JPH05219382A - 多値画像の符号化方法 - Google Patents

多値画像の符号化方法

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JPH05219382A
JPH05219382A JP4016576A JP1657692A JPH05219382A JP H05219382 A JPH05219382 A JP H05219382A JP 4016576 A JP4016576 A JP 4016576A JP 1657692 A JP1657692 A JP 1657692A JP H05219382 A JPH05219382 A JP H05219382A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 算術符号を用いたデータ圧縮に適した2値化
処理を行い、その2値化画像を高い圧縮率で符号化す
る。 【構成】 ディザ閾値調整手段40は、シンボル出現確
率推定手段51で推定されたシンボル出現確率値に応じ
て、ディザ閾値thを調整する。ディザ2値化処理手段
30では、調整されたディザ閾値thに基づき、入力さ
れる多値画像D11を2値化する。算術符号構成手段5
2では、シンボル出現確率推定手段51で推定されたシ
ンボル出現確率推定値を符号化パラメータとして、2値
化画像D12を算術符号化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ等におい
て、写真等の濃淡(中間調)画像である多値画像をディ
ザ法を用いて2値化し、その2値化画像を算術符号化法
によってデータ圧縮する多値画像の符号化方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば次のような文献に記載されるものがあった。 文献1; 日経エレクトロニクス(1978−5−1)
日経マグロウヒル社「ディザ法による濃淡画像の2値表
示」P.50−65 文献2; 情報学会 第35回全国大会予稿集,1J−
6(昭62−9)「アリスメティック・コーディングに
よるディザ画像の圧縮」 前記文献1に記載されているように、多値画像を“白”
と“黒”の2値で表現する手法の1つに、ディザ法があ
る。ディザ法は、閾値マトリクスth(k,l)(但
し、1≦k≦n,1≦l≦m)を用い、多値画像の座標
(i,j)(但し、1≦i≦xmax 、1≦j≦ymax
max ;画像のx軸方向の最大値、ymax;画像のy軸
方向の最大値)における階調値g(i,j)を、th
(i modn,j mod m)で2値化する方法で
ある。即ち、 th(i mod n,j mod m)≦g(i,j)ならば、“黒”, g(i,j)<th(i mod n,j mod m)ならば、“白” ・・・(1) と2値化する(この2値化は走査線順に行うものとす
る)。また、ディザ法で2値化された2値化画像を符号
化する方法として、前記文献2に記載されているような
算術符号を用いる方法が知られている。
【0003】このように、多値画像からディザ2値化画
像を生成し、その2値化画像を算術符号化法を用いて符
号化する構成例を図2に示す。図2は、従来の多値画像
における符号化方法を実施するための符号化装置の機能
ブロック図である。
【0004】この符号化方法では、ディザ2値化処理手
段10において、入力される多値画像D1に対し、
(1)式に従い、ディザ閾値thを用いて2値化画像D
2を生成し、算術符号化手段20へ送る。算術符号化手
段20は、シンボル出現確率推定手段21と算術符号構
成手段22とで構成されている。シンボル出現確率推定
手段21では、2値化画像D2を入力し、符号化しよう
としている画素(着目画素)より以前に2値化された2
値化シンボルを用い、該着目画素で出現する“黒”また
は“白”のシンボルの出現確率を推定し、そのシンボル
出現確率値を算術符号構成手段22へ与える。算術符号
構成手段22では、シンボル出現確率値を符号化パラメ
ータとして、2値化画像D2に対して算術符号化して符
号D3を生成する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
符号化方法では、ディザ2値化処理手段10において、
例えばディザ閾値thに対する2値化誤差が非常に小さ
く、その2値化で“白”シンボルとしても“黒”として
も画質にほとんど影響がない場合があるが、このような
場合でも、算術符号化手段20により、2値化規則で定
まる所定のシンボルを符号化すると、その符号長に大き
な影響を与える。そのため、従来の符号化方法では、算
術符号を効率よく構成する上で、2値化処理が適当なも
のとはなっておらず、技術的に充分満足のゆく符号化方
法を得ることが困難であった。
【0006】本発明は、前記従来技術が持っていた課題
として、従来の2値化方法が算術符号を用いたデータ圧
縮に適していないという点について解決した多値画像の
符号化方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、ディザ法を用い、入力された多値画像を
ディザ閾値で2値化して2値化画像を生成し、前記2値
化画像に基づき、符号対化象である着目画素で出現する
“黒”または“白”のシンボルの出現確率を推定してシ
ンボル出現確率値を求め、算術符号化法により、前記シ
ンボル出現確率値を符号化パラメータとして前記2値化
画像を符号化する多値画像の符号化方法において、次の
ような手段講じている。
【0008】即ち、本発明では、前記多値画像及びシン
ボル出現確率値に基づき、前記ディザ閾値に対する2値
化誤差が所定の誤差評価パラメータより小さく、かつ符
号長が所定の符号長評価パラメータより長くなると判断
されるときに、前記ディザ閾値を増減して調整し、その
調整後のディザ閾値を用いて前記多値画像を2値化する
ようにしている。
【0009】
【作用】本発明によれば、以上のように多値画像の符号
化方法を構成したので、算術符号を構成するための符号
化パラメータであるシンボル出現確率値に応じて、ディ
ザ2値化処理時におけるディザ閾値を調整する処理を付
加している。そのため、ディザ2値化処理において、デ
ィザ閾値に対する2値化誤差が非常に小さく、かつその
2値化で出現するシンボルが符号中に大きな影響を与え
る場合に、ディザ閾値調整処理によって該ディザ閾値を
増減して調整し、該ディザ2値化で出現するシンボルを
反転させる。これにより、算術符号を用いたデータ圧縮
に適した2値化処理が行われ、その2値化画像の高い圧
縮率での符号化が行える。従って、前記課題を解決でき
るのである。
【0010】
【実施例】図1は、本発明の実施例の符号化方法を実施
するための符号化装置の機能ブロック図である。この符
号化装置は、半導体集積回路を用いた個別回路、あるい
はディジタル・シグナル・プロセッサ(DSP)等のプ
ロセッサを用いたプログラム制御で構成されるもので、
多値画像D11を入力するディザ2値化処理手段30と
ディザ閾値調整手段40とを備え、その手段30の出力
側に算術符号化手段50が接続されている。算術符号化
手段50は、シンボル出現確率推定手段51と算術符号
構成手段52とで構成され、その手段51の出力側がデ
ィザ閾値調整手段40へ接続されている。
【0011】ディザ2値化処理手段30は、入力された
多値画像D11を、着目している画素位置(i,j)に
対応するディザ閾値thで2値化し、その2値化画像D
12を生成して算術符号化手段50へ与える機能を有し
ている。ディザ閾値調整手段40は、シンボル出現確率
推定手段51で推定されたシンボル出現確率P
W (白),PB (黒)の値に応じて、ディザ閾値thを
増減することにより調整し、その調整したディザ閾値t
hをディザ2値化処理手段30に与える機能を有してい
る。
【0012】算術符号化手段50は、2値化画像D12
から、算術符号化法によって算術符号を構成し、その符
号D13を出力する機能を有している。この算術符号化
手段50を構成するシンボル出現確率推定手段51は、
例えば図3に示すような参照画像を用い、2値化画像D
12から、着目画素で出現する“黒”または“白”のシ
ンボル出現確率PW (白),PB (黒)を推定し、その
値をディザ閾値調整手段40へ与えると共に、算術符号
構成手段52へ与える。算術符号構成手段52では、推
定されたシンボル出現確率PW (白),PB (黒)を符
号化パラメータとして、符号D13を構成する機能を有
している。
【0013】図4は、図1の符号化装置を用いた符号化
方法の処理手順を示すフローチャートであり、この図を
参照しつつ、本実施例の符号化方法を説明する。なお、
図4中のS1〜S16は、処理ステップを示す。先ず、
ステップS1,S2において、算術符号化手段50を初
期化すると共に、入力される多値画像D11における着
目画素の画素位置(i,j)を初期化する。ステップS
3では、シンボル出現確率推定手段51により、図3の
参照画像を用い、既に出現している2値シンボルから、
画素位置(i,j)におけるシンボル出現確率P
W (白),PB (黒)を推定する。そして、ステップS
4〜S6において、ディザ2値化処理手段30では、画
素位置(i,j)における階調値g(i,j)をディザ
閾値thで2値化する(ステップS4)。th≦g
(i,j)のときにはステップS5でkを“B(黒)”
とおき、th≦g(i,j)でないときにはステップS
6でkを“W(白)”とおく。
【0014】ステップS7において、ディザ閾値調整手
段40では、階調値g(i,j)の2値化誤差|g
(i,j)−th|が誤差評価パラメータηより小さ
く、かつ符号長Pk が長くなると判断される場合(Pk
<ε、ε;符号長評価パラメータ)、ステップS8でk
=“B(黒)”か否かを判定し、その判定結果に基づき
閾値thをステップS9,S10で増減する。すると、
ディザ2値化処理手段30では、ステップS11,S1
2で、ステップS5,S6の2値化結果を反転させる。
【0015】ステップS11、S12において、算術符
号構成手段52では、ステップS7の条件が満足された
場合、ステップS11で反転シンボルに対応する出現確
率1−Pk で算術符号を構成する。これに対し、ステッ
プS7の条件が満足されない場合、算術符号構成手段5
2では、出現確率Pk で算術符号を構成する。ステップ
S13〜S16では、着目画素の座標値を制御する。即
ち、着目画素の画素位置(i,j)おけるiが画像のx
軸方向の最大値xmax より小さいか否かをステップS1
3で判定し、小さいときにはステップS14でそのiに
+1加算してステップS3へ戻る。ステップS13でi
が最大値xmax 以上になると、ステップS15において
jが画像のy軸方向の最大値ymax よりも小さいか否か
を判定し、小さいときには、ステップS16で、iを0
にすると共に、jに+1加算してステップS3へ戻り、
jが最大値ymax 以上になると、符号化処理を終了す
る。
【0016】以上のようにして、入力された多値画像D
11の2値化と、その符号化の処理が実行される。復号
化においては、シンボル出現確率推定手段51における
シンボル出現確率推定のための、例えば図3に示す参照
画像が、符号化と同じであれば、前記符号化の逆演算
で、もとの2値化画像を得ることができる。以上のよう
に、本実施例の画像2値化とその符号化方法によれば、
ディザ閾値調整手段40により、シンボル出現確率PW
(白),PB (黒)の値に応じて、ディザ2値化処理手
段30に与える2値化閾値thを調整するようにしたの
で、算術符号を用いたデータ圧縮に適した2値化処理が
行われ、それによって2値化画像D12の画質を損なう
ことなく、その2値化画像D12の算術符号化手段50
でのデータ圧縮性能を向上できる。本実施例と従来の符
号化方法をシミュレーションにより評価した結果を図5
(a),(b)に示す。
【0017】図5(a)は従来方法による2値化画像、
及び図5(b)は本実施例による2値化画像を示す。こ
こで、次のようなシミュレーション条件により評価し
た。 〔シミュレーション条件〕 多値画像:256階調(8ビット),512×640 ディザマトリクス:4×4 Bayer型 シンボル出現確率推定のための参照画素:10画素近傍
(図3を参照) ε=0.08,η=24 図5(a),(b)のシミュレーション結果より明らか
なように、従来と本実施例の画質の差はほとんど認めら
れないにも関わらず、本実施例の符号量は、従来方法の
符号量より約12%少なくすることができた。なお、本
発明は上記実施例に限定されず、例えば図4に示す処理
手順を他の処理手順に変更する等、種々の変形が可能で
ある。
【0018】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、シンボル出現確率値に応じてディザ2値化処理の
ディザ閾値を調整し、その調整後のディザ閾値を用いて
多値画像をディザ2値化するようにしたので、算術符号
を用いたデータ圧縮に適した2値化処理が行える。その
ため、2値化画像の画質を損なうことなく、2値化画像
を高い圧縮率で符号化でき、その2値化画像のデータ圧
縮性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の符号化方法を実施するための
符号化装置の機能ブロック図である。
【図2】従来の符号化方法を実施するための符号化装置
の機能ブロック図である。
【図3】図1のシンボル出現確率推定時に用いられる参
照画像を示す図である。
【図4】図1の処理手順を示すフローチャートである。
【図5】本実施例と従来のシミュレーション結果を示す
図である。
【符号の説明】
30 ディザ2値化処理手段 40 ディザ閾値調整手段 50 算術符号化手段 51 シンボル出現確率推定手段 52 算術符号構成手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディザ法を用い、入力された多値画像を
    ディザ閾値で2値化して2値化画像を生成し、 前記2値化画像に基づき、符号化対象である着目画素で
    出現する“黒”または“白”のシンボルの出現確率を推
    定してシンボル出現確率値を求め、 算術符号化法により、前記シンボル出現確率値を符号化
    パラメータとして前記2値化画像を符号化する多値画像
    の符号化方法において、 前記多値画像及びシンボル出現確率値に基づき、前記デ
    ィザ閾値に対する2値化誤差が所定の誤差評価パラメー
    タより小さく、かつ符号長が所定の符号長評価パラメー
    タより長くなると判断されるときに、前記ディザ閾値を
    増減して調整し、その調整後のディザ閾値を用いて前記
    多値画像を2値化することを特徴とする多値画像の符号
    化方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6801664B1 (en) * 1999-02-22 2004-10-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of image coding, image coding apparatus, and recording medium including image coding program
JP2012506174A (ja) * 2008-10-17 2012-03-08 北大方正集▲団▼有限公司 画像処理方法及び装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6801664B1 (en) * 1999-02-22 2004-10-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of image coding, image coding apparatus, and recording medium including image coding program
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