２３は、遠隔地との通信を行なうためのものであり、例えばモデムやネットワークインターフェース等よりなる。
【０１０７】
本発明による画像符号化方法は、コンピュータ５１０が実行可能なコンピュータプログラムとして提供される。このコンピュータプログラムは、可換媒体記憶装置５１５に装着可能な記憶媒体Ｍに記憶されており、記憶媒体Ｍから可換媒体記憶装置５１５を介して、ＲＡＭ５１２或いは二次記憶装置５１４にロードされる。或いは、このコンピュータプログラムは、遠隔地にある記憶媒体（図示せず）に記憶されており、この記憶媒体から通信装置５２３及びインターフェース５１６を介して、ＲＡＭ５１２或いは二次記憶装置５１４にロードされる。
【０１０８】
キーボード５２１及び／又はマウス５２２を介してユーザからプログラム実行指示があると、ＣＰＵ５１１は、記憶媒体Ｍ、遠隔地記憶媒体、或いは二次記憶装置５１４からプログラムをＲＡＭ５１２にロードする。ＣＰＵ５１１は、ＲＡＭ５１２の空き記憶空間をワークエリアとして使用して、ＲＡＭ５１２にロードされたプログラムを実行し、適宜ユーザと対話しながら処理を進める。なおＲＯＭ５１３は、コンピュータ５１０の基本動作を制御するための制御プログラムが格納されている。
【０１０９】
上記コンピュータプログラムは、入力画像に対して、複数の色成分で構成された画像データを固定長圧縮符号化し、圧縮符号化された符号を記憶部に格納し、圧縮符号化の処理と並行して色成分の分布を計測し、その分布が特定の色構成に集中する場合に色成分に関する符号を格納する記憶領域を記憶部内で開放すると共に、色構成を示す情報（単色情報）を記憶部に記録するように記憶部を制御する。また上記各実施例で説明された各画像符号化方法を実行するものである。
【０１１０】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で様々な変形が可能である。
【０１１１】
【発明の効果】
本発明においては、対象画像が単色画像であるか否かの判定と圧縮処理とを並行して同時に行い、圧縮画像をメモリに格納した後に、判定結果に基づいて単色画像の場合には記憶領域の開放を行うことで、単色画像に対応した圧縮率の向上をはかることが出来ると共に、判定処理と圧縮処理とを並行して同時に実行するので、判定のために余計な時間を必要とすることはなく、効率的な圧縮を高速に実行することが出来る。また単色画像の場合に、その画像の色を示す単色情報を記憶領域に格納する。これによって、画像復号化時には、その単色情報を利用して原画像を再現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例による画像処理装置の構成を示す構成図である。
【図２】画像データに対して施されるサブバンド変換の一例を説明する図である。
【図３】サブバンド変換係数に対する量子化部によるビット割り当ての例を示す図である。
【図４】（ａ）は、色差成分Ｃｂ及びＣｒの値の分布を計数する際の計数領域を示す図であり、（ｂ）は、色差成分Ｃｂ及びＣｒの値の分布を計数した計数結果の一例を示す図である。
【図５】色差成分Ｃｂ及びＣｒの値の分布を纏めた一例の図である。
【図６】最大度数の全体に占める割合が所定値以上であるか否かを決定する処理を示すフローチャートである。
【図７】分布計測部の構成を示す構成図である。
【図８】固定長圧縮符号を記憶領域制御部が指定するアドレスに順に格納する例を説明する図である。
【図９】本発明の第２の実施例による画像処理装置の構成を示す構成図である。
【図１０】本発明の画像処理装置を適用した画像処理システムを示す構成図である。
【図１１】本発明による画像符号化方法を実行する装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０ 画像処理装置
１１ 画像圧縮部
１２ 画像伸張部
１３ メモリ
１４ 分布計測部
１５ 記憶領域制御部
２１ ブロック分割部
２２ 色変換部
２３ サブバンド変換部
２４ 量子化部
３１ 逆量子化部
３２ サブバンド逆変換部
３３ 色逆変換部
３４ バッファ部

Claims (21)

1. 複数の色成分で構成された画像データを固定長圧縮符号化する圧縮符号化部と、
   該圧縮符号化部により圧縮符号化された輝度成分に関する圧縮符号と色成分に関する圧縮符号とを格納する記憶部と、
   該圧縮符号化部による圧縮符号化処理と並行して該色成分の分布を計測する分布計測部と、
   該分布が特定の色構成に集中することを該分布計測部が検出した場合に該輝度成分に関する圧縮符号を格納する記憶領域は保持しながら該色成分に関する圧縮符号を格納する記憶領域を該記憶部内で開放すると共に、該色構成を示す情報を該記憶部に記録する記憶領域制御部
   を含むことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記圧縮符号化部は、
   入力画像データを前記色成分に色変換する色変換部と、
   該色変換部が供給するデータを圧縮する圧縮変換部と、
   該圧縮変換部が供給するデータを量子化する量子化部
   を含むことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記圧縮変換部は、サブバンド変換を行うことを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
4. 前記圧縮符号化部は、前記入力画像データを複数のブロックに分割するブロック分割部を更に含むことを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
5. 前記圧縮符号化された符号は、明度情報、構造情報、及び色情報を含むことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
6. 前記圧縮符号化部は、
   前記複数の色成分としてＲＧＢからなる前記画像データを圧縮する圧縮変換部と、
   該圧縮変換部が供給するデータを量子化する量子化部
   を含むことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
7. 前記分布計測部は、（Ｒ−Ｇ）及び（Ｂ−Ｇ）の色成分に対して前記分布を計測することを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
8. 原画像を読み込むスキャナ部と、
   複数の色成分で構成された画像データを固定長圧縮符号化する圧縮符号化部と、
   該圧縮符号化部により圧縮符号化された輝度成分に関する圧縮符号と色成分に関する圧縮符号とを格納する記憶部と、
   該圧縮符号化部による圧縮符号化処理と並行して該色成分の分布を計測する分布計測部と、
   該分布が特定の色構成に集中することを該分布計測部が検出した場合に該輝度成分に関する圧縮符号を格納する記憶領域は保持しながら該色成分に関する圧縮符号を格納する記憶領域を該記憶部内で開放すると共に、該色構成を示す情報を該記憶部に記録する記憶領域制御部と、
   該記憶部に格納された該符号を読み出して復号化の後に印刷するプリンタ部
   を含むことを特徴とする画像処理システム。
9. 前記圧縮符号化された符号及び前記色構成を示す情報を前記記憶部から読み出して、該圧縮符号化された符号を復号化すると共に、該色構成を示す情報に応じて復号画像の色成分を決定する画像伸張部を更に含むことを特徴とする請求項８記載の画像処理システム。
10. 前記圧縮符号化部は、
    入力画像データを前記色成分に色変換する色変換部と、
    該色変換部が供給するデータを圧縮する圧縮変換部と、
    該圧縮変換部が供給するデータを量子化する量子化部
    を含むことを特徴とする請求項８記載の画像処理システム。
11. 前記圧縮変換部は、サブバンド変換を行うことを特徴とする請求項１０記載の画像処理システム。
12. 前記圧縮符号化部は、前記入力画像データを複数のブロックに分割するブロック分割部を更に含むことを特徴とする請求項１０記載の画像処理システム。
13. 前記圧縮符号化された符号は、明度情報、構造情報、及び色情報を含むことを特徴とする請求項８記載の画像処理システム。
14. 前記圧縮符号化部は、
    前記複数の色成分としてＲＧＢからなる前記画像データを圧縮する圧縮変換部と、
    該圧縮変換部が供給するデータを量子化する量子化部
    を含むことを特徴とする請求項８記載の画像処理システム。
15. 前記分布計測部は、（Ｒ−Ｇ）及び（Ｂ−Ｇ）の色成分に対して前記分布を計測することを特徴とする請求項１４記載の画像処理システム。
16. 複数の色成分で構成された画像データを固定長圧縮符号化し、
    圧縮符号化された輝度成分に関する圧縮符号と色成分に関する圧縮符号とを記憶部に格納し、
    該圧縮符号化の処理と並行して該色成分の分布を計測し、
    該分布が特定の色構成に集中する場合に該輝度成分に関する圧縮符号を格納する記憶領域は保持しながら該色成分に関する圧縮符号を格納する記憶領域を該記憶部内で開放すると共に、該色構成を示す情報を該記憶部に記録するように該記憶部を制御する
    各段階を含むことを特徴とする画像符号化方法。
17. 前記固定長圧縮符号化する段階は、
    前記複数の色成分としてＲＧＢからなる前記画像データを圧縮し、
    該画像データを圧縮したデータを量子化する
    各段階を含むことを特徴とする請求項１６記載の画像符号化方法。
18. 前記分布を計測する段階は、（Ｒ−Ｇ）及び（Ｂ−Ｇ）の色成分に対して前記分布を計測することを特徴とする請求項１７記載の画像符号化方法。
19. 複数の色成分で構成された画像データを固定長圧縮符号化し、
    圧縮符号化された輝度成分に関する圧縮符号と色成分に関する圧縮符号とを記憶部に格納し、
    該圧縮符号化の処理と並行して該色成分の分布を計測し、
    該分布が特定の色構成に集中する場合に該輝度成分に関する圧縮符号を格納する記憶領域は保持しながら該色成分に関する圧縮符号を格納する記憶領域を該記憶部内で開放すると共に、該色構成を示す情報を該記憶部に記録するように該記憶部を制御する
    各段階を含むプログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒体。
20. 前記固定長圧縮符号化する段階は、
    前記複数の色成分としてＲＧＢからなる前記画像データを圧縮し、
    該画像データを圧縮したデータを量子化する
    各段階を含むことを特徴とする請求項１９記載の記憶媒体。
21. 前記分布を計測する段階は、（Ｒ−Ｇ）及び（Ｂ−Ｇ）の色成分に対して前記分布を計測することを特徴とする請求項２０記載の記憶媒体。

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