JPH0137063B2 - - Google Patents
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- JPH0137063B2 JPH0137063B2 JP58245622A JP24562283A JPH0137063B2 JP H0137063 B2 JPH0137063 B2 JP H0137063B2 JP 58245622 A JP58245622 A JP 58245622A JP 24562283 A JP24562283 A JP 24562283A JP H0137063 B2 JPH0137063 B2 JP H0137063B2
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T9/00—Image coding
- G06T9/004—Predictors, e.g. intraframe, interframe coding
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/40—Picture signal circuits
- H04N1/40062—Discrimination between different image types, e.g. two-tone, continuous tone
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
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- H04N1/411—Bandwidth or redundancy reduction for the transmission or storage or reproduction of two-tone pictures, e.g. black and white pictures
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
本発明は画像処理システムに係わり、特に解像
度の異なる複数の画像処理装置を含む画像処理シ
ステムに係わる。
度の異なる複数の画像処理装置を含む画像処理シ
ステムに係わる。
［背景］
近年、フアクシミリなどの画像処理装置の普及
は目ざましく、処理環境もローカルなものからシ
ステム的なものへと進んでいる。
は目ざましく、処理環境もローカルなものからシ
ステム的なものへと進んでいる。
画像データは符号化データとは異なり、それ自
体では意味を持たず、２次元平面に展開されるこ
とにより意味を持つようになる。このため、画像
は平面を規定するパラメータ、例えば縦、横のペ
ル数、階調等に依存するが、これらのパラメータ
は装置によつて異なつているのが普通である。従
つて、解像度、圧縮／伸張および画像データ伝送
に関して次のような問題がある。
体では意味を持たず、２次元平面に展開されるこ
とにより意味を持つようになる。このため、画像
は平面を規定するパラメータ、例えば縦、横のペ
ル数、階調等に依存するが、これらのパラメータ
は装置によつて異なつているのが普通である。従
つて、解像度、圧縮／伸張および画像データ伝送
に関して次のような問題がある。
(1) 解像度
現在製品化されている画像用の入出力装置
（スキヤナ、プリンタ、デイスプレイ等）は
様々な解像度を持つているが、異なつた解像度
を持つ装置を接続することは難しい。将来は解
像度の異なる画像データが共通の画像データベ
ースに蓄積されることが予想されるので、解像
度の変換をどのように行うかが問題となろう。
（スキヤナ、プリンタ、デイスプレイ等）は
様々な解像度を持つているが、異なつた解像度
を持つ装置を接続することは難しい。将来は解
像度の異なる画像データが共通の画像データベ
ースに蓄積されることが予想されるので、解像
度の変換をどのように行うかが問題となろう。
(2) 圧縮／伸張
現在、画像データの圧縮方式としては修正ハ
フマン方式、修正リード方式などがあり、これ
らは一定の解像度を持つた画像データの統計に
基づいて符号が定められている。従つて、解像
度が異なると最適な符号化（圧縮）が行なわれ
ない。
フマン方式、修正リード方式などがあり、これ
らは一定の解像度を持つた画像データの統計に
基づいて符号が定められている。従つて、解像
度が異なると最適な符号化（圧縮）が行なわれ
ない。
(3) 画像データ伝送
一般にデイスプレイはスキヤナよりも解像度
が低いが、スキヤナで走査した画像をデイスプ
レイで表示させる場合、高解像度の画像データ
をそのままデイスプレイへ送つて、デイスプレ
イ側でそれを低解像度の画像データに直してい
るのが現状である。これではデータ伝送に無駄
がある。一番望ましいのは、受信側の解像度に
合つた画像データだけを送ることであろう。
が低いが、スキヤナで走査した画像をデイスプ
レイで表示させる場合、高解像度の画像データ
をそのままデイスプレイへ送つて、デイスプレ
イ側でそれを低解像度の画像データに直してい
るのが現状である。これではデータ伝送に無駄
がある。一番望ましいのは、受信側の解像度に
合つた画像データだけを送ることであろう。
これらの問題は画像データの表現方法に関係
している。従来表現方法としては、２値表現、
モザイク表現、DF表現、ランレングス表現な
どがあるが、解像度の違いが考慮されていない
ので、上記の問題を解決しているとは言えな
い。
している。従来表現方法としては、２値表現、
モザイク表現、DF表現、ランレングス表現な
どがあるが、解像度の違いが考慮されていない
ので、上記の問題を解決しているとは言えな
い。
［発明の概要］
本発明の目的は、解像度の異なる複数の画像処
理装置を１つのシステムに組み込むことである。
理装置を１つのシステムに組み込むことである。
本発明によれば、伝送または記憶される各々の
画像は、レゾリユーシヨンレイヤ（RSL）と呼
ばれる幾つかの層に分けて表現される。各層には
異なつた解像度が対応している。基本層と呼ばれ
る最初の層は圧縮された基本画像（CBI）を含
み、その解像度は最も低い。残りの層は誤差補償
データ（ECD）を含み、層が進むにつれて解像
度が高くなる。画像データの構造をこのように階
層的あるいはピラミツド状にすることは公知で、
例えば米国特許第4222076号やK.R.Sloan、Jr.、
S.L.Tanimoto“Progressive Refinement of
Raster Image”IEEE TRANSACITIONS ON
COMPUTERS、VOL.c−28、No.11、1979年11
月、871〜874頁に記載されている。しかし、従来
の画像データ構造は検索を目的として考え出され
たもので、各層のデータの内容は本発明とは異な
つており、しかも原画像データだけを記憶する場
合よりも記憶容量が増えるという欠点がある。本
発明のRSL表現によれば、原画像データの量と
同等あるいはそれ以下にすることができるだけで
なく、装置からの独立性が保たれ、画像の持つ統
計的性質に左右されず、必要なデータだけを伝送
することができる。
画像は、レゾリユーシヨンレイヤ（RSL）と呼
ばれる幾つかの層に分けて表現される。各層には
異なつた解像度が対応している。基本層と呼ばれ
る最初の層は圧縮された基本画像（CBI）を含
み、その解像度は最も低い。残りの層は誤差補償
データ（ECD）を含み、層が進むにつれて解像
度が高くなる。画像データの構造をこのように階
層的あるいはピラミツド状にすることは公知で、
例えば米国特許第4222076号やK.R.Sloan、Jr.、
S.L.Tanimoto“Progressive Refinement of
Raster Image”IEEE TRANSACITIONS ON
COMPUTERS、VOL.c−28、No.11、1979年11
月、871〜874頁に記載されている。しかし、従来
の画像データ構造は検索を目的として考え出され
たもので、各層のデータの内容は本発明とは異な
つており、しかも原画像データだけを記憶する場
合よりも記憶容量が増えるという欠点がある。本
発明のRSL表現によれば、原画像データの量と
同等あるいはそれ以下にすることができるだけで
なく、装置からの独立性が保たれ、画像の持つ統
計的性質に左右されず、必要なデータだけを伝送
することができる。
RSL表現における基本層のデータ（基本画像）
は、原画像データから最も低い解像度の画像デー
タを作成して、それを修正リード方式または算術
符号による予測符号化等の適当なアルゴリズムに
従つて圧縮したものである。他の層のデータ即ち
誤差補償データは、基本層から自身より１つ前の
層までのデータを用いて復元された予側画像と当
該層に対応する解像度を持つた実際の画像との間
の誤差を表わしている。従つて、予測画像を誤差
補償データで修正すれば、正しい画像が得られ
る。誤差補償データに対しては算術符号化を使用
するのが望ましい。これについては後で詳しく述
べる。
は、原画像データから最も低い解像度の画像デー
タを作成して、それを修正リード方式または算術
符号による予測符号化等の適当なアルゴリズムに
従つて圧縮したものである。他の層のデータ即ち
誤差補償データは、基本層から自身より１つ前の
層までのデータを用いて復元された予側画像と当
該層に対応する解像度を持つた実際の画像との間
の誤差を表わしている。従つて、予測画像を誤差
補償データで修正すれば、正しい画像が得られ
る。誤差補償データに対しては算術符号化を使用
するのが望ましい。これについては後で詳しく述
べる。
所望の画像データを特定の画像処理装置へ送つ
て復元させる場合には、その装置の解像度に合つ
た層までのデータだけが送られる。
て復元させる場合には、その装置の解像度に合つ
た層までのデータだけが送られる。
［実施例の説明］
本発明に従う画像処理システムの一構成例を第
１図に示す。このシステムでは、フアクシミリ１
０および１２、スキヤナ１４、プリンタ１６、な
らびにデイスプレイ１８が画像データベース２０
を介して通信するようになつているが、これらの
画像処理装置の数および種類は任意に選択でき
る。というのは、本発明におけるRSL表現が画
像処理装置の物理的特性とは無関係だからであ
る。各装置の解像度の一例を次に示す。勿論、本
発明はこれに限定されるものではない。
１図に示す。このシステムでは、フアクシミリ１
０および１２、スキヤナ１４、プリンタ１６、な
らびにデイスプレイ１８が画像データベース２０
を介して通信するようになつているが、これらの
画像処理装置の数および種類は任意に選択でき
る。というのは、本発明におけるRSL表現が画
像処理装置の物理的特性とは無関係だからであ
る。各装置の解像度の一例を次に示す。勿論、本
発明はこれに限定されるものではない。
フアクシミリ10−８ペル／mm
フアクシミリ12−10ペル／mm
スキヤナ 14−16ペル／mm
プリンタ 16−10ペル／mm
デイスプレイ18−４ペル／mm
なお各画像処理装置の詳細は本発明とは無関係
であるし、また既によく知られているので、ここ
では省略する。
であるし、また既によく知られているので、ここ
では省略する。
図には示していないが、画像データベース２０
は普通は上位処理装置または中央の蓄積交換局に
設けられる。画像データベース２０は後述する
RSL表現の画像データCBIおよびECD＝ｉ（ｉ＝
１、２、………）をフアクシミリ１０および１２
ならびにスキヤナ１４から受け取つて蓄積し、所
望の層までの画像データだけを各々の装置１０〜
１８へ送る。例えば、スキヤス１４で作成した画
像データをプリンタ１６へ送る場合は、プリンタ
１６の解像度に合つた画像データCBIおよびECD
−１だけが送られる。フアクシミリ１０で作成し
た画像データをフアクシミリ１２へ送る場合は、
フアクシミリ１２の解像度に対応するデータ
ECD−２がないので、CBI及びECD−１だけが
送られる。
は普通は上位処理装置または中央の蓄積交換局に
設けられる。画像データベース２０は後述する
RSL表現の画像データCBIおよびECD＝ｉ（ｉ＝
１、２、………）をフアクシミリ１０および１２
ならびにスキヤナ１４から受け取つて蓄積し、所
望の層までの画像データだけを各々の装置１０〜
１８へ送る。例えば、スキヤス１４で作成した画
像データをプリンタ１６へ送る場合は、プリンタ
１６の解像度に合つた画像データCBIおよびECD
−１だけが送られる。フアクシミリ１０で作成し
た画像データをフアクシミリ１２へ送る場合は、
フアクシミリ１２の解像度に対応するデータ
ECD−２がないので、CBI及びECD−１だけが
送られる。
ここで第２図を参照しながら本発明の根幹をな
すRSL表現について説明する。RSL表現は層０
（基本層）に属する圧縮された基本画像（CBI）
と、層１〜Ｎに各々属するＮ個の誤差補償データ
（ECD−１〜ECD−Ｎ）とから成つている。層０
〜Ｎには各々異なつた解像度が対応しており、層
０が最低で以下層Ｎに近づくにつれて高くなり、
層Ｎが最高である。層Ｎに対応する解像度は、画
像を走査してこのRSL表現を作成した装置（例
えばフアクシミリ１０）のものであり、従つてＮ
の値はシステム内で一定ではない。
すRSL表現について説明する。RSL表現は層０
（基本層）に属する圧縮された基本画像（CBI）
と、層１〜Ｎに各々属するＮ個の誤差補償データ
（ECD−１〜ECD−Ｎ）とから成つている。層０
〜Ｎには各々異なつた解像度が対応しており、層
０が最低で以下層Ｎに近づくにつれて高くなり、
層Ｎが最高である。層Ｎに対応する解像度は、画
像を走査してこのRSL表現を作成した装置（例
えばフアクシミリ１０）のものであり、従つてＮ
の値はシステム内で一定ではない。
CBIは最低の解像度を持つた実際の画像を表わ
しているが、ECDは実際の画像ではなくそれと
予測画像との間の誤差を表わしている。従つて、
例えば既に作成されたRSL表現を用いて層１の
実際の画像を合成する場合は、CBIを伸張するこ
とによつて得られる基本画像ECD−１が加えら
れる。層２〜Ｎの画像を合成する場合も同様であ
る。ただし層ＮまでしかないRSI表現を用いてそ
れよりも解像度の高い画像を得たい場合には、適
当なペル密度変換（予測）技術が使用されること
になろう。これについては後述する。第２図中、
実線の矢印は画像分解プロセスを表わし、点線の
矢印は画像合成プロセスを表わしている。
しているが、ECDは実際の画像ではなくそれと
予測画像との間の誤差を表わしている。従つて、
例えば既に作成されたRSL表現を用いて層１の
実際の画像を合成する場合は、CBIを伸張するこ
とによつて得られる基本画像ECD−１が加えら
れる。層２〜Ｎの画像を合成する場合も同様であ
る。ただし層ＮまでしかないRSI表現を用いてそ
れよりも解像度の高い画像を得たい場合には、適
当なペル密度変換（予測）技術が使用されること
になろう。これについては後述する。第２図中、
実線の矢印は画像分解プロセスを表わし、点線の
矢印は画像合成プロセスを表わしている。
次に第３図を参照しながら、第２図の如き
RSL表現を作成するための基礎となる画像分解
プロセスについて説明する。まず高解像度画像
（HRI）３０に対しペル密度変換を施すことによ
つて、それより１段下の低解像度画像（LRI）３
２が作成される。HRI３０の層をｉ（ｉ＝１、
２、………Ｎ）とすると、LRI３２の層はｉ−１
である。次いで、LRI３２に対し適切な予測アル
ゴリズムを適用することによつて、HRI３０と
同じ解像度を持つた予測高解像度画像（PHRI）
３４が作成される。最後にHRI３０およびPHRI
３４の差即ち予測誤差を測定することによつて誤
差補償データ（ECD）３６が作成される。この
プロセスは層Ｎの原画像から始まつて、層０の基
本画像がLRI３２として得られるまで繰返し実行
される。
RSL表現を作成するための基礎となる画像分解
プロセスについて説明する。まず高解像度画像
（HRI）３０に対しペル密度変換を施すことによ
つて、それより１段下の低解像度画像（LRI）３
２が作成される。HRI３０の層をｉ（ｉ＝１、
２、………Ｎ）とすると、LRI３２の層はｉ−１
である。次いで、LRI３２に対し適切な予測アル
ゴリズムを適用することによつて、HRI３０と
同じ解像度を持つた予測高解像度画像（PHRI）
３４が作成される。最後にHRI３０およびPHRI
３４の差即ち予測誤差を測定することによつて誤
差補償データ（ECD）３６が作成される。この
プロセスは層Ｎの原画像から始まつて、層０の基
本画像がLRI３２として得られるまで繰返し実行
される。
上述の画像分解プロセスを第１図のフアクシミ
リ１２に適用した例を第４図に示す。フアクシミ
リ１２の解像度は10ペル／mmで、これは第１図の
システムにおいては下から３番目であるから、
RSL表現の層数Ｎ＋１は３である。
リ１２に適用した例を第４図に示す。フアクシミ
リ１２の解像度は10ペル／mmで、これは第１図の
システムにおいては下から３番目であるから、
RSL表現の層数Ｎ＋１は３である。
まずフアクシミリ１２は書類（図示せず）を走
査することによつて層２に属する原画像４０を生
成する。次いで原画像４０に対しペル密度変換を
施すことにより、８ペル／mmの解像度を持つた最
初のLRI４２が作成される。層２のための誤差補
償データECD−２は前述の予測誤差を符号化す
ることによつて得られる。詳細についてはあとで
述べるが、これは算術符号化によるのが望まし
い。次いで層１の誤差補償データECD−１を得
るため、LRI４２のペル密度を半分にすることに
よつて、解像度が４ペル／mmの第２のLRI即ち基
本画像４４が作成される。ECD−１はLRI４２と
基本画像４４からの予測画像との差を符号化する
ことによつて得られる。ここでも算術符号化が使
用される。最後に、基本画像４４が例えば修正リ
ード方式で圧縮されてCBIになる。フアクシミリ
１２はCBI、ECD−１およびECD−２から成る
RSLデータストリーム４６を形成し、上位処理
装置（図示せず）へ送る。上位処理装置は受け取
つたRSLデータストリーム４６を画像データベ
ース２０に蓄積する。
査することによつて層２に属する原画像４０を生
成する。次いで原画像４０に対しペル密度変換を
施すことにより、８ペル／mmの解像度を持つた最
初のLRI４２が作成される。層２のための誤差補
償データECD−２は前述の予測誤差を符号化す
ることによつて得られる。詳細についてはあとで
述べるが、これは算術符号化によるのが望まし
い。次いで層１の誤差補償データECD−１を得
るため、LRI４２のペル密度を半分にすることに
よつて、解像度が４ペル／mmの第２のLRI即ち基
本画像４４が作成される。ECD−１はLRI４２と
基本画像４４からの予測画像との差を符号化する
ことによつて得られる。ここでも算術符号化が使
用される。最後に、基本画像４４が例えば修正リ
ード方式で圧縮されてCBIになる。フアクシミリ
１２はCBI、ECD−１およびECD−２から成る
RSLデータストリーム４６を形成し、上位処理
装置（図示せず）へ送る。上位処理装置は受け取
つたRSLデータストリーム４６を画像データベ
ース２０に蓄積する。
第５図に示すように、RSLデータストリーム
４６′に含まれるCBI、ECD−１およびECD−２
を合成して原画像４０′を復元するプロセスは第
４図の分解プロセスの丁度逆である。簡単に説明
すると、まずCBIを伸張することによつて基本画
像４４′が復元され、次にECD−１を復号して基
本画像４４′に加えることにより最初のLRI４
２′が復元され、最後にECD−２を復号してLRI
４２′に加えることにより原画像４０′が復元され
る。
４６′に含まれるCBI、ECD−１およびECD−２
を合成して原画像４０′を復元するプロセスは第
４図の分解プロセスの丁度逆である。簡単に説明
すると、まずCBIを伸張することによつて基本画
像４４′が復元され、次にECD−１を復号して基
本画像４４′に加えることにより最初のLRI４
２′が復元され、最後にECD−２を復号してLRI
４２′に加えることにより原画像４０′が復元され
る。
次に第３図および第４図のところで簡単に触れ
たペル密度変換（減少）、予測および算術符号化
について詳述する。
たペル密度変換（減少）、予測および算術符号化
について詳述する。
第３図においてHRI３０からLRI３２を得るた
めのペル密度変換法としては、線形補間法、投影
法など多くの方法がある。ここでは変換による画
質の低下がそれ程でなく、しかも簡単であるとい
う理由で線形補間法を使用するが、RSL表現に
関する限りペル密度変換法を特定の方法に限定す
る必要はない。
めのペル密度変換法としては、線形補間法、投影
法など多くの方法がある。ここでは変換による画
質の低下がそれ程でなく、しかも簡単であるとい
う理由で線形補間法を使用するが、RSL表現に
関する限りペル密度変換法を特定の方法に限定す
る必要はない。
線形補間法によつてLRI中の特定のペルの値を
そのまわりの４つのHRIペルの値から推定する
例を第６図に示す。ここでは２値画像を考え、０
が白ペルを表わし、１が黒ペルを表わすものとす
る。図中、丸印はHRIペルを表わし、四角印は
LRIペルを表わす（次の第７図も同じ）。目的と
するペル即ちLRIペルＸのグレイベル値Ｐは次式
から計算される。
そのまわりの４つのHRIペルの値から推定する
例を第６図に示す。ここでは２値画像を考え、０
が白ペルを表わし、１が黒ペルを表わすものとす
る。図中、丸印はHRIペルを表わし、四角印は
LRIペルを表わす（次の第７図も同じ）。目的と
するペル即ちLRIペルＸのグレイベル値Ｐは次式
から計算される。
Ｐ＝（１−Δx）（１−Δy）I1
＋（１−Δx）ΔyI2＋ΔxΔyI3
＋Δx（１−Δy）I4
Ｐの値が0.5以上であればＸは１（黒）と推定さ
れ、Ｐの値が0.5より小さければＸは０（白）と推
定される。上式中、ΔxおよびΔyの値は、HRIお
よびLRIの基準ペル（例えば左上端のペル）の位
置と変換率（10ペル／mmから８ペル／mmへの変換
の場合は4/5）とが分つていれば簡単に計算でき
る。４つのHRIペルII〜Ｉ４の値は既知である。
れ、Ｐの値が0.5より小さければＸは０（白）と推
定される。上式中、ΔxおよびΔyの値は、HRIお
よびLRIの基準ペル（例えば左上端のペル）の位
置と変換率（10ペル／mmから８ペル／mmへの変換
の場合は4/5）とが分つていれば簡単に計算でき
る。４つのHRIペルII〜Ｉ４の値は既知である。
前述のように、LRIはHRIのペル密度即ち解像
度を下げることによつて得られたものであるか
ら、LRIおよびHRIのペルの間には強い相関があ
る。従つて、反対にLRIからHRIを予測した場
合、その予測誤差は僅かであり、それを符号化し
た誤差補償データ（ECD）の量も少なくなると
考えられる。HRIの予測はペル毎に行われ、従
つて予測確率もペル毎に与えられるので、ECD
の符号化方式としては、例えばハフマン符号のよ
うにペルをブロツク化して表引きにより符号化を
行うものよりも、ペル毎の予測確率を利用する算
術符号化の方が適している。符号化効率も算術符
号化の方が良い。
度を下げることによつて得られたものであるか
ら、LRIおよびHRIのペルの間には強い相関があ
る。従つて、反対にLRIからHRIを予測した場
合、その予測誤差は僅かであり、それを符号化し
た誤差補償データ（ECD）の量も少なくなると
考えられる。HRIの予測はペル毎に行われ、従
つて予測確率もペル毎に与えられるので、ECD
の符号化方式としては、例えばハフマン符号のよ
うにペルをブロツク化して表引きにより符号化を
行うものよりも、ペル毎の予測確率を利用する算
術符号化の方が適している。符号化効率も算術符
号化の方が良い。
LRIからHRIの予測は、原理的には第６図のと
ころで説明した線形補間法と同じでもよいが、
ECDのデータ量を減らして圧縮率を高めるため
には、予測誤差をできるだけ少なくすることが重
要である。線形補間法の式を再記すると、 Ｐ＝（１−Δx）（１−Δy）I1 ＋（１−Δx）ΔyI2＋ΔxΔyI3 ＋Δx（１−Δy）I4 ただし、ここではＩ１〜Ｉ４は予測すべき
HRIペルを囲む４つのIRIペルの値（０または
１）である。ペル毎に上式を計算してもよいが、
Δx、ΔYおよびＩ１〜Ｉ４の値を１つに連結して
例えば12ビツトのアドレス（ΔxおよびΔyが各４
ビツト、Ｉ１〜Ｉ４が各１ビツト）を形成し、そ
れによつて確率表をアクセスすることも考えられ
る。その場合、確率表の各エントリとしては、上
式の計算値をそのままロードしておくよりも、画
像の統計的性質を反映した確率値をロードしてお
く方が望ましい。
ころで説明した線形補間法と同じでもよいが、
ECDのデータ量を減らして圧縮率を高めるため
には、予測誤差をできるだけ少なくすることが重
要である。線形補間法の式を再記すると、 Ｐ＝（１−Δx）（１−Δy）I1 ＋（１−Δx）ΔyI2＋ΔxΔyI3 ＋Δx（１−Δy）I4 ただし、ここではＩ１〜Ｉ４は予測すべき
HRIペルを囲む４つのIRIペルの値（０または
１）である。ペル毎に上式を計算してもよいが、
Δx、ΔYおよびＩ１〜Ｉ４の値を１つに連結して
例えば12ビツトのアドレス（ΔxおよびΔyが各４
ビツト、Ｉ１〜Ｉ４が各１ビツト）を形成し、そ
れによつて確率表をアクセスすることも考えられ
る。その場合、確率表の各エントリとしては、上
式の計算値をそのままロードしておくよりも、画
像の統計的性質を反映した確率値をロードしてお
く方が望ましい。
上述のような確率表の作り方について簡単に説
明する。アドレスを12ビツトとすると、確率表は
4096のエントリを有する。まずエントリ毎に合計
カウンタTiおよび黒カウンタBi（ｉ＝１、２、…
……、4096）を準備する。次いで、予測すべき
HRIペル毎にΔx、ΔyおよびＩ１〜Ｉ４の値を連
結して12ビツトのアドレスを作成すると共に、実
際のHRIペルの値を調べる。作成されたアドレ
スに対応する合計カウンタTiを１だけ増分し、
更に実際のHRIペルの値が１（黒）の場合にのみ
黒カウンタBiも１だけ増分する。このプロセス
を最後のHRIペルに達するまで繰返すと、確率
表のエントリ毎にその合計アクセス回数（Tiの
値）および対応するHRIペルが黒であつた回数
（Biの値）が得られる。従つて、Bi／Tiを計算す
れば、画像の統計的性質に基づいた予測確率（黒
である確率）が得られる。実際には上述のプロセ
スを多くの画像について繰返すことにより確率表
を作成することになろう。確率表の内容を動的に
変えていくことも可能である。
明する。アドレスを12ビツトとすると、確率表は
4096のエントリを有する。まずエントリ毎に合計
カウンタTiおよび黒カウンタBi（ｉ＝１、２、…
……、4096）を準備する。次いで、予測すべき
HRIペル毎にΔx、ΔyおよびＩ１〜Ｉ４の値を連
結して12ビツトのアドレスを作成すると共に、実
際のHRIペルの値を調べる。作成されたアドレ
スに対応する合計カウンタTiを１だけ増分し、
更に実際のHRIペルの値が１（黒）の場合にのみ
黒カウンタBiも１だけ増分する。このプロセス
を最後のHRIペルに達するまで繰返すと、確率
表のエントリ毎にその合計アクセス回数（Tiの
値）および対応するHRIペルが黒であつた回数
（Biの値）が得られる。従つて、Bi／Tiを計算す
れば、画像の統計的性質に基づいた予測確率（黒
である確率）が得られる。実際には上述のプロセ
スを多くの画像について繰返すことにより確率表
を作成することになろう。確率表の内容を動的に
変えていくことも可能である。
しかし上述のようにして確率表を作成しても、
予測確率が0.5付近であれば予測誤差が起こり易
い。従つて、そのような場合には、既に高い確率
で予測されている近くのHRIペル（例えば第７
図のＪ１〜Ｊ５）の値から現HRIペルＸの値を
予測することが考えられる。いずれにしても、予
測確率が０または１に近いような予測アルゴリズ
ムが望ましい。なお、実際の確率表に含まれる確
率はすべて算術符号で言うところの劣勢シンボル
のものであり、従つていずれも0.5より小さい。
予測確率が0.5付近であれば予測誤差が起こり易
い。従つて、そのような場合には、既に高い確率
で予測されている近くのHRIペル（例えば第７
図のＪ１〜Ｊ５）の値から現HRIペルＸの値を
予測することが考えられる。いずれにしても、予
測確率が０または１に近いような予測アルゴリズ
ムが望ましい。なお、実際の確率表に含まれる確
率はすべて算術符号で言うところの劣勢シンボル
のものであり、従つていずれも0.5より小さい。
ECDの符号化に算術符号化を採用した理由は
次のとおりである。
次のとおりである。
(1) ハフマン符号のような表引きによる符号化で
はないので、確率を与える部分（予測ユニツ
ト）と符号化ユニツトとを分離することがで
き、それらの構造も独立に設計できる。
はないので、確率を与える部分（予測ユニツ
ト）と符号化ユニツトとを分離することがで
き、それらの構造も独立に設計できる。
(2) 予測はペル単位で行なわれるので、予測確率
もペル毎に変化するが、算術符号化はこのよう
な確率の変化する２進ストリングを符号化でき
る。
もペル毎に変化するが、算術符号化はこのよう
な確率の変化する２進ストリングを符号化でき
る。
(3) ハードウエアで容易に実現できる。
(4) 符号化効率が極めて高い。
算術符号化の理論的根拠および白黒画像への応
用については下記の文献に詳しいので、ここでは
簡単に触れるだけにする。
用については下記の文献に詳しいので、ここでは
簡単に触れるだけにする。
(1) J.Rissanen“Generalized Kraft Inequality
and Arithmetic Coding”IBM Jaurnal of
Reserch and Development、第20巻、198〜
203頁、1976年５月 (2) G.Langdon Jr.、J.Rissanen“Compression
of Black−White Images with Arithmetic
Coding”IEEE TRANSACTIONS ON
COMMUNICATIONS、第COM−29巻、第６
号、858〜867頁、1981年６月 符号化すべきECDの性質上、“０”を優勢シン
ボル（MPS）とし、“１”を劣勢シンボル
（LPS）とする。入力ストリングｓに対する符号
化出力、スキユー数（１以上の整数）および補助
量を各々Ｃ（ｓ）、Ｑ（ｓ）およびＡ（ｓ）で表わす
と、入力ストリングｓに続いて０が入力されたと
きの補助量Ａ（s0）および符号化出力Ｃ（s0）なら
びに１が入力されたときの補助量Ａ（s1）および
符号化出力Ｃ（s1）は次式のとおりである。
and Arithmetic Coding”IBM Jaurnal of
Reserch and Development、第20巻、198〜
203頁、1976年５月 (2) G.Langdon Jr.、J.Rissanen“Compression
of Black−White Images with Arithmetic
Coding”IEEE TRANSACTIONS ON
COMMUNICATIONS、第COM−29巻、第６
号、858〜867頁、1981年６月 符号化すべきECDの性質上、“０”を優勢シン
ボル（MPS）とし、“１”を劣勢シンボル
（LPS）とする。入力ストリングｓに対する符号
化出力、スキユー数（１以上の整数）および補助
量を各々Ｃ（ｓ）、Ｑ（ｓ）およびＡ（ｓ）で表わす
と、入力ストリングｓに続いて０が入力されたと
きの補助量Ａ（s0）および符号化出力Ｃ（s0）なら
びに１が入力されたときの補助量Ａ（s1）および
符号化出力Ｃ（s1）は次式のとおりである。
Ａ（s0）＝Ａ（ｓ）−Ａ（s1）
Ａ（s1）＝Ａ（ｓ）＊2-Q(S)
Ｃ（s0）＝Ｃ（ｓ）
Ｃ（s1）＝Ｃ（ｓ）＋Ａ（s0）
Ａ（ｓ）は符号化ユニツトの内部状態を表わし、
その初期値は0.11………１（２進数）であるが、
シンボルの符号化ごとにＡ（s0）またはＡ（s1）が
新たなＡ（ｓ）として使用される。
その初期値は0.11………１（２進数）であるが、
シンボルの符号化ごとにＡ（s0）またはＡ（s1）が
新たなＡ（ｓ）として使用される。
2-Q(S)はLPSの生起確率を近似したもので、前
述の予測ユニツトから与えられる。
述の予測ユニツトから与えられる。
復号の場合は、ストリングｓ＝s′ys″のうちs′ま
で復号済みとすると、Ｃ（ｓ）とＣ（s′）＋Ａ（s′0
）
との大きさを比べ、前者の方が大きければｙ＝
１、さもなければｙ＝０にされる。
で復号済みとすると、Ｃ（ｓ）とＣ（s′）＋Ａ（s′0
）
との大きさを比べ、前者の方が大きければｙ＝
１、さもなければｙ＝０にされる。
予測および算術符号化のためのハードウエア構
成の一例を第８図に示す。HRIラインバツフア
５０は予測すべきHRIペル（例えば第７図のペ
ルＸ）を含むHRIラインを受け取り、LRIライン
バツフア５２はこのHRIラインを挟む２つの
HRIライン（第７図の例ではLRIペルＩ１および
Ｉ３を含む上側ラインと、LRIペルＩ２およびＩ
４を含む下側ライン）を受け取る。ラインバツフ
ア５２のラインデータはペル位置計算ユニツト５
４へ入力される。ペル位置計算ユニツト５４はラ
インデータの他に変換率（HRI／LRI）を受け取
り、ΔxおよびΔyの値と、予測すべきHRIペルを
囲む４つのLRIペルＩ１〜Ｉ４の値とを出力す
る。これらの値は確率表５６をアクセスするのに
用いられる。確率表５６の各エントリは、対応す
るHRIペルの予測値すなわち算術符号化でいう
ところの優勢シンボルを表わす値ｍと、予測すべ
きHRIペルが劣勢シンボルである確率を２のべ
きで近似した値Ｑ（例えば４ビツト）とを含んで
いる。選択されたエントリから読みだされた値ｍ
およびＱは算術符号化ユニツト５８へ入力され
る。算術符号化ユニツト５８は、ｍおよびＱの他
に、予測すべきHRIペルの実際の値Ｘをライン
バツフア５０から受け取り、ｍとＸが等しいか否
かに応じて前述のＣ（s0）またはＣ（s1）をECDと
してバツフア６０へ出力する。なお、ペル位置計
算ユニツト５４および確率表５６は予測ユニツト
６２を構成している。
成の一例を第８図に示す。HRIラインバツフア
５０は予測すべきHRIペル（例えば第７図のペ
ルＸ）を含むHRIラインを受け取り、LRIライン
バツフア５２はこのHRIラインを挟む２つの
HRIライン（第７図の例ではLRIペルＩ１および
Ｉ３を含む上側ラインと、LRIペルＩ２およびＩ
４を含む下側ライン）を受け取る。ラインバツフ
ア５２のラインデータはペル位置計算ユニツト５
４へ入力される。ペル位置計算ユニツト５４はラ
インデータの他に変換率（HRI／LRI）を受け取
り、ΔxおよびΔyの値と、予測すべきHRIペルを
囲む４つのLRIペルＩ１〜Ｉ４の値とを出力す
る。これらの値は確率表５６をアクセスするのに
用いられる。確率表５６の各エントリは、対応す
るHRIペルの予測値すなわち算術符号化でいう
ところの優勢シンボルを表わす値ｍと、予測すべ
きHRIペルが劣勢シンボルである確率を２のべ
きで近似した値Ｑ（例えば４ビツト）とを含んで
いる。選択されたエントリから読みだされた値ｍ
およびＱは算術符号化ユニツト５８へ入力され
る。算術符号化ユニツト５８は、ｍおよびＱの他
に、予測すべきHRIペルの実際の値Ｘをライン
バツフア５０から受け取り、ｍとＸが等しいか否
かに応じて前述のＣ（s0）またはＣ（s1）をECDと
してバツフア６０へ出力する。なお、ペル位置計
算ユニツト５４および確率表５６は予測ユニツト
６２を構成している。
第９図に示したように、LRIおよびECDから
HRIを合成（復号）する装置は第８図のものを
大体そのまま利用できる。ECDはバツフア６４
を介して復号ユニツト５８′へ送られる。復号ユ
ニツト５８′はＣ（ｓ）および（s′）＋Ａ（s′0）を
比
較する比較器（図示せず）が使用される点を除く
と第８図の算術符号化ユニツト５８と同じであ
る。ラインバツフア６６は復号ユニツト５８′か
らのHRIペルを１ライン分蓄積し、別の記憶装
置（図示せず）へ出力する。記憶装置へ出力され
たHRIは、より解像度の高い画像を合成する必
要がある場合はLRIとしてラインバツフア５２へ
読みだされることになる。
HRIを合成（復号）する装置は第８図のものを
大体そのまま利用できる。ECDはバツフア６４
を介して復号ユニツト５８′へ送られる。復号ユ
ニツト５８′はＣ（ｓ）および（s′）＋Ａ（s′0）を
比
較する比較器（図示せず）が使用される点を除く
と第８図の算術符号化ユニツト５８と同じであ
る。ラインバツフア６６は復号ユニツト５８′か
らのHRIペルを１ライン分蓄積し、別の記憶装
置（図示せず）へ出力する。記憶装置へ出力され
たHRIは、より解像度の高い画像を合成する必
要がある場合はLRIとしてラインバツフア５２へ
読みだされることになる。
第８図および第９図に示した装置は層毎に別々
に設ける必要はなく、基本層以外のすべての層に
対して共用できる。基本層では、修正リード方式
等の適当なアルゴリズムに従つた圧縮（符号化）
および伸張（復号）を行なつてもよいが、算術符
号化を利用したい場合には、例えば前述の文献に
記載されているようにやればよい。修正リード方
式は８ペル／mm（200ペル／インチ）の解像度に
基づいているので、基本層の解像度がこれとは異
なつていると（実施例では４ペル／mm）、圧縮比
が悪くなると考えられる。従つてそのような場合
は別のアルゴリズムを採用した方がよいかも知れ
ない。
に設ける必要はなく、基本層以外のすべての層に
対して共用できる。基本層では、修正リード方式
等の適当なアルゴリズムに従つた圧縮（符号化）
および伸張（復号）を行なつてもよいが、算術符
号化を利用したい場合には、例えば前述の文献に
記載されているようにやればよい。修正リード方
式は８ペル／mm（200ペル／インチ）の解像度に
基づいているので、基本層の解像度がこれとは異
なつていると（実施例では４ペル／mm）、圧縮比
が悪くなると考えられる。従つてそのような場合
は別のアルゴリズムを採用した方がよいかも知れ
ない。
以上、本発明の良好な実施例について説明して
きたが、実際問題としては、RSL表現における
各層の解像度をシステム内の装置の解像度と一致
させるのが望ましい。第１図の例では、CBI、
ECD−１、ECD−２およびECD−３は各々４ペ
ル／mm、８ペル／mm、10ペル／mmおよび16ペル／
mmの解像度に対応している。これらの解像度は、
ペル位置計算ユニツト５４への変換率を適宜変え
ることにより実現される。
きたが、実際問題としては、RSL表現における
各層の解像度をシステム内の装置の解像度と一致
させるのが望ましい。第１図の例では、CBI、
ECD−１、ECD−２およびECD−３は各々４ペ
ル／mm、８ペル／mm、10ペル／mmおよび16ペル／
mmの解像度に対応している。これらの解像度は、
ペル位置計算ユニツト５４への変換率を適宜変え
ることにより実現される。
画像処理装置間の通信は、画像データベース２
０を含む上位処理装置で集中的に制御するのが好
ましい。その場合、システムに含まれるすべての
画像処理装置の装置アドレスと解像度との対応表
が上記処理装置に備えられてもよい。上位処理装
置はこの対応表を参照しながら、受信すべき画像
処理装置の解像度までの画像データだけをこの画
像処理装置へ送る事になろう。
０を含む上位処理装置で集中的に制御するのが好
ましい。その場合、システムに含まれるすべての
画像処理装置の装置アドレスと解像度との対応表
が上記処理装置に備えられてもよい。上位処理装
置はこの対応表を参照しながら、受信すべき画像
処理装置の解像度までの画像データだけをこの画
像処理装置へ送る事になろう。
第１図は本発明に従う画像処理システムの一構
成例を示すブロツク図。第２図は、RSL表現の
概要を示す図。第３図は基本的な画像分解プロセ
スを示す図。第４図および第５図は選択された画
像処理装置における画像分解プロセスおよび画像
合成プロセスの例を各々示すブロツク図。第６図
および第７図は好ましいペル予測技術の例を示す
図。第８図は予測および算術符号化のためのハー
ドウエア構成の一例を示すブロツク図。第９図は
第８図のハードウエア構成で符号化された画像デ
ータを復号するためのハードウエア構成の一例を
示すブロツク図。
成例を示すブロツク図。第２図は、RSL表現の
概要を示す図。第３図は基本的な画像分解プロセ
スを示す図。第４図および第５図は選択された画
像処理装置における画像分解プロセスおよび画像
合成プロセスの例を各々示すブロツク図。第６図
および第７図は好ましいペル予測技術の例を示す
図。第８図は予測および算術符号化のためのハー
ドウエア構成の一例を示すブロツク図。第９図は
第８図のハードウエア構成で符号化された画像デ
ータを復号するためのハードウエア構成の一例を
示すブロツク図。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 解像度の異なる複数の画像処理装置を含み、
選択された画像処理装置から送信すべき原画像を
最低の解像度に対応する基本画像と該基本画像の
解像度から前記原画像の解像度まで段階的に変化
する解像度に対応する少なくとも１つの誤差補償
データとで構成し、 前記基本画像は前記原画像の解像度を段階的に
下げていくことによつて作成し、 前記誤差補償データは前記原画像より解像度の
低い低解像度画像又は前記基本画像を用いてそれ
より解像度が１段上の高解像度画像を予測し、そ
の予測画像の実際の高解像度画像との間の誤差を
符号化することによつて作成し、 前記原画像を選択された他の画像処理装置へ送
る場合は該他の画像処理装置の解像度までの画像
データだけを送る、 ことを特徴とする画像処理装置システム。 ２ 前記誤差補償データの符号化として算術符号
化を使用する特許請求の範囲第１項記載の画像処
理システム。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58245622A JPS60148279A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 画像処理システム |
| DE8484113056T DE3481966D1 (de) | 1983-12-28 | 1984-10-31 | Bildverarbeitungssystem. |
| EP84113056A EP0146728B1 (en) | 1983-12-28 | 1984-10-31 | Image processing system |
| CA000467681A CA1240789A (en) | 1983-12-28 | 1984-11-13 | Image processing system |
| US06/686,578 US4682869A (en) | 1983-12-28 | 1984-12-27 | Image processing system and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58245622A JPS60148279A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 画像処理システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60148279A JPS60148279A (ja) | 1985-08-05 |
| JPH0137063B2 true JPH0137063B2 (ja) | 1989-08-03 |
Family
ID=17136417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58245622A Granted JPS60148279A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 画像処理システム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4682869A (ja) |
| EP (1) | EP0146728B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60148279A (ja) |
| CA (1) | CA1240789A (ja) |
| DE (1) | DE3481966D1 (ja) |
Families Citing this family (50)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4903317A (en) * | 1986-06-24 | 1990-02-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Image processing apparatus |
| JP2794281B2 (ja) * | 1986-07-10 | 1998-09-03 | 株式会社日立製作所 | デイザ信号の符号復号処理装置 |
| US5047868A (en) * | 1986-09-12 | 1991-09-10 | Hitachi, Ltd. | Image data processing method for selective partial image display |
| USH996H (en) | 1987-01-20 | 1991-11-05 | Recognition Equipment Incorporated | High resolution page image display system |
| US4884181A (en) * | 1987-08-26 | 1989-11-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and arrangement for controlling a high voltage d-c transmission system |
| JP2753256B2 (ja) * | 1988-04-08 | 1998-05-18 | 株式会社日立製作所 | ファクシミリ装置 |
| JPH0795345B2 (ja) * | 1988-04-21 | 1995-10-11 | 株式会社イーゼル | 画像処理方法 |
| GB8814288D0 (en) * | 1988-06-16 | 1988-07-20 | Crosfield Electronics Ltd | Method & apparatus for generating composite images |
| JP2584840B2 (ja) * | 1988-08-30 | 1997-02-26 | キヤノン株式会社 | 画像の階層的符号化装置 |
| JP2770956B2 (ja) * | 1988-09-01 | 1998-07-02 | キヤノン株式会社 | 画像符号化装置及び方法 |
| US5153749A (en) * | 1988-09-01 | 1992-10-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Image encoding apparatus |
| DE68927970T2 (de) * | 1988-09-08 | 1997-10-09 | Canon Kk | Punktbilddatenausgabegerät |
| US5086487A (en) * | 1988-11-24 | 1992-02-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for image encoding in which reference pixels for predictive encoding can be selected based on image size |
| JPH02177766A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-10 | Canon Inc | ２値画像の階層的符号化方式 |
| JPH02250464A (ja) * | 1989-03-24 | 1990-10-08 | Sharp Corp | ファクシミリ装置 |
| DE69033579T2 (de) * | 1989-04-10 | 2001-03-08 | Canon Kk | Bildverkleinerungsgerät und Verfahren |
| DE69020424T2 (de) * | 1989-04-26 | 1995-11-09 | Canon Kk | Bildkodierverfahren. |
| US5025325A (en) * | 1989-10-13 | 1991-06-18 | Hewlett-Packard Company | Graphics scaling method for high resolution printers |
| US5048111A (en) * | 1989-11-06 | 1991-09-10 | Eastman Kodak Company | Hybrid subband-based hierarchical storage and display method for high resolution digital images in a multiuse environment |
| US4969204A (en) * | 1989-11-29 | 1990-11-06 | Eastman Kodak Company | Hybrid residual-based hierarchical storage and display method for high resolution digital images in a multiuse environment |
| US5020120A (en) * | 1989-12-22 | 1991-05-28 | Eastman Kodak Company | Methods for reducing quantization error in hierarchical decomposition and reconstruction schemes |
| JPH0316382A (ja) * | 1990-03-28 | 1991-01-24 | Canon Inc | 画像符号化装置 |
| US5218455A (en) * | 1990-09-14 | 1993-06-08 | Eastman Kodak Company | Multiresolution digital imagery photofinishing system |
| US5350303A (en) * | 1991-10-24 | 1994-09-27 | At&T Bell Laboratories | Method for accessing information in a computer |
| US5414469A (en) * | 1991-10-31 | 1995-05-09 | International Business Machines Corporation | Motion video compression system with multiresolution features |
| US5276532A (en) * | 1991-11-26 | 1994-01-04 | Xerox Corporation | Split-level frame buffer |
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