JPH0522605A

JPH0522605A - 画像処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH0522605A
Application number: JP3173956A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Yoshida; 正吉田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-07-15
Filing date: 1991-07-15
Publication date: 1993-01-29

Abstract

(57)【要約】【目的】画像を複数のビットプレーンに展開して符号
化する際の効率化を図る。【構成】予測符号化のための予測状態決定部２３にお
いて、各プレーン毎に面順次で状態を予測する第１のモ
ードと、各プレーンの同位置の画素を点順次で参照して
状態を予測する第２のモードとを相手先や画像に応じて
選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば画像通信装置や
画像記憶装置等における画像処理方法及び装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から画像符号化方式に関しては様々
な提案がなされている。これらの提案において、大別す
ると以下の２つになる。即ち、（１）情報保存形符号化（２）情報非保存形符号化である。

【０００３】情報保存形符号化は主にビット数が限られ
ている画像、たとえば白黒２値画像、２値カラー画像
（ＲＧＢ各１ビット）等の符号化方式として用いられて
いる。

【０００４】たとえば、白黒２値画像では現在ファクシ
ミリで用いられているＭＨ方式、ＭＲ方式等がある。ま
た最近では動的に符号化画素を予測しながら符号化する
動的算術符号も提案されている。

【０００５】一方カラー２値画像ではＲＧＢ各１ビット
のビットプレーン毎にＭＨ，ＭＲ、動的算術符号を用い
る方法も提案されている。

【０００６】一方、情報非保存形符号化は主にフルカラ
ー画像等情報量が多い画像に用いられている。たとえば
ＲＧＢ各８ビット信号を輝度及び色度信号に変換した後
に直交変換（離散コサイン変換）を施し、その変換係数
を量子化しハフマン符号化する方式が提案されている。
この方式は基本的に画像の空間周波数の低周波側を残
し、高周波側をカットして、画像データを削減する方式
である。この方法は、非可逆符号化方式になり、圧縮率
と画質劣化がトレード・オフの関係にある。

【０００７】ところでカラー画像符号化に関しては、両
者ともに長所短所を有している。

【０００８】即ち、（１）の情報保存形符号化の場合、
通常２値カラー等の限定色カラー画像を対象としたため
画質は２値カラー化、限定色化に依存するという短所が
ある。しかしながら情報保存形であるので限定色化した
画像に対しては符号化による劣化がないという長所があ
る。したがって一般に文字、線画等限定色に適している
画像についての符号化効率が良い。

【０００９】一方（２）の情報非保存符号化の場合、カ
ラー連続調画像の符号化効率はよいという長所がある
が、文字線画等、本来２値の性質を有する画像において
は一般に、劣化が多く高効率で符号化できないという短
所がある。また画像によっては連続調画像の場合も情報
保存形で符号化する必要がある。

【００１０】

【発明が解決しようとしている課題】従来情報保存形で
行われていた限定色カラー画像の符号化と情報非保存で
行われていたフルカラー画像の符号化を統一的に同一情
報保存形で符号化する場合、すべてのタイプの画像をビ
ットプレーン化してそれぞれのプレーンを独立に符号化
するビットプレーン符号化が考えられる。

【００１１】しかしこのビットプレーン符号化はプレー
ン毎に独立で行うため、多値画像の下位ビットプレーン
等、他プレーンとの相関があまりない場合は有効である
が、２値カラー画像等限定色の場合は他プレーン、他色
との相関が強いため、この方法は符号化効率が良くな
い。また伝送相手の画像復号器側のプリンタ等がビット
プレーン毎の符号化方式に向いていない場合、たとえば
Ｒ，Ｇ，Ｂのシリアル記録方式の場合等は面順次に符号
化するとビットプレーン分の展開メモリが必要となる。

【００１２】したがって符号化対象となる画像に応じて
符号化方式を選択する必要があり、また、伝送相手によ
り符号化順序を選択しなければならない。

【００１３】そこで、本発明は、効率の良い画像データ
の伝送あるいは蓄積が可能な画像処理方法及び装置を提
供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するため、本発明の画像処理方法は、画像を複数のプレ
ーンに展開して符号化する画像処理方法であって、各プ
レーン毎に面順次に第１の符号化を行い、各プレーンの
実質的に同位置の画素を点順次に第２の符号化を行い、
前記第１、第２の符号化の一方を選択することを特徴と
する。

【００１５】また、画像を複数のプレーンに展開して符
号化する画像処理方法であって、符号化画素と同一プレ
ーンの符号化済みの周囲画素を用いて、第１の符号化画
素予測状態を作成し、符号化画素と同一プレーンの符号
化済みの周囲画素および他のプレーンの符号化済みの画
素を用いて、第２の符号化予測状態を作成し、前記第
１、第２の符号化画素予測状態の一方を選択することを
特徴とする。

【００１６】また、本発明の画像処理装置は、画像を複
数のプレーンに展開して符号化する画像処理装置であっ
て、各プレーン毎に面順次で符号化する第１の符号化手
段と、各プレーンの実質的に同位置の画素を点順次で符
号化する第２の符号化手段を有することを特徴とする。

【００１７】また、画像を複数のプレーンに展開して符
号化する画像処理装置であって、符号化画素と同一のプ
レーンの符号化済みの周囲画素を用いて、符号化画素予
測状態を作成する第１の手段と、符号化画素と同一プレ
ーンの符号化済みの周囲画素および、他のプレーンの符
号化済みの画素を用いて、符号化画素予測状態を作成す
る第２の手段を有することを特徴とする。

【００１８】

【実施例】以下に説明する本発明の実施例の画像処理装
置は、ビットプレーン展開された画像に対しビットプレ
ーン毎に面順次に予測符号化を行う手段と各ビットプレ
ーンの同位置の画素をシリアルに予測符号化する点順次
符号化を行う手段の符号化方法を共通化することによ
り、伝送相手側における復号化に好ましい符号化データ
を与えるものである。また、現在符号化すべき画素を含
むビットプレーンの周囲画素を予測状態とするモード
と、符号化すべき画素を含むビットプレーンの周囲画素
および他プレーンの画素を予測状態とするモードを有
し、画像に適した予測符号化方式を実現するものであ
る。

【００１９】以下本発明を好ましい実施例を用いて具体
的に説明する。

【００２０】図１は本発明を適用した画像符号化部の実
施例構成である。

【００２１】２０はカラー画像入力部である。例えばＣ
ＣＤセンサにより構成されるカラースキャナ等でカラー
画像を走査し、フルカラー画像を表わす赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）各８ｂｉｔの多値カラー画像信号がそ
れぞれ１０１、１０２、１０３に出力される。また、２
０はホストコンピュータやビデオカメラ等であってもよ
い。２１、２２、２３、２４は２値カラー符号化部を形
成する。２１は２値化部で、ＲＧＢ各色８ｂｉｔのデー
タを各色１ｂｉｔずつのデータ１０４、１０５、１０６
に変換する２値化部である。２２は２値化されたＲＧＢ
データをＲ，Ｇ，Ｂの各ビットプレーン毎に記憶する２
値カラー画像記憶部である。２２に符号化すべき画像の
入力が終了すると２値カラー信号Ｒ１０７、Ｇ１０８、
Ｂ１０９が予測状態決定部２３へ入力される。ここでは
動的算術符号部２４で符号化するための予測状態を決定
する。予測状態は符号化すべき注目画素の周囲の画素の
うち既に符号化済みの複数Ｎ画素の状態（１か０）すな
わち２^N状態のいずれであるかを動的算術符号部２４へ
予測状態信号Ｓ１１６で知らせる。同時に符号化すべき
画素の状態（１か０）を示す符号化画素信号Ｘ１１７を
動的算術符号部２４へ送る。動的算術符号部２４では符
号化画素信号Ｘ１１７を算術符号によって符号化するわ
けであるが、予測状態Ｓ１１６により２^N状態に分離し
て、それぞれの予測状態毎に符号化画素の１か０を動的
に予測しながら算術符号化を行う。符号化されたデータ
（ビットストリーム）は符号化制御部３０によりヘッダ
を付加され、通信処理部３１によりＩＳＤＮ等のディジ
タル回線（不図示）に送出される。プロトコルについて
は周知のＧ４ファクシミリのプロトコルに従う。

【００２２】２値化部２１の処理は単純２値化、ディザ
処理、誤差拡散処理のいずれかを選択できるようになっ
ている。これらの２値化処理については周知であるので
説明を省略する。

【００２３】３２は例えば、画像処理装置の操作部に設
けられるモード設定手段であり、後述のモードを設定す
るために用いられる。

【００２４】図２は本実施例で用いるコードデータのヘ
ッダを示したものである。３０１〜３０６は符号化制御
部３０により付加されるものであり、それぞれ１バイト
で表わされる。３０７は符号化されたコードデータ（ビ
ットストリーム）である。３０１〜３０５は本発明にお
ける符号化モードを表わしている。３０１は画像のＸ方
向（横方向）の画素数、３０２はＹ方向（縦方向）のラ
イン数である。Ｐ３０３は符号化の対象となるプレーン
数、本実施例ではＲＧＢ各プレーンにより成りたってい
るのでＰ＝３となる。３０４は画像符号化が面順次に行
われるか、点順次に行われるかを示すフラグ、Ｒ３０５
は符号化画素プレーン以外のプレーンを参照するかしな
いかを示すフラグである。３０６はオプションフラグで
あり、例えば、上述の２値化方法の種類や色処理のため
の情報を挿入することができる。

【００２５】したがって本実施例においてはＯフラグ３
０４とＲフラグ３０５の組合せで４つの符号化モードが
ある。

【００２６】図３は本実施例の符号化モードのうち、Ｏ
フラグ（図２３０４）の符号化順序を示した図であ
る。（ａ）は面順次符号化（Ｏフラグが０）で（ｂ）は
点順次符号化（Ｏフラグが１）の場合である。（ａ）の
面順次の場合はプレーン毎に符号化を行う。まず第１プ
レーン（本実施例ではＲ画素面）を１画素ずつラスタ順
に符号化する。＊は符号化の対象となっている注目画素
を示し、

【００２７】

【外１】はそのときの参照画素の例である。第１プレーンすべて
の画素の符号化が終了すると、次に第２プレーン（Ｇ画
素面）についてもラスタ順に全画素が符号化される。そ
の次に同様に第３プレーン（Ｂ画素面）がすべて符号化
され符号データ３０７が出力される。これが面順次符号
化の場合である。

【００２８】一方、（ｂ）の点順次の場合は、各プレー
ンの同位置の画素を連続して符号化する。先ず、第１プ
レーン（Ｒ面）の注目画素＊を符号化後第２プレーン
（Ｇ面）の同位置の画素を符号化、その次に第３プレー
ン（Ｂ面）の同位置の画素を符号化する。次に第１プレ
ーンにもどってラスタ順の次の画素を同様に符号化す
る。本実施例では面順次、点順次をＯフラグ（図２）で
選択できるようになっている。

【００２９】次に本実施例の予測状態を構成するための
参照画素位置について説明する。図２のＲフラグにより
他のプレーンの画素を参照するか否かを決定している。
図４は他のプレーンの画素を参照しない場合の予測参照
画素である。第１、第２、第３プレーンともに符号化す
べき画素＊の周囲すでに符号化済みの１２画素を参照画
素としており他のプレーン画素は参照しない。この予測
参照画素の状態で面順次の場合（Ｏフラグ＝０，Ｒフラ
グ＝０）は図３（ａ）のような順で符号化し、点順次の
場合（Ｏフラグ＝１，Ｒフラグ＝０）は（ｂ）のような
順で符号化する。これらの場合どのプレーンも１２画素
を参照画素としているため予測状態は２¹²状態である。

【００３０】図５は面順次符号化で、他のプレーン画素
を参照する場合（Ｏフラグ＝０，Ｒフラグ＝１）の参照
画素である斜線部が各プレーンの参照画素である。第１
プレーン符号化の場合、他のプレーンは未だ符号化され
ていないので参照されない。この場合符号化済みの周囲
画素１２個、すなわち２¹²状態が予測状態となる。この
プレーンをラスタ順に全画素符号化（＊が符号化注目画
素）する。次に第２プレーンの符号化であるが、第１プ
レーンはすべて符号化が終了しているため、どの画素も
参照可能であるが、符号化効率を考えて符号化画素＊と
同位置の第１プレーン１画素と第２プレーンの周囲１２
画素を参照し、予測状態２¹³状態を形成する。第２プレ
ーン全画素終了後、第３プレーンにおいては符号化画素
＊の周囲１２画素と既に符号化済の第２プレーン、第１
プレーンの同位置の画素１画素ずつ合計１４画素参照と
なり予測状態は２¹⁴状態である。第３プレーン全画素終
了で符号化終了となる。

【００３１】図６は点順次符号化で、他のプレーン画素
を参照する場合の参照画素である（Ｏフラグ＝１，Ｒフ
ラグ＝１）。符号化順序は図３（ｂ）のように行うが各
プレーンの同位置の画素を連続して第１、第２、第３プ
レーンの順で符号化するため各プレーンとも他のプレー
ンを参照できる。第１プレーン符号化の場合、符号化画
素＊と同位置の他のプレーン画素は未だ符号化していな
いため、前プレーン（本実施例では第３プレーン）と前
々プレーン（第２プレーン）は同位置のラスタ順で前の
画素を参照している。すなわち、既に符号化した直前の
２画素を参照する。参照画素は符号化画素の周囲１２画
素と前プレーン１画素、前々プレーン１画素の１４画素
で、予測状態は２¹⁴状態である。次は第２プレーンの同
位置の符号化に移る。この場合符号化画素＊の周囲１２
画素と直前に符号化した２画素、つまり第１プレーンの
同位置の画素と第３プレーン同位置のラスタ順で前の画
素を参照する。したがって参照画素は第１プレーンの場
合と同様１４画素予測状態も２¹⁴状態である。次の符号
化は第３プレーン同位置の符号化であるが、同様に符号
化画素＊の周囲１２画素と直前に符号化した２画素すな
わち第２プレーン、第１プレーンの同位置の画素であ
る。したがってこの場合も参照画素１４画素で予測状態
は２¹⁴状態である。第３プレーンの符号化位置の画素の
符号化が終了すると第１プレーンにもどりラスタ順の次
の画素について同様に点順次で符号化し、全プレーン全
画素符号化するまで同様な処理を行う。

【００３２】図６で説明した点順次符号化で他のプレー
ン画素参照の場合、図５と同じな参照画素とすることも
できる。この場合第１プレーンでは自プレーン周囲画素
のみ、第２プレーンでは第１プレーンの同位置画素と自
プレーンの周囲画素、第３プレーンでは第２、第１プレ
ーンの同位置画素と自プレーンの周囲画素となる。

【００３３】以上説明したように本実施例では符号化順
序と他プレーン参照で４つの符号化モードがある。

【００３４】図７は４つのモードを実現するための予測
状態決定部（図１の２３）のブロック図である。

【００３５】第１プレーン１０７、第２プレーン１０
８、第３プレーン１０９にそれぞれ２値信号（本実施例
ではＲ，Ｇ，Ｂ）がラスタ順に入力される。各プレーン
とも予測状態を記憶するための予測状態形成部４０１、
４０２、４０３は同じ処理手段であるので、第１プレー
ンのみ説明する。第１プレーン画素信号１０７は１ライ
ンの画素を記憶するラインメモリ６１、６２、６３に１
ラインずつ遅延して入力することにより、４ライン分の
画像をパラレルにラッチ群６４〜８１に伝送し記憶させ
る。符号化しようとするライン画素は１０７から直接ラ
ッチ７６〜８１へラスタ順に記憶される。１ライン前の
ライン画素はラインメモリ６１からラッチ７１〜７５
へ、２ライン前のライン画素はラインメモリ６２からラ
ッチ６７〜７０へ、３ライン前のライン画素はラッチ６
４、６５、６６へ、それぞれのラッチへ１画素ずつシフ
トしながら記憶する。符号化注目画素はラッチ７８（＊
印）に記憶されており、既に符号化済みの周囲１２画素
はラッチ７９、８０、８１、７１、７２、７３、７４、
７５、６８、６９、７０、６６に記憶される。符号化画
素の状態（１ｏｒ０）と周囲１２画素の状態はそれぞれ
符号化画素信号Ｘ１８３と予測状態信号Ｓ１８２を介し
マルチプレクサ９１で、第２、第３プレーンの符号化画
素信号Ｘ２８５、Ｘ３８７、予測状態信号Ｓ２８４、Ｓ
３８６とマルチプレクスされる。プレーン指示信号８８
は現在符号化中のプレーンを示す信号で本実施例では３
プレーン存在するので２ビットで表わしている。点順次
指示信号８９（Ｏフラグ）が１のときは図３の（ｂ）点
順次符号化モードであり、符号化画素プレーンが第１、
第２、第３と連続して変わるようにマルチプレクスを行
う信号である。０のときは面順次図３（ａ）の符号化モ
ードとなるような符号化画素と周囲画素がマルチプレク
サ９１によって選択される。他プレーン参照信号９０が
１（Ｒフラグ＝１）のとき、Ｏフラグ＝０で図５で説明
した周囲参照画素をＯフラグ＝１で図６の参照画素を形
成するようにマルチプレクスされる。したがって点順次
指示信号８９と他プレーン参照指示信号９０で指定され
る４つの符号化モードにおける符号化すべき画素が画素
信号Ｘ１１７へ周囲画素状態が状態信号Ｓ１１６へ出力
される。状態信号Ｓ１１６は各プレーンにより状態が異
なるためプレーン信号２ｂｉｔを含む最大１６ビットと
なっている。

【００３６】図８は図１に示した動的算術符号部２４の
ブロック図である。

【００３７】図８の説明の前に、本実施例で用いた算術
信号について説明する。

【００３８】従来から知られている様に、算術符号は、
入力信号列を小数２進数で表わされる符号になるように
算術演算により符号形成がなされる方法である。この方
法はＬａｎｇｄｏｎおよびＲｉｓｓａｎｅｎらによる文
献“ＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＢｌａｃｋ／Ｗｈｉ
ｔｅＩｍａｇｅｓｗｉｔｈＡｒｉｔｈｍｅｔｉｃ
Ｃｏｄｉｎｇ”，ＩＥＥＥＴｒａｎＣｏｍ．ＣＯＭ
−２９，６，（１９８１．６）等に発表されている。こ
の文献によるとすでに符号化した入力信号列をＳ、劣勢
シンボル（ＬＰＳ）の出る確率をｑ、演算レジスタＡｕ
ｇｅｎｄをＡ（Ｓ）、符号レジスタをＣ（Ｓ）とした時
に、入力信号ごとに以下の算術演算を行う。Ａ（Ｓ１）＝Ａ（Ｓ）×ｑ≒Ａ（Ｓ）×２^-Q…（１）Ａ（Ｓ０）＝〈Ａ（Ｓ）−Ａ（Ｓ１）〉１…（２）〈〉１は有効桁１ｂｉｔで打ち切りを表す。Ｃ（Ｓ０）＝Ｃ（Ｓ）…（３）Ｃ（Ｓ１）＝Ｃ（Ｓ）＋Ａ（Ｓ０）…（４）

【００３９】ここで、符号化データが優勢シンボル（Ｍ
ＰＳ：上の例では０）の場合はＡ（Ｓ０）、Ｃ（Ｓ０）
を次のデータの符号化に使う。また劣勢シンボル（ＬＰ
Ｓ：上の例では１）の場合は、Ａ（Ｓ１）、Ｃ（Ｓ１）
を次のデータの符号化に使う。

【００４０】新しいＡの値は２^S倍（Ｓは０以上の整
数）され、０．５＜Ａ＜１．０の範囲におさめられる。
この処理は、ハードウェアでは演算レジスタＡをＳ回シ
フトすることに相当する。符号レジスタＣに対しても同
じ回数のシフトが行われ、シフトアウトされた信号が符
号となる。以上の処理を繰り返し符号形成がなされる。

【００４１】また、（１）の式で示したようにＬＰＳの
出現確率ｑを２のべき乗（２^-Q：Ｑは正整数）で近似す
ることにより、乗算計算をシフト演算に起き換えてい
る。この近似をさらによくするためにｑを、例えば
（５）の式の如くの２のべき乗の多項式で近似してい
る。この近似により効率最悪点の改善が行われている。ｑ≒２^-Q1＋２^-Q2…（５）

【００４２】また、算術符号は符号化データごとにＱの
値を切換えることが可能なことから確率推定部を符号化
と分離することができる。

【００４３】本実施例では前述のように符号化を行いな
がら確率を推定していく動的な方法をとっている。

【００４４】以上の算術符号を行う図８の動的算術符号
部のブロック図の説明を行う。

【００４５】図１に示した予測状態決定部２３からの状
態信号Ｓ１１６は、カウンタメモリ７３、符号化条件メ
モリ７４に入力される。

【００４６】符号化条件メモリ７４には、状態信号Ｓ１
１６で表される各状態毎に、出現しやすいシンボルであ
る優勢シンボルＭＰＳ３０８と、後述する算術符号のＬ
ＰＳの出現確率を含む符号化条件を示すインデックスＩ
３０７が記憶されている。符号化条件メモリ７４から符
号化すべき画像の色及び状態に応じて読み出されたＭＰ
Ｓ３０８は予測変換回路７７に入力され、予測変換回路
７７ではシリアル画素信号Ｘ１１７がＭＰＳ３０８と一
致した時に０となるＹＮ信号３０１を作る。ＹＮ信号３
０１は更新回路７５に入力され、更新回路７５では、Ｙ
Ｎ信号が０の時に、カウンタメモリ７３に記憶されてい
るカウント値のうち対応する状態のカウントをインクリ
メントする。そして、カウンタメモリ７３に記憶されて
いるカウント値Ｃ３０６がカウントテーブルＲＯＭ７２
からの設定値ＭＣ３０５に一致したならば、インデック
スＩ３０７が大きくなる方向（ＬＰＳの出現確率ｑが小
さくなる方向）に更新する（ＭＰＳの反転は行わな
い。）。

【００４７】尚、カウントテーブルＲＯＭ７２は、ＬＰ
Ｓの出現確率ｑを表わすインデックスＩに対応して決め
られている図１３で示したＭＰＳの数ＭＣ３０５を更新
回路７５に供給する。

【００４８】また、更新回路７５では、ＭＰＳ３０８と
画素信号Ｘ１１７が不一致の場合、即ち、予測変換回路
７７からのＹＮ信号が１の時はインデックスＩ３０７が
小さくなる方向（ＬＰＳの出現確率ｑが大きくなる方
向）に更新する。また、インデックスが１の時に値が１
のＹＮ信号が来ると、ＭＰＳを反転（０→１または１→
０）する処理を行う。更新回路７５の出力Ｉ′３０９、
ＭＰＳ′３１０の更新後のインデックスの値であり、符
号化条件メモリ７４に再記憶される。

【００４９】符号化パラメータ決定回路７６では、イン
デックスＩ３０７の値に基づいて算術符号の符号化パラ
メータＱ３１１を算術符号器７８にセットする。この算
術符号器７８では、予測変換回路７７からのＹＮ信号３
０１をパラメータＱ３１１を用いて算術符号化し符号３
０２を得る。

【００５０】尚、符号化条件メモリ７４に初期値を与え
ておき、Ｉ、ＭＰＳを更新しないようにすることによ
り、静的な符号化が容易に実現できる。

【００５１】図９は予測変換回路７７のブロック図であ
る。シリアル画素信号Ｘ１１７とＭＰＳ３０８がＥＸ−
ＯＲ回路７９に入力され、図１４の論理式に従ってシリ
アル画素信号Ｘ１１５とＭＰＳ３０８が一致したときに
０、不一致のときに１となるＹＮ信号３０１が出力され
る。

【００５２】図１０は、更新回路７５のブロック図であ
る。ＹＮ信号３０１が０の時、カウンタメモリ７３から
のカウント値Ｃ３０６が加算器８１で＋１インクリメン
トされ、信号Ｃ′３１２になる。この値は比較器８３で
カウントテーブルＲＯＭ７２からのＭＣ３０５と比較さ
れ、Ｃ′の値がＭＣの値に一致したならば、更新信号Ｕ
ＰＡ３１３を１セットする。またＹＮ信号３０１は更新
信号ＵＰＢ３１４となり、ＵＰＡ、ＵＰＢはインデック
ス変更回路８５に入る。また、ＵＰＡとＵＰＢはＯＲ回
路８７で論理ＯＲがとられ、ＯＲ回路８７の出力信号３
１５はセレクタ８２の切り換え信号となる。セレクタ８
２では信号３１５が１の時はカウンタメモリ７３の値を
リセットするため０信号３１９を選び、それ以外は加算
器８１の出力信号Ｃ′３１２を選び、カウンタ更新信号
Ｃ″３１６として出力し、これをカウンタメモリ７３に
記憶させる。従って、シリアル画素信号Ｘ１１５とＭＰ
Ｓ３０８が不一致の場合、及び一致状態が所定回連続し
た場合に、カウンタメモリ７３のカウント値がリセット
される。

【００５３】インデックス変更回路８５には、インデッ
クスの更新きざみを制御する信号ｄ３１７（標準的には
ｄ＝１）とＵＰＡ３１３、ＵＰＢ３１４および符号化条
件メモリ７４から現在のインデックスＩ３０７が入力さ
れている。

【００５４】図１５はインデックス変更回路８５におけ
るインデックス更新方法を示すテーブルである（図１５
には更新きざみがｄ＝１とｄ＝２の場合を示してい
る）。このテーブルを現在のインデックスＩ、更新きざ
み条件ｄ、ＵＰＡ、ＵＰＢで参照することにより更新し
たインデックスＩ′を決定する。また、Ｉ＝１でＵＰＢ
＝１（シリアル画素信号Ｘ１１５とＭＰＳ３０８が不一
致の場合）の時はＥＸ信号３１８をセットする。ＥＸ信
号３１８が１の時に反転器８６では現在のＭＰＳ３０８
のシンボルを反転させ、（０→１または１→０）、更新
ＭＰＳ′３１０を得る。また、ＥＸ信号が０の時はＭＰ
Ｓ′は変化させない。更新されたＩ′３０９およびＭＰ
Ｓ′３１０は符号化条件メモリ７４に記憶され、次の処
理用のインデックスＩ及びＭＰＳとして用いられる。
尚、図１５に示した更新法は、ＲＯＭなどによりテーブ
ルでも構成できるし、加減算器を使ってロジックで構成
することも可能である。

【００５５】以上の如く、２のべき乗の多項式で近似し
たＬＰＳの出現確率ｑを表すインデックスＩの値に応じ
て定められたＭＰＳの数分のＭＰＳが発生したときに
は、インデックスＩをｄ加算し、算術符号に用いるＬＰ
Ｓの出現確率ｑを小さくせしめ、一方、ＬＰＳが発生し
たときには、インデックスＩをｄ減算し、算術符号に用
いるＬＰＳの出現確率ｑを大きくせしめる。また、更に
ＬＰＳの出現確率ｑが０．５を表す状態（インデックス
Ｉが１の状態）においてＬＰＳが発生した場合は、ＭＰ
Ｓを反転する。

【００５６】この様に、入力画像に適応的にインデック
スＩ及びＭＰＳを更新することにより、符号化効率のよ
い算術符号化が達成できる。

【００５７】図１１は本実施例で用いる算術符号の符号
化効率曲線である。以下、インデックスＩの値を小文字
ｉで示す。この曲線はＬＰＳの出現確率をｑ、符号化時
の近似確率ｑ_eiとした時に式（６）で示される。そし
て、ＬＰＳの出現確率ｑの値を大きい方から小さい方
へ、順次インデックスＩを１、２、３、…と付与する。

【００５８】

【外２】

【００５９】ここで、分子はエントロピであり、ｑ_eiは
式（７）で示される値である。ｑ_ei＝ｑ₁＋ｑ₂…（７）ｑ₁、ｑ₂の値は２のべき乗の多項近似の値で図１６で与
えられている。例えば（８）〜（１０）で示される。ｑ_e1′＝２^-1…（８）ｑ_e2′＝２^-1−２^-4…（９）ｑ_e3′＝２^-2＋２^-3…（１０）となり、この確率において効率ηが１．０になるピーク
点となるｑ_eiを以降実効確率と呼ぶ。また効率曲線の交
点を境界確率ｑ_biと呼び、この確率を境に隣りの実効確
率を使って符号化するほうが効率が向上することは明ら
かである。

【００６０】本実施例では、式（５）で示したように２
つの項で近似できる確率から図１６に示した実効確率ｑ
_eiを選んでいる。また、図１６のＱ₁、Ｑ₂、Ｑ₃は算術
符号器７８に送るパラメータＱｃ３１１である。即ち、
Ｑ₁、Ｑ₂はシフトレジスタへ与えるシフト量であり、こ
のシフト演算により２のべき乗計算を行っている。ま
た、Ｑ₃は第２項めの係数を示し＋、−の切り換えを行
う。

【００６１】図１３のＭＣの値は、以下のように決定し
ている。

【００６２】即ち、ＬＰＳの数をＮ_L、ＭＰＳの数をＮ_M
とした時、ＬＰＳの発生確率は式（１１）で与えられ
る。

【００６３】

【外３】

【００６４】この式をＮ_Mで解くと式（１２）になる。Ｎ_M＝｜Ｎ_L（１／ｑ−１）｜…（１２）ただし｜ｘ｜は小数点以下の切り上げを表わす。式（１
２）におけるｑに図１１に示したｑ_biを与えることによ
り、そこでの優勢シンボル（ＭＰＳ）の数Ｎ_Miが計算さ
れる。したがって、ＭＣは式（１３）から計算される。ＭＣｉ＝Ｎ_Mi+1−Ｎ_Mi…（１３）

【００６５】図１３のＭＣの値は式（１１）、（１
２）、（１３）からＮ_L＝２として計算したものであ
る。

【００６６】この様に、図１１に示す如くの各境界確率
ｑ_biに基づいて各インデックスＩに対応した優勢シンボ
ルＭＰＳの数Ｎ_Miを求め、隣り合ったインデックス間の
優勢シンボルＮ_Mの差を各インデックスＩに対するＭＣ
とする。

【００６７】そして、このＭＣの値と発生する優勢シン
ボルＭＰＳの数を前述の如く比較し、ＭＣの値と優勢シ
ンボルＭＰＳの数が一致したならば、その状態は隣のイ
ンデックスＩを用いた符号化が適した状態と判断して、
インデックスＩを変更する。これによって、優勢シンボ
ルＭＰＳの発生数を基にして良好なタイミングでインデ
ックスＩの変更がなされ、且つ、最適なインデックスＩ
を用いた符号化を適応的に達成できる。

【００６８】図１２は算術符号器７８のブロック図であ
る。

【００６９】符号パラメータ決定回路７６で決められた
コントロール信号Ｑ３１１（図８）のうちシフトレジス
タＡ９０にＱ₁を、シフトレジスタＢ９１にＱ₂、セレク
タ９２にＱ₃が入力される。Ｑ₁、Ｑ₂は夫々シフトレジ
スタＡ、Ｂに対してＡｕｇｅｎｄ信号であるＡｓ３２３
を何ｂｉｔ右にシフトするかを指示する。シフトされた
結果が出力信号３３０、３３１となる。

【００７０】信号３３１は、反転器９６により補数がと
られ、セレクタ９２はコントロール信号Ｑ₃により信号
３３１又は反転器９６の出力信号を選択し、出力信号３
３２を得る。加算器９３ではシフトレジスタＡ９０から
の信号３３０とセレクタ９２からの信号３３２の加算が
行われ、ＡＳ₁信号３２４が出力される。減算器９４で
は、Ａｓ信号３２３からＡ_S1信号３２４を減算し、Ａ_S0
信号３２５を得る。セレクタ９５ではＡ_S0信号３２５と
Ａ_S1信号３２４のいずれかをＹＮ信号３０１により選択
する。即ちＹＮ信号が１の時はＡ_S0信号が、また、ＹＮ
信号が０の時はＡ_S1信号がＡ′信号３２６になる。シフ
ト回路８９ではＡ′信号のＭＳＢが１になるまで左へシ
フトする処理が行われ、このシフトによりＡＳ′信号３
２７が得られる。このシフトの回数に相当するシフト信
号３３２は、コードレジスタ９９に入り、コードレジス
タ９９からはシフト回数に相当する数のｂｉｔがＭＳＢ
から順番に出力され符号データ３３０になる。

【００７１】符号データ３３０は、図示しないｂｉｔ処
理方法にて、ｂｉｔ１の連続が有限個内になるように処
理される。

【００７２】また、コードレジスタ９９の内容ＣＲ３２
８は加算器９７でＡ_S0信号３２５と加算され、セレクタ
９８に入る。また、Ａ_S0信号３２５の加算されていない
信号ＣＲ３２８もセレクタ９８に入り、ＹＮ信号３０１
が１の時はＣＲ′＝ＣＲ、ＹＮ信号が０の時はＣＲ′＝
ＣＲ＋Ａ_S0となるＣＲ′信号３２９として出力される。
コードレジスタ９９に関して前述したシフト処理はＣ
Ｒ′信号に対しても行う。

【００７３】以上のようにして生成された２値ＲＧＢカ
ラー符号化データ（図１２に示す符号データ３３０）は
図１に示すデータ線１１８を介して通信処理部３１へ送
られる。

【００７４】以上説明したようにカラー画像をＲ，Ｇ，
Ｂ各１ビットのビットプレーン展開した後、アプリケー
ションに応じて４つの符号化モードにより符号化を行う
ことにより、画像の特性や相手先のプリンタ等に応じて
適切な符号化を行うことができる。本実施例の符号化に
おいてビットプレーンはカラー２値画像３ビットプレー
ンにおいて適用したが、ビットプレーンであれば何ビッ
トプレーンのものでも実現できる。その例を図１７に示
す。図１７にカラー画像入力部２０から図１と同様に
Ｒ，Ｇ，Ｂ，各８ビットのカラー画像信号１０１、１０
２、１０３が出力されている。これを量子化器２６によ
りＲ，Ｇ，Ｂ各２ビットに量子化された信号が形成され
る。この場合Ｒ，Ｇ，Ｂ各２ビットの信号を次の様なプ
レーンとみなし本発明を適用することができる。すなわ
ち、第１プレーンＲ信号ＭＳＢ、第２プレーンＲ信号Ｌ
ＳＢ、第３プレーンＧ信号ＭＳＢ、第４プレーンＧ信号
ＬＳＢ、第５プレーンＢ信号ＭＳＢ、第６プレーンＢ信
号ＬＳＢと６つのプレーンを形成することができる。そ
こで符号化すべき最適な符号化モードを選択することが
できる。点順次か面順次かあるいは他ビットプレーン参
照するかどうかを選択することができる。図１７の例で
はカラー画像Ｒ，Ｇ，Ｂ各２ビットの例であるが、カラ
ー画像に限らず白黒４ビット６ビット等の画像において
も同様に適用できる。

【００７５】また他の実施例として図１８が考えられ
る。図１８は同様にカラー画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂ各８ビッ
トがカラー画像入力部２０から信号変換ルックアップテ
ーブルＬＵＴ２７へ入力されている。ここではワークス
テーション等に用いられているカラーモニタへの出力カ
ラー信号２５６色を作成するルックアップテーブルであ
る。このような信号においても２５６のプレーンに分け
それぞれを本発明に符号化モードにおいて符号化するこ
とができる。

【００７６】なお、上記実施例においては、符号化方式
として動的算術符号化を用いたが、面順次、点順次に参
照が可能な予測符号化であれば本発明を実現することが
できる。

【００７７】また、上述の符号化モードは操作部からマ
ニュアルで設定するほか、例えば、入力画像の特徴を検
出し、ビットプレーン間の相関が強いと判断された画像
の場合には自動的に面順次に符号化するようにしてもよ
い。

【００７８】また受信側のプリンタの特性をプロトコル
によって検出し、受信側のプリンタがシリアルプリンタ
の場合には点順次に符号化するようにしてもよい。

【００７９】また、他面を参照する際には、必ずしも同
一位置の画素に限らず、例えばＲＧＢの千鳥型センサを
用いている場合には、多少ずれた位置を参照してもよ
い。

【００８０】

【発明の効果】以上の様に本発明によれば、効率の良い
画像データの伝送あるいは蓄積が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した画像符号化部の構成例を示す
図。

【図２】本実施例画像符号化部で生成されるコードデー
タのヘッダを示す図。

【図３】本実施例の符号化モードを示した図。

【図４】他のプレーンを参照しない場合の予測参照画素
の例を示す図。

【図５】面順次符号化で他のプレーン画素を参照する場
合の例を示す図。

【図６】点順次符号化で他のプレーン画素を参照する場
合の例を示す図。

【図７】予測状態決定部のブロック図。

【図８】動的符号器のブロック図。

【図９】予測変換回路のブロック図。

【図１０】更新回路のブロック図。

【図１１】符号化効率曲線を示す図。

【図１２】算術符号器のブロック図。

【図１３】優勢シンボルＭＰＳの数ＭＣとインデックス
Ｉとの関係を示す図。

【図１４】ＥＸ−ＯＲ回路の入出力関係を示す図。

【図１５】インデックス更新方法を示すテーブル。

【図１６】実効確率を選択するための図。

【図１７】他の実施例を示す図。

【図１８】その他の実施例を示す図。

【符号の説明】

２３予測状態決定部２４動的算術符号化部３０符号化制御部

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【手続補正書】

【提出日】平成３年１１月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像を複数のプレーンに展開して符号化
する画像処理装置であって、各プレーン毎に面順次で符号化する第１の符号化手段
と、各プレーンの実質的に同位置の画素を点順次で符号化す
る第２の符号化手段を有することを特徴とする画像処理
装置。
【請求項２】前記第１、第２の符号化手段は、エント
ロピー符号化を行うことを特徴とする請求項１記載の画
像処理装置。
【請求項３】前記第１、第２の符号化手段において生
成された符号化画素予測状態の一方を選択してエントロ
ピー符号化を行うことを特徴とする請求項２記載の画像
処理装置。
【請求項４】画像を複数のプレーンに展開して符号化
する画像処理方法であって、各プレーン毎に面順次に第１の符号化を行い、各プレーンの実質的に同位置の画素を点順次に第２の符
号化を行い、前記第１、第２の符号化の一方を選択することを特徴と
する画像処理方法。
【請求項５】画像を複数のプレーンに展開して符号化
する画像処理装置であって、符号化画素と同一のプレーンの符号化済みの周囲画素を
用いて、符号化画素予測状態を作成する第１の手段と、符号化画素と同一プレーンの符号化済みの周囲画素およ
び、他のプレーンの符号化済みの画素を用いて符号化画
素予測状態を作成する第２の手段を有することを特徴と
する画像処理装置。
【請求項６】前記第１、第２の手段による符号化画素
予測状態の一方を選択してエントロピー符号化を行うこ
とを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
【請求項７】画像を複数のプレーンに展開して符号化
する画像処理方法であって、符号化画素と同一プレーンの符号化済みの周囲画素を用
いて、第１の符号化画素予測状態を作成し、符号化画素と同一プレーンの符号化済みの周囲画素およ
び、他のプレーンの符号化済みの画素を用いて、第２の
符号化予測状態を作成し、前記第１、第２の符号化画素予測状態の一方を選択する
ことを特徴とする画像処理方法。