JPH01279671A - 文書画像データの符号化方式 - Google Patents

文書画像データの符号化方式

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JPH01279671A
JPH01279671A JP63108997A JP10899788A JPH01279671A JP H01279671 A JPH01279671 A JP H01279671A JP 63108997 A JP63108997 A JP 63108997A JP 10899788 A JP10899788 A JP 10899788A JP H01279671 A JPH01279671 A JP H01279671A
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Masaaki Fujinawa
藤縄 雅章
Hiromichi Fujisawa
藤沢 浩道
Tatsuya Murakami
達也 村上
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Hitachi Ltd
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • H04N19/90Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using coding techniques not provided for in groups H04N19/10-H04N19/85, e.g. fractals
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は文書画像の符号化方式に係る。さらに詳しくい
えば、黒白2値の値で表現された中間調画像である疑似
中間調画像を符号化する際に、データ圧縮効率の向」二
を図る符号化方式に係る。
[従来の技術] 発明に最も近い公知例 (1)特開昭50−3713 (吹抜:2値信号の符量
化方式) (2)滝沢、吹抜:″高速ファクシミリUncompr
essed Modeへの切り替えのための最適判定法
、″昭56信学総犬、No、1209(昭56.3)(
3)滝沢、吹抜:″中間調表示高速ファクシミリのため
のRL/直接適応符号化方式、″昭55信学会通信部門
全国大会、87−8 従来、主として高速なファクシミリを想定して2値画像
の高能率符号化方式が検討されてきた。
このファクシミリの高能率符号化方式には、互換性、交
信性の点から国際規格で制定されたMH(Modj、f
]ed Iluffmann)、 M R(Modj、
fied Re1ativee]、emenl; ad
dress desjgnate)符号化方式が多く使
われている。この符号化方式は、単に、ファクシミリ通
信のみでなく、文書画像のファイリング等に広く使われ
ている。
MH符号化方式は、−本の走査線に着目して、黒と白の
ラン長を可変長符号で符号化する一次元方式である。こ
こで、ラン長とは、黒あるいは白の画素が走査線方向に
続く長さである。また、MR符号化方式は、符号化しよ
うとする走査線とその直上の参照走査線との白黒境界の
形状に着目して符号化する二次元逐次符号化方式である
これらの符号化方式は、通常の文書画像、図面などのを
想定し、これらの統計的性質に合致するように制定され
たものである。しかし、これらに合致しない文書画像も
多数存在する。たそえば、画像自身に細かな周期パター
ンがある新聞網点写真や、画像処理系が発生させた特徴
ある周期パターンであるデイザ画像などである。これら
の画像を前述のMH,MR符号化方式で符号化すると、
符号化効率が低下し、極端な場合は画素数より符号化ビ
ットの方が多くなる。
これを避けるために、細かな画像の領域では符号化をあ
きらめ、直接その画素の系列を伝送する方式、すなわち
、符号化/直接適応切り替え方式がある。これに関連す
るものは特開昭50−3713 C吹抜:2値信号の符
号化方式〕が挙げられる。また、ファクシミリの国際規
格における非圧縮モードも、この一つである。これに関
してはCCI丁’T(国際電信電話諮問機関)の勧告T
、6で詳細に規定されている。
この非圧縮モードに切り替えるとき、その識別符号語(
000000111+、」−〇ピッ1へ)を挿入する。
また、非圧縮モーI〜から出るとき、別の識別符号語(
0000001T、8ピッ]−5ただし、Tは次のラン
の色を示す付加ピッl〜、黒=1、白=0)を挿入する
したがって、頻繁に圧縮モートと非圧縮モート仕出入り
すると全体の符号i(符号化されたピッ1〜数)が多く
なり好ましくない。このために符号量の増大を招かない
判定方法が考案されている。
この一つがそれぞれの符号長を監視して判定する符号長
監視方式である〔滝沢、吹抜:′″高速ファクシミリU
ncompressed Modeへの切り替えのため
の最適判定法、″′昭56信学総犬、No、1209(
昭56゜3)〕。この方式は、以下の手順で判定を行う
(+)M I((M R’)符号化を行っている(圧縮
モーl〜)とき、吹のラン長が長く、MH(MR)符号
が非圧縮モードでの符号長より少ないビット数の場合は
、MH(MR)符号で符号化する。
(2)逆に、MH(MR)符号が非圧縮モートでの符号
長より多いピッ1へ数の場合は、符号化を保留し、それ
ぞれのモードでの符号長の差分を逐次蓄積加算する。そ
して、その差分が上記識別符号語の合計(18ビツト)
より長くなった場合のみ、非圧縮モードに切り替える。
(3)非圧縮モードへ切り替えた後は、上記の圧縮モー
1へと非圧縮モードを置換して判定する。
しかし、ここで述べた符号長を監視して判定を行う符号
長監視方式を実現しようとしたとき、前記、第二項の符
号化の保留期間が生じるため、なかなか符号化できない
状況が発生する。最悪の場合、−ページの文書画像を符
号化した段階でも、符号化モードが決定できない。この
ため、符号化処理時間が長くなり、両モードの符号化デ
ータを蓄えておくためのパフアメモリの容量も大きくな
る。
圧縮モートと非圧縮モードの判定方法において、他の一
つの方式はデイザ画像の特徴を利用した特徴量検出によ
る判定方式である。この画像の特徴として、ラン長を利
用した方式が提案されている〔滝沢、吹抜:″中間調表
示高速ファクシミリのためのRI、/直接適応符号化方
式、″昭55信学会通信部門全国人会、57−8]。
この方式では、ラン長が1と1または土と3となる組合
せが複数回連続したとき、非圧縮モートに遷移する。例
えば、連続回数は2回を判定の基準とする。
また、長いランをある回数以上検出したとき、圧縮モー
1へに遷移する。例えば、長さ8以上のランが1回また
は、長さ4以」二のランが2回以上を判定の基準とする
このティザ画像の特徴を利用した特徴量検出による判定
方式では、符号長監視方式で懸案となった符号化処理時
間及びバファアメモリ容量に関する問題は生しない。し
かし、このデイザ画像の特徴を利用した特徴量検出によ
る判定方式では、対象となるデイザの種類が限定される
。この場合のラン長が1と1または1と3となる組合せ
が多数少じるデイザ方式は、分散型の組織的デイザ方式
であるBayer型デイザパターンの場合である。
そのため、集中型の組織的デイザ方式である渦巻型デイ
ザパターンの場合は、この方式で判定することができな
い。つまり、判定の対象となるティザの方式が限定され
る欠点がある。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は上記のような現状に鑑みてなされたものであり
、判定の対象となる画像を限定せずに、かつ、符号化処
理時間が短く、両モードの符号化データを蓄えておくた
めのパフアメモリの容量も小さい符号化方式を提供する
ことを目的とする。
[問題を解決するための手段] 」1記目的は、符号長監視方式において問題となった長
い保留期間の発生を抑圧するため、それぞれのモードで
の符号長の差分を逐次蓄積加算するだけでなく、各モー
ドの符号長それ自身を逐次蓄積し、保留期間の全符号長
を監視することにより達成される。
[作用] 網点写真やデイザ画像を含んだ文書画像を効率良く符号
化する圧縮モード/非圧縮モートの適応的な切り替え方
式について述べる。
前項で述へたように、従来の符号長監視方式では長い保
留期間の発生する。そこで、これを改善するため、各モ
ー1−の符号長それ自身を達成蓄積し、保留期間の全符
号長を監視することによる最適なモートの切り替えを行
う新しい方式について詳細に述へる。
いま、MH,MR符号化方式などの圧縮モー1くで、第
1番目のラン長を符号化したときの符号の長さ[RI−
7]Jをとする。また、非圧縮モーI−で、第i番目の
ラン長を符号化したときの符号の長さ(UC)iをとす
る。第i番目のラン長を圧縮モードでの符号長と圧縮モ
ードでの符号長のそれぞれの符号長の差D]とすると Di= (RL)i−[U C)i     (1)と
表すことができる。
従来の符号化監視方式では、第(1)式で表されるそれ
ぞれのモートでの符号長の差D1の累積加算だけにより
モートの切り替えを行ってき。いま、第に一1番目のラ
ン長まで切り替えモートが決定していたとする。そこで
、第に番目のラン長からN個のランを観測することによ
り、以下の条件が満たされたときに、各モー1<が決定
される。
(1)非圧縮モート (2)圧縮モー1へ Σ Dl〈−■□−I 、      (3)i=k (3)保留 ただし、ABS(X)は、Xの絶対値を表す。また、■
□は非圧縮モートへの切り替えるための識別子のビイト
数、I2は圧縮モードへ切り替えるための識別子のビッ
ト数を表し、丁、およびI2は正の整数である。
つまり、第に番目のラン長からN個のランを観測したと
き、第(4)式の条件が続くことにより、処理時間が長
くなり、大きなバッファ容量の必要性が生しる。
そこで、本発明では、以下に述べる各モードの符号長そ
れ自信を逐次累積し、保留期間の全符号長を監視するこ
とにより、圧縮モード/非圧縮モートの判定を行う。
(3a)保留の継続 j=k          1=k (3b)保留の終了 j=k     i=に ただし、MAX(XL、I2)は+XxまたはI2の大
きい方を表し、Buffは、バッファの容量(単位ピン
ト)を表す。
第(5)式が成立し、保留期間を継続するとき、今まで
の符号化モー)くの履歴を勘案して以下のように符号化
モー1くを決定する。
3a−1ムまでのモーlくが#朋−ドのとき(1)圧縮
モート (2)保留 (2)非圧縮モート (1)圧縮モード Σ D1≦O(10) i=k (2)保留 (2)非圧縮モード 第(6)式が成立し、保留期間を終了するとき、今まで
の符−5化モー(・の履歴を勘案して以下のように符号
化モードを決定する。
工赴づつqのモードが圧縮モ:+4.a>−ζ亀(1)
圧縮モー]へ i=k              i=にコニk  
       j:k (11)非圧縮モー1く j =k              i =kj=k
         i=に 負叶対享走工妬舌二上Iす上dモー1へのとき(コ)圧
縮モート j:k             j=kj=k   
      j=k (l])非圧縮モード i=k             1=kl−k   
      1:に 以上の判定条件と符号化モー1くの関係を第3図にまと
める。つまり、それぞれのモードでの符号長の差分を逐
次蓄積するだけでなく、各モートの符号長それ自信を蓄
積し、かつ、これまでのモードの履歴を保存することに
より、従来、問題であった長い保留期間の発生を抑圧す
ることができる。
また、従来の方式である保留の終了を設けない方式に比
べ、本方式による符号化効率の低下は、はとんど生じな
い。
具体的には、電子通信学会のファクシミリ用のテストチ
ャートの写真部(女性像)を使用した実験結果では、以
下の通りである。
本方式による符号化効率の低下は、64ピッ1−の容量
のバッファを使用するだけで、0.5%以下にである。
ただし、デイザ方式は集中型の組織的デイザ法を用いた
[実施例] 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。第1図は本
発明の第一実施例である文書画像データの符号化方式の
機能ブロック図である。
本方式の機能ブロックは、文書画像データである原デー
タ蓄積部100、原データ蓄積部より複数ラインの原デ
ータを一時パッファリングするラインバッファ110、
圧縮モートで符号化を行う圧縮モート符号化部200、
非圧縮モードで符号化を行う非圧縮モード符号化部30
0、圧縮モードで符号化された符号データを一時バッフ
ァリングする圧縮データバッファ4.10、非圧縮モー
ドで符号化された符号データを一時ハノファリングする
非圧縮データバッファ420、それぞれのデータバッフ
ァ410.4−20からのデータを切り替えるセレクタ
500、それぞれの符号化モートでの符号データより最
適の符号化モードを判定する符号化判定部600、およ
び符号化データN積部700からなる。
第2図は本発明の基本部である最適な符号化モードを判
定する符号化モード判定部600の詳細な機能ブロック
図である。符号化モーI−判定部600は、それぞれの
符号化モードでの符号の長さの差の値を検出する符号長
差分検出部610、符号長差分検出結果の値を累積加算
する累積加算部620、圧縮モードでの符号の長さを検
出する圧縮符号長検出部630、圧縮符号長検出結果の
値を累積加算する累積加算部640、非圧縮モードでの
符号の長さを検出する非圧縮符号長検出部650、非圧
縮符号長検出結果の値を累積加算する累積加算部660
、過去の符号化モードの履歴を記憶する履歴保持部67
0、それぞれの加算部620.640.660の結果お
よび履歴保持部670の結果より、どのモートで符号化
すべきかを判定する切り替え判定部680、切り替え判
定が確定した時点で、次の判定のためにそれぞれの累積
加算部を初期化するリセット信号発生部690よりなる
本発明の詳細な説明する前に、まづ、符号化方式の概略
の流れについて述べる。
文書画像はスキャナなどの文書入力装置により読み取ら
れ、2値画像として原データ蓄積部100に格納される
。符号化処理を行うために、原データ蓄積部より、複数
ラインのデータをラインバッファ110に転送する。
ファクシミリ装置においては、光電変換された文書画像
の画像信号が2値化され、直接、ラインバッファ110
に転送される場合もある。
ラインバッファの原データを入力しながら、符号化部2
00.300は符号化処理を行う。ここでの符号化処理
には、CCITT(国際電信電話諮問機関)の勧告であ
るグループ3 (G3)またはグループ4.(G4)フ
ァクシミリ装置のためのファクシミリ符号化方式を使用
することができる。
ここでは、勧告T、6で規定されたグループ4(G4)
の符号化方式を使用した場合について説明する。勧告T
、4に規定されているグループ3(G3)の符号化方式
を使用しても同様な処理が可能である。
勧告T、6で規定されたグループ4 (G4)のファク
シミリ符号化方式は、ベーシックファクシミリ符号化方
式とオプショナルファクシミリ符−じ化方式からなる。
ベーシックファクシミリ符号化方式は、2次元符号化方
式であり、通常、MR符号化方式と呼ばれている。また
、オプショナルファクシミリ符号化方式は、白黒2値画
像だけでなく、中間調やカラー画像のための符号化方式
に規定する。本発明では、白黒2値画像のためのオプシ
ョナルファクシミリ符号化方式である非圧縮モートを用
いて説明する。 圧縮モーI−符号化部200は、勧告
T、6のベーシックファクシミリ符号化方式(MR符号
化方式)を用いて符号化を行う。
また、非圧縮モー1く符号化部210は、白黒2値画像
のためのオプショナルファクシミリ符号化方式である非
圧縮モードを用いて符号化を行う。
圧縮モード符号化部で符号化された符号データは、符号
化モード判定部での判定の遅れを保証するために、−時
、圧縮データバッファ410に蓄積される。非圧縮モー
ト符号化部で符号化された符号データも同様である。セ
レクタ500において、符号判定回部600の判定信号
に基づいた最適なモー1への符号データが選択され、符
号化データ蓄積部700に転送される。
本発明の基本部である符号判定部600の詳細な動作に
ついて説明する。
符号判定部600の人力信号は、圧縮モード符号化部2
00の出力である圧縮モードで符号化された圧縮符号デ
ータ201および非圧縮モード符号化部300の出力で
ある非圧縮モードで符号化された非圧縮符号データ30
1である。符号長差分検出部610は、圧縮符号データ
201と非圧縮符号データ符号長の差分を検出する。こ
のために、符号長差分検出部は、二つの入力クロックで
動作するアップ・ダウンカウンタからなっている。
このアップ・ダウンカウンタのアップ信号入力に圧縮符
号データ201を加え、ダウン信号入力に非圧縮符号デ
ータ301を加える。その結果、このカウンタの出力は
、それぞれの符号の長さの差分データ611が演算され
る。この差分データが〔作用〕の項で説明したDjであ
る。
累積加算部620は、符号長差分検出部610の出力結
果である差分データ611を入力として、原データのラ
ン長ごとに、差分データを加算していく。この累積加算
結果が差分加算データ621であり、〔作用〕の項で説
明した符号長の差Σ Diとなる。
i=に 圧縮符号長検出部630は、圧縮符号データ201を入
力として、その圧縮符号の長さを泪測する通常のカウン
タである。この出力結果は、符号長差分検出部と同様に
、累積加算される。この累積加算の結果が圧縮符号加算
データ641であり、〔作用〕の項で説明した符号長の
金言1Σ (RL)iとなる。
i=k また、非圧縮符号長検出部650は、非圧縮符号データ
301を入力として、その非圧縮符号の長さを計測する
通常のカウンタである。この出力結果は、符−8長差分
検出部と同様に、累積加算される。この累積加算の結果
が非圧縮符号加算データ66]であり、〔作用〕の項で
説明した符号長の金側 Σ I:UC:ljとなる。
]=に 履歴保持部670には、一つ前の判定結果671が保持
される。
それぞれの累積加算部の結果621.641.661、
および一つ前の判定結果671の情報をもとに、切り替
え判定を行う。この切り替え判定の結果681は、圧縮
モートと非圧縮モートの何れかであり、保留期間は出力
されない。このアルゴリズムは〔作用〕の項で説明した
判定条件と符号化モー1〜の第3図に従う。
切り替え判定の結果681が出力されたときに限り、リ
セッ1〜信号発生回路690より、各累積加算部620
.64−0.660を初期化する。つまり、累積結果を
零にする。
第4図は本発明の第二実施例である文書画像データの符
号化方式の機能ブロック図である。
本実施例は画像の特徴を利用した特徴量検出による判定
方式である。本実施例では、従来のラン長の組合せでな
く、デイザ画像の本質的特徴量を使用しているため、デ
イザ方式に限定されない。
本実施例では、画像の特徴量に (1)水平方向の変化点数 (2)垂直方向の変化点数 (3)黒点の数 を使用し、過去の履歴も同じに勘案した。
第一の実施例との構成上の相違の第一は、圧縮モード符
号化部とセレクタ500の間にデータバッファ410.
420がないこと、第二は、符号化しない前の原データ
より最適の符号化モー1−を判定していることである。
本発明の基本部である最適な符号化モードを判定する符
号化モード判定部1600の詳細な機能ブロックを説明
する。符号化モー1−判定部1600は、複数ラインの
ラインバッファ110からの画像の原データを参照して
判定を行う。判定に用いる参照領域の大きさは水平方向
MX垂直方向りの矩形である。通常、判定では16×2
から24×2の大きさの参照領域を使用する。水平変化
点検出部j−610は、参照領域中における原データの
横方向の白黒の切り替わり点の数を検出する。また、垂
直変化点検出部162oは、参照領域中における原デー
タの縦方向の白黒の切り替わり点の数を検出する。黒ド
ツト検出部1670は、参照領域における黒点の数を検
出する。画像の特徴を利用した特徴量検出による切り替
え判定部1680は、以上述へた3個の特徴量と過去の
履歴より切り替えモートを判定する。
第5図は本発明の第三実施例である文書画像データの符
号化方式の機能ブロック図である。
本実施例は2値化された原データまたは符号化されたデ
ータから符号化モート髪判定するのではなく、別の手段
で符号化モードを識別する。その識別結果は識別データ
900として原データと同様に蓄積し、これを符号化モ
ードの判定に用いる。
本方式は、写真の領域を自動的に判定する機能を有する
画像スキャナ800などを用いて文書画像を入力する場
合、特に有効である。
写真の領域を自動的に判定する方式は、同一発明者によ
る特願昭62−151108を用いることができる。
第6図は本発明の第四実施例である文書画像データの符
号化方式の機能ブロック図である。
本方式は、写真の領域を自動的に判定するのではなく特
定の位置に常に写真が記載されている文書、例えば、履
歴書を入力する場合に、特に有効である。
指定位置入力装置1000を用いて、マニアルにより写
真等の位置を人力する。
[発明の効果] 以上説明したごとく、本発明の符号化方式によれば、従
来、問題であった符号化しようとする文書画像に制限が
無くなり、かつ、符号化モー1〜の判定の遅れを一定の
時間以内に保証できる。そのため、本発明の符号化方式
は、符号化処理の遅れが短く、かつ、符号化データを蓄
積するためのバッファメモリの容量は小さい。
符号化しようとする文書画像に制約が無くなったため、
文書画像のティザ方式に任意の方式を採用することがで
きる。
そのため写真を含んだ文書画像を高品質に符号化するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は第一の実施例である文書画像データの符号化方
式の機能ブロック図、第2図は第一の実施例の符号化モ
ード判定部の機能ブロック図、第3図は判定条件と符号
化モートの関係、第4図は第二の実施例である文書画像
データの符号化方式の機能ブロック図、第5図は第三の
実施例である文書画像データの符号化方式の機能ブロッ
ク図、第6図は第四の実施例である文書画像データの符
号化方式の機能ブロック図 ]、 OOは原データ蓄積部、110はラインバッファ
110.200は圧縮モー1く符号化部、300は非圧
縮モート符号化部、410は圧縮データバッファ、42
0は非圧縮データバッファ420.500はセレクタ、
600は符号化判定部、700は符号化データ蓄積部、
610は符号長差分検出部、620は符号長差分検出結
果の値を累積加算する累積加算部、630は圧縮符号長
検出部、640は圧縮符号長検出結果の値を累積加算す
る累積加算部、650は非圧縮符号長検出部、660は
非圧縮符号長検出結果の値を累積加算する累積加算部、
670は履歴保持部、680は切り替え判定部、690
はリセット信号発生部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数の符号化方式を選択し、選択された符号化方式
    を表す識別符号とともに上記符号化された信号に文書画
    像データを変換する文書画像データの符号化方式におい
    て、 それぞれの符号化方式で変換された符号の符号の長さを
    検出し、その長さを累積加算する手段と、前記の符号化
    方式で変換された個々の符号の長さの差分を検出し、そ
    の差分を累積加算する手段と、 過去の符号化方式の選択結果の履歴を記憶する手段と、 以上3種類の手段より得られた情報を基に、複数の符号
    化方式の中の一つを選択する切り替え判定手段 を有することを特徴とする文書画像データの符号化方式
    。 2、複数の符号化方式を選択し、選択された符号化方式
    を表す識別符号とともに上記符号化された信号に文書画
    像をデータを変換する文書画像データの符号化方式にお
    いて、 それぞれの符号化方式で変換された符号を一時蓄積する
    バッファメモリと それぞれのバッファメモリに蓄積された符号データ量を
    検出する手段と 前記バッファメモリに蓄積された符号化データ量の符号
    化方式の違いに依る差分を検出する手段と 過去の符号化方式の選択結果の履歴を記憶する手段と、 以上3種類の手段より得られた情報を基に、複数の符号
    化方式の中の一つを選択する切り替え判定手段 を有することを特徴とする文書画像データの符号化方式
    。 3、複数の符号化方式を選択し、選択された符号化方式
    を表す識別符号とともに上記符号化された信号に文書画
    像をデータを変換する文書画像データの符号化方式にお
    いて、 文書画像の特徴を判定する手段として文書画像の走査線
    方向の画像の変化点、垂直方向の画像の変化点および黒
    画素の数を検出する手段と、過去の符号化方式の選択結
    果の履歴を記憶する手段と、 以上3種類の手段より得られた情報を基に、複数の符号
    化方式の中の一つを選択する切り替え判定手段 を有することを特徴とする文書画像データの符号化方式
    。 4、複数の符号化方式を選択し、選択された符号化方式
    を表す識別符号とともに上記符号化された信号に文書画
    像をデータを変換する文書画像データの符号化方式にお
    いて、 符号化処理を行う以前に、複数の符号化方式の中から1
    つを選択する情報を作成する手段と前記手段の結果によ
    り複数の符号化方式の中の一つを選択する切り替え判定
    手段 を有することを特徴とする文書画像データの符号化方式
    。 5、特許請求の範囲第3項に記載した文書画像の符号化
    方式において、 符号化処理を行う以前に、文書画像の特徴を表す情報を
    与える手段と 前記文書画像の特徴を表す情報により、切り替え判定手
    段の特性を変更する手段 を有することを特徴とする文書画像データの符号化方式
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