JP4067416B2

JP4067416B2 - 画像処理装置、画像形成装置、プログラムおよび記憶媒体

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Publication number: JP4067416B2
Application number: JP2003025111A
Authority: JP
Inventors: 熱河松浦; 泰之野水; 潤一原; 宏幸作山; 利夫宮澤; 児玉　　卓; 隆則矢野; 康行新海; 隆之西村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2023-01-31
Also published as: JP2004236218A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像を周波数変換する画像処理装置、これを備えた画像形成装置、画像を周波数変換する処理を行うプログラム、および、このプログラムを記憶した記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧縮符号化された画像データの操作性を高めるために、元の画像データを複数の領域に分割して各領域を独立に符号化して圧縮符号とし、この圧縮符号を復号する際に、復号後の処理内容に応じて復号する領域の順序を変えていく技術が知られている。ここで、「独立して」とは、各領域を復号する際に他の領域の情報を利用することがなく、従って、他の領域の画像データが復号されているか否かに関わりなく復号することが可能であることを意味する。この画像データを複数の領域に分割して符号化することで操作性が高まる例としては、復号する領域の順序を変えることで、画像の向きを回転する処理が実行可能とする場合などがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、固定長符号化方式を用いて画像の回転処理等を実行する技術が開示されている。また、特許文献２では、ブロック単位に可変長符号化された圧縮符号の各ブロックのアドレスを記憶しておき、復号する順序に応じてアクセスするアドレスを切り替える技術が開示されている。なお、一般に可変長符号化は固定長符号化に比べて圧縮率が高いために、特許文献２に開示の技術は固定長符号化方式と比較して圧縮率が高いという利点がある。
【０００４】
また、画像圧縮方式として国際標準となったＪＰＥＧ２０００においても、タイルと言う概念が導入されており、画像データをタイル分割してタイルごとに符号化することにより、領域分割された画像データを得ることが可能となる。このタイルは独立に符号化される単位であるので、読み出すタイルの順序を制御することで容易に画像の向きの回転処理等を実行できる。
【０００５】
さらに画像データを複数の領域に分割する場合、符号化または復号処理を行なう際に並列処理を行うことも可能となる。特許文献３には、タイル分割された場合の圧縮符号量を制御するために、各タイルに上限情報量を割り当てて、各タイルがその上限値を越えないように圧縮を行う技術が開示されている。
【０００６】
なお、特許文献４には、タイル境界の状態に応じて拡張画素の作成方法を適応的に選択する技術が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１６０９０４公報（０００３の欄を参照）
【特許文献２】
特開２００２−１２５１１６公報
【特許文献３】
特開２０００−１３４６２３公報
【特許文献４】
特開２００１−２１７７１８公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、タイル単位に可変長符号化を実施して、得られた圧縮符号をメモリに格納する場合、可変長符号化では固定長符号化方式と異なり圧縮率の予測が困難であるため、圧縮符号がメモリに入りきらない場合が生じうる。かかる場合には、圧縮符号がメモリに格納できるように、画像データの情報量を削減する必要があるが、そのために、領域分割した画像を量子化すると領域の境界に画質劣化が生じる。このような画質劣化は、独立して符号化される各領域をタイルと呼ぶＪＰＥＧ２０００においては、タイル境界歪などと呼ばれている。
【０００９】
このようなタイル境界歪みなどを低減する技術として、特許文献４に開示されているように、タイル境界の状態に応じて拡張画素の作成方法を適応的に選択することも考えられる。
【００１０】
しかし、特許文献４に開示の技術では、本質的にタイル境界歪みを防止することができないという不具合がある。
【００１１】
本発明の目的は、領域分割して画像を周波数変換する際に際して、領域の境界に発生する歪みを低減させることである。
【００１２】
本発明の別の目的は、各周波数変換処理に使用するワークメモリを低減することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、バンド単位に画像を処理する画像形成装置について操作性を向上することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理装置は、画像情報を周波数変換して低周波成分と当該低周波成分より高周波である高周波成分とに分解し前記低周波成分に対しては前記周波数変換を再度行う処理を繰り返して、前記画像情報をｎ階層の周波数成分に周波数変換する画像処理装置において、元の前記画像情報を前記周波数変換する処理を第一階層の周波数変換、第ｍ階層の前記周波数変換によって得られた前記低周波成分をさらに前記周波数変換する処理を第ｍ＋１階層の周波数変換としたときに、前記第一階層から第ｍ階層（１≦ｍ＜ｎ）の前記周波数変換においては、複数の領域に分割された前記画像情報の前記領域毎に対応する画像情報または低周波成分に対し、他の前記領域内に存在する前記画像情報または前記低周波成分を利用することなく周波数変換を実行する第一の周波数変換手段と、第ｍ＋１階層から前記第ｎ階層の前記周波数変換においては、前記複数の領域に分割される前の画像情報に対応する領域の低周波成分を分割せずに周波数変換する第二の周波数変換手段と、
を備えていることを特徴とする画像処理装置である。
【００１５】
したがって、低周波側の成分は領域分割しないので、当該成分については量子化した際に領域の境界に発生する歪みを低減させることができる。
【００２０】
本発明の画像形成装置は、請求項１ないし４何れか一項に記載の画像処理装置と、前記生成後の圧縮符号を記憶する記憶装置と、この記憶されている圧縮符号を復号する復号手段と、この復号後の画像データに基づいて媒体上に画像形成するプリンタエンジンと、を備え、前記画像処理装置は、バンド単位に画像を処理するものであって、前記所定のサイズは前記画像情報または低周波成分を長方形の領域に切り取った場合に、当該長方形の各辺を構成する前記画像情報または低周波成分の数がいずれも前記バンドの幅を構成する前記画像情報または低周波成分の数以下である、画像形成装置である。
【００２１】
したがって、バンド幅単位で周波数変換処理を実行可能とすることで、バンド単位に画像を処理する画像形成装置について操作性を向上する。
【００２２】
本発明のプログラムは、画像情報を周波数変換して低周波成分と当該低周波成分より高周波である高周波成分とに分解し前記低周波成分に対しては前記周波数変換を再度行う処理を繰り返して、前記画像情報をｎ階層の周波数成分に周波数変換する処理をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、元の前記画像情報を前記周波数変換する処理を第一階層の周波数変換、第ｍ階層の前記周波数変換によって得られた前記低周波成分をさらに前記周波数変換する処理を第ｍ＋１階層の周波数変換としたときに、前記第一階層から第ｍ階層（１≦ｍ＜ｎ）の前記周波数変換においては、複数の領域に分割された前記画像情報の前記領域毎に対応する画像情報または低周波成分に対し、他の前記領域内に存在する前記画像情報または前記低周波成分を利用することなく周波数変換を実行する第一の周波数変換処理と、第ｍ＋１階層から前記第ｎ階層の前記周波数変換においては、前記複数の領域に分割される前の画像情報に対応する領域の低周波成分を分割せずに周波数変換する第二の周波数変換処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラムである。
【００２３】
したがって、低周波側の成分は領域分割しないので、当該成分については量子化した際に領域の境界に発生する歪みを低減させることができる。
【００２６】
本発明の記憶媒体は、本発明のプログラムを記憶していることを特徴とする記憶媒体である。
【００２７】
したがって、記憶されているプログラムにより請求項５または６に記載の発明と同様の作用、効果を奏する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について説明する。
【００２９】
図１は、本実施の形態であるデジタル複写機１の概略構成を示すブロック図である。このデジタル複写機１は、本発明の画像形成装置を実施するもので、周知の電子写真プロセスにより用紙上などに画像形成を行なうプリンタエンジン２と、原稿の画像を読み取るスキャナ３とを備えている。このデジタル複写機１は、マイクロコンピュータを有するコントローラ５を備えている。このコントローラ５５は、具体的には、デジタル複写機１の全体を制御するメインコントローラと、メインコントローラ５各部をそれぞれ制御する複数のサブコントローラとからなるが、ここでは、単一のコントローラ５として図示する。このコントローラ５のＣＰＵは、ＲＯＭ（記憶媒体）に記憶されている制御プログラムに基づいて後述する処理を実行する。
【００３０】
プリンタエンジン２は、それぞれ感光体、現像装置、クリーニング装置、帯電装置を有していて、Ｋ，Ｍ，Ｃ，Ｙ（ブラック、マゼンタ、シアン、イエロー）各色の乾式トナー像を形成するためのプロセスカートリッジ１１Ｋ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙと、転写ベルト１２と、定着装置１３と、プロセスカートリッジ１１Ｋ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙの各感光体にＫ，Ｍ，Ｃ，Ｙ各色の画像の静電潜像を光書込みする光書込装置１４Ｋ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙとを備えている。また、デジタル複写機１は、カラー画像を記録されるための媒体（記録用紙やＯＨＰなど）を収納する給紙トレイ１５ａ〜１５ｃを備えている。各プロセスカートリッジ１１Ｋ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙは、Ｋ，Ｍ，Ｃ，Ｙ各色のトナー像を転写ベルト１２に重ね合わせて形成し、この重ね合わされたトナー像は、給紙トレイ１５ａ〜１５ｃから供給される媒体に転写されて、定着装置１３により定着される。
【００３１】
また、デジタル複写機１は、図示せぬコントローラ、バンドバッファ２２、符号化部２３、復号部２４、ページメモリ２５からなる、画像処理装置２６を備えている。
【００３２】
図１において、記憶装置であるバンドバッファ２２は、１ページ分の画像データを構成する複数のバンドのうち、一つのバンドに含まれる画素のデータを格納するためのバッファである。ここでバンドとは、所定数の画素ラインから構成される画像データの一領域である。
【００３３】
デジタル複写機１は、ＬＡＮなどの所定のネットワーク４から図示しない通信インターフェイスを介して画像データを受け取ることができる。ＲＩＰ部２１は、ネットワーク４を介して入力された画像データがＰＤＬ（ページ記述言語）形式のデータであるとき、これをバンド単位に描画処理してビットマップ形式に変換して、画像処理装置２６に出力する。
【００３４】
符号化部２３は、バンドバッファ２２に格納された画像データを符号化するための符号化装置である。この符号化部２３は、画像情報を輝度色差情報に変換する色変換部と、ウェーブレット変換を行なうウェーブレット変換部と、ウェーブレット変換部によって得られたウェーブレット係数の高周波成分をエントロピー符号化するエントロピー符号化部とを少なくとも有する。エントロピー符号化部は、ウェーブレット係数を量子化したデータやウェーブレット係数に所定の変換を施したデータをエントロピー符号化するようにしてもよい。
【００３５】
ウェーブレット変換としては幾つもの関数形が知られているが、本例では国際標準であるＪＰＥＧ２０００に使用されている５×３フィルタのごとく、隣接画素とオーバーラップするフィルタを使用する。隣接画素とオーバーラップするフィルタを使用する場合、量子化時にブロック歪が発生する事がないという利点がある。また、エントロピー符号化としては算術符号化を使用する。
【００３６】
また、復号化部２４は、ウェーブレット係数の高周波成分をエントロピー復号するエントロピー復号部およびエントロピー復号部で得られたウェーブレット係数を画素情報に戻すための逆ウェーブレット変換部を少なくとも有している。なお、符号化部２３、復号化部２４は、ここでは、その実行する処理の少なくとも一部をＡＳＩＣなどのハードウエアで実現しているが、すべての処理をコントローラ５のＣＰＵがＲＯＭに記憶されている制御プログラムにしたがって実行することもできる。あるいは、一部をＡＳＩＣなどのハードウエアで、他の一部をコントローラ５のＣＰＵが実行する処理により実行することもできる。
【００３７】
ページメモリ２５は、所定ページ分の画像データを圧縮符号として格納（記憶）するためのメモリである。本例のページメモリ２５は、Ａ４サイズの画像データ１ページ分の圧縮符号列を格納可能とする。ハードディスク２７はページメモリ２５に格納された圧縮符号列を取得して格納し、必要に応じてその圧縮符号列をページメモリ２５に再格納するために設けられたメモリである。
【００３８】
ＲＧＢ→ＣＭＹＫ変換部２８は、バンドバッファ２２からバンド単位でＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）色の信号で表現された画像データを受け取り、これをＣＭＹＫ信号に変換する。Ｋ，Ｍ，Ｃ，Ｙ色階調処理部２９Ｋ、２９Ｍ，２９Ｃ，２９Ｙは、それぞれＫ，Ｍ，Ｃ，Ｙ色の多値データを少値化して書込データに変換する機能を果たす。本例では、バンドバッファ２２では１画素８ビットの６００ｄｐｉ画像データを格納し、これをＫ，Ｍ，Ｃ，Ｙ色階調処理部２９Ｋ，２９Ｍ，２９Ｃ，２９Ｙで１画素１ビットの１２００ｄｐｉ画像データへと変換する。
【００３９】
Ｋ，Ｍ，Ｃ色の書込みデータは、画像形成開始タイミングを調節するためにラインメモリ１６Ｋ，１６Ｍ，１６Ｃに格納され、各色の画像が媒体上で重なり合うようにタイミングを合わせてＫ、Ｍ、Ｃ，Ｙ，の色書込装置１４Ｋ、１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙに送られる。
【００４０】
次に、デジタル複写機１における画像形成動作の詳細について説明する。
【００４１】
スキャナ３から読み込まれた、またはネットワーク４から送られてきた画像データは、バンド単位にバンドバッファ２２に格納される。本例のバンドバッファ２２が格納可能な画像データの容量は、６００ｄｐｉの１画素あたり１６ビットのデータを６２４×８６４×９×３画素分だけ格納できる容量以上の容量である。この容量は、次のように決定されている。すなわち、本例ではＡ４サイズ（約２１ｃｍ×約２９ｃｍ→約４９６１画素×約６８５１画素）１ページ分の画像データを８×８＝６４個のタイルに分割して処理を行なうが、各タイルは、６２１×８５７画素の画像情報を含むこととなる（なお実際の画像データには余白が存在するが、説明の便宜上無視する）。一方、本例では後述するように４階層のウェーブレット変換（ＷＴ変換）を行うので、ウェーブレット変換の単位であるコードブロックは１６×１６である。６２１画素を４階層のウェーブレット変換するために、６２１以上において最小の１６の倍数である６２４画素を１タイルの短辺とする。また８５７画素を４階層のウェーブレット変換するために、８５７以上において最小の１６の倍数である８６４画素を１タイルの長辺とする。また、本例では画像データはＲＧＢ色の形態でバンドバッファ２２に読み込まれる。したがって、バンドバッファ２２の容量は、ＲＧＢそれぞれの色についてタイルを９個格納できるだけの容量である。なお、本例の画像情報は８ビットの深さであるが、ウェーブレット変換の過程でビット数が増えることを考えて１６ビット分の深さを用意する。なお、１バンドを構成する画素数が８タイル分であるにも関わらず９タイル分の容量を用意する理由は後述する。
【００４２】
バンドバッファに格納された１バンド分の画像データは、符号化部２３で符号化されてページメモリ２５に格納される。複数ページの画像を格納する際には、ページメモリ２５内の圧縮符号はハードディスク２７に送られて格納され、続くページがページメモリ２５内に順次格納される。
【００４３】
画像の印刷出力時には、ページメモリ２５内の圧縮符号は復号化部２４で復号されてＲＧＢ色の画像データに戻され、この画像データはＲＧＢ→ＣＭＹＫ変換部２８でＣＭＹＫ色の画像データに変換され、Ｋ，Ｍ，Ｃ，Ｙ色階調処理部２９Ｋ，２９Ｍ，２９Ｃ，２９Ｙにおいて、Ｋ，Ｍ，Ｃ，Ｙ色がそれぞれ階調処理されて１２００ｄｐｉで１画素あたり２値のデータに変換される。Ｋ，Ｍ，Ｃ色の画像データは、静電潜像の感光体への書込タイミングを調節するために、ラインメモリ１６Ｋ，１６Ｍ，１６Ｃに一時格納され、用紙などの媒体上でカラー画像を形成するタイミングにあわせて、書込装置１４Ｋ，１４Ｍ，１４Ｃへと送られる。
【００４４】
プリンタエンジン２で用いる画像形成プロセスは周知の電子写真プロセスであるので、その動作の詳細は省略するが、それぞれＫ，Ｍ，Ｃ，Ｙ色の乾式トナー像を形成するプロセスカートリッジ１１Ｋ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙに対して書込装置１４Ｋ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙが画像情報に応じた書込み光を発射すると、各プロセスカートリッジ１１Ｋ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙにおいては、その帯電装置によって帯電させられた感光体上の被露光部分が除電されて静電潜像が形成される。この静電潜像に対して現像装置が乾式トナー粒子を画像部のみに選択的に付着させて可視像とし、この各色の可視像を転写ベルト２上に担持されて搬送させられる媒体（記録用紙やＯＨＰなど）上に順次重ねていくことで得られたカラー画像を、定着装置で加熱、加圧して媒体上に固定する。
【００４５】
ここで、本実施の形態においては、周波数変換の１つであるウェーブレット変換を実行しつつ画像データ（画像情報）を圧縮する処理を行うが、本明細書においては、元のオリジナルの画像データをウェーブレット変換して、第一階層の低周波成分と第一階層の高周波成分を得る変換を、第一階層のウェーブレット変換、第ｋ階層のウェーブレット変換によって得られた低周波成分をさらにウェーブレット変換して、第ｋ＋１階層の低周波成分と第ｋ＋１階層の高周波成分を得る変換を、第ｋ＋１階層のウェーブレット変換と記す。
【００４６】
また、ウェーブレット変換係数の表記は、図２に示すように、低周波成分をＬＬ、縦エッジに対応する高周波成分をＬＨ、横エッジに対応する高周波成分をＨＬ、斜めエッジに対応する高周波成分をＨＨとし、第ｋ階層のウェーブレット変換係数にはインデックスｋをつける。例えば、第一階層のＬＨ係数はＬＨ１と記す。
【００４７】
次に、図３を用いて、符号化部２３が行う処理について説明する。図３に示すように、まず、コントローラ５は、ステップＳ１において、ネットワークから取得した画像のサイズ情報や原稿サイズ検知装置からの情報をもとに、画像のサイズＸ，Ｙを求める。この画像のサイズは、画像を画素の集合として読み込み、この画素の集合を長方形の集合としたとき、長方形の長辺の画素数をＸ、短辺の画素数をＹとしたものである。ここでいう画像のサイズとは、媒体上に形成された可視像のサイズを意味し、取得した画像を変倍してから印刷出力する場合には変倍後のサイズを意味する。
【００４８】
ステップＳ２において、画像は必要な変倍処理を施される。この変倍処理は、本例ではバンドバッファ２２上の画像データをコントローラ５が拡大あるいは縮小処理することで実行されるが、その他にも周知の変倍技術を採用可能である。
【００４９】
ステップＳ３において、コントローラ５は、“Ｘ／ｐｏｗ（２，ｋ）＜Ｘ_ｔｉｌｅ”であるｋ（ｋ＝１，２，３，…，ｍａｘ_ｌｅｖ）を計算する。ここで、Ｘ_ｔｉｌｅは１つのタイルの長辺の画素数、すなわち８６４である。また、ｐｏｗ（２，ｋ）は２のｋ乗を意味し、“Ｘ／ｐｏｗ（２，ｋ）”はＸをｐｏｗ（２，ｋ）で除算することを意味する。このｋの意味するところは、画像をウェーブレット変換していった場合に得られる各周波数成分の長辺が初めて８６４を下回るときのウェーブレット変換階層数である。「周波数成分の長辺」とは、ウェーブレット係数を画像データの位置的相関に従って、画像データの相似形を形成するように並べた場合において、画像データの長辺に対応する辺の長さ（画素数）である。例えば、長辺６４、短辺２４の画像データに１階層のウェーブレット変換を実行して得た周波数成分を、画像データの位置的相関に従って画像データの相似形を形成するように並べた場合、長辺３２、短辺１２の周波数成分が得られる。
【００５０】
次に、コントローラ５は、ステップＳ４において、“Ｙ／ｐｏｗ（２，ｊ）＜Ｙ_ｔｉｌｅ”であるｊ（ｊ＝１，２，３，…，ｍａｘ_ｌｅｖ）を計算する。ここで、Ｙ_ｔｉｌｅは１つのタイルの短辺の画素数、すなわち６２４である。ｊの意味するところは、画像をウェーブレット変換していった場合に得られる各周波数成分の短辺が、初めて６２４を下回るときのウェーブレット変換階層数である。
【００５１】
ステップＳ５では、“Ｔｈ＝ｍａｘ（ｋ，ｊ）”が計算される。ｍａｘ（ａ,ｂ）は、２つの値ａとｂのうちで大きな方の値を意味する記号であり、Ｔｈは、得られる周波数成分の長辺と短辺がともにタイルサイズを下回るウェーブレット変換の階層数を意味する。
【００５２】
次に、ステップＳ６において、１バンド分の画像データがバンドバッファ２２に読み込まれる。この画像データは色変換によって輝度色差に変換される（ステップＳ７）。コントローラ５は周波数変換の階層を管理するための変数Ｉに初期値１を設定し（ステップＳ８）、まず、ＩがＴｈを越えるか否かが判定され、周波数変換選択手段、周波数変換選択処理を実現する（ステップＳ９）。
【００５３】
ＩがＴｈを越えていれば（ステップＳ９のＹ）、ステップＳ１２の処理に移行し、越えていなければ（ステップＳ９のＮ）、輝度色差それぞれについて第Ｉ階層のウェーブレット変換が実行され、第一の周波数変換手段、第一の周波数変換処理が実現される（ステップＳ１０）。ここでのウェーブレット変換は、変換対象である画像データまたは低周波成分に対してタイルごとに実行する。ここで、「タイルごとに」とは、変換対象のタイルをウェーブレット変換する際に、他のタイル内の情報を利用しないでウェーブレット変換を実行することを意味する。具体的には、ウェーブレット変換としてオーバーラップ関数を用いているにも関わらず、タイル境界では隣接タイルの情報を用いてオーバーラップ変換を行うことをせず、あらかじめ定めた所定値やタイル内の画素値をミラーリング等して算出した値を用いてオーバーラップ変換を行うことを意味する。ただし、上述したように、本例ではタイルの短辺長辺の画素数が１６の倍数と設定されており、このため、タイルの短部に画素値の存在しない部分が生じる。この空白部分の画素値として隣接タイル内の画素値を使用してタイル境界歪を低減するようにしてもよい。
【００５４】
その後、Ｉの値を＋１だけカウントアップし（ステップＳ１１）、再びＩがＴｈを越えたか否かが判定される（ステップＳ１２）。この判定でＩがＴｈ以下であれば（ステップＳ１２のＮ）、ステップＳ９に戻って処理が続けられ、各タイルの低周波成分がさらにウェーブレット変換されていく。
【００５５】
ＩがＴｈを越えていれば（ステップＳ１２のＹ）、つまり、本例では第３階層のウェーブレット変換が終了した時点でステップＳ１３に移行し、符号化部２３は第１〜Ｔｈ階層の高周波成分をエントロピー符号化し、ページメモリ２５に格納する。
【００５６】
このとき、第Ｔｈ階層の低周波成分はバンドバッファ２２内の別のエリアに移される。先に、この例ではバンドバッファ２２は９タイル分の記憶容量を有していると説明したが、ここで、第Ｔｈ階層の低周波成分は画像データの読込時には使用しない９番目のタイルに相当するエリアに移動されることなる。
【００５７】
ついで、現在処理したバンドが最後のバンドか否かが判定され（ステップＳ１４）、最後のバンドでなければ（ステップＳ１４のＮ）、ステップＳ６に戻って次のバンドを読み込み、最後のバンドであれば（ステップＳ１４のＹ）、ステップＳ１５に移行する。ステップＳ１５では、Ｉがｍａｘ_ｌｅｖであるか否かが判定される。ここで、ｍａｘ_ｌｅｖとは、符号化部２３が実行するウェーブレット変換の最大階層数で、本例では４である。この判定で、Ｉがｍａｘ_ｌｅｖであれば（ステップＳ１５のＹ）、ステップＳ１９に移行する。Ｉがｍａｘ_ｌｅｖでなければ（ステップＳ１５のＮ）、ステップＳ１６において第Ｔｈ階層の低周波成分がタイル分割されずにウェーブレット変換され、第二の周波数変換手段、第二の周波数変換処理が実現される。「タイル分割されずにウェーブレット変換される」とは、具体的には、上述したタイル分割においては異なるタイルに存在する低周波成分であっても、オーバーラップ変換の際に参照することを意味する。
【００５８】
その後、Ｉの値が＋１だけカウントアップされ（ステップＳ１７）、Ｉがｍａｘ_ｌｅｖであるか否かが判定される（ステップＳ１８）。Ｉ＝ｍａｘ_ｌｅｖであれば（ステップＳ１８のＹ）、ステップＳ１９に移行し、そうでなければ（ステップＳ１８のＮ）、ステップＳ１６に戻り処理が続けられる。Ｉ＝ｍａｘ_ｌｅｖであれば（ステップＳ１８のＹ）、第Ｔｈ＋１〜ｍａｘ_ｌｅｖ階層のウェーブレット係数がエントロピー符号化されてページメモリに２５格納され（ステップＳ１９）、一連の処理が終了する。
【００５９】
以上、図３を参照して説明した画像データの変換過程について、さらに図４を参照して説明する。図４（ａ）は、元のオリジナルの画像データの８タイル分（符号３１がそれぞれタイルを示す）を示す図である。各タイル３１内には画像データが６２１画素×８５７画素×ＲＧＢ３色分だけ格納されており、１６×１６画素の単位でウェーブレット変換処理を実行するためにタイル３１のサイズとしては６２４×８６４画素×ＲＧＢ３色となっている。なお、図５（ａ）は、副走査方向が画像の長辺である場合のタイル３１を示しているが、主走査方向が画像の長辺である場合には、各タイル３１の短辺が接するように並ぶ図となる（画素数は同じである）。
【００６０】
ここで、Ａ４サイズの画像データ（Ｘ＝６８５１，Ｙ＝４９６１）を符号化することを考える。図４のステップＳ３において、“６８５１／ｐｏｗ（２，ｋ）＜８６４”なる最小のｋは３であり、また、ステップＳ４において、“４９６１／ｐｏｗ（２，ｊ）＜６２４”なる最小のｊも３である。したがって、“Ｔｈ＝３”となる。このため、第３階層までがタイル分割されてウェーブレット変換され、第４階層のみがタイル分割されずにウェーブレット変換されることになる。
【００６１】
図４（ｂ）では、１バンドの画像データに対して第３階層までウェーブレット変換（図３のステップＳ７〜Ｓ１２）された状態が示されている。これら係数のうち第３階層の低周波成分３２以外はエントロピー符号化される（ステップＳ１３）。各タイル３１をそれぞれ並列処理するために、本例では、符号化部２３において、８つのウェーブレット変換器および８つのエントロピー符号化器を使用するものとする。各タイル３１は高速な並列処理によってウェーブレット変換およびエントロピー符号化され、コントローラ５はタイル３１単位にそのアドレスを記憶する。そして、次のバンドをバンドバッファ２２に読み込む前に、第３階層の低周波成分（符号３２）のみはバンドバッファ２２の別領域に移動させられる。
【００６２】
図４（ｃ）では、３バンドまで処理が進行した状態を示している。第１バンド、第２バンドのウェーブレット係数は第３階層の低周波成分３２以外はエントロピー符号化されており、第３階層の低周波成分３２はバンドバッファ２２内に３バンド分、他の成分とは別の記憶エリアに格納される。
【００６３】
全バンドの処理が終わると（ステップＳ１４のＹ）。図４（ｄ）に示すように、全画像データ分の第３階層低周波成分３２がバンドバッファ２２に展開されている（図４（ｄ）左図）。そこで、これを領域分割されていない情報とみなして（図４（ｄ）中央図）、第４階層までウェーブレット変換する（図４（ｄ）右図）（ステップＳ１６，Ｓ１７，Ｓ１８）。その後、第４階層のウェーブレット係数がエントロピー符号化される（ステップＳ１９）。
【００６４】
このようにして、本例では第１〜３階層ではタイル分割された状態でウェーブレット変換係数が符号化され、第４階層はタイル分割されずにウェーブレット変換されている。
【００６５】
すなわち、本例によれば、第１〜３階層の処理においてはタイル３１ごとに処理が行なわれるために高速処理が可能となる。また、第４階層はタイル分割されていないために、ページメモリ２５に圧縮符号が収まりきらずに量子化を施したような場合においても、タイル３１の境界歪を低減することができる。すなわち、従来の符号化／復号では、一度タイル分割したデータはタイル３１ごとに処理されるが、本例では周波数変換の途中でタイル分割されないデータに戻すことによってタイル境界歪を低減させることが可能となる。
【００６６】
ところで、以上のようにして圧縮符号化した圧縮符号を復号化部２４で復号処理する際には、図３の処理を逆に実施することになる。すなわち、まず第４階層の周波数成分がバンドバッファ２２に展開され、次いで、バンドごとに第１〜３階層の周波数成分が復号される。したがって、第４階層の周波数成分をバンドバッファ２２に展開した状態においてタイル分割された第１〜３階層の周波数成分をバンドバッファ２２に展開する順序を変えれば、画像の向きを９０度回転する処理を実行することができる。
【００６７】
次に、この画像の回転処理について詳細に説明する。図５に、第２階層のウェーブレット係数を１６のタイル３１に分割した場合の例を示す。圧縮符号は１〜１６のタイル３１ごとに先頭アドレスがコントローラ５に記憶され、プリンタエンジン２においてＡ４用紙の長辺が搬送方向となるように用紙などの媒体を搬送する場合には、図５（ｂ）に示すように、コントローラ５内のメモリを参照して第一〜第四タイル（インデックス１〜４）の圧縮符号をページメモリ２５から読み出し、この圧縮符号を復号化部２４で復号してバンドバッファ２２に第１〜３階層の周波数成分を展開し、既に復号済みの第４階層の周波数成分３２（図４参照）とあわせて逆ウェーブレット変換を行うことで、画像データを復号する。そして、この画像データを図５（ｂ）に示す矢印方向に読み出して次工程の処理を行う。一方、プリンタエンジン２において、Ａ４用紙の短辺が搬送方向となるように媒体を搬送する場合には、図５（ｃ）に示すように、コントローラ５内のメモリを参照して、第一、第五、第九、第十三タイル（インデックス１，５，９，１３）の圧縮符号をページメモリ２５から読み出し、この圧縮符号を復号化部２４で復号してバンドバッファ２２に第１〜３階層の周波数成分を展開し、既に復号済みの第４階層の周波数成分３２（図４参照）とあわせて逆ウェーブレット変換を行うことで画像データを展開する。そして、この画像データを図５（ｃ）に示す矢印方向に読み出して次工程の処理を行う。したがって、読み出すタイル３１の番号及び復号化後の読み出し方向を変えることで、画像の向きを回転することが可能となる。
【００６８】
また第４階層の符号は、タイル分割されずにアドレス管理されているので、サムネイル画像の呼び出しが容易である。
【００６９】
以上のように、本例の符号化／復号方式ではタイル境界歪みを低減しつつ、画像の回転処理や、処理の高速化が可能であるという優れた効果を奏する。
【００７０】
なお、本例における符号化部２３、復号化部２４における符号化／復号のアルゴリズムとして、国際標準であるＪＰＥＧ２０００を使用することも可能である。ＪＰＥＧ２０００では、色変換、ウェーブレット変換、エントロピー符号化によって画像データを符号化し、タイル分割機能も有しているために、本例で説明した機能を発揮することが可能である。具体的には、タイル分割数に関するＪＰＥＧ２０００符号のヘッダ情報を書き換え、第１〜第Ｔｈ階層においては６４タイルに分割して画像を符号化／復号し、第Ｔｈ＋１〜第ｍａｘｌｅｖ階層においては１タイルとして画像を符号化／復号すればよい。
本実施の形態において、常に所定サイズ以下の情報を周波数変換の対象とすることで、各周波数変換処理に使用するワークメモリを低減することができる。
本実施の形態において、周波数変換係数をエントロピー符号化して圧縮符号を生成することができる。
本実施の形態は、バンド幅単位で周波数変換処理を実行可能とすることで、バンド単位に画像を処理する画像形成装置について操作性を向上する。
本実施の形態のプログラムにより本実施の形態の画像処理装置、画像形成装置と同様の作用、効果を奏する。
【００７１】
【発明の効果】
本発明は、低周波側の成分は領域分割しないので、当該成分については量子化した際に領域の境界に発生する歪みを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるデジタル複写機の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態におけるウェーブレット変換係数について説明する説明図である。
【図３】本実施の形態における処理のフローチャートである。
【図４】本実施の形態における処理を説明する説明図である。
【図５】本実施の形態における画像の向きの回転処理について説明する説明図である。
【符号の説明】
１画像形成装置
２プリンタエンジン
２２記憶装置
２３画像処理装置
２４復号手段

Claims

画像情報を周波数変換して低周波成分と当該低周波成分より高周波である高周波成分とに分解し前記低周波成分に対しては前記周波数変換を再度行う処理を繰り返して、前記画像情報をｎ階層の周波数成分に周波数変換する画像処理装置において、
元の前記画像情報を前記周波数変換する処理を第一階層の周波数変換、第ｍ階層の前記周波数変換によって得られた前記低周波成分をさらに前記周波数変換する処理を第ｍ＋１階層の周波数変換としたときに、
前記第一階層から第ｍ階層（１≦ｍ＜ｎ）の前記周波数変換においては、複数の領域に分割された前記画像情報の前記領域毎に対応する画像情報または低周波成分に対し、他の前記領域内に存在する前記画像情報または前記低周波成分を利用することなく周波数変換を実行する第一の周波数変換手段と、
第ｍ＋１階層から前記第ｎ階層の前記周波数変換においては、前記複数の領域に分割される前の画像情報に対応する領域の低周波成分を分割せずに周波数変換する第二の周波数変換手段と、
を備えていることを特徴とする画像処理装置。
前記第二の周波数変換手段は、前記第ｍ＋１階層から前記第ｎ階層の前記周波数変換においては、前記複数の領域に対応する低周波成分を分割前の領域に戻して周波数変換することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記周波数変換の対象である前記画像情報または前記低周波成分の画像のサイズが所定のサイズよりも大きい場合には、前記第一の周波数変換手段による周波数変換を実行し、前記所定のサイズ以下である場合には、前記第二の周波数変換手段による周波数変換を実行する周波数変換選択手段をさらに備えている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
前記周波数変換後の各周波数変換係数をエントロピー符号化して圧縮符号を生成するエントロピー符号化手段をさらに備えている、ことを特徴とする請求項１ないし３何れか一項に記載の画像処理装置。
請求項１ないし４何れか一項に記載の画像処理装置と、
前記生成後の圧縮符号を記憶する記憶装置と、
この記憶されている圧縮符号を復号する復号手段と、
この復号後の画像データに基づいて媒体上に画像形成するプリンタエンジンと、
を備え、
前記画像処理装置は、バンド単位に画像を処理するものであって、前記所定のサイズは前記画像情報または低周波成分を長方形の領域に切り取った場合に、当該長方形の各辺を構成する前記画像情報または低周波成分の数がいずれも前記バンドの幅を構成する前記画像情報または低周波成分の数以下である、
画像形成装置。
画像情報を周波数変換して低周波成分と当該低周波成分より高周波である高周波成分とに分解し前記低周波成分に対しては前記周波数変換を再度行う処理を繰り返して、前記画像情報をｎ階層の周波数成分に周波数変換する処理をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、
元の前記画像情報を前記周波数変換する処理を第一階層の周波数変換、第ｍ階層の前記周波数変換によって得られた前記低周波成分をさらに前記周波数変換する処理を第ｍ＋１階層の周波数変換としたときに、
前記第一階層から第ｍ階層（１≦ｍ＜ｎ）の前記周波数変換においては、複数の領域に分割された前記画像情報の前記領域毎に対応する画像情報または低周波成分に対し、他の前記領域内に存在する前記画像情報または前記低周波成分を利用することなく周波数変換を実行する第一の周波数変換処理と、
第ｍ＋１階層から前記第ｎ階層の前記周波数変換においては、前記複数の領域に分割される前の画像情報に対応する領域の低周波成分を分割せずに周波数変換する第二の周波数変換処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
前記周波数変換の対象である前記画像情報または前記低周波成分の画像のサイズが所定のサイズよりも大きい場合には、前記第一の周波数変換手段による周波数変換を実行し、前記所定のサイズ以下である場合には、前記第二の周波数変換手段による周波数変換を実行する周波数変換選択処理をさらにコンピュータに実行させる、ことを特徴とする請求項６に記載のプログラム。
請求項６又は７に記載のプログラムを記憶していることを特徴とする記憶媒体。