JP3870147B2 - 画像圧縮装置、画像伸長装置及びそれらの方法、プログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力された多値画像を圧縮する画像圧縮装置、その画像圧縮装置で生成された圧縮データを伸長する画像伸長装置及びそれらの方法、プログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、スキャナの普及により文書の電子化が進んでいる。電子化された文書をフルカラービットマップ形式で保存すると、例えば、Ａ４サイズの場合では、読取解像度３００ｄｐｉで、約２４Ｍｂｙｔｅにもなり、必要なメモリが膨大になる。このような大容量のデータは、メールに添付して送信するのに適したサイズとはいえない。
【０００３】
そこで、フルカラー画像を圧縮することが通常行われており、その圧縮方法としてＪＰＥＧが知られている。ＪＰＥＧは、写真等の自然画像を圧縮するには非常に効果的だが、文字部をＪＰＥＧ圧縮するとモスキートノイズと呼ばれる画像劣化が発生する。そこで、従来では、入力された画像を文字領域及び写真領域に領域分割を行い、文字領域部分は２値化した上でＭＭＲ圧縮、写真領域部分はＪＰＥＧ圧縮を行うことで、文字領域の品位を保ったまま、フルカラー文書も小さなデータサイズで表現する方法があった。
【０００４】
この方法は、伸長時には、２値画像の白部分はＪＰＥＧ画像を透過し、黒部分は代表色をのせた文字で表現する。また、ＪＰＥＧ圧縮前に文字領域を文字近辺の色で穴埋めすることにより、さらに圧縮率を向上させる方法があった。また、効率的な圧縮、かつ伸長時に良好な画像の再現を実現するために、文字領域の代表色を抽出する技術が必須となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術では、圧縮時に行う文字領域部分に複数の色が混在している場合、適切な代表色を抽出するには不十分であった。そのため、伸長時には、文字領域の適切な代表色が再現されず、良好な復元画像を得ることができなかった。
【０００６】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、良好な復元画像を生成することでき、かつ圧縮対象の画像品位を低下させない画像圧縮を行うことができる画像圧縮装置、画像伸長装置及びそれらの方法、プログラムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明による画像圧縮装置は以下の構成を備える。即ち、
入力された多値画像を圧縮する画像圧縮装置であって、
前記多値画像を２値化する２値化手段と、
前記２値化手段で得られた２値画像に基づいて、文字領域の位置を特定する第１領域特定手段と、
前記第１領域特定手段で特定された文字領域中の単位文字領域の位置を特定する第２領域特定手段と、
前記第２領域特定手段で特定された単位文字領域それぞれの位置情報と前記多値画像とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの平均色を算出する平均色算出手段と、
色空間における所定エリアごとに設定されたエリアの代表色と前記平均色算出手段で算出された前記単位文字領域それぞれの平均色との距離に基づいて、前記単位文字領域それぞれの代表色として前記エリアの代表色のいずれかを設定する代表色設定手段と、
前記多値画像における前記文字領域あるいは前記単位文字領域をその周辺色で穴埋めする穴埋め手段と、
前記穴埋め手段で生成された穴埋め多値画像を縮小する縮小手段と、
前記縮小手段で縮小された縮小多値画像を圧縮する第１圧縮手段と、
前記第１領域特定手段で特定された文字領域に対応する部分２値画像を圧縮する第２圧縮手段と、
前記単位文字領域の位置情報と、前記第１圧縮手段で生成された第１圧縮コードと、前記第２圧縮手段で生成された第２圧縮コードと、前記代表色設定手段で設定された単位文字領域の代表色情報とを含む圧縮データを出力する出力手段と
を備える。
【０００８】
また、好ましくは、前記代表色設定手段は、前記平均色算出手段で算出された単位文字領域の平均色を前記色空間にプロットし、
前記各エリアにプロットされているプロット数に基づいて、前記各エリアの代表色の中から候補代表色を順番に抽出し、
当該抽出された候補代表色と前記単位文字領域それぞれの平均色との距離に基づいて、前記候補代表色を前記単位文字領域の代表色として設定する。
【０００９】
また、好ましくは、前記２値化手段は、前記多値画像に基づいて輝度ヒストグラムを作成する輝度ヒストグラム作成手段と、
前記輝度ヒストグラムに基づいて、前記多値画像を２値化するための２値化閾値を算出する２値化閾値算出手段と
を備え、
前記算出された２値化閾値を用いて前記多値画像を２値化する。
【００１０】
また、好ましくは、前記第１領域特定手段は、前記２値画像において所定値をとる画素の輪郭線追跡を行って特定される領域群を、それぞれ文字領域あるいは自然画像領域に特定し、前記領域群の各領域の位置情報、サイズ情報及びその種類を示す属性情報を特定する。
【００１１】
また、好ましくは、前記第２領域特定手段は、前記第１領域特定手段で特定された文字領域中の所定値をとる画素の集合を単位文字領域として特定し、前記単位文字領域の位置情報とサイズ情報を特定する。
【００１４】
また、好ましくは、前記抽出される候補代表色は、前記プロット数の多いエリアの代表色から順に抽出される。
【００１５】
また、好ましくは、前記抽出された候補代表色と、前記単位文字領域それぞれの平均色との間の色空間上の距離を計算し、その距離が所定範囲内である単位文字領域に対して、当該候補代表色を当該単位文字領域の代表色として設定する。
【００１６】
また、好ましくは、前記縮小手段は、解像度変換パラメータを用いて、前記穴埋め多値画像を解像度変換することで該穴埋め多値画像を縮小する。
【００１７】
また、好ましくは、前記縮小手段は、前記解像度変換パラメータを制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記穴埋め多値画像の高周波成分が小さい場合には、大きい場合に比べて、より低解像度に変換するように前記解像度変換パラメータを制御する。
【００１８】
また、好ましくは、前記第１圧縮手段は、ＪＰＥＧ圧縮準拠である。
【００１９】
また、好ましくは、前記第２圧縮手段は、ＭＭＲ圧縮準拠である。
【００２０】
また、好ましくは、前記出力手段で出力される圧縮データを可逆圧縮する第３圧縮手段を更に備える。
【００２１】
上記の目的を達成するための本発明による画像圧縮装置は以下の構成を備える。即ち、
入力された多値画像を圧縮する画像圧縮装置であって、
前記多値画像内の単位文字領域それぞれの位置を特定する単位文字領域特定手段と、
前記特定された単位文字領域それぞれの位置情報と前記多値画像とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの平均色を算出する平均色算出手段と、
色空間におけるエリアごとに設定された各エリアの代表色と前記平均色算出手段で算出された前記単位文字領域それぞれの平均色とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの代表色として前記エリアの代表色のいずれかを設定する代表色設定手段と、
前記多値画像における前記単位文字領域を周辺色で穴埋めする穴埋め手段と、
前記穴埋め手段で生成された穴埋め多値画像に基づいて、第１の多値圧縮画像を得る第１圧縮手段と、
前記単位文字領域に対応する部分２値画像に基づいて、第２の２値圧縮画像を得る第２圧縮手段と、
前記第１圧縮手段で得た第１の多値圧縮画像と、前記第２圧縮手段で得た第２の２値圧縮画像と、前記代表色設定手段で設定された単位文字領域それぞれの代表色情報とを含む圧縮データを出力する出力手段と
を備える。
【００２２】
上記の目的を達成するための本発明による画像圧縮方法は以下の構成を備える。即ち、
入力された多値画像を圧縮する画像圧縮装置を制御するための画像圧縮方法であって、
前記多値画像を２値化する２値化工程と、
前記２値化工程で得られた２値画像に基づいて、文字領域の位置を特定する第１領域特定工程と、
前記第１領域特定工程で特定された文字領域中の単位文字領域の位置を特定する第２領域特定工程と、
前記第２領域特定工程で特定された単位文字領域それぞれの位置情報と前記多値画像とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの平均色を算出する平均色算出工程と、
色空間における所定エリアごとに設定されたエリアの代表色と前記平均色算出手段で算出された前記単位文字領域それぞれの平均色との距離に基づいて、前記単位文字領域それぞれの代表色として前記エリアの代表色のいずれかを設定する代表色設定工程と、
前記多値画像における前記文字領域あるいは前記単位文字領域をその周辺色で穴埋めする穴埋め工程と、
前記穴埋め工程で生成された穴埋め多値画像を縮小する縮小工程と、
前記縮小工程で縮小された縮小多値画像を圧縮する第１圧縮工程と、
前記第１領域特定工程で特定された文字領域に対応する部分２値画像を圧縮する第２圧縮工程と、
前記単位文字領域の位置情報と、前記第１圧縮手段で生成された第１圧縮コードと、前記第２圧縮工程で生成された第２圧縮コードと、前記代表色設定工程で設定された単位文字領域の代表色情報とを含む圧縮データを出力する出力工程と、
の各工程を前記画像圧縮装置に実行させるように制御する。
【００２３】
上記の目的を達成するための本発明による画像圧縮方法は以下の構成を備える。即ち、
入力された多値画像を圧縮する画像圧縮装置を制御するための画像圧縮方法であって、
前記多値画像内の単位文字領域それぞれの位置を特定する単位文字領域特定工程と、
前記特定された単位文字領域それぞれの位置情報と前記多値画像とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの平均色を算出する平均色算出工程と、
色空間におけるエリアごとに設定された各エリアの代表色と前記平均色算出工程で算出された前記単位文字領域それぞれの平均色とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの代表色として前記エリアの代表色のいずれかを設定する代表色設定工程と、
前記多値画像における前記単位文字領域を周辺色で穴埋めする穴埋め工程と、
前記穴埋め工程で生成された穴埋め多値画像に基づいて、第１の多値圧縮画像を得る第１圧縮工程と、
前記単位文字領域に対応する部分２値画像に基づいて、第２の２値圧縮画像を得る第２圧縮工程と、
前記第１圧縮工程で得た第１の多値圧縮画像と、前記第２圧縮工程で得た第２の２値圧縮画像と、前記代表色設定工程で設定された単位文字領域それぞれの代表色情報とを含む圧縮データを出力する出力工程と
を備える。
【００２４】
上記の目的を達成するための本発明によるプログラムは以下の構成を備える。即ち、
入力された多値画像を圧縮する画像圧縮を画像圧縮装置で実行させるための、コンピュータ実行可能なコンピュータプログラムであって、
前記多値画像を２値化する２値化工程と、
前記２値化工程で得られた２値画像に基づいて、文字領域の位置を特定する第１領域特定工程と、
前記第１領域特定工程で特定された文字領域中の単位文字領域の位置を特定する第２領域特定工程と、
前記第２領域特定工程で特定された単位文字領域それぞれの位置情報と前記多値画像とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの平均色を算出する平均色算出工程と、
色空間における所定エリアごとに設定されたエリアの代表色と前記平均色算出手段で算出された前記単位文字領域それぞれの平均色との距離に基づいて、前記単位文字領域それぞれの代表色として前記エリアの代表色のいずれかを設定する代表色設定工程と、
前記多値画像における前記文字領域あるいは前記単位文字領域をその周辺色で穴埋めする穴埋め工程と、
前記穴埋め工程で生成された穴埋め多値画像を縮小する縮小工程と、
前記縮小工程で縮小された縮小多値画像を圧縮する第１圧縮工程と、
前記第１領域特定工程で特定された文字領域に対応する部分２値画像を圧縮する第２圧縮工程と、
前記単位文字領域の位置情報と、前記第１圧縮手段で生成された第１圧縮コードと、前記第２圧縮工程で生成された第２圧縮コードと、前記代表色設定工程で設定された単位文字領域の代表色情報とを含む圧縮データを出力する出力工程と、
の各工程を前記画像圧縮装置に実行させるための、コンピュータ実行可能なコンピュータプログラム。
【００２５】
上記の目的を達成するための本発明によるプログラムは以下の構成を備える。即ち、
入力された多値画像を圧縮する画像圧縮を画像圧縮装置で実行させるための、コンピュータ実行可能なコンピュータプログラムであって、
前記多値画像内の単位文字領域それぞれの位置を特定する単位文字領域特定工程と、
前記特定された単位文字領域それぞれの位置情報と前記多値画像とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの平均色を算出する平均色算出工程と、
色空間におけるエリアごとに設定された各エリアの代表色と前記平均色算出工程で算出された前記単位文字領域それぞれの平均色とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの代表色として前記エリアの代表色のいずれかを設定する代表色設定工程と、
前記多値画像における前記単位文字領域を周辺色で穴埋めする穴埋め工程と、
前記穴埋め工程で生成された穴埋め多値画像に基づいて、第１の多値圧縮画像を得る第１圧縮工程と、
前記単位文字領域に対応する部分２値画像に基づいて、第２の２値圧縮画像を得る第２圧縮工程と、
前記第１圧縮工程で得た第１の多値圧縮画像と、前記第２圧縮工程で得た第２の２値圧縮画像と、前記代表色設定工程で設定された単位文字領域それぞれの代表色情報とを含む圧縮データを出力する出力工程と、
の各工程を前記画像圧縮装置に実行させるための、コンピュータ実行可能なコンピュータプログラム。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２７】
尚、以下に説明する実施形態の画像圧縮装置及び画像伸長装置の各構成要素の相対配置、各処理に用いられる数式、数値等は、特に、特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２８】
図１は本発明の実施形態の画像圧縮装置の概略構成を示す図である。
【００２９】
図１において、実線は画像の流れ及び入力を示し、点線は情報の流れ及び入力を示すものとする。
【００３０】
カラー多値画像である入力画像１０１は、２値化部１０２で２値化され、２値画像１０３が作成される。領域特定部Ａ１０４は、２値画像１０３を入力とし、例えば、所定値をとる画素（例えば、黒画素）の輪郭線追跡等により文字領域を検出して、文字領域座標１０６を作成する。文字領域座標１０６は、文字領域の位置（座標）やサイズを示す情報である。また、領域特定部Ａ１０４が文字領域を特定することで、それ以外の写真やイラスト等の自然（階調）画像を示す自然画像領域の位置やサイズも特定されることは言うまでもない。更に、各領域の種類を特定するための属性情報（文字や画像）も別途生成する。
【００３１】
領域特定部Ｂ１０５は、２値画像１０３と領域特定部Ａ１０４により作成された文字領域座標１０６を入力とし、文字領域内における各文字（単位文字領域）の位置及びサイズを特定する。説明を簡単にするため、実施形態１では、各単位文字領域の位置及びサイズの情報も文字領域座標１０６に追加するものとする。また、領域特定部Ａ１０４により作成された文字領域座標１０６により、文字領域毎の２値画像（部分２値画像１０７）を作成する。
【００３２】
代表色抽出部１１０は、部分２値画像１０７と文字領域座標１０６及び多値画像１１２を入力とし、部分２値画像１０７の黒部分と多値画像１１２とを位置対応させながら、文字領域中の各単位文字領域の各文字代表色１１１を算出する。尚、この処理の詳細については後述する。尚、多値画像１１２は入力画像１０１と同一である。
【００３３】
文字領域穴埋め部１１３は、多値画像１１２及び文字領域座標１０６を入力とし、多値画像１１２上の各文字領域あるいは単位文字領域毎に、その周辺色で塗り潰す処理（周辺色に置換する処理）を行う。続いて、文字領域あるいは単位文字領域が穴埋めされた（塗り潰された）穴埋め多値画像を、縮小部１１４にて縮小する。
【００３４】
この縮小部１１４は、設定された解像度変換パラメータに基づいて、穴埋め多値画像の解像度変換を行う。また、縮小部１１４は、この解像度変換パラメータを、処理対象の多値画像の空間周波数に基づいて適宜制御するようにしても良い。例えば、多値画像の高周波成分が小さい場合には、大きい場合に比べて、より低解像度に変換するように、この解像度変換パラメータを制御しても良い。
【００３５】
以上の処理の後、部分２値画像１０７は各々順次、ＭＭＲ圧縮部１０８により圧縮コードＡ１０９として圧縮される。また、縮小部１１４にて縮小された穴埋め多値画像は、ＪＰＥＧ圧縮部１１５により圧縮コードＢ１１６としてＪＰＥＧ圧縮される。尚、ＭＭＲ圧縮部１０８の代わりに、ＭＭＲ圧縮以外の２値画像圧縮、例えば、ＪＢＩＧ圧縮、ＭＲ圧縮、ＭＨ圧縮等を用いても良い。
【００３６】
このようにして、各構成要素から得られる文字領域座標１０６、圧縮コードＡ１０９、各文字代表色１１１、圧縮コードＢ１１６のデータ群を結合した圧縮データ１１７が作成される。この圧縮データ１１７を、更に、ＰＤＦなどに可逆圧縮しても良い。
【００３７】
尚、入力画像１０１中に文字領域が存在しない場合、圧縮データ１１７は圧縮コードＢ１１６のみとなる。
【００３８】
また、画像圧縮装置及び後述するこの画像圧縮装置で生成された圧縮データを伸長する画像伸長装置を実現するハードウエア構成としては、例えば、パーソナルコンピュータ等の汎用コンピュータで実現される。また、この汎用コンピュータには、その標準的な構成要素として、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク、外部記憶装置、ネットワークインタフェース、ディスプレイ、キーボード、マウス等を有している。
【００３９】
また、これらの画像圧縮装置及び画像伸長装置は、このような汎用コンピュータに対する拡張カードとして実現される専用ハードウエアとして実現されても良い。
【００４０】
更に、これらの画像圧縮装置及び画像伸長装置を搭載する装置の具体例としては、ネットワーク通信機能を有する複合機（コピー、プリンタ、スキャナ、ファクシミリ機能等を有する装置）、カラースキャナ、カラーファクシミリ等が挙げられる。
【００４１】
次に、２値化部１０２が実行する２値化処理について、図２及び図３を用いて説明する。
【００４２】
図２は本発明の実施形態の入力画像の一例を示す図である。また、図３は本発明の実施形態の２値化部が実行する２値化処理を示すフローチャートである。
【００４３】
図２において、入力画像２０１はカラー多値画像であり、領域２０３は赤色、領域２０４は青色、その他の文字は黒、領域２０５は任意の複数色であるとする。
【００４４】
例として、入力画像１０１をスキャナで読み取った後のＲＧＢデータ（２４ｂｉｔ）とする場合、まず、ステップＳ３０１にて、下記の変換式により輝度変換を行い、輝度画像を作成する。
【００４５】
Ｙ ＝ ０．２９９×Ｒ ＋ ０.５８７×Ｇ ＋ ０.１１４×Ｂ
次に、ステップＳ３０２にて、輝度画像の全面ヒストグラムを作成する。ここで、ヒストグラムの一例を図示すると図６のようになる。図６において、横軸はＹ信号の輝度レベル０〜２５５であり、縦軸はその出現頻度を示している。図６の場合、６０１が文字やイメージの分布であり、６０２が下地の分布であることを示している。
【００４６】
次に、ステップＳ３０３にて、最適な２値化閾値Ｔを算出する。但し、ここでの２値化閾値Ｔの算出方法は、特に限定はしない。図６では、例えば、分布６０１と分布６０２の頂点の輝度レベル間の中間点６０３を２値化閾値Ｔとしている。
【００４７】
最後に、ステップＳ３０４にて、輝度画像を２値化閾値Ｔに基づいて、２値化する。
【００４８】
以上の処理により、図１の２値画像１０３が作成される。また、図２の多値画像２０１を２値化した場合の２値画像は、例えば、図７の２値画像７０１のようになる。
【００４９】
次に、領域特定部Ａ１０４が実行する処理について、図４を用いて説明する。
【００５０】
図４は本発明の実施形態の領域特定部Ａ１０４が実行する処理を示すフローチャートである。
【００５１】
まず、ステップＳ４０１にて、２値画像１０３の黒画素を参照しながら、輪郭線追跡を行う。次に、ステップＳ４０２にて、追跡された輪郭線内をさらに追跡し、その追跡結果に基づいて、輪郭線内の領域から文字領域と、その位置やサイズを特定する。また、文字領域以外の領域は、自然画像領域として特定する。
【００５２】
以上の処理により、文字領域及び自然画像領域の位置、サイズ及びその領域の種類を示す属性が特定される。ここで、図７の２値画像７０１に領域特定部Ａ１０４の処理を施した結果を、図８に示す。図８では、全部で４つの領域が特定され、８０１〜８０３が文字領域、８０４が自然画像領域に特定されている。
【００５３】
次に、領域特定部Ｂ１０５が実行する処理について、図５を用いて説明する。
【００５４】
図５は本発明の実施形態の領域特定部Ｂ１０５が実行する処理を示すフローチャートである。
【００５５】
図５で説明する処理は、領域特定部Ａ１０４により特定された文字領域群、図８の例では、文字領域８０１〜８０３に対して順次行われる。
【００５６】
まず、ステップＳ５０１にて、未処理の文字領域の有無を判定する。未処理の文字領域がない場合（ステップＳ５０１でＮＯ）、処理を終了する。一方、未処理の文字領域がある場合（ステップＳ５０１でＹＥＳ）、ステップＳ５０２に進む。
【００５７】
次に、ステップＳ５０２にて、２値画像の所定値（黒画素）をとる画素の集合を単位文字とみなし、単位文字領域の位置を特定する。ここで、図８の文字領域８０１に領域特定部Ｂ１０５の処理を施した結果を、図９に示す。図９では、全部で５つの単位文字領域９０２〜９０６が特定されている。以降、同様にして、図８の文字領域８０２、８０３についても処理が実行される。
【００５８】
以上のようにして、領域特定部Ａ１０４及び領域特定部Ｂ１０５により特定された文字領域・単位文字領域の領域情報（位置、サイズ）を、文字領域座標１０６として、例えば、画像圧縮装置内のメモリ（例えば、ＲＡＭ）に保存する。
【００５９】
次に、代表色抽出部１１０が実行する処理について、図１０、図１１のフローチャート、及び図１２〜図１５の説明図を用いて説明する。
【００６０】
図１０は本発明の実施形態の代表色抽出部が実行する処理を示すフローチャートである。
【００６１】
代表色抽出部１１０では、上述したように、入力として、文字領域座標１０６と部分２値画像１０７及び多値画像１１２を使用する。部分２値画像１０７は、２値画像１０３の文字領域を切り取って別のワークメモリ等のメモリに格納してあるものとする。多値画像１１２は、入力画像１０１と同一のものであり、同様に別のワークメモリ等のメモリに格納してあるものとする。
【００６２】
尚、処理対象の具体例として、図９の文字領域８０１を用いるとする。
【００６３】
代表色抽出部１１０では、全ての文字領域、即ち、全ての部分２値画像１０７に対して順に処理を行うため、最初に、ステップＳ１００１にて、文字領域座標１０６を参照しながら、未処理の文字領域の有無を判定する。未処理の文字領域がない場合（ステップＳ１００１でＮＯ）、処理を終了する。一方、未処理の文字領域がある場合（ステップＳ１００１でＹＥＳ）、ステップＳ１００８に進む。
【００６４】
次に、ステップＳ１００８にて、文字領域の代表色数ｎに１を設定する。次に、ステップＳ１００２にて、文字領域座標１０６を参照し、かつ部分２値画像１０７の黒画素に位置的に対応する多値画像１１２の色（ＲＧＢ）を参照しながら、単位文字毎にＲＧＢの平均色を算出する。この算出例として、図９の単位文字領域９０４に対する処理を、図１２を用いて具体的に説明する。
【００６５】
図１２において、１２０１は図９の単位文字領域９０４に対応する単位文字である。１２０２は、単位文字１２０１を拡大し、画素レベルで表現したものであり、ｐ１、ｐ２、ｐ３は各画素の座標を示している。但し、黒画素のみに注目している。
【００６６】
ここで、座標ｐ１（ｘ，ｙ）と位置的に対応する多値画像１１２のＲＧＢ値を参照し、これをｃ１（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）として保存する。また、座標ｐ２（ｘ＋１，ｙ）、ｐ３（ｘ＋２，ｙ）、以下、残りの黒画素全部も同様にＲＧＢ値を多値画像１１２から参照し、これらをｃ２（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）、ｃ３（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３）、…、とすると、黒画素数は単位文字領域内に全部で１２あるので、ＲＧＢの平均色を求める式は、下記のようになる。また、黒画素数１２も保持しておくことにするが、本実施形態の説明では黒画素数の利用は省略する。
【００６７】
Ｒ_average ＝ （Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋、…、＋Ｒ１２）／１２
Ｇ_average ＝ （Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＋、…、＋Ｇ１２）／１２
Ｂ_average ＝ （Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３＋、…、＋Ｂ１２）／１２
また、例として、図９の文字領域８０１には、５つの単位文字領域９０２〜９０６があるので、それぞれＲＧＢの平均色は、
単位文字領域９０２：（Ｒ_average１，Ｇ_average１，Ｂ_average１）
単位文字領域９０３：（Ｒ_average２，Ｇ_average２，Ｂ_average２）
単位文字領域９０４：（Ｒ_average３，Ｇ_average３，Ｂ_average３）
単位文字領域９０５：（Ｒ_average４，Ｇ_average４，Ｂ_average４）
単位文字領域９０６：（Ｒ_average５，Ｇ_average５，Ｂ_average５）
のように、算出することができる。
【００６８】
次に、ステップＳ１００３にて、上記で算出された各単位文字領域のＲＧＢの平均色を、例えば、ＹＣｂＣｒのような、輝度と色差で表現できる色空間に変換する。尚、色空間は、ＬａｂやＹｕｖ等の他の色空間でも構わないものとするが、ここでは、ＹＣｂＣｒで説明を行う。また、ＲＧＢからＹＣｂＣｒへの変換式は省略する。
【００６９】
例えば、上述の５つの単位文字領域９０２〜９０６に対して、ＹＣｂＣｒ変換を施すと、
単位文字領域９０２：（Ｙ１，Ｃｂ１，Ｃｒ１）
単位文字領域９０３：（Ｙ２，Ｃｂ２，Ｃｒ２）
単位文字領域９０４：（Ｙ３，Ｃｂ３，Ｃｒ３）
単位文字領域９０５：（Ｙ４，Ｃｂ４，Ｃｒ４）
単位文字領域９０６：（Ｙ５，Ｃｂ５，Ｃｒ５）
となる。
【００７０】
次に、ステップＳ１００４にて、ステップＳ１００５のヒストグラム作成の準備として、ヒストグラム初期化（ヒストグラムクリア）を行う。次に、ステップＳ１００５にて、色差Ｃｂ，Ｃｒの２次元ヒストグラムを作成する。これを、図１３に示す。図１３の５つのプロット１３０１〜１３０５は、それぞれ
プロット１３０１（Ｃｂ１，Ｃｒ１） → 単位文字領域９０２のプロット
プロット１３０２（Ｃｂ２，Ｃｒ２） → 単位文字領域９０３のプロット
プロット１３０３（Ｃｂ３，Ｃｒ３） → 単位文字領域９０４のプロット
プロット１３０４（Ｃｂ４，Ｃｒ４） → 単位文字領域９０５のプロット
プロット１３０５（Ｃｂ５，Ｃｒ５） → 単位文字領域９０６のプロット
である。また、プロット１３０１、１３０２及び１３０５と、プロット１３０３及び１３０４の距離が離れているのは、図２の多値画像２０１で示される色の違いを表すためであり、プロット１３０１、１３０２及び１３０５の間の差、または、プロット１３０３及び１３０４の間の差は、スキャナで読み取られた入力画像のバラツキ、あるいは、その後の処理（例えば、ＪＰＥＧ圧縮）によるバラツキを表している。
【００７１】
尚、本実施形態では、処理の高速化のため、２次元ヒストグラムを作成しているが、精度を上げるために、Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒの３次元ヒストグラムを作成してもよい。
【００７２】
次に、ステップＳ１００６にて、各単位文字領域の代表色抽出と色割当を行う。尚、この処理の詳細については後述する。
【００７３】
次に、ステップＳ１００７にて、ステップＳ１００６で色が未割当の単位文字の有無を判定する。未割当の単位文字がある場合（ステップＳ１００７でＹＥＳ）、ステップＳ１００９に進み、代表色数ｎに１を加算して、先に作成したヒストグラムを初期化し（ステップＳ１００４）、色が未割当の単位文字に対してのみ、ヒストグラムを作成する（ステップＳ１００５）。以下、同様にして、ステップＳ１００７にて、色が未割当の単位文字がなくなるまで処理を続ける。そして、未割当の単位文字がない場合（ステップＳ１００７でＮＯ）、ステップＳ１００１に戻り、他の未処理の文字領域があれば、以下、同様の処理を行う。
【００７４】
次に、ステップＳ１００６の各単位文字領域の代表色抽出と色割当の処理の詳細について、図１１を用いて説明する。
【００７５】
図１１は本発明の実施形態のステップＳ１００６の代表色抽出と色割当の処理の詳細を示すフローチャートである。
【００７６】
まず、ステップＳ１１０１にて、単位文字領域の代表色の候補となる候補代表色Ｃ’（ｎ）の抽出を行う。尚、ｎは代表色数であり、図１０で使用されているｎと同じである。また、候補代表色Ｃ’（ｎ）は、Ｃｂ，Ｃｒの情報をもつ構造体であり、ｎ番目の代表色のＣｂをＣ’（ｎ）_b、ｎ番目の代表色のＣｒをＣ’（ｎ）_rと表すことにする。
【００７７】
具体的な候補代表色の抽出方法について、図１４を用いて説明する。
【００７８】
図１４で示される点線で囲まれる四角は、予め設定されたエリアを示しており、各エリアには１つの代表色（Ｃｂ，Ｃｒ）が設定されているものとする。エリアの大小は任意であるが、精度と処理効率のトレードオフを考慮して設定することが望ましい。ＹＣｂＣｒがそれぞれ８ｂｉｔである場合、本実施形態では、エリアの縦横幅を３ｂｉｔに設定することにする。但し、図１４では、説明を簡単にするため、エリアを大きく図示している。ここで、各エリアをＣｂ−Ｃｒ方向に走査し、エリア内のプロット数の最大値を取得する。ここでは、エリア１で最大プロット数３が得られるので、候補代表色として１４０１（黒三角▲）が得られる。
【００７９】
次に、ステップＳ１１０２にて、単位文字数ｍに１を設定する。次に、ステップＳ１１０３にて、ｍがＭ以下であるか否かを判定する。Ｍ以下である場合（ステップＳ１１０３でＹＥＳ）、ステップＳ１１０４に進む。一方、Ｍより大きい場合（ステップＳ１１０３でＮＯ）、処理を終了する。
【００８０】
ここで、Ｍは、処理対象の文字領域内の単位文字数（総数）であり、例えば、図９の文字領域８０１では、Ｍ＝５である。この場合は、ｍ＝１の時は、ステップＳ１１０３の条件がＹＥＳとなり、ステップＳ１１０４へ進む。そして、ｍ＝６になった時、ステップＳ１１０３の条件がＮＯとなり、ステップＳ１００６のループを抜ける。
【００８１】
ステップＳ１１０４にて、単位文字領域の平均色である単位文字色Ｃ（ｍ）が未決定であるか否かを判定する。未決定でない場合（ステップＳ１１０４でＮＯ）、ステップＳ１１０８に進む。一方、未決定である場合（ステップＳ１１０４でＹＥＳ）、ステップＳ１１０５に進む。
【００８２】
ここで、単位文字色Ｃ（ｍ）は、Ｃｂ，Ｃｒの情報をもつ構造体であり、ｍ番目の単位文字色のＣｂをＣ（ｍ）_b、ｍ番目の代表色のＣｒをＣ（ｍ）_rと表すことにする。単位文字色Ｃ（ｍ）は、最初、値が割り当てられていないため、Ｃ（ｍ）は未決定となり、ステップＳ１１０５へ進む。
【００８３】
次に、ステップＳ１１０５にて、候補代表色Ｃ’（ｎ）と単位文字色Ｃ（ｍ）の色空間上の距離（Distance）を算出する。
【００８４】
次に、ステップＳ１１０６にて、予め設定された値valueに対して、Distance≦valueであるか否かを判定する。Distance≦valueでない場合（ステップＳ１１０６でＮＯ）、ステップＳ１１０８に進む。一方、Distance≦valueである場合（ステップＳ１１０６でＹＥＳ）、ステップＳ１１０７に進む。
【００８５】
ステップＳ１１０７にて、候補代表色Ｃ’（ｎ）を単位文字色Ｃ（ｍ）（単位文字領域の代表色）に設定する。即ち、Ｃ’（ｎ）_bをＣ（ｍ）_bに代入し、Ｃ’（ｎ）_rをＣ（ｍ）_rに代入する。ここで、valueは任意に値を調整可能である。
【００８６】
そして、ステップＳ１１０８にて、単位文字数ｍに１を加算し、ステップＳ１１０３に戻る。
【００８７】
図１１のステップＳ１１０５及びステップＳ１１０６の処理の具体例について、図１５を用いて説明する。ここでは、ｎ＝１、ｍ＝１であると仮定するため、候補代表色Ｃ’（１）はプロット１４０１、単位文字色Ｃ（１）はプロット１３０１である。上述のステップＳ１１０５及びステップＳ１１０６では、候補代表色Ｃ’（１）であるプロット１４０１を中心とし、valueを半径とした点線円１５００内に、単位文字色Ｃ（１）のプロット１３０１が存在するか否かを判定している。
【００８８】
ここでは、プロット１３０１は点線円１５００に存在しているため、候補代表色Ｃ’（１）（本実施形態の場合、黒あるいは黒の近似色）が、単位文字領域９０２に対応する代表色Ｃ（１）として設定される。同様に、ｍ＝２、５の時もプロット１３０２、１３０５は、ステップＳ１１０６の条件を満たすため、候補代表色Ｃ’（１）が、単位文字領域９０３及び９０６それぞれの代表色Ｃ（２）及びＣ（５）として設定される。
【００８９】
一方、ｍ＝３、４の時は、ステップＳ１１０６の条件を満たさないため、Ｃ（３）、Ｃ（４）は未決定のまま、ステップＳ１００６のループを抜け、次の代表色抽出を行う。そして、その後の処理で、候補代表色Ｃ’（２）（本実施形態の場合、青あるいは青の近似色）が、単位文字領域９０４及び９０５それぞれに対応する代表色Ｃ（３）及びＣ（４）として設定されることになる。
【００９０】
以上のようにして、図１０、図１１で示されるフローチャートで、各単位文字領域の代表色抽出と色割当が行われる。また、抽出された代表色は、図１の各文字代表色１１１として、圧縮データ１１７に格納される。
【００９１】
次に、圧縮データ１１７を伸長する画像伸長装置について、図１６を用いて説明する。
【００９２】
図１６は本発明の実施形態の画像伸長装置の概略構成を示す図である。
【００９３】
ＭＭＲ伸長部１６０３は、圧縮コードＡ１０９を入力し、ＭＭＲ伸長処理を行い、２値画像１６０４を作成する。ＪＰＥＧ伸長部１６０９は、圧縮コードＢ１１６を入力し、ＪＰＥＧ伸長処理を行い、さらに拡大部１６１０で拡大処理を行うことで、多値画像１６１１を作成する。合成部１６０５は、文字領域座標１０６を参照しながら、各文字代表色１１１を２値画像１６０４中の対応する単位文字領域の各黒画素に割り当て、その２値画像を多値画像１６１１の上に表示する。この際、２値画像１６０４の白画素は多値画像１６１１を透過する。
【００９４】
このようにして、図１６の画像伸長装置は、図１の画像圧縮装置により作成された圧縮データ１１７を伸長し、最終的な復元画像である伸長画像１６０６を生成することができる。
【００９５】
以上説明したように、本実施形態によれば、入力されたカラー多値画像に含まれる文字領域が複数の色を有していた場合にも適切な色抽出を行うことが可能である。
【００９６】
つまり、文字領域の２値画像とその文字領域を構成する単位文字領域における代表色を抽出して割り当て、この単位文字領域毎の代表色を圧縮データの一部として生成する。そして、この圧縮データを伸長して復元画像を得る場合には、この代表色を利用して、各文字領域内の各単位文字領域の色を再現する。これにより、入力画像の画品位を良好に維持した復元画像を再現することができる。
【００９７】
また、文字領域に関しては、従来使用されていたＪＰＥＧ圧縮に代って、ＭＭＲ圧縮を利用して圧縮することで、より高圧縮な圧縮画像を生成することができる。
【００９８】
以上、実施形態例を詳述したが、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
【００９９】
尚、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（実施形態では図に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。
【０１００】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
【０１０１】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。
【０１０２】
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などがある。
【０１０３】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。
【０１０４】
また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【０１０５】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【０１０６】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、良好な復元画像を生成することでき、かつ圧縮対象の画像品位を低下させない画像圧縮を行うことができる画像圧縮装置、画像伸長装置及びそれらの方法、プログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の画像圧縮装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態の入力画像の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態の２値化部が実行する２値化処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態の領域特定部Ａが実行する処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態の領域特定部Ｂが実行する処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態の入力画像のヒストグラムの一例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態の２値画像の一例を示す図である。
【図８】本発明の実施形態の領域特定部Ａによる処理結果の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態の領域特定部Ｂによる処理結果の一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態の代表色抽出部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態のステップＳ１００６の代表色抽出と色割当の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施形態の代表色抽出部の処理を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施形態の代表色抽出部の処理を説明するための図である。
【図１４】本発明の実施形態の代表色抽出部の処理を説明するための図である。
【図１５】本発明の実施形態の代表色抽出部の処理を説明するための図である。
【図１６】本発明の実施形態の画像伸長装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１０１ 入力画像
１０２ ２値化部
１０３ ２値画像
１０４ 領域特定部Ａ
１０５ 領域特定部Ｂ
１０６ 文字領域座標
１０７ 部分２値画像
１０８ ＭＭＲ圧縮部
１０９ 圧縮コードＡ
１１０ 代表色抽出部
１１１ 各文字代表色
１１２ 多値画像
１１３ 文字領域穴埋め部
１１４ 縮小部
１１５ ＪＰＥＧ圧縮部
１１６ 圧縮コードＢ
１１７ 圧縮データ
１６０３ ＭＭＲ伸長部
１６０４ ２値画像
１６０５ 合成部
１６０６ 伸長画像
１６０９ ＪＰＥＧ伸長部
１６１０ 拡大部
１６１１ 多値画像
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力された多値画像を圧縮する画像圧縮装置、その画像圧縮装置で生成された圧縮データを伸長する画像伸長装置及びそれらの方法、プログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、スキャナの普及により文書の電子化が進んでいる。電子化された文書をフルカラービットマップ形式で保存すると、例えば、Ａ４サイズの場合では、読取解像度３００ｄｐｉで、約２４Ｍｂｙｔｅにもなり、必要なメモリが膨大になる。このような大容量のデータは、メールに添付して送信するのに適したサイズとはいえない。
【０００３】
そこで、フルカラー画像を圧縮することが通常行われており、その圧縮方法としてＪＰＥＧが知られている。ＪＰＥＧは、写真等の自然画像を圧縮するには非常に効果的だが、文字部をＪＰＥＧ圧縮するとモスキートノイズと呼ばれる画像劣化が発生する。そこで、従来では、入力された画像を文字領域及び写真領域に領域分割を行い、文字領域部分は２値化した上でＭＭＲ圧縮、写真領域部分はＪＰＥＧ圧縮を行うことで、文字領域の品位を保ったまま、フルカラー文書も小さなデータサイズで表現する方法があった。
【０００４】
この方法は、伸長時には、２値画像の白部分はＪＰＥＧ画像を透過し、黒部分は代表色をのせた文字で表現する。また、ＪＰＥＧ圧縮前に文字領域を文字近辺の色で穴埋めすることにより、さらに圧縮率を向上させる方法があった。また、効率的な圧縮、かつ伸長時に良好な画像の再現を実現するために、文字領域の代表色を抽出する技術が必須となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術では、圧縮時に行う文字領域部分に複数の色が混在している場合、適切な代表色を抽出するには不十分であった。そのため、伸長時には、文字領域の適切な代表色が再現されず、良好な復元画像を得ることができなかった。
【０００６】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、良好な復元画像を生成することでき、かつ圧縮対象の画像品位を低下させない画像圧縮を行うことができる画像圧縮装置、画像伸長装置及びそれらの方法、プログラムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明による画像圧縮装置は以下の構成を備える。即ち、
入力された多値画像を圧縮する画像圧縮装置であって、
前記多値画像を２値化する２値化手段と、
前記２値化手段で得られた２値画像に基づいて、文字領域の位置を特定する第１領域特定手段と、
前記第１領域特定手段で特定された文字領域中の単位文字領域の位置を特定する第２領域特定手段と、
前記第２領域特定手段で特定された単位文字領域それぞれの位置情報と前記多値画像とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの平均色を算出する平均色算出手段と、
色空間における所定エリアごとに設定されたエリアの代表色と前記平均色算出手段で算出された前記単位文字領域それぞれの平均色との距離に基づいて、前記単位文字領域それぞれの代表色として前記エリアの代表色のいずれかを設定する代表色設定手段と、
前記多値画像における前記文字領域あるいは前記単位文字領域をその周辺色で穴埋めする穴埋め手段と、
前記穴埋め手段で生成された穴埋め多値画像を縮小する縮小手段と、
前記縮小手段で縮小された縮小多値画像を圧縮する第１圧縮手段と、
前記第１領域特定手段で特定された文字領域に対応する部分２値画像を圧縮する第２圧縮手段と、
前記単位文字領域の位置情報と、前記第１圧縮手段で生成された第１圧縮コードと、前記第２圧縮手段で生成された第２圧縮コードと、前記代表色設定手段で設定された単位文字領域の代表色情報とを含む圧縮データを出力する出力手段と
を備える。
【０００８】
また、好ましくは、前記代表色設定手段は、前記平均色算出手段で算出された単位文字領域の平均色を前記色空間にプロットし、
前記各エリアにプロットされているプロット数に基づいて、前記各エリアの代表色の中から候補代表色を順番に抽出し、
当該抽出された候補代表色と前記単位文字領域それぞれの平均色との距離に基づいて、前記候補代表色を前記単位文字領域の代表色として設定する。
【０００９】
また、好ましくは、前記２値化手段は、前記多値画像に基づいて輝度ヒストグラムを作成する輝度ヒストグラム作成手段と、
前記輝度ヒストグラムに基づいて、前記多値画像を２値化するための２値化閾値を算出する２値化閾値算出手段と
を備え、
前記算出された２値化閾値を用いて前記多値画像を２値化する。
【００１０】
また、好ましくは、前記第１領域特定手段は、前記２値画像において所定値をとる画素の輪郭線追跡を行って特定される領域群を、それぞれ文字領域あるいは自然画像領域に特定し、前記領域群の各領域の位置情報、サイズ情報及びその種類を示す属性情報を特定する。
【００１１】
また、好ましくは、前記第２領域特定手段は、前記第１領域特定手段で特定された文字領域中の所定値をとる画素の集合を単位文字領域として特定し、前記単位文字領域の位置情報とサイズ情報を特定する。
【００１４】
また、好ましくは、前記抽出される候補代表色は、前記プロット数の多いエリアの代表色から順に抽出される。
【００１５】
また、好ましくは、前記抽出された候補代表色と、前記単位文字領域それぞれの平均色との間の色空間上の距離を計算し、その距離が所定範囲内である単位文字領域に対して、当該候補代表色を当該単位文字領域の代表色として設定する。
【００１６】
また、好ましくは、前記縮小手段は、解像度変換パラメータを用いて、前記穴埋め多値画像を解像度変換することで該穴埋め多値画像を縮小する。
【００１７】
また、好ましくは、前記縮小手段は、前記解像度変換パラメータを制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記穴埋め多値画像の高周波成分が小さい場合には、大きい場合に比べて、より低解像度に変換するように前記解像度変換パラメータを制御する。
【００１８】
また、好ましくは、前記第１圧縮手段は、ＪＰＥＧ圧縮準拠である。
【００１９】
また、好ましくは、前記第２圧縮手段は、ＭＭＲ圧縮準拠である。
【００２０】
また、好ましくは、前記出力手段で出力される圧縮データを可逆圧縮する第３圧縮手段を更に備える。
【００２１】
上記の目的を達成するための本発明による画像圧縮装置は以下の構成を備える。即ち、
入力された多値画像を圧縮する画像圧縮装置であって、
前記多値画像内の単位文字領域それぞれの位置を特定する単位文字領域特定手段と、
前記特定された単位文字領域それぞれの位置情報と前記多値画像とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの平均色を算出する平均色算出手段と、
色空間におけるエリアごとに設定された各エリアの代表色と前記平均色算出手段で算出された前記単位文字領域それぞれの平均色とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの代表色として前記エリアの代表色のいずれかを設定する代表色設定手段と、
前記多値画像における前記単位文字領域を周辺色で穴埋めする穴埋め手段と、
前記穴埋め手段で生成された穴埋め多値画像に基づいて、第１の多値圧縮画像を得る第１圧縮手段と、
前記単位文字領域に対応する部分２値画像に基づいて、第２の２値圧縮画像を得る第２圧縮手段と、
前記第１圧縮手段で得た第１の多値圧縮画像と、前記第２圧縮手段で得た第２の２値圧縮画像と、前記代表色設定手段で設定された単位文字領域それぞれの代表色情報とを含む圧縮データを出力する出力手段と
を備える。
【００２２】
上記の目的を達成するための本発明による画像圧縮方法は以下の構成を備える。即ち、
入力された多値画像を圧縮する画像圧縮装置を制御するための画像圧縮方法であって、
前記多値画像を２値化する２値化工程と、
前記２値化工程で得られた２値画像に基づいて、文字領域の位置を特定する第１領域特定工程と、
前記第１領域特定工程で特定された文字領域中の単位文字領域の位置を特定する第２領域特定工程と、
前記第２領域特定工程で特定された単位文字領域それぞれの位置情報と前記多値画像とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの平均色を算出する平均色算出工程と、
色空間における所定エリアごとに設定されたエリアの代表色と前記平均色算出手段で算出された前記単位文字領域それぞれの平均色との距離に基づいて、前記単位文字領域それぞれの代表色として前記エリアの代表色のいずれかを設定する代表色設定工程と、
前記多値画像における前記文字領域あるいは前記単位文字領域をその周辺色で穴埋めする穴埋め工程と、
前記穴埋め工程で生成された穴埋め多値画像を縮小する縮小工程と、
前記縮小工程で縮小された縮小多値画像を圧縮する第１圧縮工程と、
前記第１領域特定工程で特定された文字領域に対応する部分２値画像を圧縮する第２圧縮工程と、
前記単位文字領域の位置情報と、前記第１圧縮手段で生成された第１圧縮コードと、前記第２圧縮工程で生成された第２圧縮コードと、前記代表色設定工程で設定された単位文字領域の代表色情報とを含む圧縮データを出力する出力工程と、
の各工程を前記画像圧縮装置に実行させるように制御する。
【００２３】
上記の目的を達成するための本発明による画像圧縮方法は以下の構成を備える。即ち、
入力された多値画像を圧縮する画像圧縮装置を制御するための画像圧縮方法であって、
前記多値画像内の単位文字領域それぞれの位置を特定する単位文字領域特定工程と、
前記特定された単位文字領域それぞれの位置情報と前記多値画像とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの平均色を算出する平均色算出工程と、
色空間におけるエリアごとに設定された各エリアの代表色と前記平均色算出工程で算出された前記単位文字領域それぞれの平均色とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの代表色として前記エリアの代表色のいずれかを設定する代表色設定工程と、
前記多値画像における前記単位文字領域を周辺色で穴埋めする穴埋め工程と、
前記穴埋め工程で生成された穴埋め多値画像に基づいて、第１の多値圧縮画像を得る第１圧縮工程と、
前記単位文字領域に対応する部分２値画像に基づいて、第２の２値圧縮画像を得る第２圧縮工程と、
前記第１圧縮工程で得た第１の多値圧縮画像と、前記第２圧縮工程で得た第２の２値圧縮画像と、前記代表色設定工程で設定された単位文字領域それぞれの代表色情報とを含む圧縮データを出力する出力工程と
を備える。
【００２４】
上記の目的を達成するための本発明によるプログラムは以下の構成を備える。即ち、
入力された多値画像を圧縮する画像圧縮を画像圧縮装置で実行させるための、コンピュータ実行可能なコンピュータプログラムであって、
前記多値画像を２値化する２値化工程と、
前記２値化工程で得られた２値画像に基づいて、文字領域の位置を特定する第１領域特定工程と、
前記第１領域特定工程で特定された文字領域中の単位文字領域の位置を特定する第２領域特定工程と、
前記第２領域特定工程で特定された単位文字領域それぞれの位置情報と前記多値画像とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの平均色を算出する平均色算出工程と、
色空間における所定エリアごとに設定されたエリアの代表色と前記平均色算出手段で算出された前記単位文字領域それぞれの平均色との距離に基づいて、前記単位文字領域それぞれの代表色として前記エリアの代表色のいずれかを設定する代表色設定工程と、
前記多値画像における前記文字領域あるいは前記単位文字領域をその周辺色で穴埋めする穴埋め工程と、
前記穴埋め工程で生成された穴埋め多値画像を縮小する縮小工程と、
前記縮小工程で縮小された縮小多値画像を圧縮する第１圧縮工程と、
前記第１領域特定工程で特定された文字領域に対応する部分２値画像を圧縮する第２圧縮工程と、
前記単位文字領域の位置情報と、前記第１圧縮手段で生成された第１圧縮コードと、前記第２圧縮工程で生成された第２圧縮コードと、前記代表色設定工程で設定された単位文字領域の代表色情報とを含む圧縮データを出力する出力工程と、
の各工程を前記画像圧縮装置に実行させるための、コンピュータ実行可能なコンピュータプログラム。
【００２５】
上記の目的を達成するための本発明によるプログラムは以下の構成を備える。即ち、
入力された多値画像を圧縮する画像圧縮を画像圧縮装置で実行させるための、コンピュータ実行可能なコンピュータプログラムであって、
前記多値画像内の単位文字領域それぞれの位置を特定する単位文字領域特定工程と、
前記特定された単位文字領域それぞれの位置情報と前記多値画像とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの平均色を算出する平均色算出工程と、
色空間におけるエリアごとに設定された各エリアの代表色と前記平均色算出工程で算出された前記単位文字領域それぞれの平均色とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの代表色として前記エリアの代表色のいずれかを設定する代表色設定工程と、
前記多値画像における前記単位文字領域を周辺色で穴埋めする穴埋め工程と、
前記穴埋め工程で生成された穴埋め多値画像に基づいて、第１の多値圧縮画像を得る第１圧縮工程と、
前記単位文字領域に対応する部分２値画像に基づいて、第２の２値圧縮画像を得る第２圧縮工程と、
前記第１圧縮工程で得た第１の多値圧縮画像と、前記第２圧縮工程で得た第２の２値圧縮画像と、前記代表色設定工程で設定された単位文字領域それぞれの代表色情報とを含む圧縮データを出力する出力工程と、
の各工程を前記画像圧縮装置に実行させるための、コンピュータ実行可能なコンピュータプログラム。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２７】
尚、以下に説明する実施形態の画像圧縮装置及び画像伸長装置の各構成要素の相対配置、各処理に用いられる数式、数値等は、特に、特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２８】
図１は本発明の実施形態の画像圧縮装置の概略構成を示す図である。
【００２９】
図１において、実線は画像の流れ及び入力を示し、点線は情報の流れ及び入力を示すものとする。
【００３０】
カラー多値画像である入力画像１０１は、２値化部１０２で２値化され、２値画像１０３が作成される。領域特定部Ａ１０４は、２値画像１０３を入力とし、例えば、所定値をとる画素（例えば、黒画素）の輪郭線追跡等により文字領域を検出して、文字領域座標１０６を作成する。文字領域座標１０６は、文字領域の位置（座標）やサイズを示す情報である。また、領域特定部Ａ１０４が文字領域を特定することで、それ以外の写真やイラスト等の自然（階調）画像を示す自然画像領域の位置やサイズも特定されることは言うまでもない。更に、各領域の種類を特定するための属性情報（文字や画像）も別途生成する。
【００３１】
領域特定部Ｂ１０５は、２値画像１０３と領域特定部Ａ１０４により作成された文字領域座標１０６を入力とし、文字領域内における各文字（単位文字領域）の位置及びサイズを特定する。説明を簡単にするため、実施形態１では、各単位文字領域の位置及びサイズの情報も文字領域座標１０６に追加するものとする。また、領域特定部Ａ１０４により作成された文字領域座標１０６により、文字領域毎の２値画像（部分２値画像１０７）を作成する。
【００３２】
代表色抽出部１１０は、部分２値画像１０７と文字領域座標１０６及び多値画像１１２を入力とし、部分２値画像１０７の黒部分と多値画像１１２とを位置対応させながら、文字領域中の各単位文字領域の各文字代表色１１１を算出する。尚、この処理の詳細については後述する。尚、多値画像１１２は入力画像１０１と同一である。
【００３３】
文字領域穴埋め部１１３は、多値画像１１２及び文字領域座標１０６を入力とし、多値画像１１２上の各文字領域あるいは単位文字領域毎に、その周辺色で塗り潰す処理（周辺色に置換する処理）を行う。続いて、文字領域あるいは単位文字領域が穴埋めされた（塗り潰された）穴埋め多値画像を、縮小部１１４にて縮小する。
【００３４】
この縮小部１１４は、設定された解像度変換パラメータに基づいて、穴埋め多値画像の解像度変換を行う。また、縮小部１１４は、この解像度変換パラメータを、処理対象の多値画像の空間周波数に基づいて適宜制御するようにしても良い。例えば、多値画像の高周波成分が小さい場合には、大きい場合に比べて、より低解像度に変換するように、この解像度変換パラメータを制御しても良い。
【００３５】
以上の処理の後、部分２値画像１０７は各々順次、ＭＭＲ圧縮部１０８により圧縮コードＡ１０９として圧縮される。また、縮小部１１４にて縮小された穴埋め多値画像は、ＪＰＥＧ圧縮部１１５により圧縮コードＢ１１６としてＪＰＥＧ圧縮される。尚、ＭＭＲ圧縮部１０８の代わりに、ＭＭＲ圧縮以外の２値画像圧縮、例えば、ＪＢＩＧ圧縮、ＭＲ圧縮、ＭＨ圧縮等を用いても良い。
【００３６】
このようにして、各構成要素から得られる文字領域座標１０６、圧縮コードＡ１０９、各文字代表色１１１、圧縮コードＢ１１６のデータ群を結合した圧縮データ１１７が作成される。この圧縮データ１１７を、更に、ＰＤＦなどに可逆圧縮しても良い。
【００３７】
尚、入力画像１０１中に文字領域が存在しない場合、圧縮データ１１７は圧縮コードＢ１１６のみとなる。
【００３８】
また、画像圧縮装置及び後述するこの画像圧縮装置で生成された圧縮データを伸長する画像伸長装置を実現するハードウエア構成としては、例えば、パーソナルコンピュータ等の汎用コンピュータで実現される。また、この汎用コンピュータには、その標準的な構成要素として、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク、外部記憶装置、ネットワークインタフェース、ディスプレイ、キーボード、マウス等を有している。
【００３９】
また、これらの画像圧縮装置及び画像伸長装置は、このような汎用コンピュータに対する拡張カードとして実現される専用ハードウエアとして実現されても良い。
【００４０】
更に、これらの画像圧縮装置及び画像伸長装置を搭載する装置の具体例としては、ネットワーク通信機能を有する複合機（コピー、プリンタ、スキャナ、ファクシミリ機能等を有する装置）、カラースキャナ、カラーファクシミリ等が挙げられる。
【００４１】
次に、２値化部１０２が実行する２値化処理について、図２及び図３を用いて説明する。
【００４２】
図２は本発明の実施形態の入力画像の一例を示す図である。また、図３は本発明の実施形態の２値化部が実行する２値化処理を示すフローチャートである。
【００４３】
図２において、入力画像２０１はカラー多値画像であり、領域２０３は赤色、領域２０４は青色、その他の文字は黒、領域２０５は任意の複数色であるとする。
【００４４】
例として、入力画像１０１をスキャナで読み取った後のＲＧＢデータ（２４ｂｉｔ）とする場合、まず、ステップＳ３０１にて、下記の変換式により輝度変換を行い、輝度画像を作成する。
【００４５】
Ｙ ＝ ０．２９９×Ｒ ＋ ０.５８７×Ｇ ＋ ０.１１４×Ｂ
次に、ステップＳ３０２にて、輝度画像の全面ヒストグラムを作成する。ここで、ヒストグラムの一例を図示すると図６のようになる。図６において、横軸はＹ信号の輝度レベル０〜２５５であり、縦軸はその出現頻度を示している。図６の場合、６０１が文字やイメージの分布であり、６０２が下地の分布であることを示している。
【００４６】
次に、ステップＳ３０３にて、最適な２値化閾値Ｔを算出する。但し、ここでの２値化閾値Ｔの算出方法は、特に限定はしない。図６では、例えば、分布６０１と分布６０２の頂点の輝度レベル間の中間点６０３を２値化閾値Ｔとしている。
【００４７】
最後に、ステップＳ３０４にて、輝度画像を２値化閾値Ｔに基づいて、２値化する。
【００４８】
以上の処理により、図１の２値画像１０３が作成される。また、図２の多値画像２０１を２値化した場合の２値画像は、例えば、図７の２値画像７０１のようになる。
【００４９】
次に、領域特定部Ａ１０４が実行する処理について、図４を用いて説明する。
【００５０】
図４は本発明の実施形態の領域特定部Ａ１０４が実行する処理を示すフローチャートである。
【００５１】
まず、ステップＳ４０１にて、２値画像１０３の黒画素を参照しながら、輪郭線追跡を行う。次に、ステップＳ４０２にて、追跡された輪郭線内をさらに追跡し、その追跡結果に基づいて、輪郭線内の領域から文字領域と、その位置やサイズを特定する。また、文字領域以外の領域は、自然画像領域として特定する。
【００５２】
以上の処理により、文字領域及び自然画像領域の位置、サイズ及びその領域の種類を示す属性が特定される。ここで、図７の２値画像７０１に領域特定部Ａ１０４の処理を施した結果を、図８に示す。図８では、全部で４つの領域が特定され、８０１〜８０３が文字領域、８０４が自然画像領域に特定されている。
【００５３】
次に、領域特定部Ｂ１０５が実行する処理について、図５を用いて説明する。
【００５４】
図５は本発明の実施形態の領域特定部Ｂ１０５が実行する処理を示すフローチャートである。
【００５５】
図５で説明する処理は、領域特定部Ａ１０４により特定された文字領域群、図８の例では、文字領域８０１〜８０３に対して順次行われる。
【００５６】
まず、ステップＳ５０１にて、未処理の文字領域の有無を判定する。未処理の文字領域がない場合（ステップＳ５０１でＮＯ）、処理を終了する。一方、未処理の文字領域がある場合（ステップＳ５０１でＹＥＳ）、ステップＳ５０２に進む。
【００５７】
次に、ステップＳ５０２にて、２値画像の所定値（黒画素）をとる画素の集合を単位文字とみなし、単位文字領域の位置を特定する。ここで、図８の文字領域８０１に領域特定部Ｂ１０５の処理を施した結果を、図９に示す。図９では、全部で５つの単位文字領域９０２〜９０６が特定されている。以降、同様にして、図８の文字領域８０２、８０３についても処理が実行される。
【００５８】
以上のようにして、領域特定部Ａ１０４及び領域特定部Ｂ１０５により特定された文字領域・単位文字領域の領域情報（位置、サイズ）を、文字領域座標１０６として、例えば、画像圧縮装置内のメモリ（例えば、ＲＡＭ）に保存する。
【００５９】
次に、代表色抽出部１１０が実行する処理について、図１０、図１１のフローチャート、及び図１２〜図１５の説明図を用いて説明する。
【００６０】
図１０は本発明の実施形態の代表色抽出部が実行する処理を示すフローチャートである。
【００６１】
代表色抽出部１１０では、上述したように、入力として、文字領域座標１０６と部分２値画像１０７及び多値画像１１２を使用する。部分２値画像１０７は、２値画像１０３の文字領域を切り取って別のワークメモリ等のメモリに格納してあるものとする。多値画像１１２は、入力画像１０１と同一のものであり、同様に別のワークメモリ等のメモリに格納してあるものとする。
【００６２】
尚、処理対象の具体例として、図９の文字領域８０１を用いるとする。
【００６３】
代表色抽出部１１０では、全ての文字領域、即ち、全ての部分２値画像１０７に対して順に処理を行うため、最初に、ステップＳ１００１にて、文字領域座標１０６を参照しながら、未処理の文字領域の有無を判定する。未処理の文字領域がない場合（ステップＳ１００１でＮＯ）、処理を終了する。一方、未処理の文字領域がある場合（ステップＳ１００１でＹＥＳ）、ステップＳ１００８に進む。
【００６４】
次に、ステップＳ１００８にて、文字領域の代表色数ｎに１を設定する。次に、ステップＳ１００２にて、文字領域座標１０６を参照し、かつ部分２値画像１０７の黒画素に位置的に対応する多値画像１１２の色（ＲＧＢ）を参照しながら、単位文字毎にＲＧＢの平均色を算出する。この算出例として、図９の単位文字領域９０４に対する処理を、図１２を用いて具体的に説明する。
【００６５】
図１２において、１２０１は図９の単位文字領域９０４に対応する単位文字である。１２０２は、単位文字１２０１を拡大し、画素レベルで表現したものであり、ｐ１、ｐ２、ｐ３は各画素の座標を示している。但し、黒画素のみに注目している。
【００６６】
ここで、座標ｐ１（ｘ，ｙ）と位置的に対応する多値画像１１２のＲＧＢ値を参照し、これをｃ１（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）として保存する。また、座標ｐ２（ｘ＋１，ｙ）、ｐ３（ｘ＋２，ｙ）、以下、残りの黒画素全部も同様にＲＧＢ値を多値画像１１２から参照し、これらをｃ２（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）、ｃ３（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３）、…、とすると、黒画素数は単位文字領域内に全部で１２あるので、ＲＧＢの平均色を求める式は、下記のようになる。また、黒画素数１２も保持しておくことにするが、本実施形態の説明では黒画素数の利用は省略する。
【００６７】
Ｒ_average ＝ （Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋、…、＋Ｒ１２）／１２
Ｇ_average ＝ （Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＋、…、＋Ｇ１２）／１２
Ｂ_average ＝ （Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３＋、…、＋Ｂ１２）／１２
また、例として、図９の文字領域８０１には、５つの単位文字領域９０２〜９０６があるので、それぞれＲＧＢの平均色は、
単位文字領域９０２：（Ｒ_average１，Ｇ_average１，Ｂ_average１）
単位文字領域９０３：（Ｒ_average２，Ｇ_average２，Ｂ_average２）
単位文字領域９０４：（Ｒ_average３，Ｇ_average３，Ｂ_average３）
単位文字領域９０５：（Ｒ_average４，Ｇ_average４，Ｂ_average４）
単位文字領域９０６：（Ｒ_average５，Ｇ_average５，Ｂ_average５）
のように、算出することができる。
【００６８】
次に、ステップＳ１００３にて、上記で算出された各単位文字領域のＲＧＢの平均色を、例えば、ＹＣｂＣｒのような、輝度と色差で表現できる色空間に変換する。尚、色空間は、ＬａｂやＹｕｖ等の他の色空間でも構わないものとするが、ここでは、ＹＣｂＣｒで説明を行う。また、ＲＧＢからＹＣｂＣｒへの変換式は省略する。
【００６９】
例えば、上述の５つの単位文字領域９０２〜９０６に対して、ＹＣｂＣｒ変換を施すと、
単位文字領域９０２：（Ｙ１，Ｃｂ１，Ｃｒ１）
単位文字領域９０３：（Ｙ２，Ｃｂ２，Ｃｒ２）
単位文字領域９０４：（Ｙ３，Ｃｂ３，Ｃｒ３）
単位文字領域９０５：（Ｙ４，Ｃｂ４，Ｃｒ４）
単位文字領域９０６：（Ｙ５，Ｃｂ５，Ｃｒ５）
となる。
【００７０】
次に、ステップＳ１００４にて、ステップＳ１００５のヒストグラム作成の準備として、ヒストグラム初期化（ヒストグラムクリア）を行う。次に、ステップＳ１００５にて、色差Ｃｂ，Ｃｒの２次元ヒストグラムを作成する。これを、図１３に示す。図１３の５つのプロット１３０１〜１３０５は、それぞれ
プロット１３０１（Ｃｂ１，Ｃｒ１） → 単位文字領域９０２のプロット
プロット１３０２（Ｃｂ２，Ｃｒ２） → 単位文字領域９０３のプロット
プロット１３０３（Ｃｂ３，Ｃｒ３） → 単位文字領域９０４のプロット
プロット１３０４（Ｃｂ４，Ｃｒ４） → 単位文字領域９０５のプロット
プロット１３０５（Ｃｂ５，Ｃｒ５） → 単位文字領域９０６のプロット
である。また、プロット１３０１、１３０２及び１３０５と、プロット１３０３及び１３０４の距離が離れているのは、図２の多値画像２０１で示される色の違いを表すためであり、プロット１３０１、１３０２及び１３０５の間の差、または、プロット１３０３及び１３０４の間の差は、スキャナで読み取られた入力画像のバラツキ、あるいは、その後の処理（例えば、ＪＰＥＧ圧縮）によるバラツキを表している。
【００７１】
尚、本実施形態では、処理の高速化のため、２次元ヒストグラムを作成しているが、精度を上げるために、Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒの３次元ヒストグラムを作成してもよい。
【００７２】
次に、ステップＳ１００６にて、各単位文字領域の代表色抽出と色割当を行う。尚、この処理の詳細については後述する。
【００７３】
次に、ステップＳ１００７にて、ステップＳ１００６で色が未割当の単位文字の有無を判定する。未割当の単位文字がある場合（ステップＳ１００７でＹＥＳ）、ステップＳ１００９に進み、代表色数ｎに１を加算して、先に作成したヒストグラムを初期化し（ステップＳ１００４）、色が未割当の単位文字に対してのみ、ヒストグラムを作成する（ステップＳ１００５）。以下、同様にして、ステップＳ１００７にて、色が未割当の単位文字がなくなるまで処理を続ける。そして、未割当の単位文字がない場合（ステップＳ１００７でＮＯ）、ステップＳ１００１に戻り、他の未処理の文字領域があれば、以下、同様の処理を行う。
【００７４】
次に、ステップＳ１００６の各単位文字領域の代表色抽出と色割当の処理の詳細について、図１１を用いて説明する。
【００７５】
図１１は本発明の実施形態のステップＳ１００６の代表色抽出と色割当の処理の詳細を示すフローチャートである。
【００７６】
まず、ステップＳ１１０１にて、単位文字領域の代表色の候補となる候補代表色Ｃ’（ｎ）の抽出を行う。尚、ｎは代表色数であり、図１０で使用されているｎと同じである。また、候補代表色Ｃ’（ｎ）は、Ｃｂ，Ｃｒの情報をもつ構造体であり、ｎ番目の代表色のＣｂをＣ’（ｎ）_b、ｎ番目の代表色のＣｒをＣ’（ｎ）_rと表すことにする。
【００７７】
具体的な候補代表色の抽出方法について、図１４を用いて説明する。
【００７８】
図１４で示される点線で囲まれる四角は、予め設定されたエリアを示しており、各エリアには１つの代表色（Ｃｂ，Ｃｒ）が設定されているものとする。エリアの大小は任意であるが、精度と処理効率のトレードオフを考慮して設定することが望ましい。ＹＣｂＣｒがそれぞれ８ｂｉｔである場合、本実施形態では、エリアの縦横幅を３ｂｉｔに設定することにする。但し、図１４では、説明を簡単にするため、エリアを大きく図示している。ここで、各エリアをＣｂ−Ｃｒ方向に走査し、エリア内のプロット数の最大値を取得する。ここでは、エリア１で最大プロット数３が得られるので、候補代表色として１４０１（黒三角▲）が得られる。
【００７９】
次に、ステップＳ１１０２にて、単位文字数ｍに１を設定する。次に、ステップＳ１１０３にて、ｍがＭ以下であるか否かを判定する。Ｍ以下である場合（ステップＳ１１０３でＹＥＳ）、ステップＳ１１０４に進む。一方、Ｍより大きい場合（ステップＳ１１０３でＮＯ）、処理を終了する。
【００８０】
ここで、Ｍは、処理対象の文字領域内の単位文字数（総数）であり、例えば、図９の文字領域８０１では、Ｍ＝５である。この場合は、ｍ＝１の時は、ステップＳ１１０３の条件がＹＥＳとなり、ステップＳ１１０４へ進む。そして、ｍ＝６になった時、ステップＳ１１０３の条件がＮＯとなり、ステップＳ１００６のループを抜ける。
【００８１】
ステップＳ１１０４にて、単位文字領域の平均色である単位文字色Ｃ（ｍ）が未決定であるか否かを判定する。未決定でない場合（ステップＳ１１０４でＮＯ）、ステップＳ１１０８に進む。一方、未決定である場合（ステップＳ１１０４でＹＥＳ）、ステップＳ１１０５に進む。
【００８２】
ここで、単位文字色Ｃ（ｍ）は、Ｃｂ，Ｃｒの情報をもつ構造体であり、ｍ番目の単位文字色のＣｂをＣ（ｍ）_b、ｍ番目の代表色のＣｒをＣ（ｍ）_rと表すことにする。単位文字色Ｃ（ｍ）は、最初、値が割り当てられていないため、Ｃ（ｍ）は未決定となり、ステップＳ１１０５へ進む。
【００８３】
次に、ステップＳ１１０５にて、候補代表色Ｃ’（ｎ）と単位文字色Ｃ（ｍ）の色空間上の距離（Distance）を算出する。
【００８４】
次に、ステップＳ１１０６にて、予め設定された値valueに対して、Distance≦valueであるか否かを判定する。Distance≦valueでない場合（ステップＳ１１０６でＮＯ）、ステップＳ１１０８に進む。一方、Distance≦valueである場合（ステップＳ１１０６でＹＥＳ）、ステップＳ１１０７に進む。
【００８５】
ステップＳ１１０７にて、候補代表色Ｃ’（ｎ）を単位文字色Ｃ（ｍ）（単位文字領域の代表色）に設定する。即ち、Ｃ’（ｎ）_bをＣ（ｍ）_bに代入し、Ｃ’（ｎ）_rをＣ（ｍ）_rに代入する。ここで、valueは任意に値を調整可能である。
【００８６】
そして、ステップＳ１１０８にて、単位文字数ｍに１を加算し、ステップＳ１１０３に戻る。
【００８７】
図１１のステップＳ１１０５及びステップＳ１１０６の処理の具体例について、図１５を用いて説明する。ここでは、ｎ＝１、ｍ＝１であると仮定するため、候補代表色Ｃ’（１）はプロット１４０１、単位文字色Ｃ（１）はプロット１３０１である。上述のステップＳ１１０５及びステップＳ１１０６では、候補代表色Ｃ’（１）であるプロット１４０１を中心とし、valueを半径とした点線円１５００内に、単位文字色Ｃ（１）のプロット１３０１が存在するか否かを判定している。
【００８８】
ここでは、プロット１３０１は点線円１５００に存在しているため、候補代表色Ｃ’（１）（本実施形態の場合、黒あるいは黒の近似色）が、単位文字領域９０２に対応する代表色Ｃ（１）として設定される。同様に、ｍ＝２、５の時もプロット１３０２、１３０５は、ステップＳ１１０６の条件を満たすため、候補代表色Ｃ’（１）が、単位文字領域９０３及び９０６それぞれの代表色Ｃ（２）及びＣ（５）として設定される。
【００８９】
一方、ｍ＝３、４の時は、ステップＳ１１０６の条件を満たさないため、Ｃ（３）、Ｃ（４）は未決定のまま、ステップＳ１００６のループを抜け、次の代表色抽出を行う。そして、その後の処理で、候補代表色Ｃ’（２）（本実施形態の場合、青あるいは青の近似色）が、単位文字領域９０４及び９０５それぞれに対応する代表色Ｃ（３）及びＣ（４）として設定されることになる。
【００９０】
以上のようにして、図１０、図１１で示されるフローチャートで、各単位文字領域の代表色抽出と色割当が行われる。また、抽出された代表色は、図１の各文字代表色１１１として、圧縮データ１１７に格納される。
【００９１】
次に、圧縮データ１１７を伸長する画像伸長装置について、図１６を用いて説明する。
【００９２】
図１６は本発明の実施形態の画像伸長装置の概略構成を示す図である。
【００９３】
ＭＭＲ伸長部１６０３は、圧縮コードＡ１０９を入力し、ＭＭＲ伸長処理を行い、２値画像１６０４を作成する。ＪＰＥＧ伸長部１６０９は、圧縮コードＢ１１６を入力し、ＪＰＥＧ伸長処理を行い、さらに拡大部１６１０で拡大処理を行うことで、多値画像１６１１を作成する。合成部１６０５は、文字領域座標１０６を参照しながら、各文字代表色１１１を２値画像１６０４中の対応する単位文字領域の各黒画素に割り当て、その２値画像を多値画像１６１１の上に表示する。この際、２値画像１６０４の白画素は多値画像１６１１を透過する。
【００９４】
このようにして、図１６の画像伸長装置は、図１の画像圧縮装置により作成された圧縮データ１１７を伸長し、最終的な復元画像である伸長画像１６０６を生成することができる。
【００９５】
以上説明したように、本実施形態によれば、入力されたカラー多値画像に含まれる文字領域が複数の色を有していた場合にも適切な色抽出を行うことが可能である。
【００９６】
つまり、文字領域の２値画像とその文字領域を構成する単位文字領域における代表色を抽出して割り当て、この単位文字領域毎の代表色を圧縮データの一部として生成する。そして、この圧縮データを伸長して復元画像を得る場合には、この代表色を利用して、各文字領域内の各単位文字領域の色を再現する。これにより、入力画像の画品位を良好に維持した復元画像を再現することができる。
【００９７】
また、文字領域に関しては、従来使用されていたＪＰＥＧ圧縮に代って、ＭＭＲ圧縮を利用して圧縮することで、より高圧縮な圧縮画像を生成することができる。
【００９８】
以上、実施形態例を詳述したが、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
【００９９】
尚、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（実施形態では図に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。
【０１００】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
【０１０１】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。
【０１０２】
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などがある。
【０１０３】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。
【０１０４】
また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【０１０５】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【０１０６】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、良好な復元画像を生成することでき、かつ圧縮対象の画像品位を低下させない画像圧縮を行うことができる画像圧縮装置、画像伸長装置及びそれらの方法、プログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の画像圧縮装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態の入力画像の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態の２値化部が実行する２値化処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態の領域特定部Ａが実行する処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態の領域特定部Ｂが実行する処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態の入力画像のヒストグラムの一例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態の２値画像の一例を示す図である。
【図８】本発明の実施形態の領域特定部Ａによる処理結果の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態の領域特定部Ｂによる処理結果の一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態の代表色抽出部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態のステップＳ１００６の代表色抽出と色割当の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施形態の代表色抽出部の処理を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施形態の代表色抽出部の処理を説明するための図である。
【図１４】本発明の実施形態の代表色抽出部の処理を説明するための図である。
【図１５】本発明の実施形態の代表色抽出部の処理を説明するための図である。
【図１６】本発明の実施形態の画像伸長装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１０１ 入力画像
１０２ ２値化部
１０３ ２値画像
１０４ 領域特定部Ａ
１０５ 領域特定部Ｂ
１０６ 文字領域座標
１０７ 部分２値画像
１０８ ＭＭＲ圧縮部
１０９ 圧縮コードＡ
１１０ 代表色抽出部
１１１ 各文字代表色
１１２ 多値画像
１１３ 文字領域穴埋め部
１１４ 縮小部
１１５ ＪＰＥＧ圧縮部
１１６ 圧縮コードＢ
１１７ 圧縮データ
１６０３ ＭＭＲ伸長部
１６０４ ２値画像
１６０５ 合成部
１６０６ 伸長画像
１６０９ ＪＰＥＧ伸長部
１６１０ 拡大部
１６１１ 多値画像
Claims (17)
- 入力された多値画像を圧縮する画像圧縮装置であって、
前記多値画像を２値化する２値化手段と、
前記２値化手段で得られた２値画像に基づいて、文字領域の位置を特定する第１領域特定手段と、
前記第１領域特定手段で特定された文字領域中の単位文字領域の位置を特定する第２領域特定手段と、
前記第２領域特定手段で特定された単位文字領域それぞれの位置情報と前記多値画像とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの平均色を算出する平均色算出手段と、
色空間における所定エリアごとに設定されたエリアの代表色と前記平均色算出手段で算出された前記単位文字領域それぞれの平均色との距離に基づいて、前記単位文字領域それぞれの代表色として前記エリアの代表色のいずれかを設定する代表色設定手段と、
前記多値画像における前記文字領域あるいは前記単位文字領域をその周辺色で穴埋めする穴埋め手段と、
前記穴埋め手段で生成された穴埋め多値画像を縮小する縮小手段と、
前記縮小手段で縮小された縮小多値画像を圧縮する第１圧縮手段と、
前記第１領域特定手段で特定された文字領域に対応する部分２値画像を圧縮する第２圧縮手段と、
前記単位文字領域の位置情報と、前記第１圧縮手段で生成された第１圧縮コードと、前記第２圧縮手段で生成された第２圧縮コードと、前記代表色設定手段で設定された単位文字領域の代表色情報とを含む圧縮データを出力する出力手段と
を備えることを特徴とする画像圧縮装置。 - 前記代表色設定手段は、前記平均色算出手段で算出された単位文字領域の平均色を前記色空間にプロットし、
前記各エリアにプロットされているプロット数に基づいて、前記各エリアの代表色の中から候補代表色を順番に抽出し、
当該抽出された候補代表色と前記単位文字領域それぞれの平均色との距離に基づいて、前記候補代表色を前記単位文字領域の代表色として設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像圧縮装置。 - 前記２値化手段は、前記多値画像に基づいて輝度ヒストグラムを作成する輝度ヒストグラム作成手段と、
前記輝度ヒストグラムに基づいて、前記多値画像を２値化するための２値化閾値を算出する２値化閾値算出手段と
を備え、
前記算出された２値化閾値を用いて前記多値画像を２値化する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像圧縮装置。 - 前記第１領域特定手段は、前記２値画像において所定値をとる画素の輪郭線追跡を行って特定される領域群を、それぞれ文字領域あるいは自然画像領域に特定し、前記領域群の各領域の位置情報、サイズ情報及びその種類を示す属性情報を特定する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像圧縮装置。 - 前記第２領域特定手段は、前記第１領域特定手段で特定された文字領域中の所定値をとる画素の集合を単位文字領域として特定し、前記単位文字領域の位置情報とサイズ情報を特定する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像圧縮装置。 - 前記抽出される候補代表色は、前記プロット数の多いエリアの代表色から順に抽出される
ことを特徴とする請求項２に記載の画像圧縮装置。 - 前記抽出された候補代表色と、前記単位文字領域それぞれの平均色との間の色空間上の距離を計算し、その距離が所定範囲内である単位文字領域に対して、当該候補代表色を当該単位文字領域の代表色として設定する
ことを特徴とする請求項２に記載の画像圧縮装置。 - 前記縮小手段は、解像度変換パラメータを用いて、前記穴埋め多値画像を解像度変換することで該穴埋め多値画像を縮小する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像圧縮装置。 - 前記縮小手段は、前記解像度変換パラメータを制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記穴埋め多値画像の高周波成分が小さい場合には、大きい場合に比べて、より低解像度に変換するように前記解像度変換パラメータを制御する
ことを特徴とする請求項８に記載の画像圧縮装置。 - 前記第１圧縮手段は、ＪＰＥＧ圧縮準拠である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像圧縮装置。 - 前記第２圧縮手段は、ＭＭＲ圧縮準拠である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像圧縮装置。 - 前記出力手段で出力される圧縮データを可逆圧縮する第３圧縮手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の画像圧縮装置。 - 入力された多値画像を圧縮する画像圧縮装置であって、
前記多値画像内の単位文字領域それぞれの位置を特定する単位文字領域特定手段と、
前記特定された単位文字領域それぞれの位置情報と前記多値画像とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの平均色を算出する平均色算出手段と、
色空間におけるエリアごとに設定された各エリアの代表色と前記平均色算出手段で算出された前記単位文字領域それぞれの平均色とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの代表色として前記エリアの代表色のいずれかを設定する代表色設定手段と、
前記多値画像における前記単位文字領域を周辺色で穴埋めする穴埋め手段と、
前記穴埋め手段で生成された穴埋め多値画像に基づいて、第１の多値圧縮画像を得る第１圧縮手段と、
前記単位文字領域に対応する部分２値画像に基づいて、第２の２値圧縮画像を得る第２圧縮手段と、
前記第１圧縮手段で得た第１の多値圧縮画像と、前記第２圧縮手段で得た第２の２値圧縮画像と、前記代表色設定手段で設定された単位文字領域それぞれの代表色情報とを含む圧縮データを出力する出力手段と
を備えることを特徴とする画像圧縮装置。 - 入力された多値画像を圧縮する画像圧縮装置を制御するための画像圧縮方法であって、
前記多値画像を２値化する２値化工程と、
前記２値化工程で得られた２値画像に基づいて、文字領域の位置を特定する第１領域特定工程と、
前記第１領域特定工程で特定された文字領域中の単位文字領域の位置を特定する第２領域特定工程と、
前記第２領域特定工程で特定された単位文字領域それぞれの位置情報と前記多値画像とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの平均色を算出する平均色算出工程と、
色空間における所定エリアごとに設定されたエリアの代表色と前記平均色算出手段で算出された前記単位文字領域それぞれの平均色との距離に基づいて、前記単位文字領域それぞれの代表色として前記エリアの代表色のいずれかを設定する代表色設定工程と、
前記多値画像における前記文字領域あるいは前記単位文字領域をその周辺色で穴埋めする穴埋め工程と、
前記穴埋め工程で生成された穴埋め多値画像を縮小する縮小工程と、
前記縮小工程で縮小された縮小多値画像を圧縮する第１圧縮工程と、
前記第１領域特定工程で特定された文字領域に対応する部分２値画像を圧縮する第２圧縮工程と、
前記単位文字領域の位置情報と、前記第１圧縮手段で生成された第１圧縮コードと、前記第２圧縮工程で生成された第２圧縮コードと、前記代表色設定工程で設定された単位文字領域の代表色情報とを含む圧縮データを出力する出力工程と、
の各工程を前記画像圧縮装置に実行させるように制御する
ことを特徴とする画像圧縮方法。 - 入力された多値画像を圧縮する画像圧縮装置を制御するための画像圧縮方法であって、
前記多値画像内の単位文字領域それぞれの位置を特定する単位文字領域特定工程と、
前記特定された単位文字領域それぞれの位置情報と前記多値画像とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの平均色を算出する平均色算出工程と、
色空間におけるエリアごとに設定された各エリアの代表色と前記平均色算出工程で算出された前記単位文字領域それぞれの平均色とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの代表色として前記エリアの代表色のいずれかを設定する代表色設定工程と、
前記多値画像における前記単位文字領域を周辺色で穴埋めする穴埋め工程と、
前記穴埋め工程で生成された穴埋め多値画像に基づいて、第１の多値圧縮画像を得る第１圧縮工程と、
前記単位文字領域に対応する部分２値画像に基づいて、第２の２値圧縮画像を得る第２圧縮工程と、
前記第１圧縮工程で得た第１の多値圧縮画像と、前記第２圧縮工程で得た第２の２値圧縮画像と、前記代表色設定工程で設定された単位文字領域それぞれの代表色情報とを含む圧縮データを出力する出力工程と
を備えることを特徴とする画像圧縮方法。 - 入力された多値画像を圧縮する画像圧縮を画像圧縮装置で実行させるための、コンピュータ実行可能なコンピュータプログラムであって、
前記多値画像を２値化する２値化工程と、
前記２値化工程で得られた２値画像に基づいて、文字領域の位置を特定する第１領域特定工程と、
前記第１領域特定工程で特定された文字領域中の単位文字領域の位置を特定する第２領域特定工程と、
前記第２領域特定工程で特定された単位文字領域それぞれの位置情報と前記多値画像とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの平均色を算出する平均色算出工程と、
色空間における所定エリアごとに設定されたエリアの代表色と前記平均色算出手段で算出された前記単位文字領域それぞれの平均色との距離に基づいて、前記単位文字領域それぞれの代表色として前記エリアの代表色のいずれかを設定する代表色設定工程と、
前記多値画像における前記文字領域あるいは前記単位文字領域をその周辺色で穴埋めする穴埋め工程と、
前記穴埋め工程で生成された穴埋め多値画像を縮小する縮小工程と、
前記縮小工程で縮小された縮小多値画像を圧縮する第１圧縮工程と、
前記第１領域特定工程で特定された文字領域に対応する部分２値画像を圧縮する第２圧縮工程と、
前記単位文字領域の位置情報と、前記第１圧縮手段で生成された第１圧縮コードと、前記第２圧縮工程で生成された第２圧縮コードと、前記代表色設定工程で設定された単位文字領域の代表色情報とを含む圧縮データを出力する出力工程と、
の各工程を前記画像圧縮装置に実行させるための、コンピュータ実行可能なコンピュータプログラム。 - 入力された多値画像を圧縮する画像圧縮を画像圧縮装置で実行させるための、コンピュータ実行可能なコンピュータプログラムであって、
前記多値画像内の単位文字領域それぞれの位置を特定する単位文字領域特定工程と、
前記特定された単位文字領域それぞれの位置情報と前記多値画像とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの平均色を算出する平均色算出工程と、
色空間におけるエリアごとに設定された各エリアの代表色と前記平均色算出工程で算出された前記単位文字領域それぞれの平均色とに基づいて、前記単位文字領域それぞれの代表色として前記エリアの代表色のいずれかを設定する代表色設定工程と、
前記多値画像における前記単位文字領域を周辺色で穴埋めする穴埋め工程と、
前記穴埋め工程で生成された穴埋め多値画像に基づいて、第１の多値圧縮画像を得る第１圧縮工程と、
前記単位文字領域に対応する部分２値画像に基づいて、第２の２値圧縮画像を得る第２圧縮工程と、
前記第１圧縮工程で得た第１の多値圧縮画像と、前記第２圧縮工程で得た第２の２値圧縮画像と、前記代表色設定工程で設定された単位文字領域それぞれの代表色情報とを含む圧縮データを出力する出力工程と、
の各工程を前記画像圧縮装置に実行させるための、コンピュータ実行可能なコンピュータプログラム。
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