JPH03163961A

JPH03163961A - 画像圧縮装置

Info

Publication number: JPH03163961A
Application number: JP2246824A
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: JPH0695725B2

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１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へ、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（ｌ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、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＝３− ルの変化が連続する区間の多値画像データは、画素毎の
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
符号に変換するとともに、当該区間の最終画素の符号の
後に当該区間の終了を示す符号を付加することにより原
画像に対する圧縮されたデータ（符号列）を得る。

〔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する
。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４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５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（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ
　Ｈｕｆｆｍａｎ　Ｃｏｄｉｎｇ）やワイル法（Ｗｙｌ
６　Ｃ　ｏｄｉｎｇ）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、自レベル（レベルＯ）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（Ｍ　Ｘ　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６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では、画素毎の濃度情
報を符号化する。濃度情報としては、画素の濃度レベル
または直前の画素との濃度レベル差（相対濃度レベル）
を用いることができる。実施例では、画素の濃度情報と
して濃度レベルを用い、第７図に示す濃度レベル符号（
１）Ｃ）を用いて符号化する。

本発明では、この濃度レベルの変化が連続する区間につ
いて、該区間の終了を示す符号（ＥＯＤ）を、その区間
の最終画素の符ゆの後にイ」加する。

この区間終了符号は、濃度情報の符号と別の体系で定義
してもよいが，実施例では、第７図に示す７濃度レベル符号と同一体系で定義している。同一体系で
符号化するということは、対象画像について、区間の終
了を示す符号（ＣＯＤ）の出現頻度と走査長が１の各濃
度レベルの出現頻度の統計をとり、その出現頻度に応じ
て符号長を定めることである。

なお、第７図のＡ欄は各濃度レベルおよび区間終丁の出
現頻度のほぼ等しいとした符号体系で、地肌汚れが少な
い画像に主に適用する。Ｂ欄は、出現頻度が低濃度レベ
ルに偏っているとした符号体系で、地肌汚れの多い画像
に主に適用する。

第２図の画像データのラインｎとラインｎ＋１のペアに
対して本発明の実施例を適用した場合について、第８図
により説明する。第８図（ａ）は第４図と同じものであ
り、５値の画素濃度データ列である。濃度レベルは１０
進表現で示してある。

第８図（ｂ）は、第８図（ａ）に対する符号列（圧縮デ
ータ）であり、濃度レベル変化区間の符号化には第７図
のＡ欄の符号体系を用いている。

第８図において、走査ステップＯ〜６は白レベ８ルが連続する区間（走査長７）である。したがって、こ
の区間は第５図のワイルコード’１０１０”（ＷＹＣ７
）に符号化する。走査ステップ７〜】１は濃度レベルが
連続的に変化する区間であるので、第７図Ａ欄の濃度レ
ベル符号（ＤＣ）で各画素濃度レベルを符号化する。つ
まり、走査ステップ７，８，９，１０，ＩＩの各画素ｍ
ｖレベルを”　ｌ　Ｏ　Ｏ″″　（ＤＣＩ）、″’１０
１”　　（ＤＣ２）、“１１０”　（ＤＣ３）、”１０
１’″　（ＤＣ２）、”１１１″’　　（ＤＣ４）に符
号化する。その後に、区間終了符号（ＥＯＤ）”０１″
′をイ１加する。走査ステップ１２〜ｌ６は濃度レベル
４が連続する区間（走査長５）であり、第６図のミック
スコード“１　１　１　０　０　０”　　（ＭＸＣ　５
）　ＩＣ符号化ｔ６。

他のレベル変化区間についても同様で、図示の通りに符
号化される。

第１図は、以上に述べた本発明の一実施例の画像圧縮を
実現するための装置の一例を示したものである。

第１図において、図示しないスキャナにより原９稿１００か走査され、アナログの画信珍か得られる。こ
の画信号は変換器ｌｏｔに人力され、５値（レベルＯ〜
４）のディシタル画信号（第２図に相当する）に変換さ
れる。このデイジタル画信号は直接的に信号切換器１０
３に送られる。一方、遅延バッファ１′０２を介して１
ライン分遅延後に信号切換器１０３に送られる。信号切
換器＋０３は、Ａ／１）変換器１０１から１白．接人力
される画ｆ＋’ｒ号と、遅延バッファ１０２を介して入
力される画信号とを、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
示すような経路でシグザグ走査し、再サンプリングした
画素′ａ度データ列（第４図）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グ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タ列は、
一致回路１０４および符号化器（３）ＩＩ０２に直接入力されると共に、遅延回路１０５で一画素分
だけ遅延されて白レベル検出器１０６および一致回路１
０４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
、一致する一致信号（　ｒｒ　１　ｎ信号）を出力する
。この出力信号はランレングス（Ｒ　Ｌ）カウンタ１０
７に直接入力され、またインバータ１０８で反転され、
微分器１０９を介して符号化器（２）　　１　１　１に
入力される。

同一濃度レベルの連続する区間では、一致回路１０４か
ら一致信号（“１′″信号）が出るため、ＲＬカウンタ
１０７が動作し、当該区間の走査長をカウントする。そ
の後、一致回路１０４より不一致信号（″Ｏ”信号）が
出ると、ＲＬカウンタ１０７の内容（走査長）が符号化
器（１）　ｌ　ｌ　Ｏに送られ、白レベル検出器１０６
の出力信号の値に応じて、ワイルコード（第５図）また
はミックスコード（第６図）が生成される。

また一致回路１０４の出力信号は、インバータ１０８で
反転したのち符号化器（３）　　１　１　２にも送られ
る。濃度レベルの変化が連続する区間では、インバータ
１０８の出力が゛ｌ″になるので、符号化器（３）　　
］　１　２は、信号切替器＋０３より入力される各画素
の濃度データを第７図Ａ欄のＤＣコードに変換する。つ
まり、符号化器（３）　　ｌ　１　２は、レベル変化区
間の画濃度レベルを符号化するための符号化器である。

一方、微分器１０９はインバータｌＯ８の出力からレベ
ル変化区間の終りを検出（微分）し、信号を出力する。

符号化器（２）　　ｌ　Ｉ　１は、微分器ｌＯ９から信
号が出ると、区間終了を示すＥＯＤコード（第７図）を
出力する。

符号合成器１１３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（１）　　１１０，符
号化器（２）　　１　１　１、符号化器（１）　　１　
１　２の出力コードを順次取り込み、第８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ｌｌ４へ
送出する。回線速度変換バッファ１１４はＦ　Ｉ　ＦＯ
　（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ　Ｆｉｒｓｖ−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１０５の出力と信号切
替器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符号化器（３）１１２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−１
３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図は第２図の例の画
素濃度データ列を示す図、第５図はワイルコード（ＷＹ
Ｃ）を示す図、第６図はミックスコード（ＭＸＣ）を示
す図、第ー１４７図は濃度レベルコード（ＤＣ）と区間終了符号（ＥＯ
Ｄ）を示す図、第８図は第４図の画素濃度データ列とそ
の圧縮データとを対比さぜて示した図である。１０１・・・Ａ／Ｄ変換器、２０２・・・遅延バッファ、　　＋０３・・信号切替器
、２０４・・・一致回路、１０５・遅延回路、　　１０６・・・白レベル検出器、
１０７・・・ランレングス・カウンタ、１０８・・・イ
ンバータ、　　１０９・・・微分器、１］０，１１１，
１１２・・・符号化器、１１３・・・符号合或器。１５

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、画素毎の濃度レベルまた
は直前の画素との濃度レベル差に固有の符号に変換する
とともに、当該区間の最終画素の符号の後に当該区間の
終了を示す符号を付加することにより、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。
（２）前記の濃度レベル変化の連続する区間の画素毎の
符号と前記終了を示す符号とを同一の符号体系で定義す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像圧
縮方法。