JPH0496575A - 画像符号化方法 - 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、電子ファイル等の画像記録装置における画像
符号化方法に関し、特に画像の種類に対応した最適な符
号化方法を選択するようにした画像符号化方法に関する
。

〔従来技術〕

近年、マルチ・メディア化の進展に伴い、オフィス文書
の中にもカラー画像で表現された文書が増加しつつある
。このようなカラー文書画像は、従来のモノクロ２値の
文書に比べてそのデータ量が非常に多く、光ディスク等
の大容量の記憶媒体を用いてもカラー文書画像を蓄積す
る際には、データ量を削減するために圧縮処理が必要と
なる。

ところで、オフィス文書の場合は、依然として文字領域
が大半を占めており、カラー画像を含む文書データを圧
縮処理する場合、２値画像とカラー画像の両方に適した
圧縮技術がまだ開発されていないため、従来は２値画像
領域とカラー画像領域を判別し、各領域に対してそれぞ
れ適した圧縮方法を用いることによって文書データを圧
縮処理している。

例えば、特開平１−１４４７７８号公報に記載された技
術では、複合画像に対する適応符号化方式として一枚の
画像を文字領域と写真領域に分割し、文字領域に対して
は１次元符号化 （Ｍｏｄｉｆｉｅｄ　Ｈｕｆｆｍａｎ符号化方式、ＭＨ
）あるいは２次元逐次処理符号化（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ　
Ｍ　Ｒ符号化方式、ＭＭＲ）等の可逆圧縮を行い、写真
領域に対しては非可逆のブロック符号化を行っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記した技術は、分割領域が文字領域と
写真領域のみであるために、写真領域であっても濃淡画
像とカラーの自然画像があるにも係らず、同じ符号化を
行っているため、濃淡画像とカラーの自然画像のそれぞ
れに対して能率的な符号化を行っていないという問題が
あった。更に、文字領域についても、最近では黒文字以
外の色の文字で作成された文書が増加しており、上述し
たようなＭＨあるいはＭＭＲ方式による符号化方式を変
更しなければならないという問題があった。

本発明の目的は、文書の画像領域を白黒文字領域、カラ
ー文字領域、白黒写真領域そしてカラー写真領域に分類
することにより、各領域に適した符号化を行う画像符号
化方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明では、色情報を含む
文書画像を符号化する画像符号化方法において、文書画
像をモノクロ領域とカラー領域に分類し、該分類された
それぞれの領域を単色領域と多値領域に分類し、４種類
の領域に対してそれぞれ最適な符号化を行うようにした
。モノクロ領域とカラー領域の判定は、前記文書画像を
構成する各ブロック毎にＲ，Ｇ、Ｂの各濃度レベルを参
照し、該レベルが略同レベルであるブロックをモノクロ
領域と判定することにより行い、前記ブロック中に１画
素でも色画素が存在する場合は、該ブロックをカラー領
域と判定する。

また、モノクロ領域における単色領域と多値領域の判定
は、前記文書画像を構成する各ブロックの画像データと
該画像データを２値化した２値化画像データとの誤差の
分散がある閾値以下のブロックを単色領域と判定し、あ
る閾値以上のブロックを多値領域と判定することによっ
て行われる。

一方、カラー領域における単色領域と多値領域の判定は
、色空間における画素分布中で画素数が多い２つの色空
間の代表色を用いて画像データを２値化し、該２値化さ
れたブロックの画像データと元のブロックの画像データ
との誤差の分散がある閾値以下のブロックを単色領域と
判定し、ある閾値以上のブロックを多値領域と判定する
ことによって行われる。

さらに、前記各ブロックが前記４種類の領域の何れの領
域であるかを識別するための属性情報を、各ブロックに
付与し、該各ブロックのデータを記憶装置に格納すると
き、該属性情報をランレングス符号化したヘッダ情報と
該ヘッダ情報に続けたブロックデータとによって符号列
を構成した。

〔作　用〕

多階調の画像読み取り装置によって読み取られた画像デ
ータから、ブロック単位でデータを切り出し、モノクロ
／カラー判定部で、モノクロ領域かカラー領域かを判定
する。モノクロ領域はＲｌＧ、Ｂの濃度レベルがほぼ等
しいことからモノクロと判定する。ただし、１ブロツク
中にカラーと判定された画素が１つでもある場合にはカ
ラー領域と判定する。モノクロ領域と判定されたブロッ
クデータに対してモノクロ化処理を行い、モノクロの単
色／多値の判定を行う。この判定は、モノクロ化された
ブロックデータをバッファメモリに格納すると同時に、
該データを単色化処理部で２値化し、該メモリに格納さ
れている元のブロックデータと、２値化されたデータと
を誤差計算部で比較する。その誤差がある閾値より大き
い場合、モノクロ多値領域として判定し、ある閾値より
小さい場合、モノクロ２値領域として判定する。カラー
領域に対しても、色変換されたブロックデータをバッフ
ァメモリに格納すると同時に、該データを単色化処理部
で２値化し、バッファメモリに格納されている元のブロ
ックデータと、２値化された単色データとを誤差計算部
で比較し、著しく異なる場合にはカラー多値領域とし、
差が僅少である場合にはカラー２値領域と判定する。

このようにして分類された各領域を区別するため、その
属性（モノクロ単色、多値、カラー単色、多値）を各ブ
ロックデータに付与する。そして、属性情報をランレン
グス符号化し、これを画像のヘッダ情報とする。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。第１図は、本発明の符号化方法を実施するためのブ
ロック構成図である。１は一枚の画像を多階調の画像読
み取り装置によって入力したデータを保存しているフレ
ームメモリ、２はフレームメモリ１から読み出したブロ
ックデータを書き込むブロックメモリ、３はモノクロ／
カラ判定部、４は判定部３からの判定信号によって切り
換え制御されるスイッチである。５はモノクロ領域と判
定されたブロックデータに対してモノクロ化処理を行う
モノクロ化処理部、６はカラー領域に対して圧縮に適し
た色成分に変換する色変換部、７．８はそれぞれモノク
ロ、カラーにおける単色／多値の判定を行う判定部で、
ブロックデータを格納するバッファメモリ７１．８１と
、該ブタを２値化する単色化処理部７２．８２と、バッ
ファメモリに格納されている元のブロックブタと、２値
化されたデータとを比較する誤差計算部７３．８３によ
って構成されている。

以下、本発明の動作を詳細に説明すると、−枚の画像が
図示しない多階調の画像読み取り装置によって読み取ら
れ、読み取られた画像データはフレームメモリｌに書き
込まれる。このように本発明では、入力した時点では画
像の全領域が多階調で、しかもカラーのデータとして入
力され、また、１画素当たり、ＲＧＢ入力で各色が２５
６多階調とすると２４ビツトで構成されている。次いで
、領域判定をブロック単位で行うためにフレームメモリ
１から読み出したブロックデータをブロックメモリ２に
書き込む。この１ブロツクのサイズは採用する符号化方
式によって異なるが、自然静止画像符号化方式の標準案
であるＡＤＣＴ（Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｄｉｓｃｒｅｔｅ
　Ｃｏ５１ｎｅ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ。

適用離散コサイン変換）を用いるならば８画素×８画素
を１ブロツクするのが適当である。第２図は、フレーム
メモリ１をブロックデータサイズに分けた図である。

モノクロ／カラー判定部３では、モノクロ領域において
Ｒ，Ｇ、Ｂの濃度レベルがほぼ等しいことを用いること
によってモノクロを判定する。ただし、１ブロツク中に
カラーと判定された画素が１つでもある場合にはカラー
領域と判定する。判定部３からの判定信号によってスイ
ッチ４を切り換え、モノクロ化処理部５は、モノクロ領
域と判定されたブロックデータに対してモノクロ化処理
を行う。この処理はＲ，Ｇ、Ｂの３枚の濃度プレ−ンを
１つの濃度プレーンに変換することによってモノクロ化
する。第３図は、ブロックサイズ（８画素×８画素＊か
らなるＲ、Ｇ、Ｂの濃度プレーン３１．３２．３３とモ
ノクロ化された濃度プレーン３４を示す。Ｒ％Ｇ、Ｂの
同じ位置の画素３１１．３２１．３３１（３１２，３２
２，３３２）の濃度値はほぼ等しいので３色の濃度値の
平均を、濃度プレーン３４の各画素３４１．３４２の濃
度値とする。これによりモノクロ領域のブタ量は３分の
１に圧縮される。

一方、カラー領域に対しては、色変換部６で圧縮に適し
た色成分に変換する。すなわち、テレビジョン信号にみ
られるようにＲＧＢを線形変換したＹＵＶ　（Ｙは輝度
、Ｕ、Ｖは色情報）に変換し、Ｕ、■の画素数を間引く
ことによって（間引いても画質の劣化が目立たない）、
ＲＧＢよりも高い圧縮率が得られる。

そして、モノクロ、カラーにおける単色／多値の判定を
それぞれの判定部７．８で行う。モノクロの場合は以下
のようにして単色／多値の判定を行う。モノクロ化され
たブロックデータをバッファメモリ７１に格納すると同
時に、該データを単色化処理部７２で２値化し、バッフ
ァメモリ７１に格納されている元のブロックデータと、
２値化されたデータとを誤差計算部７３で比較する。

第４図は、モノクロにおける単色／多値の判定を説明す
るための図で、４１はモノクロ化されバッファメモリ７
１に格納された濃度プレーンであり、各画素の濃度値が
例えば図のようにａ１＝１８０、ａ、＝１２９．ａ、＝
１００．ａ４＝２０゜ａ、＝１７０．ａ、＝１４０．ａ
、＝７０．ａ、＝１５であったとする。４２は濃度プレ
ーン４１を２値化処理したデータで、各画素ａｉの濃度
値がある閾値（例えば、値１２８）以上のとき値２５５
に、それ以下のとき値０に２値化処理するとプレーン４
２の各画素の濃度値ｂｉはす、＝２５５゜ｂ、＝２５５
．ｂ、＝Ｏ，ｂ４＝Ｏ，ｂ、＝２５５゜ｂ、＝２５５．
ｂ、＝Ｏ，ｂ、＝Ｏとなる。この結果ａｔとｂｌを比較
するとその誤差はある閾値より大きくなり、濃度プレー
ン４１には中間調が含まれていることが分かり、モノク
ロ多値領域として判定される。

これに対して、黒文字領域あるいは背景の白領域では、
濃度プレーン４１の濃度値は全て０に近い値（黒レベル
）か、あるいは２５５に近い値（白レベル）であるので
、２値化処理された値との誤差はある閾値より極めて小
さくなり、モノクロ２値領域として判定される。

一方、カラー領域に対しても同様に色変換されたブロッ
クデータをバッファメモリ８１に格納すると同時に、該
データを単色化処理部８２で２値化し、バッファメモリ
８１に格納されている元のブロックデータと、２値化さ
れた単色データとを誤差計算部８３で比較し、それが著
しく異なる場合（閾値以上）にはカラー多値領域とし、
差が僅少である場合（閾値以下）にはカラー２値領域と
判定する。

カラー領域では、輝度成分だけの時のように簡単に２値
化の色を決定できないので、色空間における画素分布を
用いて決定する。即ち、ＹｌＵ、■の色空間をＮ個の空
間に分割し、プロツクブタ内の６４個の画素が、分割さ
れた色空間にどのように分布しているかを求める。そし
て、分布が最も多い２つの色空間の代表色を２値化のた
めの色とする。この２値化された色（第１、第２の色）
は次のようにして一方の色が選択される。Ｙ％Ｕ、■座
標系において、ブロック内の各画素値と２値化された第
１、第２の色の値との距離を求め、その距離が近い方の
色を選択することによってカラー領域の２値化が行われ
る。

以下、これを具体的に説明すると、いま、ＹＵ■空間を
８個の部分空間に分けたとする。第５図は、ＹＵＶ成分
値がＯから２５５の範囲にあるＹＵＶ空間を８個の部分
空間に分けた図を示し、第６図は、各部分空間（空間番
号Ｏ〜７）の空間範囲を示す図である。

つぎに、各ブロック毎に６４個の画素データを上記８個
の部分空間に振り分け、各部分空間毎の画素分布を調べ
る。例えば、色変換した結果が（Ｙ＝６４．　ＬＪ＝　
１８０．　Ｖ＝　１４０）　ナラば、空間番号が３番の
色空間の画素数を１カウントする。このように６４画素
すべてを振り分けた結果、第７図のような分布が得られ
たとする。この場合は、２番と４番の色空間に含まれる
画素数が最も多いので、この２つの色空間の代表色を２
値化の色の値とする。この代表色は空間の分割数に応じ
て決めればよいが、単色か２値かの判定をできるだけ精
度良く行うためには、代表色同志がＹＵＶ空間の座標上
であまり接近していない方がよい。

従って、」二重例の場合は、（Ｙ＝Ｏ，Ｕ＝２５５゜Ｖ
−０）　　　（Ｙ＝２５５．　Ｕ＝Ｏ，Ｖ＝Ｏ）　（７
）２つを２値化の色の値とする。

次に、元のカラーデータをこの２つの値にマツピングし
、２値化を行う。つまり、ＹＵＶの座標空間におけるカ
ラーデータの画素値と２値化の値との距離を計算し、そ
の距離の近い方の色を選択することによってカラー領域
の２値化が行われる。

続いて、バッファメモリ８１に格納されている元のブロ
ックデータと単色化処理部８２で２値化された単色デー
タとを誤差計算部８３で比較し、誤差の分散が小さい場
合には、色の分布が一点あるいは二点に集中しているよ
うな分布状況であるので、単色領域であると判定する。

他方、誤差分散が大きい場合には、色が広く分布してい
る状況であるので、多値領域として処理する。このよう
に、色背景中に色文字が存在していても単色カラ領域と
判定され、それに適した符号化を行うことができる。

以上のようにしてカラーオフィス文書を４種類の領域に
判別することができるので、各領域に最適な符号化方式
を選択することができる。例えば、単色領域に対しては
、ＭＭＲによって符号化し、多値領域に対しては、ＡＤ
ＣＴによって符号化する。

本発明では、更に各領域を区別するために０から３の数
でその属性（モノクロ単色、多値、カラー単色、多値）
を表すようにする。第８図（ａ）は、本発明によって属
性が付与された複数のブロックデータからなる一枚の画
像データを示し、第８図（ｂ）は、ブロックデータ１か
らブロックブタ４までの属性情報（０，０％０１０）を
ランレングス符号化しく例えば、これを「０４」にする
）、これを画像のヘッダ情報とし、続いて符号化データ
を記録したデータフォーマットを示す。

第９図は、属性情報とアドレスによってヘッダファイル
を構成した本発明の他の実施例を示す。

このような構成によれば、ヘッダファイルを参照するこ
とによって例えば文字領域（モノクロ単色）のみを表示
することができ、また、ページめくりのような高速なサ
ーチも可能になる。

［発明の効果］ 以上、説明したように、本発明によれば、−枚の画像領
域を４種類の領域に分類しているので、各領域に最適な
符号化方式を選択することができ、この結果、従来のも
のに比べて、画像の圧縮率が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の符号化方法を実施するためのブロック
構成図、第２図はフレームメモリをブロックデータサイ
ズに分けた図、第３図はブロックサイズ（８画素×８画
素）からなるＲ、Ｇ、Ｂの濃度プレーンとモノクロ化さ
れた濃度プレーンを示す図、第４図はモノクロにおける
単色／多値の判定を説明するための図、第５図はＹＵＶ
成分値がＯから２５５の範囲にあるＹＵｖ空間を８個の
部分空間に分けた図、第６図は各部分空間（空間番号Ｏ
〜７）の空間範囲を示す図、第７図は部分空間の画素分
布を示す図、第８図（ａ）は本発明によって属性が付与
された複数のブロックデータからなる一枚の画像データ
を示す図、第８図（ｂ）は画像のヘッダ情報と符号化デ
ータを記録したブタフォーマットを示す図、第９図は属
性情報とアドレスによってヘッダファイルを構成した本
発明の他の実施例を示す図である。 ■・・・フレームメモリ、　　２・・・ブロックメモリ
、３・・・モノクロ／カラー判定部、　４・・スイッチ
、５・・・モノクロ化処理部、　　６・・色変換部、７
・・・モノクロ単色／多値判定判定部、８・・・カラー
単色／多値判定判定部、７１．８１・・・バッファメモ
リ、 ７２． ８２・・・単色化処理部、 ７３． ８３・・・誤差計算部。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）色情報を含む文書画像を符号化する画像符号化方
   法において、文書画像をモノクロ領域とカラー領域に分
   類し、該分類されたそれぞれの領域を単色領域と多値領
   域に分類し、４種類の領域に対してそれぞれ最適な符号
   化を行うことを特徴とする画像符号化方法。
2. （２）記モノクロ領域とカラー領域の判定は、前記文書
   画像を構成する各ブロック毎にＲ、Ｇ、Ｂの各濃度レベ
   ルを参照し、該レベルが略同レベルであるブロックをモ
   ノクロ領域と判定することにより行うことを特徴とする
   請求項（１）記載の画像符号化方法。
3. （３）前記ブロック中に１画素でも色画素が存在する場
   合は、該ブロックをカラー領域と判定することを特徴と
   する請求項（２）記載の画像符号化方法。
4. （４）前記モノクロ領域における単色領域と多値領域の
   判定は、前記文書画像を構成する各ブロックの画像デー
   タと該画像データを２値化した２値化画像データとの誤
   差の分散がある閾値以下のブロックを単色領域と判定し
   、ある閾値以上のブロックを多値領域と判定することを
   特徴とする請求項（１）記載の画像符号化方法。
5. （５）前記カラー領域における単色領域と多値領域の判
   定は、色空間における画素分布中で画素数が多い２つの
   色空間の代表色を用いて画像データを２値化し、該２値
   化されたブロックの画像データと元のブロックの画像デ
   ータとの誤差の分散がある閾値以下のブロックを単色領
   域と判定し、ある閾値以上のブロックを多値領域と判定
   することを特徴とする請求項（１）記載の画像符号化方
   法。
6. （６）前記各ブロックが前記４種類の領域の何れの領域
   であるかを識別するための属性情報を、各ブロックに付
   与し、該各ブロックのデータを記憶装置に格納するとき
   、該属性情報をランレンクズ符号化したヘッダ情報と該
   ヘッダ情報に続けたブロックデータとによって符号列を
   構成したことを特徴とする請求項（１）記載の画像符号
   化方法。