JPH033567A - ディザ画像符号化方式 - Google Patents

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、ディザ画像の符合化方式に関する。

より詳細には、本発明は、２値画像の符号化方式におい
て、特に多値画像をディザマトリクスによって２値画像
変換して得られるディザ画像を符号化する際の新規な方
式に関する。

従来の技術 近年、社会の高度情報化により情報処理技術の重要性が
益々高まってきている。これに伴い、より多くの情報を
より速く伝達する技術が求められている。このような状
況下で、イメージを伝送する手段として著しい普及をみ
たファクシミＩＪ装置の分野では、ＣＣＩＴＴ（国際電
信電話諮問委員会）において、イメージをより効率的に
通信するための画像の符号化方式の標準化が進められて
おり、ＭＨ（モディファイド・ハフマン）方式やＭＲ（
モディファイド・リード）方式等が標準に定められてい
る。

ＭＨ方式（１次元符号化方式）は、イメージの水平方向
の統計的性質に着目して開発された方式であり、各ラン
の白または黒のラン長を符号化するものである。その際
、ハフマン（Ｈｕｆｆｍａｎ）符号化法を用いて、出現
頻度の高いランには短い符号を、出現頻度の低いランに
は長い符号を割り当てる。

ＭＨ方式（２次元符号化方式）は、更に、イメージの垂
直方向の統計的性質も考慮しており、符号化しようとす
るライン（符号化ライン）上の画素が白から黒、または
黒から白へと変化する変化点と、その直上のラインであ
る参照ライン上の変化点との相対的位置関係を符号化す
る。

ところで、濃淡画像（多値画像）をファクシミリで伝送
するためには、多値画像を２値画像に変換する必要があ
る。この変換に広（用いられている方法がディザ法であ
る。

第３図は、後述するディザ法において使用することので
きるディザマトリックスの一例を示す図であり、第４図
は、ディザ法によるディザ画像の生成過程を説明する図
である。

ディザ法においては、例えば第３図に示すような所定の
サイズのディザマトリクスを用意して、第４図に示すよ
うに、変換すべき多値画像をこのディザマトリクスと同
じ大きさの領域に分割し、各分割領域の画素とディザマ
）　ＩＪクスとの対応する要素の値と比較し、画素の方
が大きい場合にはその画素の２値変換画素として“′１
′″を割当て、そうでない場合には０″を割当てること
によって多値画像の２値変換を行なうものである。即ち
、ディザマトリクスの要素を閾値として多値画像の各画
素を２値変換するものである。

しかしながら、ディザ法によって得られるディザ画像は
、その方式の持つ性質上長いランが発生し難いので、Ｍ
Ｈ符号化を行なっても情報量を効率よく圧縮することが
できない。また、ディザマトリクスによって２値変換し
ているために、上下に隣接するライン間で相関が少なく
、そのままＭＲ符号化を行なってもＭＨ方式同様、圧縮
効率は高くならない。

そこで、ディザ画像の符合化においては、ビットインク
リーブ符号化方式のように、ＭＷ符号化（あるいはＭＲ
符号化）を行なう画像のランの長さが長くなるような方
法を採る。

第５図は、ビットインタリーブ符号化方式にふける処理
を説明する図である。

即ち、同図に示すように、ビットインクリーブ符号化方
式は、ディザマトリクス上の同じ要素を閾値として２値
化された画素をつないでラインを形成し、このラインに
対してＭＨ符号化を行なうものである。この方法では、
例えばディザマトリクスが４Ｘ４の場合では、１ライン
分の画像を４ラインの画像に再構成し、各ラインごとに
ＭＨ符号化を行なう。

このようにラインを再構成すると、画像の持つ隣接画素
との相関性と、同じ閾値によって２値化したことによる
相関性により、ランの長さが比較的長くなるので、ＭＨ
符号化を行なうことにより効率のよい圧縮が可能となる
。

発明が解決しようとする課題 このように、ビットインクリーブ符号化方式によれば、
ラン長がある程度長くなり圧縮率も向上する。しかしな
がら、この処理では、ディザ変換して得られた画像から
一定間隔ごとに画素を取り出してラインを再構成しなけ
ればならない。例えば４×４のディザマトリクスによっ
て得られるディザ画像であれば、１ラインの画像を４画
素間隔で１画素ずつ取り出し、４分割して４ラインのデ
ータに再構成してから各ラインに対して符号化を行なわ
なければならない。

また復号化を行なう場合でも、４分割されて符号化され
たデータをそれぞれ復号化し、得られた画素を再構成し
て１ライン分の画像にしなければならない。

即ち、従来のビットインクリーブ符号化方式では処理が
複雑になり、処理時間の増加、装置規模の増大を伴うと
いう問題がある。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、よ
り簡素な処理により、ディザ画像を効率良く２値符合化
する新規な方式を提供することをその目的としている。

課題を解決するための手段 即ち、本発明に従うと、ディザマトリクスを用いて多値
画像を２値画像変換して得られるディザ画像を符号化す
る符合化方式において、ディザ画像を、前記ディザマト
リクスと対応して、該ディザマトリクスと同じ大きさの
分割画像領域に分割し、該分割画像領域内の各画素と、
当該分割領域に隣接する分割画像領域内で同じ位置に対
応する画素との排他的論理和をとり、得られた値によっ
て、前記分割画像領域と同じ大きさの２値画像領域から
なる中間画像を生成し、該中間画像に対して所望の２値
画像符号化方式による処理を実施することによって、デ
ィザ画像を符号化することをｖＦ徴とするディザ画像符
号化方式が提供される。

作用 前述のビットインクリープ方式の説明からも明らかなよ
うに、ディザ画像にはディザマトリクスの同じ要素によ
って２値変換された画素の間では、隣接する画素間には
相関があり、変化が少ない。

また、ディザ変換される前の画像は、もともと隣接する
画素間に変化が少ないという性質を持っている。

一方、排他的論理和演算は、２つのデータが同じ場合に
は０′′、違う場合にはｌ″′になるので、例えば２値
画像の２ラインに対して排他的論理和をとれば、２ライ
ン間でデータが相違する点がｔＩＨとなるような変換画
像が得られる。

本発明のディザ画像符号化方式では、これらの性質を利
用して、ディザ画像をディザマトリクスと同じ大きさの
領域ごとに分割し、これらの領域を単位として隣接する
領域の画素との間で排他的論理和をとることによって、
ビットインクリーブ方式でライン単位で再構成して得ら
れる再構成後の各ラインの変化点にあたる点のみが１１
１１１となるような画像を得、これを符合化することに
よって、ＭＨ方式やＭＲ方式等の符合化方式の特徴を有
効に活かしている。また、上述のような本発明に係る方
式は、極めて簡単な処理によって得ることができるので
、この方式を実施する装置の規模や処理時間を増大する
ことがない。

以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明するが
、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎず、本発明の技
術的範囲を何ら限定するものではない。

る。

第１図に示すように、この装置は、ディザ画像を格納す
るディザ画像メモリ１０１と、画像メモリ１０１　とラ
イバッファ１０３を介した信号線と直結した信号線との
２系統の信号線で接続されたＸＯＲ回路１０４と、排他
的論理和（以下、ＸＯＲと記載する）回路１０４の出力
に順次接続されたラン長カウンタ１０５　、ＭＨ符合出
力回路１０６およびコードメモリ１０２を備えている。

以上のように構成されたディザ画像符号化装置は、以下
のような処理を行う。尚、本実施例では、ディザ変換に
使用されるディザマトリクスの大きさを４×４と仮定す
る。また、画像は１画素につき１ビツトで表現されるた
め、８画素ごとに１バイトのデータとしてメモリ上に格
納されているものとする。さらに読み出される場合は１
バイトごとに行なわれるものとする。

まず、多値画像がらディザ変換された画像がディザ画像
メモ！Ｊ　１０１に格納される。ディザ画像メモリ１０
１　に格納されている画像データは、１ラインごとに１
バイトずつ読み出されてはラインバッファ１０３　に人
力される。ラインバッファ１０３　は１ライン分の画像
データを格納するだけの容量を持ち、またＦＩＦＯ形式
のバッファである。従って、１バイトのデータが入力さ
れる毎にＦＩＦＯの先頭から１バイトずつデータが排他
的論理和回路１０４に出力される。即ち、１ラインの先
頭の１バイトのデータがラインバッファ１０３　に入力
されると、前回入力されたラインの先頭の１バイトのデ
ータが出力される。また、読み出された画像データは、
ラインバッファ１０３　に格納されると同時に、排他的
論理和回路１０４にも入力される。

排他的論理和回路１０４は、ラインバッファ１０３から
出力される（データバス１１１上の）データと、ディザ
画像メモリ１０１から読み出された（データバス１１ｐ
上の）データの排他的論理和を１ビツトずつ算出し、得
られる８ビツトのデータをラン長カウンタ１０５　に人
力する。即ち、ラインバッファ１０３に格納されている
画像のラインと読み出されている画像のラインの排他的
論理和演算の結果がラン長カウンタ１０５に入力される
ことになる。

ラン長カウンタ１０５では１ライン長を単位としてその
中に含まれる白ランと黒ランの長さをカウントし、その
値をＭＨ符号出力回路１０６に入力する。

ＭＨ符号出力回路１０６は、ラン長カウンタより送られ
る白ランあるいは黒ランの長さから、それらをＭＨ符号
に変換し、その値をコードメモリ１０２に順に書き込む
。

ここで、ディザ画像メモリから読み出すデータの順序に
ついて説明する。

前述したように本実施例では４×４のディザマトリクス
によって得られたディザ画像を対象としている。従って
、画像領域の分割は４×４画素で行なわれることになり
、それらの隣接する分割画像領域間の排他的論理和をと
るには、４ライン離れた画像間でライン単位に排他的論
理和をとればよい。

即ち、画像のライン読み出し順序はＬ　５．９．１３、
・・・ｌ＋４ｎ　（ｎ＝０．１．２・・・）・・となり
、最後まで読み出した後は次に２．６．１０．１４、・
・・２＋４ｎ　（ｎ＝ｏ、１．２・・・）・・・、その
次が３．７．１１．１５、・・・３＋４ｎ　（ｎ＝ｏ、
　　１．　２・・・）、最後が４．８．１２．１６、・
・・４＋４ｎ　（ｎ＝０．　ｌ、　２・・・）という順
で読み出される。

また、ラインバッファ１０３の初期値は全て０″とする
。従って、１ライン目の画像に対してはそのままのデー
タがＭＨ符号化される。このデータが復号化の際に、排
他的論理和演算を行なってもとのディザ画像に変換する
ためのデータとなる。

また本実施例では、ラインバッファ１０３の初期化は、
１ライン目、２ライン目、３ライン目、４ライン目が読
み出される直前に行なわれるものとする。このことは、
１〜４ライン目までは、そのままのデータを符号化する
ことを意味している。

以上説明したように、本発明に係る方式によれば、単純
な排他的論理和演算結果をＭＨ符号化することによって
、効率のよい画像転送を可能とする。

実施例２ 第２図は、本発明に係る符合化方式を実施し得る装置の
第２の構成例を示すブロック図である。

同図に示すように、この装置は、多値画像データを格納
する多値画像メモリ２０１　と、多値画像メモリ２０１
に格納されたデータをディザ画像データに変換するディ
ザ変換回路２０２と、ディザ変換回路２０２の出力する
ディザ画像データを格納する第１バツフア２０３と、後
述するように一旦１バッファ２０３に格納されたディザ
画像データを改めて格納する第２バツフア２０４と、１
バツフア２０３および第２バツフア２０４に格納された
ディザ画像データの排他的論理和演算を行う排他的論理
和回路２０５と、排他的論理和回路２０５の出力する中
間画像データをＭＨ方式により符合化するＭＨ符号化回
路２０６と、更に、これらの構成要素の動作を制御する
制御部２０７とを備えている。

上述のように構成された本実施例に係るディザ画像符号
化装置は、以下のように動作する。尚、本実施例では多
値画像の１画素を８ビツトで表現するものとする。また
、ディザ変換に使用されるディザマトリクスの大きさを
４×４とする。

処理すべき多値画像は、まず、多値画像メモリ２０１に
格納される。多値画像メモリ２０１は、アドレス・バス
２１０上のデータをアドレスとして、リード要求信号２
１１に従って指定された１画素、即ち、１バイトのデー
タをデータ・バス２２０上に出力する。

ディザ変換回路２０２は、多値画像メモリ２０１より出
力されるデータを所定のディザマトリクスによってディ
ザ変換し、４画素を変換する毎とに４ビツトのデータに
まとめてデータ・バス２２１に出力する。ここで、ディ
ザマトリクスのどの要素を閾値として使うのかは制御部
２０７より送られてくる制御信号２１２によって決まる
。

ディザ変換回路２０２より出力されたデータは、まず第
１バツフア２０３に人力される。第１バツフア２０３　
は人力されるデータをラッチすると共に、直前にラッチ
していたデータをデータ・バス２２３を介して第２バツ
フア２０４に出力する。第２バツフア２０４は、第１バ
ツフア２０３より入力されたデータをラッチする。

ここで、第１バツフア２０３、第２バツフア２０４のラ
ッチの指示は、それぞれ制御信号２１３．２１４を介し
て制御部２０７により制御され、また、第１バツフア２
０３および第２バツフア２０４にラッチされているデー
タは、データ・バス２２４および２２５に常に出力され
る。尚、制御信号２１３．２１４により、バッファ内の
データを０″′にクリアすることができる。

排他的論理和回路２０５は、第１バツフア２０３から出
力される（データ・バス２２４上の）データと、第２バ
ツフア２０４から出力される（データ・バス２２５上の
）データの排他的論理和を１ビツトずつ算出し、得られ
る４ビツトのデータをデータ・バス２２６に出力してＭ
Ｈ符号化回路２０６に送る。

ＭＨ符号化回路２０６は、排他的論理和回路２０５より
送られてくるデータをＭＨ符号化し、生成した符号をデ
ータ・バス２２７に出力する。１ライン単位の符号化を
行なうためにラインの区切りを制御部２０７より送られ
てくる制御信号２１５によって確認する。

制御部２０７は多値画像メモリ２０１に対してアドレス
・バス２１０とリード要求信号２１１によって１ライン
単位で１画素ずつ画像情報を読み出す。読み出されたデ
ータはディザ変換回路２０２で２値変換されるが、この
ときの閾値を、ディザ変換回路２０２に制御信号２１２
によって指示する。ディザ変換回路２０２からは、多値
画像メモリ２０１から４回データを読み出すごとに４ビ
ツトにパックされたディザ変換画像が出力されるので、
この出力されたデータを第１バツフア２０３にラッチさ
せる。それと同時にいままで保持していたデータを第２
バツフア２０４にラッチさせる。この結果、排他的論理
和回路２０５にはディザ変換回路より送られてきた４ビ
ツトのデータと、１つ前に送られてきた４ビツトのデー
タが人力される。これらのデータに対して排他的論理和
をとり、４ビツトずつＭＨ符号化を行なうことになる。

ところで、前述した実施例１では、分割画像領域内の各
画素と共に排他的論理和演算される値は、いわば縦方向
に隣接した分割画像内の画素の値であった。これに対し
て、本実施例では、本実施ではこれを横方向隣接した分
割画像から得ている。

従って、各ラインとも、先頭の４画素についてはディザ
変換されただけのデータでＭＨ符号化されることになる
。このために第１バツフア２０３、第２バツフア２０４
は各ラインの符号化に先立ってＩＩ　ＯＩＩ　にクリア
されなければならない。これについては、制御信号２１
３．２１４を介して、制御部２０７によって行うことが
できる。

以上、２つの実施例では、ディザ画像の符号化処理につ
いてのみ説明したが、これらの処理によってえられた符
合化画像情報を復号化する場合には、これらの処理と逆
の処理を行えばよい。

発明の詳細 な説明したように、本発明に係るディザ画像符号化方式
は、画像に対してライン単位で排他的論理和をとる処理
を行うだけであり、処理時間や処理装置に与える影響が
実質的に少なくなる。

また、従来のビットインクリーブ方式では、１ラインの
画素を並び換え、いくつかに分割し、更にそのそれぞれ
に対して符号化を行なっていた。

これに対して、本発明に係る符合化方式では、１ライン
そのままの長さで符号化が行なえ、排他的論理和によっ
て変換されたディザ画像のラインには変化点のみが新し
くｌ”として表れるので、従来のビットインタリーブ方
式よりもラン長の長いランが出現しやすい。例えば、４
×４のディザマトリクスによってディザ変換された画像
に於いて、従来のビットインクリーブ方式では１ライン
のデータを４つに構成し直す。この時、各部分の最初の
ラン長が４であったとすると、ＭＨ符号化によってそれ
ぞれ白または黒の４という符号が割当てられる。これに
対して、本発明に係る方式では、このラインの最初のラ
ンの長さは１６になる。

これは、先の４つのランが１つにまとめられたためであ
り、さらに各ランの色に関係なくまとめることができる
。たとえ１つ目と、３つ目のランが黒で、それ以外が白
の様な場合でも１つのランとしてまとめられ、従来のビ
ットインタリーブ方式よりも長いランが得られる。

従って、従来のビットインタリーブ方式よりも圧縮率の
高い符号化が行なえ、画像情報の伝送、または蓄積など
に有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る符合化方式を実施し得る装置の
構成例を示すブロック図であり、第２図は、本発明に係
る符合化方式を実施し得る装置の第２の構成例を示すブ
ロック図であり、第３図は、従来のディザ法において使
用されるディザマトリックの一例を示す図であり、第４
図は、ディザ法における符合化処理の過程を説明する図
であり、 第５図は、従来のビットインクリーブ方式における符合
化処理の過程を示す図である。 〔主な参照番号〕 １０１　　・・・ディザ画像メモリ １０２　　・　・　・コードメモリ １０３　　・・・ラインバッファ １０４　　・・・排他的論理和回路 １０５　　・・・ラン長カウンタ １０６　　・・・ＭＨ符号出力回路 １１０〜１１４　　・・・データバス 多値画像メモリ ディザ変換回路 第１バツフア 第２バツフア 排他的論理和回路 ＭＨ符号化回路 制御部 ・・・制御信号 ・・・データバス

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ディザマトリクスを用いて多値画像を２値画像変換して
   得られるディザ画像を符号化する符合化方式において、 ディザ画像を、前記ディザマトリクスと対応して、該デ
   ィザマトリクスと同じ大きさの分割画像領域に分割し、 該分割画像領域内の各画素と、当該分割領域に隣接する
   分割画像領域内で同じ位置に対応する画素との排他的論
   理和をとり、 得られた値によって、前記分割画像領域と同じ大きさの
   ２値画像領域からなる中間画像を生成し、該中間画像に
   対して所望の２値画像符号化方式による処理を実施する
   ことによって、ディザ画像を符号化することを特徴とす
   るディザ画像符号化方式。