JP5521766B2 - 画像データ符号化方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＣＭＹＫなどの色成分で構成された画像データを符号化する画像データ符号化方法に関する。

金色、銀色などを除き、すべての色は、Ｒ（レッド）Ｇ（グリーン）Ｂ(ブルー)やＣ（シアン）Ｍ（マゼンタ）Ｙ（イエロ）といった３原色で表現可能であるが、カラープリンタやカラー複写機などでは、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ(ブラック)の４つの色成分を用いてカラー画像を記録紙上に形成するようになっている。Ｋ成分を設けることで、黒の再現性や色材の使用量低減（たとえば、黒の文字部分はＫの色材のみで再現する）などを図っている。

ところで、カラー画像はデータ量が多いため、通常、記憶部へ記憶するような場合には、圧縮率の良好な非可逆方式で符号化(圧縮)される。たとえば、下記特許文献１には、ＣＭＹＫの画像データを非可逆方式でより適切に符号化するために、Ｋに関する圧縮パラメータとＣＭＹに関する圧縮パラメータとを別々に設定して符号化する画像処理装置が開示されている。この画像処理装置では、たとえば、文字領域ではＫ成分の復元精度が高まるように圧縮パラメータを設定する。圧縮パラメータとしては、たとえば、ＪＰＥＧ(Joint Photographic Experts Group)方式における量子化テーブルに乗じるスケールファクタがある。

また、下記特許文献２には、墨入れ処理によって生成されたＣＭＹＫ画像信号に対して、それぞれ高周波数成分を除いて周波数変換処理（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform）による圧縮符号化を行う画像処理装置が開示されている。この画像処理装置では、スキャナで原稿を読みって得た画像データを符号化する場合などに、ローパスフィルタ効果で画像のノイズを抑制することによって圧縮効率を高めている。

特開２００３−８９０７号公報 特開２００８−３１２２６４号公報

Ｋ成分はＣＭＹの３色で再現可能な黒を１色で表しており、ＣＭＹの各成分よりも画像に与える影響が大きいので、ＣＭＹＫ画像データを符号化する場合にＫ成分をＣＭＹとは独立に符号化した場合に画像処理の影響など何らかの原因でＫの値が少しでも変動すると、復号画像において視覚的な影響が大きく現われてしまう。これを避けるためには、Ｋの値を、他の色成分などの情報より厳密に管理して符号化する必要があるが、そうすると符号量が増加して圧縮効率が低下してしまう。

なお、ＣＭＹＫに限らず、ＣＭＹ、ＲＧＢなどの基本色と、これらの基本色を所定の比率で組み合わせることで近似色を再現可能な１以上の特色とを色成分とするような画像データにおいても、特色に関して、上記Ｋ成分と同様の問題が生じる。

本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、ＣＭＹＫの画像データを、良好な復号画像と圧縮効率を確保しつつ、Ｋの値を復元可能に符号化することのできる画像データ符号化方法を提供することを目的としている。また、基本色と、該基本色を所定の比率で組み合わせることで近似色を再現可能な特色とを色成分とする画像データを、良好な復号画像と圧縮効率を確保しつつ、特色の値を復元可能に符号化することのできる画像データ符号化方法を提供することを目的としている。

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。

［１］Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロ）、Ｋ(ブラック)の４色を色成分とする画像データを符号化する画像データ符号化方法であって、
各画素について、ＣＭＹＫ値と同等な色を表す、Ｒ（レッド）Ｇ(グリーン)Ｂ（ブルー）値に変換し、このＲＧＢ値と同等な色を表すＣＭＹＫ値であって各色成分が正またはゼロであるもののうちＫの値が最大になる場合のＫの値をＫ´として求め、Ｋ´と元データのＫ値との比率に相当する置き換え率と、該画素と同等な色を再現するための色情報であってＫの色成分を使用しない所定の成分で構成された色情報と、を用いて符号化する
ことを特徴とする画像データ符号化方法。

上記発明では、ＣＭＹＫ画像データを、これと同等な色を表すＲＧＢ値に変換し、このＲＧＢ値を同等な色のＣＭＹＫ値に変換する際に取り得るＫの最大値をＫ´として求め、Ｋ´と元データのＫ値との比率を示す置き換え率(グレー置き換え率)を求める。そして各画素を、元のＣＭＹＫ画像データと同等な色を表しかつＫ成分を含まない所定の成分で構成された色情報と、置き換え率とを用いて符号化する。［１］に係る発明では、一旦、ＲＧＢ値に変換することでＫ´を求めている。元の画素と同等な色を再現するための色情報であってＫの色成分を使用しない所定の成分で構成された色情報は、ＲＧＢ値、ＣＭＹ値、輝度と２つの色成分、など、Ｋ成分を含まない任意の成分で構成されればよい。色情報は、情報量低減のため３つの成分で構成されることが好ましい。

［２］元の画素のＣＭＹＫ値と同等な色を表すＲＧＢ値への変換を、所定値の調整係数α（０＜α＜１）を用いて、
Ｒ値＝１−min（１，Ｃ値×（１−αＫ値）＋αＫ値）
Ｇ値＝１−min（１，Ｍ値×（１−αＫ値）＋αＫ値）
Ｂ値＝１−min（１，Ｙ値×（１−αＫ値）＋αＫ値）
なる演算によって行う
ことを特徴とする［１］に記載の画像データ符号化方法。

上記発明では、調整係数αを設けることで、Ｋ成分の値が１の場合にもＣＭＹ値の情報が確保される。調整係数αは、歪を抑えるために、１に近い値が好ましい。

［３］前記所定の成分で構成された色情報は、主に輝度成分を表す１つのデータと、主に色味成分を表す２つのデータで構成される
ことを特徴とする［１］または［２］に記載の画像データ符号化方法。

上記発明では、輝度成分と、２つの色味成分で構成された色情報を生成する。このような形式にすれば、２つの色味成分の情報については、輝度成分に比べて圧縮歪による視認影響が少ないので、圧縮率を高めることができる。

［４］輝度成分、色味成分、置き換え率のうち、少なくとも置き換え率については、解像度を抑制して符号化する
ことを特徴とする［３］に記載の画像データ符号化方法。

上記発明では、置き換え率は圧縮歪が大きくなっても、色の再現性など復元画像における影響が少ないので、解像度を下げて圧縮率を高める。

［５］符号化対象の画像を前記局所ブロックに分割し、
局所ブロック内のデータのばらつき度合いが基準値未満の局所ブロックに含まれる画素は、置き換え率に加えて少なくとも色味成分についても解像度を抑制して符号化し、
局所ブロック内のデータのばらつき度合いが基準値以上の局所ブロックに含まれる画素は、少なくとも色味成分について、ビット幅（階調数）を、ばらつき度合いが基準値未満の局所ブロックより抑制して符号化する
ことを特徴とする［４］に記載の画像データ符号化方法。

上記発明では、局所ブロックがエッジ部を含む画像領域の場合は、エッジの先鋭性が損なわれないように解像度を重視し、色味成分などについてはビット幅を少なくして情報量を削減する。一方、非エッジ部など比較的平坦な画像の場合、解像度を抑制して圧縮率を高め、色味成分についてはビット幅を確保して、微妙な色の変化の再現性を重視する。

［６］局所ブロック単位の符号量が固定長になるように符号化する
ことを特徴とする［５］に記載の画像データ符号化方法。

上記発明では、解像度重視と、ビット幅（階調重視）とを選択することで、エッジ部、非エッジ部のいずれにおいても、符号化データを固定長にする。

本発明に係る画像データ符号化方法によれば、Ｋ成分や特色成分の値そのものを符号化する代わりに、色情報の中から取り出して復元すべきＫ成分や特色成分の値を特定可能な置き換え率や補助情報を求めて符号化するので、置き換え率や補助情報が多少変動しても視覚的に与える影響を小さく抑えることができ、ＣＭＹＫの画像データや、基本色と特色からなる画像データを、良好な復号画像と良好な圧縮効率を確保しつつ、Ｋや特色の値を復元可能に符号化することができる。

ＣＭＹＫ画像データから同等な色の各種画像データへの変換を示す説明図である。 グレー置き換え率の概念を示す説明図である。 特色置き換え率の概念を示す説明図である。 本発明の画像データ符号化方法による符号化処理の概略を示す流れ図である。 本発明の画像データ符号化方法におけるデータフローを示す説明図である。 本発明の画像データ符号化方法で使用される色変換の一例を示す説明図である。 色調整係数αを導入した場合の色変換に係る演算式を示す説明図である。 エッジ部と非エッジ部の圧縮条件を表した圧縮条件表の一例を示す説明図である。 本発明に係る圧縮処理（符号化処理）の詳細を示す流れ図である。 図９の処理で得た符号化データの伸張（復号化）処理を示す流れ図である。 本発明の符号化方法と他の符号化方式とを各種の項目について比較して本発明の効果を示す説明図である。 画像形成装置への本発明に係る符号化方法の適用例を示す説明図である。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

まず、本発明の基本的原理を説明する。ＣＭＹＫの色成分で構成された画像データのうち、Ｋの色成分は、通常、Ｃ、Ｍ、Ｙの色成分を、１：１：１など所定の割合で組み合わせて得られる色である。なお、以後の説明では、Ｋ色は、ＣＭＹを１：１：１の割合で組み合わせた色で近似される色として説明する。

したがって、ＣＭＹＫの画像データ（たとえば、図１の画像データ１０）は、ＣＭＹの各値にＫ値を加算することで、同等の色を表すＣＭＹの画像データ１１に変換することができる。

さらにこのＣＭＹの画像データ１１を同等の色を表すＣＭＹＫの画像データに変換することもできる。すなわち、ＣＭＹの色成分で構成された画像データをＣＭＹＫの画像データに変換する場合は、生成するＫ値に相当する分だけ、ＣＭＹの各値からＫ値を減算すればよい。

このとき、Ｋ値は、減算後のＣＭＹの各値がマイナスにならない範囲で任意の値にすることができる。たとえば、各色成分の値が０〜１００の範囲を取り得て、ＣＭＹの画像データ１１におけるＣＭＹの各値が、Ｃ＝７０、Ｍ＝８０、Ｙ＝９０である場合、Ｋ成分に置き換え可能なＫ値の最大値Ｋ´は、ＣＭＹの中の最小値である７０になる。

ＣＭＹの画像データ１１を、Ｋ値を１０としてＣＭＹＫの画像データ１２に変換する場合、そのＣＭＹ値は、ＣＭＹの画像データ１１の各値から１０を減算した値（Ｃ＝６０、Ｍ＝７０．Ｙ＝８０）にすればよい。Ｋ値を２０としてＣＭＹＫの画像データ１３に変換するならば、ＣＭＹの画像データ１１の各値から２０を減算した値（Ｃ＝５０、Ｍ＝６０．Ｙ＝７０）にすればよく、Ｋ値を４０としてＣＭＹＫの画像データ１４に変換するならば、ＣＭＹの各値から４０を減算した値（Ｃ＝３０、Ｍ＝４０．Ｙ＝５０）にすればよい。ＣＭＹＫの画像データ１２、１３、１４は、いずれもＣＭＹの画像データ１１とほぼ同等な色を表している。

このようにＣＭＹの画像データをＣＭＹＫの画像データに変換する場合、取り得る範囲内でＫ値をいくつにしても、ほぼ同じ色(元のＣＭＹの画像データで表現されていた色)を表す画像データを得ることができる。

そこで、本発明では、ＣＭＹＫで構成された画像データ１０を符号化する場合に、ＣＭＹＫで構成された画像データ１０を、一旦、ＣＭＹやＲＧＢなどＫ成分を含まない複数の成分で構成された画像データ（これを色情報とする。図１の例では、ＣＭＹの画像データ１１）に変換し、この変換後の画像データと、この画像データが表す色からどの程度Ｋ成分を取り出せばよいか、言い換えると、どの程度Ｋ成分を取り出せば元のＫ値が再現されるかを示す補助情報と、を用いて符号化する。

前述したように、ＣＭＹの画像データをＣＭＹＫの画像データに変換する場合にＫ値をいくつにしてもほぼ同等の色を表すので、補助情報については、符号化精度(復元精度)をある程度低下させても、復号化で再現される色に与える影響は少なく、色再現性を十分確保することができる。また、ＣＭＹＫの画像データと同等の色を表したＣＭＹなどの色情報から変換可能なＣＭＹＫの組み合わせは無限に存在するが、補助情報を用いることで、これを手がかりにして、元のＣＭＹＫの画像データと同程度のＫ値を再現することができる。

なお、元のＣＭＹＫの画像データと同等の色を表すための色情報はＣＭＹに限定されず、ＲＧＢなどでもよい。また、輝度情報と色差情報などで表してもよい。

補助情報は、たとえば、元のＣＭＹＫの画像データ１０におけるＫ値と、元のＣＭＹＫの画像データ１０と同等の色を表したＣＭＹやＲＧＢの色情報から取り出し得るＫ値の最大値であるＫ´との比率（これを「グレー置き換え率」と呼ぶものとする）とすることができる。

図１の例では、ＣＭＹの画像データ１１から取り出し可能なＫの最大値をＫ´とし、元のＣＭＹＫの画像データ１０に含まれていたＫ値をｋとすると、グレー置き換え率は、ｋ／Ｋ´となる。

図２は、グレー置き換え率の概念を示した別の説明図である。この例では、元のＣＭＹＫの画像データ２０は、Ｃ＝６０、Ｍ＝７０、Ｙ＝３０、Ｋ＝２０となっている。元のＣＭＹＫの画像データ２０に含まれているＣＭＹの色成分から、これらがマイナスにならない範囲でＫ成分に置き換え可能な最大値は、ＣＭＹの最小値である３０となる。

したがって、Ｃ＝３０、Ｍ＝３０、Ｙ＝３０からなるＣＭＹデータ２１がグレー置き換え分となり、これがＫ＝３０のＫ成分（データ２２）に置き換えられる。元のＣＭＹＫ画像データ２０からグレー置き換え分のＣＭＹデータ２１を除いた部分は、非グレー置き換え分の画像データ２３であり、この例では、Ｃ＝３０、Ｍ＝４０、Ｙ＝０、Ｋ＝２０となる。

ＣＭＹデータ２１を置き換えて得たＫ成分（データ２２）と、非グレー置き換え分の画像データ２３とを合わせたものが、元のＣＭＹＫの画像データ２０と同等な色を表したグレー置き換え後の画像データ２４である。グレー置き換え後の画像データ２４におけるＣ成分の値をＣ´、Ｍ成分の値をＭ´、Ｙ成分の値をＹ´、Ｋ成分の値をＫ´とする。グレー置き換え率は、元のＣＭＹＫ画像データに含まれているＫ値をｋとすると、ｋ／Ｋ´で表され、２０／５０になる。

なお、ＣＭＹＫに限らず、複数の基本色と、これら基本色を所定の比率で組み合わせることで同一色または近似色が表現可能な特色とを色成分とする画像データにおいては、グレー置き換え率に対応した値である、特色置き換え率を定義することができる。

たとえば、ＣＭＹからなる基本色と、ＣＭＹを所定の比率で組み合わせて得られる特色Ｓとを色成分とするＣＭＹＳの画像データを符号化する場合には、図３に示すような、特色置き換え率Ｓ´を求めて符号化する。

図３の例では、特色Ｓは、Ｃ、Ｍ、Ｙを２：３：６の比率で組み合わせることによって近似される色とする。この例では、（Ｃ：Ｍ：Ｙ）：Ｓ＝（２：３：６）：６の対応関係があるものとする。元のＣＭＹＳの画像データ３０は、Ｃ＝４０、Ｍ＝１５、Ｙ＝５５、Ｓ＝１０となっている。このうち、Ｃ＝１０、Ｍ＝１５、Ｙ＝３０、からなるＣＭＹデータ３１が特色Ｓに置き換え可能な最大量（特色置き換え分）であり、Ｓ＝３０のＳ成分（データ３２）に置き換えられる。

元のＣＭＹＳ画像データ３０から特色置き換え分のＣＭＹデータ３１を除いた部分が、非特色置き換え分の画像データ３３になり、この例では、Ｃ＝３０、Ｍ＝０、Ｙ＝２５、Ｓ＝１０となる。ＣＭＹデータ３１を置き換えて得たＳ成分（データ３２）と、非特色置き換え分の画像データ３３とを合わせたものが、元のＣＭＹＳの画像データ３０と同等の色を表した特色置き換え後の画像データ３４である。特色置き換え後の画像データ３４におけるＣ成分の値をＣ´、Ｍ成分の値をＭ´、Ｙ成分の値をＹ´、Ｓ成分の値をＳ´とする。特色置き換え率は、元のＣＭＹＳ画像データに含まれているＳ値をｓとすると、ｓ／Ｓ´で表され、１０／４０になる。

図４は、本発明の画像データ符号化方法による符号化処理の概略の流れを、図５はそのデータフローを示している。符号化対象である元のＣＭＹＫ画像データを入力し(ステップＳ１０１)、これを色変換して、色情報とグレー置き換え率とを求める（図４：ステップＳ１０２、図５：Ｐ１）。ここでは、色情報は、輝度成分と２つの色成分で表した形式のデータとして求める。

図６は、色変換の一例を示している。ＣＭＹＫの画像データを、まずＲＧＢの画像データに変換する（Ｓ１）。ここでは、ＣＭＹＫの各色成分の値は０〜１の範囲を取り得るものとする。また、図中の各成分を示す記号はその成分の値を示すものとする。

次に、変換後のＲＧＢから取り出し可能なＫ値の最大値Ｋ´を求め（Ｓ２）、元のＣＭＹＫ画像データのＫ値とＫ´とからグレー置き換え率ｘを求める（Ｓ３）。ＲＧＢの画像データについては、さらに変換用のＬＵＴ（Look Up Table）を参照してガンマ変換を行った後（Ｓ４）、色変換マトリックスを使用してＹＣ_１Ｃ_２の画像データに変換する（Ｓ５）。ＹＣ_１Ｃ_２におけるＹは輝度成分のデータ、Ｃ_１、Ｃ_２はそれぞれ色味成分を示す色差データである。色変換の結果として、色情報（ＹＣ_１Ｃ_２）とグレー置き換え率ｘが生成される。

図７は、色調整係数αを導入した場合の色変換に係る演算式を示している。ＣＭＹＫ画像データをＲＧＢ画像データに変換する場合、図６のＳ１に示す演算式ではＫが１の場合、Ｃ、Ｍ、Ｙの情報が消失してしまう。そこで、調整係数αを導入し、Ｋが１の場合でもＣ、Ｍ、Ｙの情報が残るようにする。調整係数αは、０＜α＜１で比較的１に近い値とする。たとえば、０．９５などの値に設定する。図７の演算式群４１は、ＣＭＹＫ画像データからＲＧＢ画像データへ変換する際の演算式であり、演算式群４２は、ＲＧＢ画像データとグレー置き換え率とから、ＣＭＹＫ画像データに変換する場合の演算式を示している。

図４に戻って説明を続ける。入力画像を、Ｎ画素×Ｎ画素（たとえば、２画素×２画素）の局所ブロックを単位に分け（ステップＳ１０３）、各局所ブロック内のデータ（特に色成分）のばらつき度合いを求め（ステップＳ１０４）、ばらつき度合いが基準値未満か否かを判定する（ステップＳ１０５）。そして、ばらつき度合いが基準値未満の局所ブロックについては（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、階調情報に重点をおいて符号化（圧縮）する（ステップＳ１０６）。

たとえば、階調情報の圧縮率は「低」、解像度情報の圧縮率は「高」、グレー置き換え率の圧縮率は「高」として符号化する。すなわち、ばらつき度合いが基準値未満の局所ブロックは、非エッジ部（エッジ部のような急な変化はなく、緩やかで微妙な変化があり得る画像領域）と考えられるので、色や輝度の微妙な変化が損なわれないように、輝度や色成分の階調数を重視して符号化する。

一方、ばらつき度合いが基準値以上の局所ブロックについては（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、解像度情報に重点をおいて圧縮する（ステップＳ１０７）。たとえば、階調情報の圧縮率は「高」、解像度情報の圧縮率は「低」、グレー置き換え率の圧縮率は「高」として符号化する。すなわち、ばらつき度合いが基準値以上の局所ブロックは、エッジ部が存在するような画像領域と考えられる。そこで、エッジの明瞭さが失われないように、解像度を重視して符号化する。

すべての局所ブロックについて終了するまで、ステップＳ１０４からＳ１０７を繰り返し（ステップＳ１０８；Ｎｏ）、全局所ブロックについて符号化が完了すると(ステップＳ１０８；Ｙ)、処理を終了する。

なお、ステップＳ１０５、Ｓ１０７では、局所ブロック単位の符号量が固定長となるように符号化する。具体的には、解像度を重視する場合は、たとえば、解像度は元の画像データと同一とし、輝度や色成分のデータのビット幅を、解像度を重視しない場合に比べて少なくする。一方、階調情報（輝度や色成分の階調数）を重視する場合は、たとえば、解像度を重視する場合に比べて解像度を低下させ、輝度や色成分のデータのビット幅は解像度を重視する場合よりも多く確保する。

図８は、エッジ部（ばらつきが基準値以上）と、非エッジ部（ばらつきが基準値未満）の圧縮条件表５０を示している。圧縮条件表５０には、圧縮後の情報量も記載してある。画素毎に情報を与える場合を解像度１とする。エッジ部では、Ｙ（輝度）、Ｃ_１、Ｃ_２については解像度を１／１に、グレー置き換え率の解像度は１／２としている。ビット幅は、Ｙは５ｂｉｔ、Ｃ_１は４ｂｉｔ、Ｃ_２は５ｂｉｔ、グレー置き換え率は４ｂｉｔとし、それぞれ非エッジ部の場合の半分のビット幅となっている。非エッジ部では、Ｙについては解像度を１／１に、Ｃ_１、Ｃ_２、グレー置き換え率の各解像度は１／２としている。

解像度を２分の１にすると、Ｘ、Ｙ方向それぞれで情報量が２分の１になるので、情報量は４分の１になる。たとえば、画素毎に情報を与える場合を解像度１とすると、２画素×２画素の局所ブロック単位に情報を与えることで、解像度は２分の１に、情報量は４分の１になる。

図８に示す圧縮条件を適用することで、エッジ部のエッジ形状と非エッジ部の色再現性を確保しつつ、画像圧縮率を常に１／２以下とすることができる。たとえば、元のＣＭＹＫ画像データが３２ｂｉｔ／画素であるとすると、エッジ部は１５ｂｉｔ／画素に、非エッジ部でも１５ｂｉｔ／画素に圧縮される。なお、実際にはさらに、エッジ部と非エッジ部のいずれの圧縮条件で符号化されているかを示すエッジ部識別符号（１ｂｉｔ）を付加することになる。

なお、輝度成分、色味成分、置き換え率のうち、少なくとも置き換え率については、エッジ部、非エッジ部を問わずに、局所ブロック単位の代表値で表したり平均値を符号化したりすることで、解像度を抑制して符号化する。これにより、復元時に視覚的影響を押さえつつ、符号量を削減することができる。

また、エッジ部においては、少なくとも色味成分のビット幅を抑制すれば、たとえば、輝度成分についてはビット幅を抑制しないようにしてもよい。非エッジ部分においては、少なくとも色味成分についても解像度を抑制して符号化するとよい。解像度の抑制方法は、局所ブロック単位の代表値は平均値を符号化することに限定されず、たとえば、ブロックの一部の複数画素についての代表値や平均値を符号化することで解像度を抑制してもよい。

図９は、圧縮処理（符号化処理）のより詳細な流れを示している。基本的には図４に示す流れと同一である。ここでは、局所ブロックは２画素×２画素にしてある。まず、符号化のための準備処理を行う（ステップＳ２０１）。ガンマ変換ＬＵＴの作成、色変換係数の作成、条件パラメータの設定、入出力バッファ（２ライン分）の確保、符号化対象の画像（ＣＭＹＫ画像データ）のファイルのオープンなどを行う。

次に、２ライン毎の処理を画像全体が終了するまで繰り返し行い（Ｌｐ１ｓ〜Ｌｐ１ｅ）、画像全体について終了したらファイルクローズ、バッファ開放などの後処理を行って（ステップＳ２１１）処理を終了する。

２ライン毎の処理では、２ライン分の画像データを読み込み(ステップＳ２０２)、２画素×２画素の局所ブロック単位の処理を当該２ライン全体について完了するまで繰り返す（Ｌｐ２ｓ〜Ｌｐ２ｅ）。

局所ブロック単位の処理では、まず、画素毎に色変換を行う（Ｌｐ３ｓ〜Ｌｐ３ｅ）。詳細には、ＣＭＹＫ画像データからＲＧＢ画像データとグレー置き換え率を求め（ステップＳ２０３）、そのＲＧＢ画像データをガンマ変換し(ステップＳ２０４)、その後、色変換マトリックスを使用してＹＣ_１Ｃ_２の画像データに変換する(ステップＳ２０５)。色変換
の処理内容は図６、図７に示すものと同様である。

次に、処理対象の局所ブロックのばらつき度合い（エッジ度合い）を計算する(ステップＳ２０６)。ここでは、局所ブロック内の各画素のＣ_１の最大値と最小値との差の２乗と、Ｃ_２の最大値と最小値との差の２乗との合計をばらつき度合いｅとして求め、ばらつき度合いｅが基準値(閾値)以上か否かによってエッジ部か否かを判定する(ステップＳ２０７)。基準値は、適宜に設定すればよい。

ばらつき度合いｅが基準値より大きい場合は(ステップＳ２０７：True)、図８のエッジ部の圧縮条件で圧縮する（ステップＳ２０８）。ばらつき度合いｅが基準値以下ならば（ステップＳ２０７：False）、図８の非エッジ部の圧縮条件で圧縮する（ステップＳ２０９）。そして、エッジ部または非エッジの圧縮条件で圧縮して得たＹ、Ｃ１、Ｃ２、グレー置き換え率の各データと、エッジ部・非エッジ部いずれの圧縮条件で圧縮されているかを示すエッジ部識別符号とを、当該局所ブロックの符号データとして出力する(ステップＳ２１０)。

図１０は、伸張（復号化）の処理の流れを示している。この処理は、図９の処理で圧縮して得た符号データの伸張を行うものである。まず、復号化のための準備処理を行う（ステップＳ３０１）。ガンマ変換ＬＵＴの作成、色変換係数の作成、条件パラメータの設定、入出力バッファ（２ライン分）の確保、復号化対象の符号データのファイルをオープンするなどを行う。

次に、２ライン毎の処理を復号化対象の符号データ全体が終了するまで繰り返し行い（Ｌｐ１ｓ〜Ｌｐ１ｅ）、全体について終了したらファイルクローズ、バッファ開放などの後処理を行って（ステップＳ３１０）処理を終了する。

２ライン毎の処理では、２ライン分の符号データを読み込み(ステップＳ３０２)、２画素×２画素の局所ブロック単位の復号処理を当該２ライン全体について完了するまで繰り返す（Ｌｐ２ｓ〜Ｌｐ２ｅ）。

局所ブロック単位の復号処理では、まず、エッジ部識別符号によりエッジ部と非エッジ部のいずれの圧縮条件で符号化されているかを判別し(ステップＳ３０３)、エッジ部であれば（ステップＳ３０３；Ture）、図８のエッジ部の圧縮条件に基づいて各画素データへ展開する（ステップＳ３０４）。一方、エッジ部識別符号が非エッジ部を示している場合は（ステップＳ３０３；False）、図８の非エッジ部の圧縮条件に基づいて各画素データへ展開する（ステップＳ３０５）。

ステップＳ３０４またはＳ３０５で各画素データに展開した後、画素毎に色変換処理を行う（Ｌｐ３ｓ〜Ｌｐ３ｅ）。詳細には、ＹＣ_１Ｃ_２の画像データを、色変換マトリックスを使用してＲ´Ｇ´Ｂ´画像データに変換し（ステップＳ３０６）、これをさらにガンマ変換によってＲＧＢ画像データに変換し(ステップＳ３０７)、このＲＧＢ画像データとグレー置き換え率とからＣＭＹＫ画像データを生成する(ステップＳ３０８)。色変換の処理内容は図６を右側から左側へ向けて行うものに相当する。そして、生成したＣＭＹＫ画像データを出力する(ステップＳ３０９)。

図１１は、本発明の画像データ符号化方法と他の符号化方式とを各種の項目について比較し、本発明の効果を示す一覧表である。Ａ方式、Ｂ方式は従来からある圧縮方式である。Ａ方式は、たとえば、ＢＴＣ方式などが該当し、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各成分を独立に符号化する。Ｂ方式は、ＹＣ_１Ｃ_２など輝度と２つの色成分に変換して符号化するものであり、ＪＰＥＧなどが該当する。Ｂ方式では、ＣＭＹＫ画像データに戻す場合にＫ値をいくつにすべきかの手がかりがなく、Ｋ成分を元のＣＭＹＫ画像データと同等のＫ値に復元することはできない。

Ｃ方式は本発明の符号化方法であり、ＣＭＹＫ画像データをＲＧＢ画像データとグレー置き換え率によって符号化する方式である。Ｄ方式も本発明の符号化方法であり、輝度と２つの色成分（たとえば、ＹＣ_１Ｃ_２）による色情報とグレー置き換え率によって符号化する方式である。Ｃ方式、Ｄ方式ではいずれも、元のＣＭＹＫ画像データのＫ値をほぼ復元することができる。

Ａ方式は、圧縮歪の視認影響について、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋのいずれの成分も影響が大きい（図１１の欄６１参照）。すなわち、どの成分も情報を厳密に管理して符号化しなければ、復号した画素と元の画素との色の同一性を確保できない。従って、符号要素毎の圧縮余地（圧縮率を高める余地）は、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋのいずれの成分についても小さい（図１１の欄６２参照）。

Ｂ方式は、圧縮歪の視認影響について、Ｙ(輝度)成分については大きいが、色成分（Ｃ_１、Ｃ_２）については中程度である（図１１の欄６３参照)。符号要素毎の圧縮余地は、Ｙ(輝度)成分については小さく、色成分（Ｃ_１、Ｃ_２）については中程度である（図１１の欄６４参照）。

Ｃ方式は、圧縮歪の視認影響について、Ｒ，Ｇ，Ｂの成分については大きく、グレー置き換え率については小さい（図１１の欄６５参照）。従って、符号要素毎の圧縮余地は、Ｒ，Ｇ，Ｂの成分については小さく、グレー置き換え率については大きい（図１１の欄６６参照）。つまり、グレー置き換え率は、その値が圧縮によって多少変動しても色の再現性に与える影響が小さいので、高圧縮率で圧縮することができる。

Ｄ方式は、圧縮歪の視認影響について、Ｙ(輝度)成分については大きく、色成分（Ｃ_１、Ｃ_２）については中程度、グレー置き換え率については小さい（図１１の欄６７参照）。従って、符号要素毎の圧縮余地は、Ｙ(輝度)成分については小さく、色成分（Ｃ_１、Ｃ_２）については中程度、グレー置き換え率については大きい（図１１の欄６８参照）。つまり、Ｄ方式においては、Ｙ成分とグレー置き換え率について、それらの値が圧縮によって多少変動しても色の再現性に与える影響が小さいので、高圧縮率で圧縮することができる。

全体としての圧縮余地は、Ｄ方式（１／２程度）＞Ｃ方式（４／５程度）＞Ｂ方式（２／３程度）＞Ａ方式（１／１程度）、の順であり、本発明に係るＣ方式、Ｄ方式は、他の従来方式Ａ、Ｂに比べて圧縮率を高めることができる。

図１２は、本発明に係る符号化方法の画像形成装置への適用例を示している。画像形成装置は、システムコントロールボード７１と、ビデオインターフェイスボード７２と、プリンタコントロールボード７３を備えている。図の中断には、従来のデータフロー７５を示し、下段には本発明を適用したデータフロー７６の一例を示している。

システムコントロールボード７１ではＲＩＰ処理が行われ、ＣＭＹＫの画像データが生成される。従来のデータフロー７５では、このＣＭＹＫ画像データをシステムコントロールボード７１からビデオインターフェイスボード７２へ転送していたが、本発明を適用したデータフロー７６では、システムコントロールボード７１において、本発明の符号化方法（たとえば、図９に示す処理）によって一次圧縮を行い。該一次圧縮で得た一次符号化データをシステムコントロールボード７１からビデオインターフェイスボード７２に転送する。これよりシステムコントロールボード７１からビデオインターフェイスボード７２へ転送するデータ量を削減することができる。

なお、本発明を適用したデータフロー７６においては、ビデオインターフェイスボード７２において一次符号化データを、たとえばＢＴＣ方式などで２次圧縮し、これを、たとえば、ハードディスク装置（ＨＤＤ）に保存する。印刷時には、ＨＤＤから符号化データが読み出され、プリンタコントロールボード７３に転送される。プリンタコントロールボード７３は、符号化データを、まず、２次圧縮に対応する復号処理を行い、続いて、一次圧縮に対応する復号処理（たとえば、図１０に示す処理）を行って、ＣＭＹＫ画像データに復号し、これを印刷部に送って記録紙への印刷を行わせる。

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

たとえば、実施の形態では、補助情報としてグレー置き換え率や特色置き換え率を使用したが、補助情報はこれに限定されるものではない。たとえば、元のＣＭＹＫ画像データに含まれているＫ値そのものを補助情報としてもよい。この場合、元のＣＭＹＫ画像データをＣＭＹ画像データやＲＧＢ画像データなどの色情報に変換し、この色情報と元のＣＭＹＫ画像データに含まれているＫ値とを使用して符号化する。色情報は元のＣＭＹＫ画像データと同等な色を表すものである。復号時には、たとえば、図７の演算式群４２におけるＣ、Ｍ、Ｙを求める式４２ｃ、４２ｍ、４２ｙを使用し、Ｋ値としては補助情報のＫ値を代入すればよい。補助情報（Ｋ値）が圧縮歪によって多少変動しても、色の再現性に与える影響は小さい。また、元のＫ成分をほぼ復号することができる。特色Ｓの場合も同様である。

なお、本発明に係る画像データ符号化方法やこれに対応する復号化方法は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を主要部とする画像処理装置によって、あるいはコンピュータ装置でプログラムを実行することによって実施される。また、本発明は、本発明に係わる画像データ符号化方法や復号化方法を実施する画像処理装置、あるいはコンピュータに本発明に係る画像データ符号化方法や復号化方法を実行させるプログラムとして構成されてもよい。

１０…元のＣＭＹＫの画像データ
１１…元の画像データと同等な色を表すＣＭＹ画像データ
１２…ＣＭＹ画像データを変換して得たＣＭＹＫ画像データ（Ｋ＝１０）
１３…ＣＭＹ画像データを変換して得たＣＭＹＫ画像データ（Ｋ＝２０）
１４…ＣＭＹ画像データを変換して得たＣＭＹＫ画像データ（Ｋ＝４０）
２０…元のＣＭＹＫの画像データ
２１…Ｋに置き換えるＣＭＹデータ
２２…置き換えで得たＫ成分データ
２３…非グレー置き換え分の画像データ
２４…グレー置き換え後の画像データ
３０…元のＣＭＹＳの画像データ
３１…特色置き換え分のＣＭＹデータ
３２…置き換えで得た特色成分データ
３３…非特色置き換え分の画像データ
３４…特色置き換え後の画像データ
４１…ＣＭＹＫをＲＧＢに変換する際の演算式群
４２…ＲＧＢをＣＭＹＫに変換する際の演算式群
５０…圧縮条件表
７１…システムコントロールボード
７２…ビデオインターフェイスボード
７３…プリンタコントロールボード
７５…従来のデータフロー
７６…本発明を適用したデータフロー

Claims (6)

1. Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロ）、Ｋ(ブラック)の４色を色成分とする画像データを符号化する画像データ符号化方法であって、
   各画素について、ＣＭＹＫ値と同等な色を表す、Ｒ（レッド）Ｇ(グリーン)Ｂ（ブルー）値に変換し、このＲＧＢ値と同等な色を表すＣＭＹＫ値であって各色成分が正またはゼロであるもののうちＫの値が最大になる場合のＫの値をＫ´として求め、Ｋ´と元データのＫ値との比率に相当する置き換え率と、該画素と同等な色を再現するための色情報であってＫの色成分を使用しない所定の成分で構成された色情報と、を用いて符号化する
   ことを特徴とする画像データ符号化方法。
2. 元の画素のＣＭＹＫ値と同等な色を表すＲＧＢ値への変換を、所定値の調整係数α（０＜α＜１）を用いて、
   Ｒ値＝１−min（１，Ｃ値×（１−αＫ値）＋αＫ値）
   Ｇ値＝１−min（１，Ｍ値×（１−αＫ値）＋αＫ値）
   Ｂ値＝１−min（１，Ｙ値×（１−αＫ値）＋αＫ値）
   なる演算によって行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像データ符号化方法。
3. 前記所定の成分で構成された色情報は、主に輝度成分を表す１つのデータと、主に色味成分を表す２つのデータで構成される
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像データ符号化方法。
4. 輝度成分、色味成分、置き換え率のうち、少なくとも置き換え率については、解像度を抑制して符号化する
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像データ符号化方法。
5. 符号化対象の画像を前記局所ブロックに分割し、
   局所ブロック内のデータのばらつき度合いが基準値未満の局所ブロックに含まれる画素は、置き換え率に加えて少なくとも色味成分についても解像度を抑制して符号化し、
   局所ブロック内のデータのばらつき度合いが基準値以上の局所ブロックに含まれる画素は、少なくとも色味成分について、ビット幅（階調数）を、ばらつき度合いが基準値未満の局所ブロックより抑制して符号化する
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像データ符号化方法。
6. 局所ブロック単位の符号量が固定長になるように符号化する
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像データ符号化方法。

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