JP5029560B2 - 画像処理装置、圧縮方法及び伸張方法 - Google Patents

画像処理装置、圧縮方法及び伸張方法 Download PDF

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Description

本発明は、画像処理装置、圧縮方法及び伸張方法に関する。
コピー機やプリンタ等では、画像をメモリに保存する際、データ量の削減のため圧縮処理を施すことが一般に行われている。圧縮方法としてはＪＰＥＧ(Joint Photographic Expert Group)やＢＴＣ（Block Truncation Coding）等が広く知られている。しかし、１つの画像に文字や線画のように高解像度が求められる領域と、写真画のように解像度よりは高階調性が求められる領域とが混在する場合、ＪＰＥＧで画像全体を圧縮すると、文字や線画の高解像度を維持することができず、画質が劣化してしまう。このように、画像の属性が異なる領域が混在する画像を１つの圧縮方法で圧縮処理したのでは、解像度性と階調性の両立は難しい。
そこで、１つの画像をブロックに分けて圧縮処理し、ＪＰＥＧのような多値符号化処理と、ＭＨ符号化方式のような２値符号化処理とを、ブロック単位で切り替えて適用する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−９１６７号公報
しかしながら、１ブロック内においても文字又は線画の画像と写真画の画像とが混在する場合がある。例えば、写真の中に黒板の文字が含まれている場合や、人物が撮影された写真の中に人物が着用しているＴシャツの文字が含まれる場合である。写真の画像であるとしてそのブロックにＪＰＥＧによる圧縮処理がなされると、写真の画像中の文字又は線画の画像もＪＰＥＧで処理され、解像度が失われることとなる。
本発明の課題は、画像の属性に応じた圧縮処理を施すこと、或いは画像の属性に応じて圧縮処理された画像を伸張処理することである。
請求項１に記載の発明によれば、
画素毎に属性データを有する画像を量子化する画像圧縮変換部を備え、
前記画像圧縮変換部は、写真画の属性データを有する領域をＢＴＣ方式により量子化し、写真画以外の属性データを有する領域を、当該領域が中間調領域であればＢＴＣ方式により量子化し、当該領域が高解像度領域であれば当該領域の濃度パターンを作成し、当該作成された濃度パターンに応じて量子化する画像処理装置が提供される。
請求項２に記載の発明によれば、
前記画像圧縮変換部は、写真画以外の属性データを有する領域については、当該領域が中間調領域か高解像度領域かを示す識別データを、前記量子化された画像と対応するメモリ領域に保持する請求項１に記載の画像処理装置が提供される。
請求項３に記載の発明によれば、
前記画像圧縮変換部は、写真画の属性データを有する領域を構成する複数の画素の画素値を平均化し、当該平均化された平均値をＢＴＣ方式により量子化することにより、写真画の属性データを有する領域の解像度を量子化前よりも低解像度に解像度変換する請求項１又は２に記載の画像処理装置が提供される。
請求項４に記載の発明によれば、
前記画像圧縮変換部は、写真画以外の属性データを有する領域が中間調領域である場合、当該中間調領域を構成する複数の画素の画素値を平均化し、当該平均化された平均値をＢＴＣ方式により量子化することにより、当該中間調領域の解像度を量子化前よりも低解像度に解像度変換する請求項１又は２に記載の画像処理装置が提供される。
請求項５に記載の発明によれば、
前記画像圧縮変換部は、写真画以外の属性データを有する領域が高解像度領域である場合、当該高解像度領域を構成する複数の画素の画素値を２値化した濃度パターンを作成し、当該作成された濃度パターンに予め定められている量子化データを得ることにより、当該高解像度領域の解像度を量子化前よりも低解像度に解像度変換する請求項１又は２に記載の画像処理装置が提供される。
請求項６に記載の発明によれば、
前記画像圧縮変換部は、量子化の対象とされた領域を構成する複数の画素が有するそれぞれの属性データを、１つの属性データに変換し、当該変換された１つの属性データに基づいて前記領域の量子化を行う請求項３〜５の何れか一項に記載の画像処理装置が提供される。
請求項７に記載の発明によれば、
前記画像圧縮変換部は、前記量子化の対象とされた領域の各画素が有するそれぞれの属性データに、文字の属性データが含まれている場合、変換する１つの属性データを文字の属性データとし、文字の属性データは含まれていないが線画の属性データが含まれている場合、変換する１つの属性データを線画の属性データとする請求項６に記載の画像処理装置が提供される。
請求項８に記載の発明によれば、
請求項１に記載の画像処理装置により量子化された画像を復号する画像伸張変換部を備え、
前記画像伸張変換部は、写真画の属性データを有する領域をＢＴＣ方式により復号し、写真画以外の属性データを有する領域を、当該領域が中間調領域であればＢＴＣ方式により復号し、当該領域が高解像度領域であれば量子化の際に当該領域について作成された濃度パターンを予測し、当該予測された濃度パターンに応じて復号する画像処理装置が提供される。
請求項９に記載の発明によれば、
請求項２に記載の画像処理装置により量子化された画像を復号する画像伸張変換部を備え、
前記画像伸張変換部は、写真画の属性データを有する領域をＢＴＣ方式により復号し、写真画以外の属性データを有する領域に対しては、量子化された画像と対応するメモリ領域に保持された識別データによって、写真画以外の属性データを有する領域が中間調領域か高解像度領域かを識別し、当該領域が中間調領域であればＢＴＣ方式により復号し、当該領域が高解像度領域であれば量子化の際に当該領域について作成された濃度パターンを予測し、当該予測された濃度パターンに応じて復号する画像処理装置が提供される。
請求項１０に記載の発明によれば、
請求項３に記載の画像処理装置により量子化された画像を復号する画像伸張変換部を備え、
前記画像伸張変換部は、前記量子化された画像のうち、写真画の属性データを有する領域をＢＴＣ方式により復号するとともに、当該領域を量子化前の解像度に解像度変換し、解像度変換後の各画素に前記復号された復号データを割り当てる画像処理装置が提供される。
請求項１１に記載の発明によれば、
請求項４に記載の画像処理装置により量子化された画像を復号する画像伸張変換部を備え、
前記画像伸張変換部は、前記量子化された画像のうち、写真画以外の属性データを有する中間調領域をＢＴＣ方式により復号するとともに、当該中間調領域を量子化前の解像度に解像度変換し、解像度変換後の各画素に前記復号された復号データを割り当てる画像処理装置が提供される。
請求項１２に記載の発明によれば、
請求項５に記載の画像処理装置により量子化された画像を復号する画像伸張変換部を備え、
前記画像伸張変換部は、前記量子化された画像のうち、写真画以外の属性データを有する高解像度領域について量子化前の解像度で作成された濃度パターンを予測し、当該予測された濃度パターンに定められた複数の画素に対応する復号データを得る画像処理装置が提供される。
請求項１３に記載の発明によれば、
画素毎に属性データを有する画像を量子化する圧縮方法であって、
写真画の属性データを有する領域をＢＴＣ方式により量子化し、
写真画以外の属性データを有する領域を、当該領域が中間調領域であればＢＴＣ方式により量子化し、当該領域が高解像度領域であれば当該領域の濃度パターンを作成し、当該作成された濃度パターンに応じて量子化する圧縮方法が提供される。
請求項１４に記載の発明によれば、
請求項１３に記載の圧縮方法により量子化された画像を復号する伸張方法であって、
写真画の属性データを有する領域をＢＴＣ方式により復号し、
写真画以外の属性データを有する領域を、当該領域が中間調領域であればＢＴＣ方式により復号し、当該領域が高解像度領域であれば当該領域について作成された濃度パターンを予測し、当該予測された濃度パターンに応じて復号する伸張方法が提供される。
本発明によれば、写真画の属性を持つ領域に対しては階調性を維持することができる。また、写真画以外の文字や線画の属性を持つ領域に対しては中間調領域と高解像度領域とに分離して、中間調領域については階調性、高解像度領域については解像度を維持することができる。よって、１つの画像に階調性を重視すべき領域と解像度を重視すべき領域とが混在する場合でも、領域の属性に応じた圧縮処理、伸張処理を施すことができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
本実施形態では、本発明をＭＦＰ（Multi Function Peripheral）に適用した例を説明する。ＭＦＰは、複写機能、プリント機能等の複数の機能を備えた複合型の画像形成装置である。
図１は、本実施形態におけるＭＦＰ１００の機能的構成を示す図である。
ＭＦＰ１００は、外部ＰＣ（パーソナルコンピュータ）２００と接続されており、当該外部ＰＣ２００から送信されたＰＤＬ（Page Description Language）形式のデータから画像データを生成して画像処理した後、印刷を行うことができる。
図１に示すように、ＭＦＰ１００は、コントローラ２０、画像処理部１０、制御部１１、読取部１２、操作部１３、表示部１４、記憶部１５、画像メモリ１６、印刷装置１７を備えて構成されている。
コントローラ２０は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マジェンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（黒）の各色の画像データを生成する。
外部ＰＣ２００のアプリケーションにより作成されたデータは、プリンタドライバソフトによってＰＤＬ形式に変換されて、コントローラ２０に送信される。コントローラ２０は送信されたＰＤＬ形式のデータをラスタライズ処理し、画像データを生成する。ラスタライズ処理において、コントローラ２０はＰＤＬコマンドを解析し、描画すべき画像単位（これをオブジェクトという）毎に画素を割り当て、この割り当てた画素にそれぞれＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色のデータ値（画素値）を設定する。
また、ラスタライズ処理において、コントローラ２０は画素毎に画像の属性を示す属性データを生成し、画像に付帯する。画像の属性は、少なくとも文字（Text）、線画（Graphics）、写真画（Image）の３つを含む。
なお、本実施形態ではコントローラ２０をＭＦＰ１００内に内蔵する構成を説明したが、コントローラ２０をＭＦＰ１００外部に設ける構成であってもよい。
制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えて構成されており、記憶部１５に記憶されている各種処理プログラムとの協働によって各種演算を行ったり、ＭＦＰ１００の各部を集中制御したりする。
読取部１２は、光学系やＣＣＤ（Charge Coupled Device）を有するスキャナを備え、原稿を光走査して画像（アナログ信号）を生成する。生成された画像は、図示しない処理部において各種補正処理が施された後、デジタル変換されて画像処理部１０に出力される。
操作部１３はオペレータの操作指示を入力するために用いられ、各種キーや表示部１４と一体に構成されるタッチパネル等を備えて構成されている。操作部１３は、操作に応じた操作信号を生成して制御部１１に出力する。
表示部１４は、制御部１１の制御に従ってディスプレイ上に操作画面等を表示する。
記憶部１５は、各種処理プログラムの他、処理に必要なパラメータや設定データ等を記憶している。
画像メモリ１６は、コントローラ２０によって生成された画像データや読取部１２によって生成された画像データを記憶する。
印刷装置１７は、画像処理部１０から入力される印刷用の画像データに基づいて印刷を行う。印刷用の画像データとは、コントローラ２０や読取部１２によって生成された画像データに各種画像処理が施された画像データである。
印刷装置１７は電子写真方式による印刷を行い、例えば給紙部、露光部、現像部、定着部等からなる。印刷時には、画像データに基づき露光部によりレーザ光が照射され、感光ドラム上に静電潜像が形成される。そして、現像部の現像処理により感光ドラム上にトナー像が形成されると、当該トナー像は給紙部から給紙された用紙上に転写され、定着部により定着処理が行われる。
次に、図２を参照して画像処理部１０について説明する。
コントローラ２０や読取部１２から入力された画像データは一旦画像メモリ１６に保存される。そして、オペレータにより印刷指示がなされると、画像データは画像メモリ１６から読み出されて印刷装置１７へと出力される。
画像処理部１０は、画像データを画像メモリ１６に保存するにあたって、当該画像データに圧縮処理を施すとともに低解像度への解像度変換を行う。一方、画像処理部１０は画像メモリ１６から読み出された画像データに対し、伸張処理を施すとともに、元の解像度へ戻す解像度変換を行う。その後、画像処理部１０は伸張された画像データに対し、濃度補正処理、スクリーン処理等の画像処理を施して印刷用の画像データを生成し、印刷装置１７に出力する。
図２は、画像処理部１０において圧縮処理又は伸張処理時に主に機能する構成部分を示す図である。図２に示すように、画像処理部１０は画像圧縮変換部１、画像伸張変換部２を含んで構成されている。画像圧縮変換部１、画像伸張変換部２は、画像処理回路や画像データを保持するラインメモリ等から構成されている。
〈圧縮処理〉
図３を参照して、画像圧縮変換部１による実行される圧縮処理を説明する。この処理では、図４に示すように解像度１２００dpi、１画素８bitのデータからなる元画像が、１画素４bitのデータに圧縮され、６００dpiに解像度変換されて処理画像が生成される。なお、圧縮処理は８×８画素のブロック単位で行われるので、図４では８×８画素（１２００dpi）の元画像と、その領域に対応する４×４画素（６００dpi）の処理画像を示している。
図４に示すように、元画像の８×８画素の各画素はaij（0≦i≦7、0≦j≦7）、処理画像の４×４画素の各画素はbij（0≦i≦3、0≦j≦3）で表される。また、以下の説明では、aij、bijの画素の画素値をそれぞれaij、bijで示す場合がある。
図３に示すように、画像圧縮変換部１は圧縮対象の画像（１２００dpi、８bit）から８×８画素を抽出して入力する（ステップＳ１）。次いで、画像圧縮変換部１は、８×８画素の各画素aijが持つ画素値のうち、最大値Max（８bit）、最小値min（８bit）を算出する（ステップＳ２）。この８×８画素における最大値Max、最小値minは、圧縮処理後の４×４画素の処理画像における最大値Max、最小値minでもある。
Max、minが算出されると、画像圧縮変換部１は８×８画素の中から２×２画素の領域を処理対象として抽出する（ステップＳ３）。抽出された２×２画素の各画素aijはそれぞれ属性データを有する。画像圧縮変換部１は各画素aijが有する４つの属性データを、１つの属性データに変換する（ステップＳ４）。この１つの属性データは、２×２画素の領域が対応する処理画像の１画素bijの画像の属性を示す属性データである。
２×２画素の各画素aijの属性データをTAG(aij)、２×２画素の領域が対応する処理画像の画素bijの属性データをTAG(bij)で示すと、４つのTAG(aij)は、下記条件（１）〜（３）に従って１つのTAG(bij)に変換される。TAG=11は文字、TAG=01は線画、TAG=00は写真画の属性データであることを示す。
（１）４つのTAG(aij)に１つでもTAG(aij)=11が含まれる場合、TAG(bij)=11
（２）４つのTAG(aij)にTAG(aij)=11は無いが、TAG(aij)=01が含まれる場合、TAG(bij)=01
（３）４つのTAG(aij)が全てTAG(aij)=00の場合、TAG(bij)=00
すなわち、文字、線画、写真画の優先順位に従って変換する１つの属性データTAG(bij)が決定される。写真画の属性を有する領域では後段の処理において画素値の平均化が行われる。文字や線画は平均化が行われると解像度が失われ、画質劣化の程度が大きくなる。そのため、２×２画素の中に１画素でも文字又は線画の属性を持つ画素aijが含まれる場合には、２×２画素の領域を文字や線画の領域として扱うことにより、平均化を回避する。
属性データが変換されると、画像圧縮変換部１は変換後の属性データに基づいて、２×２画素の領域の属性は写真画であるか否か、つまりTAG(bij)=00であるか否かを判断する（ステップＳ５）。TAG(bij)=00であれば（ステップＳ５；Ｙ）、画像圧縮変換部１は２×２画素の領域にＢＴＣ圧縮処理を施す（ステップＳ６）。一方、TAG(bij)=01又はTAG(bij)=11であれば（ステップＳ５；Ｎ）、画像圧縮変換部１は２×２画素の領域に縮退圧縮処理を施す（ステップＳ７）。
先に、ＢＴＣ圧縮処理について、図５を参照して説明する。ＢＴＣ圧縮処理では、ＢＴＣ方式により２×２画素の領域が量子化される。
図５に示すように、画像圧縮変換部１は２×２画素の各画素aijの画素値の平均値avr(bij)を算出する（ステップＳ６１）。この平均化によって４画素aijを１画素bijとする解像度変換が実現される。次いで、画像圧縮変換部１はステップＳ２で算出された最大値Max、最小値minを用いて下記式により閾値THa1〜THa7を算出する（ステップＳ６２）。
THa7=min+(Max-min)×13/14
THa6=min+(Max-min)×11/14
THa5=min+(Max-min)×9/14
THa4=min+(Max-min)×7/14
THa3=min+(Max-min)×5/14
THa2=min+(Max-min)×3/14
THa1=min+(Max-min)×1/14
次いで、画像圧縮変換部１は算出された閾値THa1〜THa7を用いて、８bitの平均値avr(bij)を量子化し、000〜111の３bitの量子化データを得る。この量子化データをBTC(bij)で表す。図６は閾値THa1〜THa7と、量子化データBTC(bij)との関係を示しており、この関係は下記式のように表される。
THa7≦avr(bij)≦Maxのとき、BTC(bij)=111
THa6≦avr(bij)＜THa7のとき、BTC(bij)=110
THa5≦avr(bij)＜THa6のとき、BTC(bij)=101
THa4≦avr(bij)＜THa5のとき、BTC(bij)=100
THa3≦avr(bij)＜THa4のとき、BTC(bij)=011
THa2≦avr(bij)＜THa3のとき、BTC(bij)=010
THa1≦avr(bij)＜THa2のとき、BTC(bij)=001
min≦avr(bij)＜THa1のとき、BTC(bij)=000
すなわち、図６に示すように、avr(bij)がMax、min、THa1〜THa7で定められる濃度範囲の何れに属するかによって３bitの量子化データBTC(bij)に変換される。この量子化データBTC(bij)が処理画像の１画素bijの画素値となる。
画像圧縮変換部１は、得られた量子化データBTC(bij)を処理画像の一部としてラインメモリや画像メモリ１６（以下、総称してメモリという）に保存する。処理画像は１画素４bitのデータからなるので、メモリではそのような処理画像を保持するためのメモリ領域が形成されている。画像圧縮変換部１はそのメモリ領域のうち、量子化データBTC(bij)を保持する領域に量子化データBTC(bij)を保持させる（ステップＳ６３）。
図７を参照して、処理画像のデータ構成について説明する。
処理画像のデータ構成は、ＢＴＣ圧縮処理が施されたか、縮退圧縮処理が施されたかによって異なる。図７に示すのは、８×８画素の各画素aij全てについてＢＴＣ圧縮処理が施された場合の処理画像のデータ構成である。メモリには、１画素bijが４bitのデータからなる処理画像を保持するため、１画素bij×１bitで４×４画素分のデータ層（プレーンという）４つ分のメモリ領域が形成されることとなる。
この４つのプレーンのうち、０〜２bit目のプレーンには量子化データBTC(bij)が保持され、当該プレーンはＢＴＣプレーンと呼ばれる。
また、３bit目のプレーンには元画像の８×８画素における最大値Max（８bit）、最小値min（８bit）が保持され、当該プレーンは差分プレーンと呼ばれる。図７に示すように、最大値はMax(k)、最小値はmin(k)（kは８bit中のビット位置を示す。0≦k≦7）で示される。８bitのMax(k)、min(k)は、差分プレーンの中でMax(k)、min(k)のそれぞれに定められた２×４画素の位置に保持され、２×４画素の中でもビット位置kによって定められた位置に１bitずつ保持される。
さらに、上述の処理画像のメモリ領域に対応して処理画像の属性データを保持するため、メモリには図８に示すように４つのプレーンに対応するメモリ領域が形成されることとなる。属性データTAG(bij)は２bitであるので、本来は２bit分つまり２つのプレーン分のメモリ領域で足りるが、メモリ設計の便宜上、４bit分つまり４つのプレーン分のメモリ領域が確保されている。
図８に示すように、０、１bit目のプレーンには２bitの属性データTAG(bij)が保持され、当該プレーンはＴＡＧプレーンと呼ばれる。２、３bit目のプレーンは空き領域である。
画像圧縮変換部１は、上記ＢＴＣプレーンに量子化データBTC(bij)を保持させると、変換後の属性データTAG(bij)を上記ＴＡＧプレーンに保持させる（ステップＳ６４）。次いで、画像圧縮変換部１は図３に示すステップＳ２で算出したMax又はminの８bitのデータ値のうち、画素bijに対応するビット位置kに位置する１bitのデータ値を抽出し、図７に示す差分プレーンの画素bijに対応する位置に保持させる（ステップＳ６５）。
以上の処理を終えると、図３に示すステップＳ８に戻り、画像圧縮変換部１は１画素bij分の処理画像（６００dpi、４bit）を出力する（ステップＳ８）。
次いで、画像圧縮変換部１はステップＳ１で抽出された８×８画素の画素aij全てについて圧縮処理したか否かを判断する（ステップＳ９）。まだ未処理の画素aijがある場合（ステップＳ９；Ｎ）、画像圧縮変換部１はステップＳ３に戻り、未処理の画素aijのうち新たに２×２画素を処理対象としてステップＳ３〜Ｓ９の処理を繰り返す。一方、８×８画素の画素aij全てについて圧縮処理がなされた場合（ステップＳ９；Ｙ）、画像圧縮変換部１は画像終端まで圧縮処理を終えたか否かを判断する（ステップＳ１０）。
まだ未処理の画像部分がある場合（ステップＳ１０；Ｎ）、画像圧縮変換部１はステップＳ１に戻り、未処理の画像部分から新たに８×８画素を抽出して、この８×８画素を対象にステップＳ１〜Ｓ１０の処理を繰り返す。そして、画像の終端まで圧縮処理がなされると（ステップＳ１０；Ｙ）、本処理が終了する。
次に、図９を参照して縮退圧縮処理について説明する。縮退圧縮処理では、処理対象とする２×２画素の領域が中間調領域であるか、高解像度領域であるかによって異なる量子化方法が用いられる。中間調領域とは、高解像度の維持が特に必要ない画像領域をいい、例えば中間調の濃度を持つ画像部分や、中間調でなくとも隣接画素間の濃度が同程度（濃度差が小さい）の画像部分等をいう。高解像度領域とは、高解像度の維持が必要な画像部分をいい、例えばオブジェクトのエッジ部分や細線構造、孤立点等の画像部分をいう。高解像度領域では階調性よりも解像度が重要視されるのに対し、中間調領域では解像度よりも階調性が重要視される。このように画像の特性によって求められる画質が異なるため、写真画以外の属性を持つ２×２画素の領域を高解像度領域と中間調領域に分け、それぞれ別の方法により量子化を行う。
下記条件（１１）〜（１４）を満たす場合、中間調領域であるとして２×２画素の領域はＢＴＣ方式により量子化される。
（１１）４つの画素aijのうち、THa1＜aij≦THa3となる画素が１つでもある場合
（１２）４つの画素aijの全てが、aij≦THa1を満たす場合
（１３）４つの画素aijの全てが、aij＞THa3を満たす場合
（１４）(Max-min)＜T（0≦T≦255）を満たす場合
TはMaxとminの差、つまり８×８画素の領域内での濃度差が小さいかどうかを判断するために設定された閾値である。例えば、T=30等の値を設定することができる。
この条件（１１）〜（１４）により、２×２画素のaijの領域において、中間調の濃度を有するか、濃度値が全て最大値或いは最小値付近であり、同程度の濃度を有するか又は濃度変化が小さいかを判断することができる。
一方、下記条件（２）を満たす場合、高解像度領域であるとして２×２画素の領域は当該領域の濃度パターンに応じて量子化される。
（２）４つのaijにおいて、aij≦THa1を満たす画素と、aij＞THa3を満たす画素が混在している場合
この条件（２）により、２×２画素のaijの領域において濃度変化が大きいかどうかを判断することができる。
処理の流れとしては、図９に示すように、画像圧縮変換部１はステップＳ２（図３参照）の処理で算出されたMax、minを用いて閾値THa1〜THa3を算出する（ステップＳ７１）。算出式は以下に示す。
THa3=min+(Max-min)×5/6
THa2=min+(Max-min)×3/6
THa1=min+(Max-min)×1/6
次いで、画像圧縮変換部１は (Max-min)＜Tを満たすか否か、つまり上記条件（１４）を満たすかどうかを判断する（ステップ７２）。(Max-min)＜Tが満たされる場合（ステップＳ７２；Ｙ）、上記条件（１４）を満たすので、画像圧縮変換部１は第１量子化処理に移行する（ステップＳ７７）。(Max-min)＜Tが満たされない場合であっても（ステップＳ７２；Ｎ）、２×２画素のaijについてTHa1＜aij≦THa3となる画素が１以上あると判断された場合（ステップＳ７３；Ｙ）、条件（１１）が満たされるので、画像圧縮変換部１は第１量子化処理に移行する（ステップＳ７７）。また、４つの画素aijの全てが、aij≦THa1である場合には（ステップＳ７４；Ｙ）、条件（１２）が満たされ、４つの画素aijの全てが、aij＞THa3である場合には（ステップＳ７５；Ｙ）、条件（１３）が満たされるので、画像圧縮変換部１は第１量子化処理に移行する（ステップＳ７７）。
一方、条件（１１）〜（１４）の何れも満たされない場合（ステップＳ７３；Ｎ、Ｓ７４；Ｎ、Ｓ７５；Ｎ）、２×２画素の領域にaij≦THa1を満たす画素と、aij＞THa3を満たす画素が混在する場合であるので、上記条件（２）が満たされ、画像圧縮変換部１は第２量子化処理に移行する（ステップＳ７６）。
図１０を参照して第１量子化処理を説明する。第１量子化処理では２×２画素の領域がＢＴＣ方式により量子化される。
図１０に示すように、画像圧縮変換部１は条件（１１）〜（１４）を満たす２×２画素のaijの平均化を行い、その平均値avr(bij)を算出する（ステップＳ７７１）。
次いで、画像圧縮変換部１は、ステップＳ７１（図９参照）の処理において算出された閾値THa1〜THa3を用いて、平均値avr(bij)を00、01、10、11の２bitのデータ値に量子化する。この量子化データをBTC(bij)で表す。図１１は、閾値THa1〜THa3と、BTC(bij)との関係を示し、この関係は下記式のように表される。
THa3≦avr(bij)≦Maxのとき、BTC(bij)=11
THa2≦avr(bij)＜THa3のとき、BTC(bij)=10
THa1≦avr(bij)＜THa2のとき、BTC(bij)=01
min≦avr(bij)＜THa1のとき、BTC(bij)=00
この量子化は、ＢＴＣ圧縮処理と同様にＢＴＣ方式による量子化であり、圧縮率が異なるのみである。また、量子化前の平均化によって、量子化とともに解像度変換されている点も同じである。
画像圧縮変換部１は、得られたBTC(bij)を処理画像の一部としてラインメモリや画像メモリ１６のＢＴＣプレーンに保持させる（ステップＳ７７２）。
前述したように、縮退圧縮処理された処理画像のデータ構成は、ＢＴＣ圧縮処理された処理画像のデータ構成とは異なるので、縮退圧縮処理された処理画像のデータ構成について、図１２を参照して説明する。図１２は、８×８画素のaij全てについて縮退圧縮処理が施された場合の処理画像のデータ構成を示す。１画素bijが４bitの処理画像を保存するため、１画素bij×１bitで４×４画素分のデータ層（プレーンという）４つに対応するメモリ領域が形成されている。
この４つのプレーンのうち、０、１bit目のプレーンには２bitのBTC(bij)が保持され、当該プレーンはＢＴＣプレーンと呼ばれる。
２bit目のプレーンには１bitの識別データflag(bij)が保持され、当該プレーンは識別プレーンと呼ばれる。識別データflag(bij)は中間調領域か高解像度領域かを識別するために用いられるデータであり、この識別データflag(bij)を参照することによって圧縮処理において用いられた量子化の方法を識別することができる。flag(bij)=0は画素bijに対応する２×２画素のaijが中間調領域として第１量子化処理が施されたことを示し、flag(bij)=1は高解像度領域として第２量子化処理が施されたことを示す。
３bit目のプレーンには元画像の８×８画素における最大値Max（８bit）、最小値min（８bit）が保持され、当該プレーンは差分プレーンと呼ばれる。この差分プレーンはＢＴＣ圧縮処理された処理画像における差分プレーンと同じである。
つまり、縮退圧縮処理された処理画像に識別プレーンが含まれる点で、ＢＴＣ圧縮処理された処理画像とデータ構成が異なる。ＢＴＣ圧縮処理された処理画像では、識別プレーンが無い分、識別プレーン用のメモリ領域がＢＴＣプレーンに割り当てられ、圧縮率の低減が図られている。
なお、図１２は８×８画素のaij全てについて縮退圧縮処理が施された場合のデータ構成である。ＢＴＣ圧縮処理と縮退圧縮処理は２×２画素の単位で切り替えることができるので、処理画像のデータ構成も２×２画素単位で切り替わりうる。
縮退圧縮処理された処理画像についても、メモリには処理画像の属性データを保持するため、図８に示したようにＴＡＧプレーンを含む４つのプレーン分のメモリ領域が形成されている。画像圧縮変換部１は、２×２画素のaijの属性データが変換された、処理画像のbijの属性データTAG(bij)を、ＴＡＧプレーンに保持する（ステップＳ７７３）。
次いで、画像圧縮変換部１は、２×２画素のaijに対応する処理画像のbijの識別データflag(bij)を、flag(bij)=0に設定し、上記識別プレーンのbijに対応する位置に保持させる（ステップＳ７７４）。また、画像圧縮変換部１は図３に示すステップＳ２で算出したMax又はminの８bitのデータ値から、bijに対応するビット位置kにある１bitのデータ値を抽出し、図１２に示す差分プレーンのbijに対応する位置に保持させる（ステップＳ７７５）。
以上の処理を終えると、図３に示すステップＳ８に戻る。ステップＳ８以降の処理は上述の通りであるので、ここでは説明を省略する。
次に、図１３を参照して第２量子化処理について説明する。第２量子化処理では、２×２画素の領域の濃度パターンが作成され、当該濃度パターンに応じて量子化が行われる。
図１３に示すように、画像圧縮変換部１は条件（２）を満たす２×２画素のaijの画素値を下記条件に従って２値化し、２×２画素の４画素に0又は1のデータ値が定められた濃度パターンを作成する（ステップＳ７６１）。
aij＞THa3のとき、aij=1
aij≦THa1のとき、aij=0
条件（２）が満たされる場合、aij＞THa3の画素は最大値Maxに近く、aij≦THa1の画素は最小値minに近い。よって、上記のように２値化し、２値化された0、1の値を各画素aijの位置に設定することにより、２×２画素の領域の濃度変化をパターン化することができる。
次いで、画像圧縮変換部１は、作成された濃度パターンにより00、01、10、11の２bitのデータ値に量子化する。この量子化データをBTC(bij)で表す。具体的には、予め濃度パターンをいくつかのグループに分類し、グループ毎に量子化データ00、01、10、11を割り当てておく。画像圧縮変換部１は２×２画素のaijについて作成された濃度パターンに対応する量子化データBTC(bij)を得る。これにより、解像度変換も実現することができる。
ここでは、図１４に示すように、Ｈ０〜Ｈ３の４つのグループに濃度パターンが分類され、グループ毎に量子化データ00、01、10、11が割り当てられている例を説明する。
図１４に示すように濃度パターンＨ０のグループは、２×２画素のaijのうち、aij=1を１つのみ含むグループである。濃度パターンＨ０に該当する場合、２×２画素のaijはBTC(bij)=00に量子化される。
また、濃度パターンＨ１、Ｈ２のグループは、何れもaij=1を２つ含むグループであるが、図１４に示すようにaij=1がどの位置になるかによって濃度パターンＨ１又はＨ２に分類される。濃度パターンＨ１に該当する場合は２×２画素のaijはBTC(bij)=01に量子化され、濃度パターンＨ２に該当する場合はBTC(bij)=10に量子化される。
濃度パターンＨ３のグループは、aij=1を３つ含むグループである。濃度パターンＨ３に該当する場合、２×２画素のaijはBTC(bij)=11に量子化される。
復号化の際、量子化データBTC(bij)の値から濃度パターンが予測されるが、上記のように２×２画素の濃度が同じ（濃度パターンに含まれる0、1の数が同じ）となる濃度パターンを同一グループとして量子化することにより、0、1の位置の予測を誤った場合でも２×２画素の領域内では同一濃度で表現することができる。よって、誤差が生じたとしても視覚的には画質劣化として現れにくいという効果がある。
なお、上記のように濃度パターンにおけるaij=1の数でグループ分類するのではなく、濃度パターンにおける0、1の並び位置等によってグループ分類し、各グループに量子化データを割り当てることとしてもよい。
画像圧縮変換部１は、得られた量子化データBTC(bij)をメモリの図１２に示すＢＴＣプレーンに保持させる（ステップＳ７６２）。次いで、画像圧縮変換部１は変換後の属性データTAG(bij)を、ＴＡＧプレーンに保持する（ステップＳ７６３）。また、画像圧縮変換部１は量子化後の画素bijの識別データflag(bij)を、flag(bij)=1に設定し、図１２に示す識別プレーンに保持させる（ステップＳ７６４）。また、画像圧縮変換部１はステップＳ２（図３参照）の処理において算出されたMax又はminの８bitのデータ値から、bijに対応するビット位置kにある１bitのデータ値を抽出し、図１２に示す差分プレーンのbijに対応する位置に保持させる（ステップＳ７６５）。
以上の処理を終えると、図３に示すステップＳ８に戻る。ステップＳ８以降の処理については上述の通りであるので、ここでは説明を省略する。
〈伸張処理〉
次に、図１５を参照して画像伸張変換部２による伸張処理について説明する。
伸張処理では、図１６に示すように１画素４bitの処理画像が復号され、１画素８bitのデータからなる復元画像が得られる。伸張処理は圧縮処理の処理単位である８×８画素（aij）に対応する４×４画素（bij）の処理単位で行われる。また、６００dpiの処理画像が解像度変換され、復元画像は１２００dpiの解像度とされる。
図１５に示すように、画像伸張変換部２は伸張対象の処理画像を４×４画素の処理単位で抽出し入力する（ステップＰ１）。次いで、画像伸張変換部２は、４×４画素の処理画像の差分プレーンからMax(k)、min(k)をそれぞれ取得し、ビット順に並べて４×４画素の最大値Max、最小値minのデータを復元する（ステップＰ２）。
次いで、画像伸張変換部２は、４×４画素の処理画像のうち１画素のbijを、注目画素として抽出する（ステップＰ３）。画像伸張変換部２は抽出された１画素のbijに対応する属性データTAG(bij)をＴＡＧプレーンから取得し、この属性データTAG(bij)に基づいて注目画素bijの属性は写真画であるか、つまりTAG(bij)=00であるか否かを判断する（ステップＰ４）。TAG(bij)=00であり、属性が写真画である場合（ステップＰ４；Ｙ）、画像伸張変換部２はＢＴＣ伸張処理に移行する（ステップＰ５）。一方、TAG(bij)=01又は10であり、写真画以外の文字、線画の属性である場合（ステップＰ４；Ｎ）、画像伸張変換部２は縮退伸張処理に移行する（ステップＰ６）。
先に、図１７を参照してＢＴＣ伸張処理について説明する。
図１７に示すように、画像伸張変換部２は復元たMax、minを用いて、３bitの量子化データBTC(bij)を復号し、８bitの復号データを得る（ステップＰ５１）。このとき、画像伸張変換部２は、１画素bijを２×２画素のaijに分割して解像度変換を行い、この２×２画素のaijに８bitの復号データをそれぞれ割り当てる（ステップＰ５２）。つまり、復号後の２×２画素のaijの復号データ値は全て同一値となる。
図６は、ＢＴＣ復号処理における量子化データBTC(bij)と復号データとの関係を示し、この関係は下記式のように表される。
BTC(bij)=111のとき、aij=Max
BTC(bij)=110のとき、aij=min+(Max-min)×12/14
BTC(bij)=101のとき、aij=min+(Max-min)×10/14
BTC(bij)=100のとき、aij=min+(Max-min)×8/14
BTC(bij)=011のとき、aij=min+(Max-min)×6/14
BTC(bij)=010のとき、aij=min+(Max-min)×4/14
BTC(bij)=001のとき、aij=min+(Max-min)×2/14
BTC(bij)=000のとき、aij=min
復号データが得られると、図１５に示すステップＰ７の処理に移行し、画像伸張変換部２は復号された２×２画素のaij（１２００dpi、８bit）を出力する（ステップＰ７）。
次いで、画像伸張変換部２は復号前の１画素bij（６００dpi）に付帯されていた属性データを、復号後の２×２画素の各画素aijの属性データとしてそれぞれ付帯させ、２×２画素（１２００dpi）に対応する属性データに変換する（ステップＰ８）。
次いで、画像伸張変換部２は処理対象とする４×４画素のbij全てについて伸張処理を施したかどうかを判断する（ステップＰ９）。未処理の画素bijがある場合（ステップＰ９；Ｎ）、画像伸張変換部２はステップＰ３に戻り、未処理のbijのうちの１画素を新たに処理対象としてステップＰ３〜Ｐ９の処理を繰り返す。一方、４×４画素のbij全てについて処理がなされた場合（ステップＰ９；Ｎ）、画像伸張変換部２は画像終端まで伸張処理を終えたか否かを判断する（ステップＰ１０）。
まだ未処理の画像部分がある場合（ステップＰ１０；Ｎ）、画像伸張変換部２はステップＰ１に戻り、未処理の画像部分から新たに４×４画素を抽出し、ステップＰ１〜Ｐ１０の処理を繰り返す。そして、画像の終端まで伸張処理がなされると（ステップＰ１０；Ｙ）、本処理を終了する。
次に、図１８を参照して縮退伸張処理について説明する。
図１８に示すように、画像伸張変換部２は注目画素のbijについて識別プレーンに保持されている識別データflag(bij)を取得し、flag(bij)=0であれば（ステップＰ６１；Ｙ）、注目画素bijが中間調領域であるとして第１復号処理を実行する（ステップＰ６２）。一方、flag(bij)=1であれば（ステップＰ６１；Ｎ）、画像伸張変換部２は注目画素bijが高解像度領域であるとして第２復号処理を実行する（ステップＰ６３）。
図１９を参照して第１復号処理について説明する。第１復号処理では、第１量子化処理で用いられた量子化方法に対応する復号方法により、量子化データBTC(bij)が復号される。
図１９に示すように、画像伸張変換部２は復元したMax、minを用いて、２bitの量子化データBTC(bij)を復号し、８bitの復号データを得る（ステップＰ６２１）。このとき、画像伸張変換部２は、１画素bijを２×２画素のaijに分割して解像度変換を行い、この２×２画素のaijに８bitの復号データをそれぞれ割り当てる（ステップＰ６２２）。つまり、復号後の２×２画素のaijの復号データ値は全て同一値となる。
図１１は、第１復号処理における量子化データBTC(bij)と復号データとの関係を示し、この関係は下記式のように表される。
BTC(bij)=11のとき、aij=Max
BTC(bij)=10のとき、aij=min+(Max-min)×2/3
BTC(bij)=01のとき、aij=min+(Max-min)×1/3
BTC(bij)=00のとき、aij=min
復号データが得られると、図１５に示すステップＰ７の処理に移行する。ステップＰ７以降の処理については上述した通りであるので、ここでは説明を省略する。
次に、図２０を参照して第２復号処理について説明する。第２復号処理では、第２量子化処理で用いられた量子化方法に対応する復号方法により、量子化データBTC(bij)が復号される。
第２量子化処理では、1と0の２値が配置された濃度パターンのグループ分類に応じてBTC(bij)のデータ値（00〜11）が割り当てられているので、これを元の８bitのデータに復号するにあたっては、図２１に示すようにBTC(bij)のデータ値によっていくつかの濃度パターンが考えられる。よって、第２復号処理では、BTC(bij)のデータ値から量子化の際の濃度パターンがどのような濃度パターンであったかを予測することによって復号が行われる。
図２０に示すように、画像伸張変換部２はBTC(bij)のデータ値を判断する。BTC(bij)=00の場合（ステップＰ６３１；Ｙ）、画像伸張変換部２は濃度パターンＨ０の予測処理に移行する（ステップＰ６３２）。また、BTC(bij)=01の場合（ステップＰ６３１；Ｎ、Ｓ６３３；Ｙ）、画像伸張変換部２は濃度パターンＨ１の予測処理に移行し（ステップＰ６３４）、BTC(bij)=10の場合（ステップＰ６３１；Ｎ、Ｓ６３３；Ｎ、Ｓ６３５；Ｙ）、濃度パターンＨ２の予測処理に移行する（ステップＰ６３６）。また、BTC(bij)=11の場合（ステップＰ６３１；Ｎ、Ｓ６３３；Ｎ、Ｓ６３５；Ｎ）、画像伸張変換部２は濃度パターンＨ３の予測処理に移行する（ステップＰ６３７）。
濃度パターンＨ０〜Ｈ３の予測処理は、処理に用いられるテンプレートが異なるのみでその処理内容は同じであるので、ここでは代表として濃度パターンＨ０の予測処理について、図２２を参照して説明する。
濃度パターンＨ０〜Ｈ３の予測処理では、濃度パターンＨ０〜Ｈ３の予測のためにテンプレートが用いられる。
図２３は、BTC(bij)=00である場合、つまり濃度パターンＨ０の予測処理で用いられるテンプレートと、そのテンプレートと一致する場合に予測される濃度パターンとの関係を示す図である。各テンプレートには識別番号（テンプレートの左上に示す数字）が付与されている。
各テンプレート上に定められているCはテンプレートの一致条件の１つを示している。Cは、Cの位置にある画素の属性データが写真画である場合、Cの位置にある画素と注目画素bijとの濃度差｜Cden-bijMax｜が｜Cden-bijMax｜＜Tcとなることが一致条件の１つであることを示している。CdenはCの位置にある画素の復号データ値である。つまり、Cの画素はＢＴＣ圧縮処理されているので、CdenはＢＴＣ伸張処理による復号データ値（図６に示す復号データ値）である。一方、Cの位置にある画素の属性データが写真画以外である場合、CはCの位置にある画素が条件（１１）〜（１４）を満たし、かつCの画素と注目画素bijとの濃度差｜Cden-bijMax｜が｜Cden-bijMax｜＜Tcとなることが一致条件の１つであることを示している。つまり、Cの画素は第１量子化処理により量子化されているので、Cdenは第１復号処理による復号データ値（図１１に示す復号データ値）である。bijMaxは注目画素bijが属する４×４画素の処理領域における最大濃度値Maxである。
また、各テンプレート上に定められているMはテンプレートの一致条件の１つを示している。Mは、Mの位置にある画素の属性データが写真画以外であり、Mの位置にある画素が条件（２）を満たし、かつMの位置にある画素と注目画素bijとの濃度差｜MMax-bijMax｜が｜MMax-bijMax｜＜TMとなることが一致条件の１つであることを示している。MMaxはMの画素が属する４×４画素の処理領域における最大濃度値Maxである。Mの画素と注目画素bijとが同じ処理領域に属する場合にはMMax=bijMax=Maxとなるので、濃度差は０である。
なお、Tc、TMは濃度差が小さいかどうかを判断するための閾値であり、適宜設定することが可能であるが、例えばTc=30、TM=35等に設定することができる。このようにTc、TMは異なる値としてもよいし同じ値としてもよい。このTc、TMと比較することにより、濃度差が小さい、つまりC又はMの位置の画素と注目画素bijとが同程度の濃度となる濃度パターンを予測する。
図２４及び図２５は、BTC(bij)=01である場合、つまり濃度パターンＨ１の予測処理で用いられるテンプレートと、そのテンプレートと一致する場合に予測される濃度パターンとの関係を示す図である。図２６及び図２７はBTC(bij)=10である場合、つまり濃度パターンＨ２の予測処理で用いられるテンプレートと、そのテンプレートと一致する場合に予測される濃度パターンとの関係を示す図である。図２８はBTC(bij)=11である場合、つまり濃度パターンＨ３の予測処理で用いられるテンプレートと、そのテンプレートと一致する場合に予測される濃度パターンとの関係を示す図である。
図２４〜図２８において、M1、M2、Qはテンプレートの一致条件の１つである。M1はM1の位置にある画素が上記Mの条件を満たし、かつ濃度パターンＨ１に該当することが一致条件の１つであることを示している。つまり、M1の画素の属性データが写真画以外であり、かつM1の画素がBTC(bij)=01であることが条件となる。M2はM2の位置にある画素が上記Mの条件を満たし、かつ濃度パターンＨ２に該当することが一致条件の１つであることを示している。つまり、M2の画素の属性データが写真画以外であり、M2の画素がBTC(bij)=10であることが条件となる。
QはQの位置にある画素がC、M、M1、M2の何れの条件も満たさないことが一致条件の１つであることを示している。
各テンプレートは、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３の３つのグループに分類されている。これは３段階に分けて予測を行うためである。
Ｘ１グループのテンプレートと一致したと判断されるのは、そのテンプレートで定められているC、M等の全ての条件が満たされた場合である。一方、Ｘ２、Ｘ３グループのテンプレートと一致したと判断されるのは、C、M等の全ての条件が満たされた場合ではなく、それらの条件をどの程度満たすか評価を行ったときに一定の評価が得られた場合である。例えば、Ｘ２グループのテンプレートであれば、Ｘ２グループのテンプレート群全てについて一度照合が行われ、各テンプレートにつき、C、M等の条件を満たす画素の個数が計数されて、評価値とされる。そして、求めた評価値が最大となるテンプレートと一致したと判断される。
これらテンプレートは、注目画素bijの濃度パターンを、元画像に含まれるエッジの形状や細線構造等から予測するために設計されている。エッジ形状や細線構造等の高解像度の維持が望まれる構造は、注目画素bijの周辺画素の濃度パターンから特定できるので、テンプレートではそのような構造をなすときの周辺画素の条件を、上述したCやM等の条件として定めてられている。
特にＸ１グループは、注目画素bijが高解像度の維持が特に望まれる細線構造の画素である場合の濃度パターンを予測できるように設計されたテンプレート群を含んでいる。Ｘ２、Ｘ３グループは、エッジ形状等をなす場合の濃度パターンを広く予測できるようにＸ１グループよりも緩やかな一致条件が設定されたテンプレート群を含む。
例えば、図２９Ａに示すように、a00〜a77の元画像に１ドット幅の斜線の画像が含まれる場合、標準縮退圧縮処理ではa44、a45、a54、a55の４画素は条件（２）を満たし、濃度パターンＨ１に該当するため、この４画素に対応する処理画像の画素b22はBTC(b22)=01に量子化される。そうすると、復号時には周辺画素のb13、b31（注目画素b22の右上、左下）の濃度パターンから、b22の画素は１ドット幅でしかも画素b13、b31で形成されるドットに連結するようにドットが並んでおり、これらドットの濃度は同程度であると予測することができる。よって、このような濃度パターンを予測するため、図２９Ａに示すように周辺画素においてM1の条件を定めたテンプレート８（図２５参照）が設計される。
また、図２９Ｂに示すように、ある濃度を持った画像のエッジが含まれている元画像の場合、このエッジ部分を構成するa44、a45、a54、a55は濃度パターンＨ１に該当する。復号時にこのようなエッジ形状における濃度パターンを予測するため、図２９Ｂに示すようにa44、a45、a54、a55に対応する処理画像の画素b22の周辺画素においてCの条件を定めたテンプレート２０（図２４参照）が設計される。テンプレート２０はＸ２グループのテンプレートである。元画像において、注目画素b22の真上の画素に対応する（a24、a25、a34、a35）は条件（２）を満たすため、テンプレート２０ではb22の真上のCの条件を満たさないこととなるが、b22の左側３つの画素に対応する（a22、a32、a23、a33）、（a24、a34、a25、a35）、（a26、a36、a27、a37）はCの条件を満たすこととなる。評価値は高くなり、このテンプレート２０と一致すると判断される可能性が大きくなるはずである。
なお、重み付け評価を行うため、Ｘ２、Ｘ３グループのテンプレートにおいて重み付け係数を設定することとしてもよい。例えば、図２９Ｂに示す元画像の場合、注目画素b22の左側に位置する３つの画素全てがCの条件を満たせば、注目画素b22は２×２画素のうち左側の２画素が1の値を持つ濃度パターンである可能性が高い。よって、テンプレート２０の注目画素b22の左側に位置する３つの画素に設定した一致条件Cについて、例えば２倍等の重み付け係数を設定しておき、この３つの画素位置においてCの条件を満たす場合には、その評価値を重み付け係数を乗じた値とすればよい。これにより、テンプレートとの一致率を調整することができる。
図２３〜図２８に挙げたテンプレートは例示である。元画像に含まれると考えられるエッジ形状等に応じて適宜設計すればよい。
図２２を参照して、上記テンプレートを用いた予測処理について説明する。
図２２に示すように、画像伸張変換部２は注目画素bijとテンプレートの中心位置とが一致するように、Ｘ１グループのテンプレートのうちの１つと照合する。照合されたテンプレートと一致すると判断された場合（ステップＰ７１；Ｙ）、画像伸張変換部２は一致したテンプレートにより濃度パターンを予測する。そして、画像伸張変換部２は予測された濃度パターンに応じて注目画素bijの復号を行う（ステップＰ７８）。
画像伸張変換部２は、予測された濃度パターンにおける1の値をMaxに、0の値をminに置き換えて復号する。つまり、画像伸張変換部２は、注目画素bijを解像度変換した２×２画素のaijに、予測された濃度パターンに設定されている２値に対応する復号データ値Max、minを割り当てて、復号とともに解像度変換を行っている。第２量子化処理において濃度パターンにパターン化する際、Maxに近い画素は1、minに近い画素は0に２値化しているので、２×２画素において1の値が設定された画素aijをMaxに、0の値が設定された画素aijをminに置き換えても、元画像と復元画像の濃度の誤差は小さい。
例えば、注目画素bijがBTC(bij)=00であり、一致したのがテンプレート１（図２３参照）であった場合、図２１に示すように左上の画素が1、その他が0となる濃度パターンが予測される。この濃度パターンにおいて、1の値がMax（８bit）に、0の値がmin（８bit）に置き換えられた２×２画素のaijが、復号した画像（１２００dpi、８bit）である。
照合したテンプレートと一致しない場合（ステップＰ７１；Ｎ）、画像伸張変換部２はＸ１グループの全てのテンプレートとの照合を終えたかどうかを判断する（ステップＰ７２）。全ての照合を終えていない場合（ステップＰ７２；Ｎ）、画像伸張変換部２はステップＰ７１の処理に戻り、Ｘ１グループのうちの何れかのテンプレートと一致するまで、Ｘ１グループに属する他のテンプレートとの照合を繰り返す。
Ｘ１グループのテンプレートの全てと照合を行ったが、何れとも一致しなかった場合（ステップＰ７２；Ｙ）、画像伸張変換部２はＸ２グループに属する全てのテンプレートと照合を行い、それぞれのテンプレートについて評価値を算出する（ステップＰ７３）。そして、各テンプレートについて算出された評価値のうちの最大値が０を超えている場合（ステップＰ７４；Ｙ）、画像伸張変換部２はその評価値が最大値となったテンプレートと一致したと判断する（ステップＰ７７）。画像伸張変換部２は一致したと判断されたテンプレートによって濃度パターンを予測し、当該予測された濃度パターンに応じて注目画素bijの復号を行う（ステップＰ７８）。
一方、Ｘ２グループのテンプレートで定められている条件を何れも満たさず、各テンプレートについて算出された評価値のうちの最大値が０である場合（ステップＰ７４；Ｎ）、画像伸張変換部２は注目画素bijについてＸ３グループに属する全てのテンプレートと照合し、それぞれのテンプレートについて評価値を算出する（ステップＰ７５）。そして、各テンプレートについて算出された評価値のうちの最大値が０を超えている場合（ステップＰ７６；Ｙ）、画像伸張変換部２はその評価値が最大値となったテンプレートと一致したと判断する（ステップＰ７７）。画像伸張変換部２は一致したと判断されたテンプレートによって濃度パターンを予測し、当該予測された濃度パターンに応じて注目画素bijの復号を行う（ステップＰ７８）。
Ｘ３グループのテンプレートで定められている条件を何れも満たさず、各テンプレートについて算出された評価値のうちの最大値が０である場合（ステップＰ７６；Ｎ）、２×２画素のaijにおいて、1の値が設定されている画素が孤立点の画像を形成していることが考えられる。この場合、周辺画素を参照しても濃度パターンを予測するのは困難であるため、画像伸張変換部２は平均化パターンを用いて復号を行う（ステップＰ７９）。
平均化パターンとは、図２１に示すように２×２画素のaijのそれぞれについて平均値を割り当てたものである。平均化パターンは濃度パターンＨ０〜Ｈ３毎に定められている。
例えば、濃度パターンＨ０の場合、２×２画素のaijの中で1の値が設定された画素は１つであり、４画素でMaxの濃度値を出力することになる。よって、濃度パターンＨ０に対応する平均化パターンは、２×２画素の各画素aijに平均値1/4Maxが割り当てられている。同様に、濃度パターンＨ１、Ｈ２では４画素で2Max、濃度パターンＨ３は４画素で3Maxの濃度を出力するので、それぞれ平均値である1/2Max、3/4Maxの値が２×２画素の各画素に割り当てられた平均化パターンが定められている。
以上のようにして、復号した２×２画素のaijが得られると、図１５に示すステップＰ７に移行する。ステップＰ７以降の処理は上述した通りであるので、ここでは説明を省略する。
図３０及び図３１に、縮退圧縮処理により量子化及び復号を行った例を示す。
図３０は、「可逆」の文字（黒１００％）の画像、斜線１（黒１００％、１ドット幅の細線）の画像、斜線２（太線；マジェンタ１００％、６ドット幅、細線；マジェンタ３０％、２ドット幅）の画像に対し、標準縮退変換による圧縮、伸張を行った実施例１とともに、比較例１〜３を示している。
図３１は、「ｇ．」の文字（ＣＭＹＫの４色）の画像、人の顔写真１（黄）の画像、顔写真２（ＣＭＹＫの４色）の画像についての比較例１〜３と、標準縮退変換による圧縮を適用した実施例１とを示している。
比較例１〜３、実施例１における画像処理方法は以下の通りである。
比較例１：６００dpi、８bitでラスタライズされた画像を、６００dpiの１画素のデータ値を１２００dpiの４画素にコピーして１２００dpiとした。
比較例２：１２００dpi、８bitでラスタライズされた画像を、平均を行って６００dpiに解像度変換（１２００dpiの４画素のデータ値を平均化した値を６００dpiの１画素に割り当て）した後、元の１２００dpiに解像度変換（単純に画素を４分割し、同値を割り当て）した。
比較例３：１２００dpi、８bitでラスタライズした。この比較例３の画像の画質が目標とする画質となる。
実施例１：１２００dpi、８bitでラスタライズされた画像を、上述した標準変換縮退の圧縮方法により６００dpi、４bitに圧縮、解像度変換した後、上述した本実施形態に係る伸張方法により１２００dpi、８bitに伸張、解像度変換した。
なお、図３０、図３１において実施例１の右に示すのは、実施例１に係る画像において、中間調領域、高解像度領域と判断された画像部分を分かりやすくするため、中間調領域と高解像度領域とで異なる模様を付してパターン化したものである。
図３０、図３１からも分かるように、単純に解像度変換を行う比較例２の方法では、圧縮や解像度変換の過程においてデータが失われるため、文字や線画のエッジ部分の再現性が乏しくなり、エッジの鮮鋭性に欠けている。その結果、文字については全体的にぼけた粗い画像になっている。
これに対し、実施例１では１ドット幅の細線であっても、若干細部において再現性に欠けるものの、１２００dpi、８bitのラスタライズした比較例３における細線をほぼ正確に再現することに成功している。また、エッジ部分の再現性も高く、文字や線画の鮮鋭性は比較例３とほぼ同様である。
以上のように、本実施形態によれば、画素毎に属性データを有する画像を量子化するため、画像圧縮変換部１は、写真画の属性データを有する２×２画素の領域をＢＴＣ圧縮処理し、写真画以外の文字、線画の属性データを有する２×２画素の領域を縮退圧縮処理する。
また、画像伸張変換部２は、量子化された処理画像のうち、写真画の属性データを有する画素bijをBTC伸張処理し、写真画以外の文字、線画の属性データを有す画素bijを縮退伸張処理する。
ＢＴＣ圧縮処理ではＢＴＣ方式により量子化が行われ、ＢＴＣ伸張処理ではＢＴＣ方式により復号が行われるので、圧縮処理及び伸張処理を経ても、写真画の属性を有する領域に対しては階調性の維持を図ることができる。
また、縮退圧縮処理において、画像圧縮変換部１は条件（１１）〜（１４）を満たす２×２画素の領域を中間調領域として、２×２画素の各画素の平均値avr(bij)をＢＴＣ方式により量子化する。また、画像圧縮変換部１は条件（２）を満たす２×２画素の領域を高解像度領域として、当該領域の各画素aijの画素値を２値化した濃度パターンを作成し、当該濃度パターンに予め定められている量子化データに量子化する。
縮退伸張処理において、画像伸張変換部２は量子化の際、中間調領域とされた画素bijをＢＴＣ方式により復号する。また、画像伸張変換部２は高解像度領域とされた画素bijの量子化データBTC(bij)のデータ値から量子化の際に作成された濃度パターンをテンプレートを用いて予測し、当該予測された濃度パターンに定められた各画素に対応する復号データMax、minを得る。
これにより、圧縮処理及び伸張処理を経ても中間調領域については階調性の維持、高解像度領域については解像度の維持を図ることができる。よって、１つの画像に階調性を重視すべき属性の領域と解像度を重視すべき属性の領域とが混在する場合でも、属性に応じた圧縮処理、伸張処理を施すことができる。
また、縮退圧縮処理では、中間調領域の場合はflag(bij)=0、高解像度領域の場合はflag(bij)=1の識別データflag(bij)が、処理画像の量子化データBTC(bij)と対応するメモリ領域に保持される。よって、画像伸張変換部２は識別データflag(bij)によって復号する画素bijが中間調領域として量子化されたのか高解像度領域として量子化されたのかを容易に識別し、上記縮退伸張処理を実行することができる。
また、画像圧縮変換部１は、２×２画素のaij（１２００dpi）を１画素のbij（６００dpi）に解像度変換するため、量子化の対象とされた２×２画素の領域を構成する各画素aijが有する４つの属性データを１つの属性データに変換する。画像圧縮変換部１は、４つの属性データに文字の属性データが含まれている場合、変換する１つの属性データを文字の属性データとし、文字の属性データは含まれていないが線画の属性データが含まれている場合、変換する１つの属性データを線画の属性データとする。このように、変換後の属性データとして、優先的に文字、線画の属性データに決定することにより、ＢＴＣ圧縮処理又は縮退圧縮処理による文字や線画の画質劣化を防止することができる。
なお、上記実施形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。
例えば、上記実施形態では復号の際、全ての画像領域について解像度変換を行って量子化前の解像度に戻していたが、ＢＴＣ圧縮処理された領域や条件（１１）〜（１４）を満たす領域（第１量子化処理された中間調領域）については解像度変換せずに復号のみすることとしてもよい。
また、ＭＦＰ以外にも画像処理を行うコンピュータ装置において本発明を適用することができる。また、上述した圧縮処理、伸張処理をプログラム化し、当該プログラムを用いてソフトウェアによる画像処理を行うこととしてもよい。この場合、当該プログラムのコンピュータ読み取り可能な媒体としては、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、ＣＤ-ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、当該プログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ(搬送波)も適用可能である。
本実施形態におけるＭＦＰの機能的構成を示す図である。 図１の画像処理部のうち、圧縮処理及び伸張処理時に主に機能する構成部分を示す図である。 図２の画像圧縮変換部による圧縮処理を示すフローチャートである。 圧縮処理前後の元画像と処理画像である。 ＢＴＣ圧縮処理を示すフローチャートである。 ＢＴＣ圧縮処理される場合の閾値と量子化データと復号データとの関係を示す図である。 ＢＴＣ圧縮処理された処理画像のデータ構成である。 属性データのデータ構成である。 縮退圧縮処理を示すフローチャートである。 第１量子化処理を示すフローチャートである。 第１量子化処理される場合の閾値と量子化データと復号データとの関係を示す図である。 縮退圧縮処理された処理画像のデータ構成である。 第２量子化処理を示すフローチャートである。 濃度パターンと濃度パターンに定められた量子化データとの対応関係を示す図である。 図２の画像伸張変換部による伸張処理を示すフローチャートである。 伸張処理前後の処理画像と復元画像である。 ＢＴＣ伸張処理を示すフローチャートである。 縮退伸張処理を示すフローチャートである。 第１復号処理を示すフローチャートである。 第２復号処理を示すフローチャートである。 量子化データと、その量子化データから予測される濃度パターンとの関係を示す図である。 濃度パターンＨ０の予測処理を示すフローチャートである。 濃度パターンＨ０の予測処理に用いられるテンプレートと、そのテンプレートと一致する場合に予測される濃度パターンとの関係を示す図である。 濃度パターンＨ１の予測処理に用いられるテンプレートと、そのテンプレートと一致する場合に予測される濃度パターンとの関係を示す図である。 濃度パターンＨ１の予測処理に用いられるテンプレートと、そのテンプレートと一致する場合に予測される濃度パターンとの関係を示す図である。 濃度パターンＨ２の予測処理に用いられるテンプレートと、そのテンプレートと一致する場合に予測される濃度パターンとの関係を示す図である。 濃度パターンＨ２の予測処理に用いられるテンプレートと、そのテンプレートと一致する場合に予測される濃度パターンとの関係を示す図である。 濃度パターンＨ３の予測処理に用いられるテンプレートと、そのテンプレートと一致する場合に予測される濃度パターンとの関係を示す図である。 元画像と予測に用いるテンプレートとを示す図である。 元画像と予測に用いるテンプレートとを示す図である。 縮退圧縮処理及び縮退伸張処理による処理結果を示す図である。 縮退圧縮処理及び縮退伸張処理による処理結果を示す図である。
符号の説明
１００ ＭＦＰ
１０ 画像処理部
１ 画像圧縮変換部
２ 画像伸張変換部
１１ 制御部
１２ 読取部
１３ 操作部
１４ 表示部
１５ 記憶部
１６ 画像メモリ
１７ 印刷装置

Claims (14)

  1. 画素毎に属性データを有する画像を量子化する画像圧縮変換部を備え、
    前記画像圧縮変換部は、写真画の属性データを有する領域をＢＴＣ方式により量子化し、写真画以外の属性データを有する領域を、当該領域が中間調領域であればＢＴＣ方式により量子化し、当該領域が高解像度領域であれば当該領域の濃度パターンを作成し、当該作成された濃度パターンに応じて量子化する画像処理装置。
  2. 前記画像圧縮変換部は、写真画以外の属性データを有する領域については、当該領域が中間調領域か高解像度領域かを示す識別データを、前記量子化された画像と対応するメモリ領域に保持する請求項１に記載の画像処理装置。
  3. 前記画像圧縮変換部は、写真画の属性データを有する領域を構成する複数の画素の画素値を平均化し、当該平均化された平均値をＢＴＣ方式により量子化することにより、写真画の属性データを有する領域の解像度を量子化前よりも低解像度に解像度変換する請求項１又は２に記載の画像処理装置。
  4. 前記画像圧縮変換部は、写真画以外の属性データを有する領域が中間調領域である場合、当該中間調領域を構成する複数の画素の画素値を平均化し、当該平均化された平均値をＢＴＣ方式により量子化することにより、当該中間調領域の解像度を量子化前よりも低解像度に解像度変換する請求項１又は２に記載の画像処理装置。
  5. 前記画像圧縮変換部は、写真画以外の属性データを有する領域が高解像度領域である場合、当該高解像度領域を構成する複数の画素の画素値を２値化した濃度パターンを作成し、当該作成された濃度パターンに予め定められている量子化データを得ることにより、当該高解像度領域の解像度を量子化前よりも低解像度に解像度変換する請求項１又は２に記載の画像処理装置。
  6. 前記画像圧縮変換部は、量子化の対象とされた領域を構成する複数の画素が有するそれぞれの属性データを、１つの属性データに変換し、当該変換された１つの属性データに基づいて前記領域の量子化を行う請求項３〜５の何れか一項に記載の画像処理装置。
  7. 前記画像圧縮変換部は、前記量子化の対象とされた領域の各画素が有するそれぞれの属性データに、文字の属性データが含まれている場合、変換する１つの属性データを文字の属性データとし、文字の属性データは含まれていないが線画の属性データが含まれている場合、変換する１つの属性データを線画の属性データとする請求項６に記載の画像処理装置。
  8. 請求項１に記載の画像処理装置により量子化された画像を復号する画像伸張変換部を備え、
    前記画像伸張変換部は、写真画の属性データを有する領域をＢＴＣ方式により復号し、写真画以外の属性データを有する領域を、当該領域が中間調領域であればＢＴＣ方式により復号し、当該領域が高解像度領域であれば量子化の際に当該領域について作成された濃度パターンを予測し、当該予測された濃度パターンに応じて復号する画像処理装置。
  9. 請求項２に記載の画像処理装置により量子化された画像を復号する画像伸張変換部を備え、
    前記画像伸張変換部は、写真画の属性データを有する領域をＢＴＣ方式により復号し、写真画以外の属性データを有する領域に対しては、量子化された画像と対応するメモリ領域に保持された識別データによって、写真画以外の属性データを有する領域が中間調領域か高解像度領域かを識別し、当該領域が中間調領域であればＢＴＣ方式により復号し、当該領域が高解像度領域であれば量子化の際に当該領域について作成された濃度パターンを予測し、当該予測された濃度パターンに応じて復号する画像処理装置。
  10. 請求項３に記載の画像処理装置により量子化された画像を復号する画像伸張変換部を備え、
    前記画像伸張変換部は、前記量子化された画像のうち、写真画の属性データを有する領域をＢＴＣ方式により復号するとともに、当該領域を量子化前の解像度に解像度変換し、解像度変換後の各画素に前記復号された復号データを割り当てる画像処理装置。
  11. 請求項４に記載の画像処理装置により量子化された画像を復号する画像伸張変換部を備え、
    前記画像伸張変換部は、前記量子化された画像のうち、写真画以外の属性データを有する中間調領域をＢＴＣ方式により復号するとともに、当該中間調領域を量子化前の解像度に解像度変換し、解像度変換後の各画素に前記復号された復号データを割り当てる画像処理装置。
  12. 請求項５に記載の画像処理装置により量子化された画像を復号する画像伸張変換部を備え、
    前記画像伸張変換部は、前記量子化された画像のうち、写真画以外の属性データを有する高解像度領域について量子化前の解像度で作成された濃度パターンを予測し、当該予測された濃度パターンに定められた複数の画素に対応する復号データを得る画像処理装置。
  13. 画素毎に属性データを有する画像を量子化する圧縮方法であって、
    写真画の属性データを有する領域をＢＴＣ方式により量子化し、
    写真画以外の属性データを有する領域を、当該領域が中間調領域であればＢＴＣ方式により量子化し、当該領域が高解像度領域であれば当該領域の濃度パターンを作成し、当該作成された濃度パターンに応じて量子化する圧縮方法。
  14. 請求項１３に記載の圧縮方法により量子化された画像を復号する伸張方法であって、
    写真画の属性データを有する領域をＢＴＣ方式により復号し、
    写真画以外の属性データを有する領域を、当該領域が中間調領域であればＢＴＣ方式により復号し、当該領域が高解像度領域であれば当該領域について作成された濃度パターンを予測し、当該予測された濃度パターンに応じて復号する伸張方法。
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