JPH03163960A

JPH03163960A - 画像圧縮装置

Info

Publication number: JPH03163960A
Application number: JP2246823A
Authority: JP
Inventors: Yoshitoshi Yamauchi; 佐敏山内
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-09-17
Filing date: 1990-09-17
Publication date: 1991-07-15
Anticipated expiration: 2009-11-24
Also published as: JPH0695724B2

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、多階調の画像情報（多値画像データ）の冗長
度を圧縮する画像圧縮方法に関する。

〔従来技術とその課題〕

画像の処理においては、通常、原画像を走査し、画素単
位でサンプリングする。このようにして得たサンプリン
グ画像は冗長度が相当に大きいので、何等かのデータ圧
縮（画像圧縮）を施してから伝送したり記憶したりする
のが一般的である。

このような画像圧縮の方法としては、従来、ビットプレ
ーン符号化法やブロック符号化法が良く知られている。

ビットプレーン符号化法は、多階調画像の各画素の濃度
レベルを２進符号で表現し、それらの２進符号列の同位
ビットについて１次元のランレングス符号化を行う。こ
の方法は、中間調の多い画像には効果的であるが、手書
き文書などの濃度変化の激しい画像にはあまり適さない
。

一方、ブロック符号化法は、画像を一定の区間（１次元
圧縮のとき）または領域（２次元圧縮のとき）に分割し
、各区間または各領域毎にその平均濃度レベルと、それ
と個々の画素の濃度レベルとの差を順次符号化する。こ
の方法は、画像の変化特性と無関係に区間または領域を
設定するため、２分割境界の前後で画像特性に相関があっても、そけを活
かせず、圧縮効率は必ずしも良くない。

本発明の目的は、濃度変化の激しい手書き文書、特に特
徴を忠実に再現する必要があるサインや朱肉印影などを
含む手書き文書などの画像を、前述の従来方法よりも効
率良く圧縮できる画像圧縮方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段］上記目的を達成するため、本発明は、文書原稿などの原
画像を走査して多値の画素濃度データの列として得、こ
のデータ列について、同一画素濃度レベルの連続する区
間と、画素濃度レベルの変化が連続する区間とを判別す
る。そして、同一画素濃度レベルが連続する区間の画素
濃度データは当該区間の長さに固有の符号に変換し、濃
度レベルの変化が連続する区間の多値画像データは、当
該区間の長さに固有の符号と、各画素の濃度レベルまた
は直前の画素との濃度レベル差に固有の符号との組合せ
符号に変換することにより原画像に対する圧縮されたデ
ータ（符号列）を得る。

３ー［作　用］本発明による画像圧縮では、画像のある方向についての
隣接画素間の相関を活用して、画像の冗長度を圧縮。し
たがって、濃度変化の激しい手書き文書の多値画像デー
タを従来方法よりも効率よく圧縮することができる。

［実施例］以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳
述する。

原稿（原画像）を公知のスキャナにより走査し、画素単
位でサンプリングしてサンプリング画像を得る。サンプ
リング画像の各画素の濃度レベルは公知の量子化手段に
より多値量子化するが、ここではレベルＯ（白）からレ
ベル４（黒）の５値に量子化するものとする。

このようにして得られる５値のサンプリング画像の例（
４ライン分）を第２図に模式的に示す。

なお、各ラインの走査ステップ数は現実には図示したよ
りも、はるかに多いことは勿論である。また同図におい
て、各格子が１つの画素を示し、各４格子内の数字は該当画素の濃度レベルを表わしている。

第２図において、走査ステップＯはスキャナの走査開始
点で原稿の外側にあり、濃度レベルは常にＯ（白レベル
）と定義される。走査ステップ１以降が原稿の内側であ
る。

実施例では、サンプリング画像の偶数ラインと奇数ライ
ンの計２ラインをペアとして、それを２画素ずつジグザ
グに走査して再サンプリングするものとする。例えば、
ラインｎとラインｎ＋１のペアについては、第３図に示
すような経路で走査する。これにより、第４図（ａ）に
示すような画素濃度データ列が再サンプリングされる。

以上のようにして得られた画素濃度データ列について、
同一濃度レベルの連続する区間と、濃度はレベルの変化
が連続する区間とを判別する。なお、本実施例では、後
者の区間は、濃度レベルの変化方向が途中で反転しても
、１つの区間として判別する。

上記の同一濃度レベルの連続する各区間につい５ては、ランレングス符号化を行う。このランレングス符
号化には、周知のモデファイド・ハフマン法（Ｍｏｄｉ
ｆｉｅｄ　Ｈｕｆｆｍａｎ　Ｃｏｄｉｎｇ）やワイル法
（Ｗｙｌｅ　Ｃｏｄｉｎｇ）を利用できる。実施例では
、同一濃度レベルの連続区間の中、白レベル（レベル０
）の区間は第５図に示すワイルコード（ＷＹＣ）を用い
てランレングス符号化を行い、レベル１〜レベル４の連
続区間については、第６図に示すミックスコード（ＭＸ
Ｃ）を用いてランレングス符号化を行う。

白レベル連続区間と、それ以外のレベルの連続区間に共
通の符号化体系を用いると、符号化手段や復号化手段の
構成を簡略化する上で有利な場合もある。しかし、濃度
レベル毎のランレングス分布を調べると、白レベルの連
続とそれ以外のレベルの連続とで、ランレングスの分布
特性に大きな違いのあること判明がした。この違いを考
慮し、実施例では、第５図と第６図に示すような２種の
符号化体系を用意して、データ圧縮効率の向上を図って
いる。なお、各濃度レベル毎に、そのラン６ーレングスの出現特性に合う符号化体系を別々に用意して
もよいことは勿論である。

濃度レベルの変化が連続する区間は、その区間の長さの
ランレングス符号と、各画素の濃度情報の符号の組合せ
に符号化する。本実施例では、各区間のランレングス符
号化には第７図に示すビット・パイ・ビッｌ・・コード
（ＢＣ）を用いる。また、画素の濃度情報としては各画
素の濃度レベルそのものを用い、実施例ではそれを第８
図のＡ欄に示す濃度レベルコード（ｄ）を用いて符号化
する。なお、第８図のＢ欄のコードは、地肌汚れの多い
画像（出現頻度が低濃度レベルにかたよっている）の場
合に適用される。

第４図（ａ）の画素濃度データ列に対し、本実施例を適
用した場合、同図（ｂ）に示すような符号列（圧縮デー
タ）が得られる。

走査ステップＯ〜６の間は白レベルが連続する区間（走
査長７）であるから、第５図のワイルコード゛’１０１
０”（ニモニックのＷＹ　Ｃ　７　）に符号化される。

７走査ステップ７〜１ｌの間は濃度レベルの変化が連続す
る区間であり、走査長は５ゆえ、第７図のビット・パイ
・ビット・コード”１１１１０’”（ＢＣ５）と第８図
Ａ欄の濃度レベルコード“０１”　　　’Ｍｏｌ”　　
　”１００”、“ｌ　０　１　””ｌ　Ｍ’　　（ｄ，
，ｄ，，ｄ，，ｄ，，ｄ４）の組に符号化される。

以下、同様にして符号化されるが、走査ステップ３７に
関して説明を加える。本実施例では、同一ｎ度レベル区
間と濃度レベル変化区間が交互に出現するとし、各区間
のコードを図示のような順序で出力するというように定
義している（勿論、原理的にはこのように限定されるも
のではないが）。しかして、走査ステップ３７の直前が
同一濃度レベル区間であるから、走査ステップ３７を走
査長】の濃度レベル変化区間として判別し、それに続く
白レベル連続区間と分離している。

第１図は、以上に述べた本発明の一実施例の画像圧綿を
実現するための装置の−例を示したものである。

８第１図において、図示しないスキャナにより原稿１００
が走査され、アナログの両信号が得られる。この画信号
はＡ／Ｄ変換器１０１に入力させ、５値（レベルＯ〜４
）のディジタル画信号（第２図に相当する）に変換され
る。このディジタル画信号は直接的に信号切換器１０３
に送られる一方、遅延バッファ１０２を介して１ライン
分遅延後に信号切換器１０３に送られる。信珍切換器１
．　０　３は、Ａ／Ｄ変換器ｌｏｔから直接入力される
画信号と、遅延バッファ１０２を介して人力される画信
号を、２画素分ずつ交互に選択して出力する。

すなわち、隣接する偶数ラインと奇数ラインを第３図に
示すような経路でジグザク走査し、再サンプリングした
画素濃度データ列（第４図（ａ））が信号切換器１０３
から出力されることになる。

なお、第３図に示すようなジグザク走査が可能なスキャ
ナを用いて原稿を走査する場合は、遅延バッファ１０２
および信号切換器１０３は省き得ることは明らかである
。

信号切換器１０３から出力される画素濃度デー１夕列は、一致回路１０４および濃度レベルメモリ１０５
に直接人力されると共に、遅延回路１０６で一画素分だ
け遅延されて白レベル検出器１０７および一致回路＋０
４に入力される。一致回路１０４は、その２つの入力、
つまり隣接する２画素の濃度レベル同志の比較を行い、
一致する一致信Ｆ；　（　”　１″′信Ｚ）を出力する
、，この出力信ダはランレングス（ＲＬ）カウシタ（＋
）＋０８に直接入力され、またインバータ＋　０　９で
反転されて別のＲ　Ｌカウンタ１１０に人力される。

同一濃度レベルが連続する区間では一致回路１０４から
一致信珍（″ビ′信；；　）が出るから、ＲＬカウンタ
（＋）１０８が動作し、当該区間の走査長をカウントす
る．，このカウント値は、一致回路１０４から不一致信
号（”ｏ’″信号）が出た時に符号化器（＋）　　ｌ　
］　Ｉに転送される。符号化器（１）Ｉｌｌは、Ｒ１。

カウンタ１０８よりｑ．えられた走査長に苅応するワイ
ルコードまたはミックスコードを生成し、出力する。ど
ちらのコートを生成するかは、百レベル検出訝１０７の
出力信号によつ０て決まる。白レベル検出器１０７は１画素分遅れた画素
について白レベルか否かを判定しており、各同一濃度レ
ベル区間の終了が一致回路１０４で検出された時点では
、当該区間の最終画素の判定結果を出力する。この判定
結果が自レベルであれば、符号化器（＋）　　ｌ　ｌ　
１からワイルコードが出力され、そうでなければミック
スコードが出力される。

濃度レベルの変化が連続する区間では、一致回路１０４
の出力は゛′Ｏ″であり、インバータ１０９の出力が“
′ｌ”になるので、ＲＬカウンタ（２）１１０が動作し
、当該区間の走査長をカウントする。そして、一致回路
１０４の出力が反転した時点でそのカウント値を符号化
器（２）　　］　ｌ　２および濃度レベルメモリ１０５
に送られる。符号化器〈２）１１２は、ＲＬカウンタ１
１０により与えられた走査長に対応するビット・パイ・
ビットコードを生成し、出力する。

また、濃度レベルメモリ１０５には信号切換器１０３か
ら出力される画素濃度データが順次入力され、一定画素
数分が常時蓄積されている。濃度レベル変化区間の終了
直接にＲ．Ｌカウンタ（２）ｌ１０のカウント値（走査
長）が出力されると、濃度レベルメモリ１０５の内部の
アドレス制御部が走査長にしたがって当該区間内の画素
濃度データを順次指定し、それを読み出す。符号化器（
３）ｌｌ３は、濃度レベルメモリ１０５より読み出され
る各画素濃度データ（濃度レベル）に対応する濃度レベ
ルコードを生成し、出力する。

符号化合成器１１４は一致回路１０４の出力にしたがっ
て入力選択制御を行い、符号化器（ｌ）１１１，符号化
器（２）　　ｌ　１　２、符号化器（３）　　］　１　
３の出力コードを順次取り込み、第４図（ｂ）に示した
ような順序に整えて回線速度変換バッファ１ｌ５へ送出
する。回線速度変換バッファ１１５はＦ　Ｔ　Ｆ　Ｏ　
（　Ｆ　ｉｒｓｔ−ｉｎ　Ｆ　ｉｒｓｔ−ｏｕｔ）メモ
リで構成されており、入力されるコードを回線の伝送速
度に合せた一定速度でモデム（図示せず）へ送る。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。

例えば、各区間の符号化に用いる符号体系は前述のもの
に限られるものでなく、すべてハフマンの最大効率の符
号化法で決定される符号体系を用いることができる。ま
た、２ラインを一括してジグザグ走査したが、一括する
ライン数は３本以上でもよく、さらには再サンプリング
時の走査経路も適宜変更でき、あるいは、画像によって
はジグザグ走査を必ずしも適用しなくてもよい。

さらに、実施例においては、濃度レベルの変化区間の濃
度情報として個々の画素の濃度レベルそのものを用い、
それを符号化した。しかし、直前の画素との濃度レベル
差を符号化してもよいことは勿論である。これは、例え
ば第ｌ図に示した装置の遅延回路１０６の出力と信号切
替１０３の出力との間に減算を行う減算器を追加し、こ
の減算器の出力を濃度レベルメモリ＋０５に入力する等
の部分的変更だけで、容易に実現できる。また、この濃
度レベル差を符号化するための符号体系も容易に実現で
きる。

またさらに、符号化出力は前述の配列に限定されるわけ
ではなく、原理的には、符号種の順番さえ予め決めてお
けばどのような配列でもよい。しかし、前述のようなコ
ード配列が、圧縮データの復号側装置の簡略化やメモリ
量の縮減などを図る上で有利なことが一般に多い。

〔発明の効果〕

本発明は以上に述べた如くであり、手書き文書などの画
像のデータを従来よりも効率良く圧縮することができ、
その効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像圧縮方法を実現するための装
置の一実施例を示すブロック図、第２図はサンプリング
画像の一例を示す図、第３図はサンプリング画像のジグ
ザク走査を説明するための図、第４図は画素濃度データ
列とそれに対する圧縮データとを対比させて示す図、第
５図はワイルコード（ＷＹＣ）を示す図、第６図はミッ
クスコード（ＭＸＣ）を示す図、第７図はビット・パイ
・ビットコード（　１３Ｃ　）　　を示す図、第８図は
濃度レベルコード（ｄ）を示す図である。１べｌ・・・Ａ／Ｄ変換器、２・・・遅延バッファ、　　１０３・・信号切替器、４
・・・一致回路、５・・・濃度レベルメモリ、６・・・遅延回路、　　１０７・・・白レベル検出器、
８，１１０・・・ランレングス・カウンタ、９・・・イ
ンバータ、１，１　１　１，１　１　３，・・・符号化器、４・・
・符号合成器。ｌ５ ≧ ７へ１≧ ９｛８覇≦ 堂桟／ｑ｛３頗Ｑ／＼−− 裏５ ′　宅｛１望ミ・４｛讐を｝・ ≧ １ト▼Ｉ■一や１ト▼ヘ噛← ２工魚符号（丁イ立ビ・７Ｆ）第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）画像を走査し画素単位にサンプリングして得た多
値画像データについて、同一濃度レベルの連続する区間
と、濃度レベルの変化が連続する区間とを判別し、同一
濃度レベルが連続する区間の多値画像データは当該区間
の長さに固有の符号に変換し、濃度レベルの変化が連続
する区間の多値画像データは、当該区間の長さに固有の
符号と、各画素の濃度レベルまたは直前の画素との濃度
レベル差に固有の符号との組合せ符号に変換することに
より、多値画像データの圧縮データを得ることを特徴と
する画像圧縮方法。