JP4111909B2 - 画像処理装置、画像処理用プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、デジタル複写機（複合機ＭＦＰを含む）、プリンタ、スキャナ或いはパーソナルコンピュータ等の各種の画像処理装置、画像処理用プログラム及び記憶媒体に関する。

従来より、この種の画像圧縮符号化処理に関しては、２値符号化と多値符号化とを切換えて符号化することは知られている。その一例として、複数の圧縮手段を備え、第1の圧縮方法で画像を部分的に圧縮し、その圧縮率から画像の種類を判別して、最終的な圧縮方法を選択するようにした提案例がある（例えば、特許文献１参照）。

特許第２８１４９７０号公報

ところが、特許文献１等に示される従来技術によると、画像の種類に応じた圧縮符号化処理が可能であるが、元々異なる種類の圧縮符号化処理を行う符号器を用意しておかなくてはならず、能率的でなく、画像処理装置全体の構成の複雑化、コストアップを招いてしまう。

本発明の目的は、近年、高精細画像圧縮伸長技術として注目されているＪＰＥＧ２０００アルゴリズムによる画像圧縮符号化技術を利用することで、一つの符号器で２値符号化と多値符号化とを高能率に処理可能とし、かつ、ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムの不都合を回避できるようにすることである。

本発明の画像処理装置は、文書画像データを、少なくとも２次元ウェーブレット変換処理、量子化処理及びエントロピー符号化処理という手順で圧縮符号化する圧縮符号化手段と、前記文書画像データ中に混在する文字領域と絵柄領域との像域分離信号に基づき、前記像域分離信号により絵柄領域として分離された領域に対しては多値符号化モードとし前記２次元ウェーブレット変換処理から全ての処理を行わせ、前記像域分離信号により文字領域として分離された領域に対しては２値符号化モードとし前記量子化処理以降の前記エントロピー符号化処理から処理を行わせるように、前記圧縮符号化手段による処理内容を切換える処理内容切換え手段と、を備える。

従って、基本的にＪＰＥＧ２０００アルゴリズムに従い圧縮符号化する圧縮符号化手段を用いることで、２値符号化が適した文字領域と多値符号化が適した絵柄領域との圧縮符号化処理について単一の符号器で対応可能で構成が簡単で高能率な上に、この圧縮符号化手段による処理内容を文書画像データ中に混在する文字領域と絵柄領域との像域分離信号に基づき切換えることにより、よりＪＰＥＧ２０００アルゴリズムの特徴を活かしてこのＪＰＥＧ２０００アルゴリズムの不都合を回避することが可能となる。

本発明によれば、基本的にＪＰＥＧ２０００アルゴリズムに従い圧縮符号化する圧縮符号化手段を用いることにより、２値符号化が適した文字領域と多値符号化が適した絵柄領域との圧縮符号化処理について単一の符号器で対応可能で構成が簡単で高能率な上に、この単一の圧縮符号化手段による処理内容を文書画像データ中に混在する文字領域と絵柄領域との像域分離信号に基づき切換えることにより、よりＪＰＥＧ２０００アルゴリズムの特徴を活かしてこのＪＰＥＧ２０００アルゴリズムの不都合を回避することができる。

本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。

［ＪＰＥＧ２０００について概略説明］
本実施の形態は、ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムを利用するものであり、まず、ＪＰＥＧ２０００について概略説明する。

図１は、ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムの基本を説明するための機能ブロック図である。図１に示すように、ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムは、色空間変換・逆変換部１０１、２次元ウェーブレット変換・逆変換部１０２、量子化・逆量子化部１０３、エントロピー符号化・復号化部１０４、タグ処理部１０５によって構成されている。以下、各部について説明する。

色空間変換・逆変換部１０１及び２次元ウェーブレット変換・逆変換部１０２について図２及び図３を参照しながら説明する。

図２は、カラー画像である原画像の分割された各コンポーネントの一例を示す模式図である。カラー画像は、一般に、図２に示すように、原画像の各コンポーネントＲ、Ｇ、Ｂ（１１１）が、例えばＲＧＢ原色系によって分離されている。そして、原画像の各コンポーネントＲ、Ｇ、Ｂは、さらに、矩形をした領域であるタイル１１２によって分割される。個々のタイル１１２、例えば、Ｒ００，Ｒ０１，…，Ｒ１５／Ｇ００，Ｇ０１，…，Ｇ１５／Ｂ００，Ｂ０１，…，Ｂ１５は、圧縮伸長プロセスを実行する際の基本単位を構成する。従って、圧縮伸長動作は、コンポーネントＲ、Ｇ、Ｂ（１１１）毎、そしてタイル１１２毎に、独立して行なわれる。

ここで、画像データの符号化時、各タイル１１２のデータは、図１に示す色空間変換・逆変換部１０１に入力され、色空間変換を施された後、２次元ウェーブレット変換・逆変換部１０２で２次元ウェーブレット変換（順変換）が適用されて周波数帯に空間分割される。

図３は、デコンポジションレベル数が３である場合の各デコンポジションレベルにおけるサブバンドを示す模式図である。２次元ウェーブレット変換・逆変換部１０２は、原画像のタイル分割によって得られたタイル原画像（０ＬＬ）（デコンポジションレベル０）に対して、２次元ウェーブレット変換を施し、デコンポジションレベル１に示すサブバンド（１ＬＬ，１ＨＬ，１ＬＨ，１ＨＨ）を分離する。そして、２次元ウェーブレット変換・逆変換部１０２は、引き続き、この階層における低周波成分１ＬＬに対して、２次元ウェーブレット変換を施し、デコンポジションレベル２に示すサブバンド（２ＬＬ，２ＨＬ，２ＬＨ，２ＨＨ）を分離する。２次元ウェーブレット変換・逆変換部１０２は、順次同様に、低周波成分２ＬＬに対しても、２次元ウェーブレット変換を施し、デコンポジションレベル３に示すサブバンド（３ＬＬ，３ＨＬ，３ＬＨ，３ＨＨ）を分離する。図３中、各デコンポジションレベルにおいて符号化の対象となるサブバンドはグレーで示されている。例えば、デコンポジションレベル数を３とした場合、グレーで示したサブバンド（３ＨＬ，３ＬＨ，３ＨＨ，２ＨＬ，２ＬＨ，２ＨＨ，１ＨＬ，１ＬＨ，１ＨＨ）が符号化対象となり、３ＬＬサブバンドは符号化されない。

次いで、量子化・逆量子化部１０３では、指定した符号化の順番で符号化の対象となるビットが定められた後、対象ビット周辺のビットからコンテキストが生成される。

図４は、プリシンクトを例示する模式図である。量子化の処理が終わったウェーブレット係数は、個々のサブバンド毎に、「プリシンクト」と呼ばれる重複しない矩形に分割される。これは、インプリメンテーションでメモリを効率的に使うために導入されたものである。図４に示すように、一つのプリシンクトは、空間的に一致した３つの矩形領域からなっている。さらに、個々のプリシンクトは、重複しない矩形の「コードブロック」に分けられる。これは、エントロピーコーディングを行う際の基本単位となる。

図５は、２次元ウェーブレット変換後の２次元ウェーブレット係数の値を「ビットプレーン」単位に分解し、画素或いはコードブロック毎に「ビットプレーン」に順位付けを行う処理の概要を示す模式図である。ウェーブレット変換後の係数値は、そのまま量子化し符号化することも可能であるが、ＪＰＥＧ２０００では符号化効率を上げるために、係数値を「ビットプレーン」単位に分解し、画素或いはコードブロック毎に「ビットプレーン」に順位付けを行うことができる。図５には、その手順を簡単に示した。この例は、原画像（３２×３２画素）を１６×１６画素のタイル４つで分割した場合の例であり、デコンポジションレベル１のプリシンクトとコードブロックとの大きさは、各々８×８画素と４×４画素としている。プリシンクトとコードブロックの番号とは、ラスター順に付けられる。タイル境界外に対する画素拡張にはミラーリング法を使い、可逆（５，３）フィルタでウェーブレット変換を行い、デコンポジションレベル１のウェーブレット係数値を求めている。

また、図５には、タイル０／プリシンクト３／コードブロック３について、代表的な「レイヤ」についての概念的な模式図も併せて示している。レイヤの構造は、ウェーブレット係数値を横方向（ビットプレーン方向）から見ると理解し易い。１つのレイヤは任意の数のビットプレーンから構成される。この例では、レイヤ０、１、２、３は、各々、１、３、１という３つのビットプレーンからなっている。そして、ＬＳＢに近いビットプレーンを含むレイヤ程、先に量子化の対象となり、逆に、ＭＳＢに近いレイヤは最後まで量子化されずに残ることになる。ＬＳＢに近いレイヤから破棄する方法はトランケーションと呼ばれ、量子化率を細かく制御することが可能である。

次いで、エントロピー符号化・復号化部１０４について図６を参照しながら説明する。図６は、符号化された画像データのコードストリームを例示する模式図である。エントロピー符号化・復号化部１０４（図１参照）では、コンテキストと対象ビットとから、確率推定によって各コンポーネントＲＧＢのタイル１１２に対する符号化を行う。こうして、原画像の全てのコンポーネントＲＧＢについて、タイル１１２単位で符号化処理が行われる。

次いで、タグ処理部１０５について説明する。タグ処理部１０５は、エントロピー符号化・復号化部１０４からの全符号化データを１本のコードストリームに結合するとともに、それにタグを付加する処理を行う。図６に、コードストリームの構造を簡単に示している。このようなコードストリームの先頭と各タイル１１２を構成する部分タイルの先頭には、ヘッダと呼ばれるタグ情報が付加され、その後に、各タイル１１２の符号化データが続く。そして、コードストリームの終端には、再びタグが置かれる。

一方、復号化時には、符号化時とは逆に、各コンポーネントＲＧＢの各タイル１１２のコードストリームから画像データを生成する。このような処理について、図１を用いて簡単に説明する。タグ処理部１０５は、外部より入力したコードストリームに付加されたタグ情報を解釈し、コードストリームを各コンポーネントＲＧＢの各タイル１１２のコードストリームに分解し、その各コンポーネントＲＧＢの各タイル１１２のコードストリーム毎に復号化処理を行う。この際、コードストリーム内のタグ情報に基づく順番で復号化の対象となるビットの位置が定められるとともに、量子化・逆量子化部１０３において、その対象ビット位置の周辺ビット（既に復号化を終えている）の並びからコンテキストを生成する。そして、エントロピー符号化・復号化部１０４では、そのコンテキストとコードストリームとから確率推定によって復号化を行なって対象ビットを生成し、それを対象ビットの位置に書き込む。このようにして復号化されたデータは、周波数帯域毎に空間分割されているため、これを２次元ウェーブレット変換・逆変換部１０２で２次元ウェーブレット逆変換を行うことにより、画像データ中の各コンポーネントＲＧＢにおける各タイル１１２が復元される。復元されたデータは、色空間変換・逆変換部１０１によって元の表色系のデータに変換される。

次に、ＪＰＥＧ２０００の符号フォーマット例を説明する。図７はＪＰＥＧ２０００の符号フォーマットを示す概略図である。当該符号フォーマットは、符号データの始まりを示すＳＯＣ（Start of Codestream）マーカで始まり、その後に、符号化のパラメータや量子化のパラメータを記述したメインヘッダが続き、さらに、実際の符号データが続く構成である。実際の符号データは、ＳＯＴ（Start of Tile-part）マーカで始まり、タイルヘッダ、ＳＯＤ（Start of Data）マーカ、タイルデータ（符号）で構成される。これら画像全体に相当する符号データの後に、符号の終了を示すＥＯＣ（End of Codestream）マーカが付加される。

[デジタル複写機の全体構成]
次に、本実施の形態の画像処理装置である複写機（いわゆる複合機ＭＦＰであってもよい）の構成例について説明する。図８は、本実施の形態のデジタル複写機を概略的に示す縦断面図である。複写機１は、スキャナ（画像読取装置）２と、スキャナ２から出力される画像データに基づく画像を用紙等の記録媒体に形成するプリンタ２１とを備えている。

スキャナ２の本体ケースの上面には、原稿（図示せず）が載置されるコンタクトガラス３が設けられている。原稿は、原稿面をコンタクトガラス３に対向させて載置される。コンタクトガラス３の上側には、コンタクトガラス３上に載置された原稿を押える原稿圧板４（いわゆるＡＤＦであってもよい）が設けられている。

コンタクトガラス３の下方には、光を発光する光源５及びミラー６を搭載する第１走行体７と、２枚のミラー８，９を搭載する第２走行体１０と、ミラー６，８，９によって導かれる光を結像レンズ１１を介して受光するＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ１２等によって構成される読取光学系１３が設けられている。ＣＣＤイメージセンサ１２は、ＣＣＤイメージセンサ１２上に結像される原稿からの反射光を光電変換した光電変換データを生成する光電変換素子として機能する。光電変換データは、原稿からの反射光の強弱に応じた大きさを有する電圧値である。第１、第２走行体７，１０は、コンタクトガラス３に沿って往復動自在に設けられており、後述する原稿画像の読取り処理に際しては、図示しないモータ等の移動装置によって２：１の速度比で副走査方向にスキャニング走行する。これにより、読取光学系１３による原稿読取り領域の露光走査が行われる。なお、本実施の形態では、読取光学系１３側がスキャニング走査を行う原稿固定型で示しているが、読取光学系１３側が位置固定で原稿側が移動する原稿移動型であってもよい。

プリンタ２１は、シート状の用紙等の記録媒体を保持する媒体保持部２２から電子写真方式のプリンタエンジン２３及び定着器２４を経由して排出部２５へ至る媒体経路２６を備えている。

プリンタエンジン２３は、帯電器２７、露光器２８、現像器２９、転写器３０及びクリーナー３１等を用いて電子写真方式で感光体３２の周囲に形成したトナー像を記録材に転写し、転写したトナー像を、定着器２４によって記録材上に定着させる。なお、プリンタエンジン２３は、この例では電子写真方式で画像形成を行うが、これに限定する必要はなく、インクジェット方式、昇華型熱転写方式、直接感熱記録方式など、様々な画像形成方式を用いることができる。

このような複写機１は、複数のマイクロコンピュータで構成される制御系により制御される。図４は、これらの制御系のうち、画像処理に関わる制御系の電気的な接続を示す概略ブロック図である。この制御系は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３及び操作パネル４４等が、バス４５で接続されている。ＣＰＵ４１は、各種演算を行い、画像処理等の処理を集中的に制御する。ＲＯＭ４２には、このＣＰＵ４１が実行する処理に関わる各種プログラムや固定データが格納されている。ＲＡＭ４３は、ＣＰＵ４１のワークエリアとなる。ＩＰＵ（Image Processing Unit）４６は、各種画像処理に関わるハードウエアを備えている。記憶媒体となるＲＯＭ４２は、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等の不揮発性メモリを備えていて、ＲＯＭ４２内に格納されているプログラムはＣＰＵ４１の制御により、Ｉ／Ｏポート４７を介して外部装置（図示せず）からダウンロードされるプログラムに書換え可能である。即ち、本実施の形態では、ＲＯＭ４２に各種機能を実現するためのプログラムが格納されており、このＲＯＭ４２がプログラムを記憶した記憶媒体として機能している。

また、本実施の形態のデジタル複写機１は、図１を参照して説明したＪＰＥＧ２０００アルゴリズムの各機能ブロックを備え、前述のようなＪＰＥＧ２０００アルゴリズムにより画像データの圧縮符号化を行う。即ち、図１に示したような圧縮符号化手段及び復号化手段の機能は、ＩＰＵ４６によりハードウエアが行う処理により実行しても、ＲＯＭ４２に記憶されているプログラムに基づいてＣＰＵ４１が行う処理により実行してもよい。これにより、基本的には、スキャナ２で読取られ、ＩＰＵ４６で白シェーディング補正等の各種画像処理が施された複数枚の画像のデジタル画像データを、ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムにより圧縮符号化して、各画像のコードストリームを生成する。即ち、画像を１又は複数の矩形領域（タイル）に分割し、この矩形領域毎に画素値を離散ウェーブレット変換して階層的に圧縮符号化することを基本とする。

［画像圧縮符号化処理］
図１中に示したＪＰＥＧ２０００アルゴリズムによる圧縮符号化手段を書き直すと、図１０のように示すことができる。即ち、ＤＣレベルシフト部１０１ａ、カラー変換部１０１ｂ、ウェーブレット変換部１０２ａ、量子化部１０３ａ、係数モデリング部１０４ａ、算術符号化部１０４ｂ、符号順序制御部１０５ａをその処理順に並べることにより圧縮符号化手段１０６が構成されている。ここに、ＤＣレベルシフト部１０１ａ及びカラー変換部１０１ｂは色空間変換・逆変換部１０１中に属するもので、ＤＣレベルシフト部１０１ａは入力される画像信号がＲＧＢ信号値のような正の数である場合に所定の変換式を用いて各信号値から信号のダイナミックレンジの１／２を減算するレベルシフト処理を行い、カラー変換部１０１ｂではＲＧＢ画像を輝度色差系のＹＣｂＣｒ画像に変換することによりカラー画像の圧縮効率を高める処理を行う。ウェーブレット変換部１０２ａは２次元ウェーブレット変換・逆変換部１０２中に属し、前述したようなウェーブレット係数への変換処理を行う。量子化部１０３ａは量子化・逆量子化部１０３に属し、効率のよい圧縮を行うためにウェーブレット係数のダイナミックレンジを削減する処理を行う。この量子化処理の一例として、後述のエントロピー符号化がビットプレーンであることを利用して、完成した符号列の下位ビットプレーンを切り捨てることにより量子化するポスト量子化方式がある。

係数モデリング部１０４ａ及び算術符号化部１０４ｂはブロックベースのビットプレーン符号化を行うエントロピー符号化・復号化部１０４に属する。このうち、係数モデリング部１０４ａでは符号化対象となる多値ウェーブレット係数から２値算術符号化用のビットモデルを作成するものであり、この処理により符号化方法が決定される。算術符号化部１０４ｂにおける符号化方式には新しい２値画像符号方式であるＭＱ−Ｃoderと称される方式が用いられる。符号順序制御部１０５ａはタグ処理部１０５に含まれる。

このようなＪＰＥＧ２０００アルゴリズムに従った圧縮符号化手段１０６に加えて、本実施の形態では、処理対象として入力される文書画像データに関してそのデータ中に混在する文字領域と絵柄領域とを分離して像域分離信号を出力する像域分離手段としての像域分離部１２１と、この像域分離部１２１から出力される像域分離信号に応じて圧縮符号化手段１０６による処理内容を切換える処理内容切換え手段としてのセレクタ１２２とが設けられている。この像域分離部１２１としては、画像の特徴に合った最適な画像処理を行うために文字領域と絵柄領域とを分離し、文字領域については解像度を重視して文字画像をシャープに出力させる一方、絵柄領域については階調性を重視して絵柄画像をソフトに出力させるための公知の像域分離に関する技術を利用すればよく、詳細は省略するが、その一例として、例えば、各々文書画像データが入力されるエッジ領域検出回路１２３及び白地領域検出回路１２４と、これらの検出回路１２３，１２４の検出結果に応じて文書画像データの処理対象領域が文字領域であるか絵柄領域であるかを判定してセレクタ１２２に対して像域分離信号を出力する判定回路１２５とにより構成することができる（例えば、特開平９−２３３３２４号公報等参照）。

セレクタ１２２は、像域分離信号に応じて処理対象となる文書画像データの圧縮符号化手段１０６に対する入力先を切換えるもので、文字領域なる像域分離信号の場合には文字画像に適した２値符号化モードとして文書画像データを量子化部１０３ａによる量子化処理以降の係数モデリング部１０４ａに直接入力させることによりエントロピー符号化処理から圧縮符号化処理を行わせる一方、絵柄領域なる像域分離信号の場合には絵柄画像に適した多値符号化モードとして文書画像データをＤＣレベルシフト部１０１ａに入力させることにより圧縮符号化手段１０６による全ての処理を行わせるように、処理内容を切換える。

これらの像域分離部１２１やセレクタ１２２の機能も、ＲＯＭ４２に記憶されているプログラムに基づいてＣＰＵ４１が行う処理により実行してもよい。

一般に、ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムによる圧縮符号化の特徴を考えた場合、その一つとして前述したようなビットプレーン符号化があり、画像としては元々１ビットの情報で表すことができる領域である文字領域＝２値符号化領域であっても、複数のビットプレーンの符号化を行う必要があり、結果的に無駄な符号化を行っているのと同じ意味になり、符号化効率が悪く、処理速度も遅くなってしまう不具合がある。この点、本実施の形態の基本的な構成によれば、文書画像データを圧縮符号化する上で、絵柄領域＝多値符号化領域に関しては、圧縮符号化手段１０６により全ての処理を行うが、２値符号化が適する文字領域に関しては、２次元ウェーブレット変換処理や量子化処理を行わず、それ以降のエントロピー符号化処理から行わせることで、無駄な処理を省くことができ、処理の高速化、符号化効率を向上させることができる。

［具体的処理例］
いま、図１１（ａ）に示すような文字領域１３１と絵柄領域１３２とが混在する単純な原稿１３３による文書画像データを処理対象とする場合の処理例を数例挙げて説明する。

まず、第1の例として、最も単純には、例えば、文書画像データ中に占める文字領域１３１と絵柄領域１３２との比率に応じて当該文書画像データ全体に対して２値符号化モードか多値符号化モードかの何れかのモードを適用するようにセレクタ１２２で切換えるように構成することができる。この場合の圧縮符号化処理方式としては、複数のタイルに分割してタイル単位で符号化するタイル方式であっても、ラスタライン毎に分割してラスタライン単位で符号化するラスタ方式であってもよい。

この場合、圧縮符号化手段１０６は、図１２に示すように、圧縮符号化した符号データのメインヘッダ領域中に適用したモードが多値符号化モードと２値符号化モードとの何れであるかの符号化モード情報を記述しておけば、当該符号データの復号時にはこの符号化モード情報を参照することにより間違えることなく復号可能となる。図１２の図示例は、タイル符号化方式であって（図１１（ｂ）参照）、２値符号化モードを適用して文書画像データ全体を２値符号化した例を示している。

次に、第２のより実際的な例としては、或る小領域単位＝タイル単位で処理モードを動的に切換えるようにしてもよい。例えば、図１１（ａ）に示すような文書画像データを図１１（ｂ）に示すように複数のタイルＡ１，Ａ２，…，Ｆ３，Ｆ４に分割し、そのタイル単位で圧縮符号化手段１０６による処理内容を２値符号化モード用とするか多値符号化モード用とするかを切換えるようにしてもよい。

図１３はこの方式により圧縮符号化手段１０６により圧縮符号化処理された符号列の例を示し、図示例のように、そのメインヘッダ領域中に適用したモードが多値符号化モードと２値符号化モードとの何れであるかの符号化モード情報をタイル毎に記述しておけば、当該符号データの復号時にはこの符号化モード情報を参照することにより間違えることなく復号可能となる。

もっとも、メインヘッダ領域中に記述する方式に限らず、図１４に示すように、圧縮符号化された各タイルの符号データ中（タイルヘッダ部）に個々に適用したモードが多値符号化モードと２値符号化モードとの何れであるかの符号化モード情報を記述しておくようにしてもよい。この方式によっても、当該符号データの復号時にはこの符号化モード情報を参照することにより間違えることなく復号可能となる。

第３のより実際的な例としては、或る小領域単位＝ラスタライン単位で処理モードを動的に切換えるようにしてもよい。例えば、図１１（ａ）に示すような文書画像データを図１１（ｃ）に示すように複数のラスタラインｙ０，ｙ１，…に分割し、そのラスタライン単位で圧縮符号化手段１０６による処理内容を２値符号化モード用とするか多値符号化モード用とするかを切換えるようにしてもよい。

図１５はこの方式により圧縮符号化手段１０６により圧縮符号化処理された符号列の例を示し、図示例のように、そのメインヘッダ領域中に適用したモードが多値符号化モードと２値符号化モードとの何れであるかの符号化モード情報を、そのモードが変化するラスタラインによって記述しておけば、当該符号データの復号時にはこの符号化モード情報を参照することにより間違えることなく復号可能となる。図示例では、ラスタライン０から２値符号化モードによる処理が行われ、ラスタラインｙ１で多値符号化モードに切換えられ、ラスタラインｙ３で２値符号化モードに切換えられ、…、ことを示している。

もっとも、メインヘッダ領域中に記述する方式に限らず、図１６に示すように、圧縮符号化された符号データ中に個々に適用するモードが多値符号化モードと２値符号化モードとで切換えられるラスタラインに関する情報を符号化モード情報として記述しておくようにしてもよい。この方式によっても、当該符号データの復号時にはこの符号化モード情報を参照することにより間違えることなく復号可能となる。

なお、本実施の形態は、モノクロデジタル複写機への適用例として説明したが、フルカラーデジタル複写機等のカラー画像処理装置についても同様に適用できる。この場合、特に図示しないが、像域分離部１２１と同様に、文書画像データ（ＲＧＢ信号データ）中の文字画像が黒文字であるか色文字であるかを判定する黒文字／色文字判定手段を備え、黒文字と判定された場合には上述した通り、係数モデリング部１０４ａから処理を行わせるようにするが、色文字と判定された場合には、一旦、カラー変換部１０１ｂに入力させてＲＧＢ画像データ→輝度色差系のＹＣｂＣｒ画像データに変換してから、ウェーブレット変換処理、量子化処理をスキップして、係数モデリング部１０４ａから処理を行わせるようにしてもよい。

つまり、文字画像の場合、黒文字と色文字との場合があるが、色文字の場合には、ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムが有するカラー変換部１０１ｂのカラー変換処理を利用して輝度成分と色彩成分とに分解してモノクロ化してから、エントロピー符号化処理を行わせることで、黒文字の場合と同様に符号化処理を簡単化することができる。

この場合の黒文字／色文字判定手段としては、周知の色判定回路等を利用すればよい（例えば、特開平１１−２８０７１４号公報等参照）。

また、本実施の形態では、デジタル複写機が像域分離部１２１や黒文字／色文字判定手段を備える構成として説明したが、自機でこれらを有しておらず外部信号として得られる構成でもよい。即ち、画像処理装置としての適用機種が例えばパーソナルコンピュータ等にあっては、像域分離信号や黒文字／色文字判定信号を外部から入力されるように構成してもよいが、画像処理装置としての適用機種が例えば本実施の形態のようにデジタル複写機等の画像形成装置の場合には、自身が像域分離部１２１や黒文字／色文字判定手段を備えることにより、自機単独で適正な画像圧縮符号化処理が可能となる。
本実施の形態によれば、請求項１記載の画像処理装置において、適用機種が例えばパーソナルコンピュータ等にあっては、像域分離信号を外部から入力されるように構成してもよいが、適用機種が例えばデジタル複写機等の画像形成装置の場合には、自身が像域分離手段を備えることにより、自機単独で適正な画像圧縮符号化処理を行わせることができる。
本実施の形態によれば、ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムによる圧縮符号化の特徴を考えた場合、その一つとしてビットプレーン符号化があり、画像としては元々１ビットの情報で表すことができる領域である文字領域＝２値符号化領域であっても、複数のビットプレーンの符号化を行う必要があり、結果的に無駄な符号化を行っているのと同じ意味になり、符号化効率が悪く、処理速度も遅くなってしまう不具合がある点に着目し、請求項１又は２記載の発明の具体的な内容として、２値符号化が適する文字領域に関しては、２次元ウェーブレット変換処理や量子化処理を行わず、それ以降のエントロピー符号化処理から行わせるようにしたので、無駄な処理を省くことができ、処理の高速化、符号化効率を向上させることができる。
本実施の形態の画像処理装置において、文字画像の場合、黒文字と色文字との場合があるが、色文字の場合には、ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムが有するカラー変換処理を利用して輝度成分と色彩成分とに分解してモノクロ化してから、エントロピー符号化処理を行わせることで、黒文字の場合と同様に符号化処理を簡単化することができる。
本実施の形態の画像処理装置において、適用機種が例えばパーソナルコンピュータ等にあっては、黒文字／色文字判定信号を外部から入力されるように構成してもよいが、適用機種が例えばデジタル複写機等の画像形成装置の場合には、自身が黒文字／色文字判定手段を備えるので、自機単独で適正な画像圧縮符号化処理を行わせることができる。
本実施の形態の画像処理装置において、多値符号化モードと２値符号化モードとの切換えを、文書画像データ全体を単位として行わせるようにしたので、請求項１ないし５記載の発明を最も簡単に実現することができる。
本実施の形態の画像処理装置において、圧縮符号化した符号データのメインヘッダ領域中に符号化モード情報を記述するようにしたので、符号データの復号時にはこの符号化モード情報を参照することにより間違えることなく復号させることができる。
本実施の形態の画像処理装置において、多値符号化モードと２値符号化モードとの切換えを、文書画像データを複数に分割して符号化する或る小領域、例えば、請求項9記載の発明のようにタイル、請求項１０記載の発明のようにラスタラインを単位として行わせるようにしたので、請求項１ないし５記載の発明を文書画像データの状態に合わせて木目細かく実現することができる。
本実施の形態の画像処理装置において、圧縮符号化した符号データのメインヘッダ領域中に各タイル毎に符号化モード情報を記述するようにしたので、符号データの復号時にはこの符号化モード情報を参照することにより間違えることなく復号させることができる。
本実施の形態の画像処理装置において、圧縮符号化した符号データのメインヘッダ領域中に切換えラスタラインに関する符号化モード情報を記述するようにしたので、符号データの復号時にはこの符号化モード情報を参照することにより間違えることなく復号させることができる。
本実施の形態の画像処理装置において、圧縮符号化した各タイルの符号データ中にそのタイルに適用した符号化モード情報を記述するようにしたので、符号データの復号時にはこの符号化モード情報を参照することにより間違えることなく復号させることができる。
本実施の形態の画像処理装置において、圧縮符号化した各タイルの符号データ中に切換えラスタラインに関する符号化モード情報を記述するようにしたので、符号データの復号時にはこの符号化モード情報を参照することにより間違えることなく復号させることができる。
本実施の形態の画像処理用プログラムによれば、基本的にＪＰＥＧ２０００アルゴリズムに従い圧縮符号化する圧縮符号化機能を用いることで、２値符号化が適した文字領域と多値符号化が適した絵柄領域との圧縮符号化処理について単一の符号器で対応可能で構成が簡単で高能率な上に、この圧縮符号化機能による処理内容を文書画像データ中に混在する文字領域と絵柄領域との像域分離信号に基づき切換えるようにしたので、よりＪＰＥＧ２０００アルゴリズムの特徴を活かしてこのＪＰＥＧ２０００アルゴリズムの不都合を回避することができる。
本実施の形態のコンピュータ読取り可能な記憶媒体によれば、本実施の形態の画像処理用プログラムと同様な効果を奏することができる。

本発明の実施の形態の前提となるＪＰＥＧ２０００方式の基本となるアルゴリズムを実現するシステムの機能ブロック図である。 原画像の各コンポーネントの分割された矩形領域を示す説明図である。 デコンポジションレベル数が３の場合の、各デコンポジションレベルにおけるサブバンドを示す説明図である。 プリシンクトを示す説明図である。 ビットプレーンに順位付けする手順の一例を示す説明図である。 符号化された画像データのコードストリームを例示する模式図である。 ＪＰＥＧ２０００の符号フォーマットを示す概略図である。 本発明の一実施の形態の画像処理装置としてのデジタル複写機を示す概略構成図である。 その制御系を示す概略ブロック図である。 特徴部分となる圧縮符号化処理部分を示すブロック図である。 処理対象となる文書画像データ例等を示す説明図である。 ページ単位の処理時の符号データ例を示す説明図である。 タイル単位の処理時の符号データ例を示す説明図である。 タイル単位の処理時の他の符号データ例を示す説明図である。 ラスタライン単位の処理時の符号データ例を示す説明図である。 ラスタライン単位の処理時の他の符号データ例を示す説明図である。

符号の説明

１２１ 像域分離手段
１２２ 処理内容切換え手段
１３１ 文字領域
１３２ 絵柄領域

Claims (16)

1. 文書画像データを、少なくとも２次元ウェーブレット変換処理、量子化処理及びエントロピー符号化処理という手順で圧縮符号化する圧縮符号化手段と、
   前記文書画像データ中に混在する文字領域と絵柄領域との像域分離信号に基づき、前記像域分離信号により絵柄領域として分離された領域に対しては多値符号化モードとし前記２次元ウェーブレット変換処理から全ての処理を行わせ、前記像域分離信号により文字領域として分離された領域に対しては２値符号化モードとし前記量子化処理以降の前記エントロピー符号化処理から処理を行わせるように、前記圧縮符号化手段による処理内容を切換える処理内容切換え手段と、
   を備える画像処理装置。
2. 前記文書画像データ中に混在する文字領域と絵柄領域とを分離して像域分離信号を出力する像域分離手段を備える請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記圧縮符号化手段は、前記多値符号化モードにより符号化された符号データと、前記2値符号化モードにより符号化された符号データと、を含む一の符号データを生成する請求項１又は２記載の画像処理装置。
4. 前記圧縮符号化手段は、前記２次元ウェーブレット変換処理より前段にカラー変換処理を行う手順を有し、
   前記処理内容切換え手段は、２値符号化モードにおいて前記文字領域の文字が色文字と判定された場合には、前記カラー変換処理を行わせた後、前記エントロピー符号化処理を行わせる、
   請求項３記載の画像処理装置。
5. 前記文書画像データ中に存在する文字領域の文字が黒文字か色文字かを判定する黒文字／色文字判定手段を備える請求項４記載の画像処理装置。
6. 前記処理内容切換え手段は、前記文書画像データ全体に対して多値符号化モードと２値符号化モードとの何れか一方を適用するように処理内容を切換える、請求項１ないし５の何れか一記載の画像処理装置。
7. 前記圧縮符号化手段は、圧縮符号化した符号データのメインヘッダ領域中に適用した多値符号化モードと２値符号化モードとの何れか一方の符号化モード情報を記述する、請求項６記載の画像処理装置。
8. 前記処理内容切換え手段は、前記文書画像データを複数に分割して符号化する或る小領域単位で多値符号化モードとするか２値符号化モードとするか処理内容を動的に切換える、請求項１ないし５の何れか一記載の画像処理装置。
9. 或る小領域単位が、文書画像データが複数に分割されて符号化されるタイル単位である、請求項８記載の画像処理装置。
10. 或る小領域単位が、文書画像データが複数に分割走査されて符号化されるラスタライン単位である、請求項８記載の画像処理装置。
11. 前記圧縮符号化手段は、圧縮符号化した符号データのメインヘッダ領域中に各タイル毎に適用した多値符号化モードと２値符号化モードとの何れかの符号化モード情報を記述す
    
    る、請求項９記載の画像処理装置。
12. 前記圧縮符号化手段は、圧縮符号化した符号データのメインヘッダ領域中に適用した多値符号化モードと２値符号化モードとの切換えラスタラインに関する符号化モード情報を記述する、請求項１０記載の画像処理装置。
13. 前記圧縮符号化手段は、圧縮符号化した各タイルの符号データ中にそのタイルに適用した多値符号化モードと２値符号化モードとの何れかの符号化モード情報を記述する、請求項９記載の画像処理装置。
14. 前記圧縮符号化手段は、圧縮符号化した符号データ中に適用した多値符号化モードと２値符号化モードとの切換えラスタラインに関する符号化モード情報を記述する、請求項９記載の画像処理装置。
15. コンピュータにインストールされ、前記コンピュータに、
    文書画像データを、少なくとも２次元ウェーブレット変換処理、量子化処理及びエントロピー符号化処理という手順で圧縮符号化する圧縮符号化機能と、
    前記文書画像データ中に混在する文字領域と絵柄領域との像域分離信号に基づき、前記像域分離信号により絵柄領域として分離された領域に対しては多値符号化モードとし前記２次元ウェーブレット変換処理から全ての処理を行わせ、前記像域分離信号により文字領域として分離された領域に対しては２値符号化モードとし前記量子化処理以降の前記エントロピー符号化処理から処理を行わせるように、前記圧縮符号化手段による処理内容を切換える処理内容切換え機能と、
    を実行させる画像処理用プログラム。
16. 請求項１５記載の画像処理用プログラムを記憶したコンピュータ読取り可能な記憶媒体。
    

Images