JPH05260322A - ２値画像圧縮方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ２値画像の圧縮処理を効率化、高速化する。 【構成】 データ処理装置２は、二次記憶装置３上の原
画像ファイルより１ライン分のデータを主記憶装置２Ｂ
上の入力バッファに取り込み、１バイトを処理単位とし
て圧縮処理を実行し、圧縮データを二次記憶装置３上の
圧縮ファイルへ転送する。圧縮処理では、入力バッファ
から００ｈのバイトの連続区間（白ラン）、ｆｆｈのバ
イトの連続区間（黒ラン）を抽出し、各区間をそのバイ
ト数をランレングスとして用いて圧縮し、レコード型と
ランレングスからなる１バイトのレコードを作成する。
００ｈでもｆｆｈでもないバイトの連続区間は灰色ラン
とし、レコード型とランレングスに、各バイトの内容を
そのまま並べた可変長レコードを作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２値画像の圧縮方式に
係り、特にランレングス圧縮法による２値画像圧縮方式
に関する。

【０００２】

【従来の技術】２値画像の圧縮方法として、白と黒のラ
ンの長さ（ランレングス）を符号化するランレングス圧
縮法が代表的である。２値画像では、白と黒のランが必
ず交互に現われるので、基本的にはランレングスのみを
符号化することによって圧縮が可能である。しかし、各
ランのランレングスに単純に２進数符号などを割り当て
る方法では、符号の区切りが分からない。

【０００３】例えば白を０、黒を１のビットで表わした
ビット列０００００１１１１１１００１１１において、
初めの白ランのビット列０００００に、そのビット数
（ランレングス）の２進数符号符号１０１を、次の黒ラ
ン１１１１１１に、そのランレングス６の２進数符号１
１０を、というようにランレングスを表わす２進数符号
を割り当てたとする。しかし、初めの白ランの符号と次
の黒ランの符号を直接つなげた符号列１０１１１０から
は、各ランの符号の区切りが分からない。

【０００４】この区切りをどうするかによって、各種の
ランレングス圧縮法が提案されている。このようなラン
レングス圧縮に関しては、例えばＮＥＣパーソナルコン
ピュータプリンタシリーズ、ＰＣ−ＰＲ２０００／ＰＣ
−ＰＲ１００ 日本語ページプリンタリファレンスマニ
ュアル，ＰＣ−ＰＲ２０００−ＲＭ８０８−８７０３７
６−００１−ａ ｒｅｖ．００，１９９０年の第３１１
頁から第３１４頁に述べられている。

【０００５】一般にコンピュータで２値画像を扱う場
合、１画素を１ビットで表わし、例えば白を０、黒を１
として画像フレームメモリに格納する。そして従来は、
画像フレームメモリ上の２値画像についてランレングス
圧縮法により圧縮するプログラムは１ビット単位で処理
するようになっていた。すなわち、画像フレームメモリ
の１ビット毎に０／１の検査を行なって、０または１の
連続する長さ、つまり白または黒のランレングスを調べ
て符号化し、得られた圧縮データの展開も、１ビットず
つ画像フレームメモリにセットする方式であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、１ビット単位
に処理する方式によれば、原画像の画素数分のビット演
算が必要となり、処理の高速化が難しいという問題があ
った。

【０００７】本発明の目的は、処理の高速化が容易な２
値画像圧縮方式を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はランレングス圧
縮によって２値画像の圧縮処理を行なうが、処理単位は
１画素ではなく、連続した複数画素とする。そして、原
画像より全画素が白の処理単位の連続区間と、全画素が
黒の処理単位の連続区間を抽出し、それぞれの区間を、
区間内の画素数でなく処理単位数をランレングスとして
用い圧縮する。

【０００９】

【作用】データ処理システムにおいては、バイト単位あ
るいはワード単位でデータを扱うと、メモリアクセスや
データ処理を最も効率的に実行できるが、本発明によれ
ば、そのようなバイトあるいはワードと処理単位とを合
わせることができる。

【００１０】そして、ランレングス圧縮を行なう区間と
して、全画素が白または黒の処理単位の連続区間を抽出
するものであって、しかも、そのランレングスとして画
素数でなく処理単位数を用いるから、１ビット毎にマス
クをとったりビットをカウントするといった効率の悪い
操作は不必要である。２値画像データのメモリからの読
み込みや、圧縮データのメモリへの展開も、バイトある
いはワードを単位として効率的に行なうことができる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の一実施例を説明
する。

【００１２】図１は本発明に係る画像圧縮処理システム
のブロック構成図を示す。１はスキャナ、キーボード、
マウスなどからなる入力装置、２は中央処理装置２Ａと
主記憶装置２Ｂからなるデータ処理装置、３は画像デー
タファイルを記憶するための二次記憶装置、４は画像デ
ータを表示するための表示装置、５は画像データを印刷
するためのプリンタである。

【００１３】本実施例において処理の対象となる原画像
データは、図２に示すように、０のビットで白の画素
を、１のビットで黒の画素を表わした２値イメージデー
タである。圧縮処理において、図２に見られるように、
連続した８ビット（１バイト）が処理単位とされる。

【００１４】原画像データは、図３に示すような構造の
ファイルとして二次記憶装置３に記憶される。この原画
像ファイルはファイルヘッダ部３１とデータ部３２から
なる。ファイルヘッダ部３１は原画像データの幅（横方
向画素数）３１１と、原画像データの高さ（縦方向の画
素数）３１２からなる。データ部３２は、原画像の左上
隅から図２に示された順序で画素値を並べたものであ
る。

【００１５】原画像データを圧縮したデータは、図４
（ａ）に示す構造のファイルとして二次記憶装置３に格
納される。この圧縮ファイルはファイルヘッダ部３３と
データ部３４からなる。ファイルヘッダ部３３は原画像
の幅３３１と高さ３３２からなる。データ部３４はレコ
ードの並びである。

【００１６】このレコードとしては、図４（ｂ）に示し
た構造の白ランレコード、（ｃ）に示した構造の黒ラン
レコード、（ｄ）に示した構造の灰色ランレコードの３
種類がある。それぞれのレコードの内容は次表のとおり
である。

【００１７】

【表１】

【００１８】圧縮処理においては、処理単位であるとこ
ろの１バイト毎に白、黒、灰色の分類を行なう。全ビッ
トが０すなわち値が００ｈ（１６進）のバイトを白バイ
トと判断し、白バイトの１個以上の連続を白ランとして
扱い、そのランレングスをバイト数によってカウントす
る。値がｆｆｈのバイトを黒バイトと判断し、黒バイト
の１個以上の連続を黒ランとして扱い、そのランレング
スをバイト数によってカウントする。また、値が００ｈ
でもｆｆｈでもないバイトを灰色バイトと判断し、灰色
バイトの１個以上の連続を灰色ランとして扱い、そのラ
ンレングスをバイト数によってカウントする。

【００１９】白ランのレコードは図４（ｂ）に示すよう
に白レコード型部３５とランレングス部３６からなる。

【００２０】ランレングス（バイト数）が１〜６４の範
囲の白ランに対する白ランレコードの内容は１０ｘｘｘ
ｘｘｘとなる（表１の項番１）。先頭の１０が白レコー
ド型部３５の内容である。後のｘｘｘｘｘｘはランレン
グス部３６の内容で、（連続した白バイトの個数−１）
の値の６ビット２進表現である。

【００２１】ランレングスが６５〜９５の範囲の白ラン
に対する白ランレコードの内容は１１０ｘｘｘｘｘとな
る（表１の項番２）。先頭の１１０が白レコード型部３
５の内容である。後のｘｘｘｘｘはランレングス部３６
の内容で、（連続した白バイトの個数−６４）から１を
引いた値の５ビット２進表現である。

【００２２】なお、ランレングスが９５を超える白ラン
は二つ以上の区間に分割し、それぞれの分割区間毎にレ
コードを作成する。また、１ライン上で、ある位置から
データ領域の末尾まで白バイトが連続する白ランのレコ
ードは、ｄｆｈとなる（表１の項番３）。

【００２３】黒ランのレコードは図４（ｃ）に示すよう
に黒レコード型部３７とランレングス部３８からなる。

【００２４】ランレングスが１〜３２の範囲の黒ランに
対する黒ランレコードの内容は１１１ｘｘｘｘｘとなる
（表１の項番４）。１１１が黒レコード型部３７の内容
である。ｘｘｘｘｘはランレングス部３８の内容で、
（連続した黒バイトの個数−１）の値の５ビット２進表
現である。ランレングスが３２を超えた黒ランは二つ以
上の区間に分割し、分割区間毎にレコードを作成する。

【００２５】白ランと黒ランのレコードはいずれも長さ
が１バイトに固定している。これに対して、灰色ランの
レコードは、図４（ｄ）に示すように、灰色レコード型
部３９、ランレングス部４０に続けて、ラン中の各バイ
トのデータ４１を順に並べた可変長レコードである。

【００２６】灰色レコード型部３９とランレングス部４
０は、具体的には表１の項番５に示されるように０ｘｘ
ｘｘｘｘｘとなる。０が灰色レコード型部３９の内容で
ある。ｘｘｘｘｘｘｘはランレングス部４０の内容で、
（連続した灰色バイトの個数−１）の値の７ビット２進
表現である。ランレングスが１２８を超えた灰色ラン
は、二つ以上に区間に分割して圧縮する。したがって、
灰色ランレコードは可変長ではあるが、他のレコードと
同様に１バイト毎に区切って処理することが可能であ
る。

【００２７】次に、２値画像圧縮処理の内容を図５ない
し図９を用い詳細に説明する。図５は処理全体のフロー
チャートである。データ処理装置２は、主記憶装置２Ｂ
上の入力バッファに、二次記憶装置３上の原画像ファイ
ルから１ライン分のイメージデータを読み込み（ステッ
プ４０１）、その圧縮を行なう（ステップ４０３）。図
４の（ｂ）ないし（ｄ）に示された形式のレコードの連
続として圧縮データが得られるが、これは主記憶装置２
Ｂ上の出力バッファに蓄積される。

【００２８】１ラインの圧縮を終わると、出力バッファ
の内容を二次記憶装置３に置かれた圧縮ファイルのデー
タ部３４（図４（ａ））に出力する（ステップ４０
４）。なお、圧縮ファイルのファイルヘッダ部３３に
は、その生成時に原画像ファイルのファイルヘッダ部３
１の内容がコピーされる。

【００２９】出力バッファの出力後、原画像ファイルか
ら次の１ライン分のイメージデータを入力バッファに読
み込み（ステップ４０５）、同様に処理する。このよう
な処理は、ステップ４０２で原画像ファイルに未処理デ
ータがなくなったと判断されるまで繰り返される。

【００３０】図６は、図５のステップ４０３（１ライン
圧縮処理）のフローチャートである。ステップ５０１で
は、入力バッファを右端（末尾）から左方向へ走査して
最初の白以外のバイトを探し、これを圧縮対象データの
右端とする。このデータ右端まで、入力バッファ上を左
端（先頭）から右へ向かって視点を順に移しながら、
白、黒、灰色のランを抽出して圧縮する（ステップ５０
３，５０７）。

【００３１】ステップ５０３で、現在の視点まで続く白
ランが出現したと判断した場合、灰色ランの編集（ステ
ップ５０４、内容は後述）を行なった後、当該白ランの
白バイト個数をカウントし（ステップ５０５）、白ラン
の編集（ステップ５０５、内容は後述）を行ない、ステ
ップ５０２に戻る。このステップ５０２では、処理対象
の視点がデータ右端に達したか否かを判断し、データ右
端より左側に視点がある場合にはステップ５０３の処理
に進む。

【００３２】ステップ５０７で現在の視点まで続く黒ラ
ンが出現したと判断した場合は、灰色ランの編集（ステ
ップ５０８）を行なってから当該黒ランの黒バイト数を
カウントし（ステップ５０９）、黒ランの編集（ステッ
プ５１０、内容は後述）を行なってステップ５０２に戻
る。

【００３３】ステップ５０３，５０４で白ランでも黒ラ
ンでもないと判断された場合は、現在の視点まで続くラ
ンは灰色ランである。この場合、当該灰色ランの各バイ
トのデータを主記憶装置２Ｂ上のグレーコードバッファ
へ移し（ステップ５１１）、ステップ５０２へ戻る。

【００３４】以上の処理を、視点がデータ右端まで到達
するまで繰り返すと、ステップ５０２からステップ５１
２に進む。ステップ５１２でグレーコードバッファにデ
ータが残っていると判断した場合、すなわちデータ右端
まで続く灰色ランがあった場合、グレーコードバッファ
より灰色ランのデータを取り出し灰色ランの編集処理を
行なう（ステップ５１３）。なお、ステップ５０４，５
０６，５０８，５１０，５１３の処理結果すなわち圧縮
されたランレコードは、ランの出現順に出力バッファに
出力される。

【００３５】グレーコードバッファにデータがなくなる
と、データ右端（ステップ５０１で決定）が入力バッフ
ァの右端より左側であるか調べ（ステップ５１４）、左
側のときは出力バッファに改行コードを出力する（ステ
ップ５１５）。

【００３６】図７は、白ランの編集処理（ステップ５０
６）のフローチャートである。ステップ６０１で白ラン
のバイト数を分類する。バイト数が９６個以上の場合、
バイト数が９５個の白ランレコード（表１の項番２）を
作成し出力バッファに出力する（ステップ６０２）。そ
して、白ランバイト数から９５を差し引いた値を改めて
白ランバイト数に設定し（ステップ６０３）、ステップ
６０１に戻る。すなわち、９５バイトを超える長い白ラ
ンは、前述のように二つ以上の区間に分割して圧縮する
わけである。

【００３７】白ランバイト数が６５個から９５個の間に
ある場合、そのバイト数の白ランレコード（表１の項番
２）を作成して出力バッファに出力し（ステップ６０
４）、白ランバイト数を０（ゼロ）に設定しなおしステ
ップ６０１に戻る。白ランバイト数が１個から６４個の
間にある場合、そのバイト数の白ランレコード（表１の
項番１）を作成して出力バッファに出力し（ステップ６
０６）、白ランバイト数を０に設定しなおしステップ６
０１に戻る。ステップ６０１で白ランバイト数が０であ
ると判断すると、一つの白ランの処理を終わる。

【００３８】図８は、黒ランの編集処理（ステップ５１
０）のフローチャートである。ステップ７０１で黒ラン
のバイト数を分類する。バイト数が３３個以上の場合、
バイト数が３２個の黒ランレコード（表１の項番４）を
作成して出力バッファに出力し（ステップ７０２）、黒
ランバイト数から３２を差し引いた値を改めて黒ランバ
イト数に設定し（ステップ７０３）、ステップ７０１に
戻る。すなわち、３２バイトを超える長い黒ランは、前
述のように二つ以上の区間に分割して圧縮するわけであ
る。

【００３９】バイト数が１個から３２個の間の場合、そ
のバイト数の黒ランレコード（表１の項番４）を作成し
て出力バッファに出力し（ステップ７０４）、黒ランバ
イト数を０に設定しなおし（ステップ７０５）、ステッ
プ７０１に戻る。そしてステップ７０１で黒ランバイト
数が０であると判断すると、一つの黒ランの処理を終了
する。

【００４０】図９は、灰色ランの編集処理（ステップ５
０４，５０８，５１３）のフローチャートである。ステ
ップ８０１でグレーコードに記憶されている灰色ランデ
ータのバイト数を分類する。

【００４１】バイト数が１２９個以上の場合、先頭バイ
トから１２８バイト分の灰色ランレコード（表１の項番
５、図４（ｄ））を作成して出力バッファに出力する
（ステップ８０２）。すなわち、１２８バイトを超える
灰色ランは、前述のように二つ以上の区間に分割して圧
縮するわけである。この圧縮された１２８バイト分は、
グレーコードバッファから追い出される。そして、灰色
ランバイト数から１２８を差し引いた値が改めて灰色ラ
ンバイト数に設定し（ステップ８０３）、ステップ８０
１に戻る。

【００４２】灰色ランバイト数が１個から１２８個の間
の場合、グレーコードバッファ内の全バイトに対応する
灰色ランデータを作成して出力バッファに出力し（ステ
ップ８０４）、灰色ランバイト数を０に設定しなおし
（ステップ８０５）、ステップ８０１に戻る。ステップ
８０１でバイト数が０であると判断した場合、すなわち
グレーコードバッファにデータがなくなると、一つの灰
色ランに対する処理を終わる。

【００４３】なお、ここまでの説明から理解されるよう
に、本実施例によっても従来の１画素単位のランレング
ス圧縮と同等の圧縮率を達成できる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ビットでなくバイトあるいはワードといった大きな処理
単位とすることにより、従来よりも処理効率を大幅に改
善して圧縮処理を飛躍的に高速化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像圧縮処理システムのブロック構成の一例を
示す。

【図２】原画像データと処理単位の説明図である。

【図３】原画像ファイルの構造を示す。

【図４】（ａ）圧縮ファイルの構造を示す。 （ｂ）白ランレコードの構造を示す。 （ｃ）黒ランレコードの構造を示す。 （ｄ）灰色ランレコードの構造を示す。

【図５】圧縮処理の全体フローを示す。

【図６】１ライン圧縮処理のフローを示す。

【図７】白ラン編集処理のフローを示す。

【図８】黒ラン編集処理のフローを示す。

【図９】灰色ラン編集処理のフローを示す。

【符号の説明】

１ 入力装置 ２ データ処理装置 ２Ａ 中央処理装置 ２Ｂ 主記憶装置 ３ 二次記憶装置 ４ 表示装置 ５ プリンタ ３３ 圧縮ファイルのヘッダ部 ３４ 圧縮ファイルのデータ部 ３５ 白ランレコードのレコード型部 ３６ 白ランレコードのランレングス部 ３７ 黒ランレコードのレコード型部 ３８ 黒ランレコードのランレングス部 ３９ 灰色ランレコードのレコード型部 ４０ 灰色ランレコードのランレングス部 ４１ 灰色バイトデータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 形部 真哉 神奈川県横浜市中区尾上町６丁目81番地 日立ソフトウェアエンジニアリング株式会 社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２値画像上の連続した複数画素を処理単
   位として、全画素が白の処理単位の連続区間及び全画素
   が黒の処理単位の連続区間を抽出し、それぞれの区間を
   該区間内の処理単位数をランレングスとして用い圧縮す
   ることを特徴とする２値画像圧縮方式。