JPH06178122A

JPH06178122A - カラー画像の適応符号化装置

Info

Publication number: JPH06178122A
Application number: JP4331693A
Authority: JP
Inventors: Toshio Shirasawa; 寿夫白沢
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-12-11
Filing date: 1992-12-11
Publication date: 1994-06-24

Abstract

(57)【要約】【目的】絵柄領域のみを多値符号化し、全ての領域を
２値符号化し、カラー画像を効率よく符号化する。【構成】像域分離部３は、ブロック単位で２値領域
か、多値領域かを識別する。２値画像生成部６では、像
域分離の結果、２値領域を所定の閾値で２値化し、多値
領域を０または１に設定し、全領域を２値化する。２値
画像符号化部８は、２値データを２値符号化する。自然
画像抽出部７は、多値領域を抽出し、自然画像符号化部
１０は、多値領域のみを多値符号化する。２値画像、多
値画像、領域情報の符号化データが送信される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー文書画像の適応
符号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラーＯＡ機器の普及に伴って、
オフィス文書の中にもカラー画像を含む文書が増加する
傾向にある。このようなカラー画像をスキャナなどによ
って入力し、ディジタルデータとして処理する場合、白
黒画像に比べてそのデータ量は膨大なものとなる。そこ
で、このような画像を高能率に符号化する方式が活発に
研究されている。

【０００３】例えば、カラー自然画の符号化方式として
は、ＲＧＢ信号を輝度、色差に変換した後に離散コサイ
ン変換（ＤＣＴ変換）を施し、その係数値を線形量子化
し、この量子化値を可変長符号化するという、ＡＤＣＴ
方式が標準方式として採用されている。

【０００４】一方、２値画像の符号化方式としては、従
来からランレングスを求めた後にエントロピー符号化を
行う、ＭＨやＭＭＲなどの符号化方式がファクシミリな
どに用いられている。また、最近では算術符号化の一種
であるＱＭ−Ｃｏｄｅｒが新たな２値画像符号化方式と
して標準化されている。

【０００５】前述したように、一般に利用されるカラー
文書には文字と自然画の両方が混在していることが多
く、上記した標準符号化方式によって高能率に符号化を
行うことは難しい。

【０００６】すなわち、例えば、（１）文字画像は高周
波成分を多く含むのでＡＤＣＴ符号化のように、高周波
成分をカットするような符号化方式では、自然画像ほど
符号化効率が向上しない、（２）２値画像符号化方式
は、階調をもつ自然画像に適用できない、という問題が
ある。

【０００７】そこで、上記したような文字と自然画が混
在するようなカラー画像を効率よく符号化する適応符号
化方式が種々提案されている。従来、この種の符号化方
式としては、原画像に対して像域分離を施して、文字領
域と自然画領域に分離し、領域毎に適した符号化を行う
像域分離方式と、画像から文字成分を抽出し２値化して
可逆符号化し、原画像から文字成分を除去した残りの成
分に対してＡＤＣＴ符号化を行うハイブリッド方式が提
案されている。

【０００８】前者の例としては、本出願人が提案した
「文字・絵柄混在画像の適応符号化方式」（第２０回
画像電子学会，ｐｐ１７９−１８２，１９９２を参照）
がある。この符号化方式においては、カラー文書画像を
黒文字・白地領域と絵柄領域に分離し、黒文字・白地領
域は２値化してＱＭ−Ｃｏｄｅｒを施し、絵柄領域はＡ
ＤＣＴ符号化を施す方式である。

【０００９】また、後者の例としては、例えば、特開平
４−３７３６８号公報に記載された符号化方式がある。
この符号化方式においては、所定サイズのブロック毎
に、カラー画像がエッジ部か非エッジ部かを判定し、エ
ッジ部と判定されたブロックを２値化して得た２値画像
に対して可逆符号化を行い、さらに、エッジ部の２値画
像と元の多値カラー画像との差分および非エッジ部の多
値カラー画像に対して例えばＡＤＣＴ方式などの符号化
効率を重視した符号化を行うものである。この方式によ
ると、文字と自然画が混在するカラー画像を効率的に符
号化することができ、また文字部を高解像度に再現する
ことができるので、高画質な復号画像を得ることができ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たハイブリッド方式のように、画像をエッジ成分と非エ
ッジ成分に分離してそれぞれに適した符号化を行う方式
は、カラー画像の白地領域を非エッジ部として判定する
ため、本来２値画像である白地領域を多値画像として符
号化することになり、この結果、充分な圧縮性能を得る
ことができないという問題がある。

【００１１】例えば、全ての画素が画素値０であるよう
な８×８画素のブロックに対してＡＤＣＴ符号化を行う
場合、最低でも１ブロック当たり３ビットの符号量が必
要であり、これをビットレートに換算すると、約０．０
５ビット／ｐｅｌとなる。また、ブロック内に０以外の
画素が含まれる場合には、更に符号量が増加する。従っ
て、特に白地の部分が多いカラー画像においては適応符
号化の効果が充分に得られないという、問題があった。

【００１２】また、本出願人が提案した像域分離方式
は、白地領域を２値画像として符号化するので、ハイブ
リッド方式よりも高圧縮が可能となる。しかし、１６×
１６画素の小ブロック毎に領域の属性を判定し、符号化
方式を切り替えているので、符号化の対象領域が必ずし
も矩形領域にならず、符号化装置の制御が複雑になると
いう問題が生じてしまう。すなわち、絵柄領域の符号化
方式であるＡＤＣＴ方式は、もともとブロック単位の符
号化のため符号化装置の制御は容易であるが、黒文字・
白地領域の符号化方式であるＱＭ−Ｃｏｄｅｒは、周辺
画素を参照画素としてコンテキストを求める必要があ
り、ブロック単位の符号化には不向きであった。

【００１３】本発明の目的は、文字と自然画の混在した
文書を所定サイズのブロック単位で、黒文字および白地
領域であるか自然画の領域であるかを識別し、この識別
結果に基づいて絵柄領域のみに多値符号化を施し、全て
の領域に対して２値符号化を施すことによって、２値符
号化方式の符号化対象領域を矩形領域とし、文字と自然
画が混在したカラー画像を簡単な制御で効率よく符号化
するカラー画像の適応符号化装置を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明では、カラー文書画像を符号化
する装置において、所定の大きさのブロック毎に画像デ
ータを２値領域と多値領域に分離する手段と、該分離さ
れた各ブロックの領域属性を２値符号化する手段と、前
記分離結果に基づいてカラー画像の全ての領域に対して
２値化を行って２値画像を生成し、２値符号化する手段
と、前記分離結果に基づいて多値領域に対して多値符号
化する手段と、該符号化されたデータを所定の手順で復
号装置に伝送する手段とを備えたことを特徴としてい
る。

【００１５】請求項２記載の発明では、前記２値画像を
生成し、２値符号化する手段は、前記分離手段によって
２値領域と判定されたブロックを２値化処理し、多値領
域と判定されたブロックを０または１の固定値に設定処
理し、カラー画像の全ての領域を２値符号化することを
特徴としている。

【００１６】請求項３記載の発明では、前記伝送手段
は、画面全体の領域属性を符号化したデータを送信した
後に、２値領域の符号化データを送信し、最後に多値領
域の符号化データを送信し、各符号化データの先頭に、
符号化データの属性を表すコードを付加して送信するこ
とを特徴としている。

【００１７】請求項４記載の発明では、前記伝送手段
は、所定のライン数の画像領域に対応する領域属性を符
号化したデータを送信した後に、２値領域の符号化デー
タを送信し、次に多値領域の符号化データを送信し、各
符号化データの先頭に、符号化データの属性を表すコー
ドを付加して送信することを特徴としている。

【００１８】

【作用】本発明においては、文字や自然画の混在したカ
ラー文書画像が入力されると、多値領域のみを階調性を
重視した手法によって符号化し、カラー画像の２値化を
行う際に、多値領域の画素値を固定値に置き換え、２値
領域を鮮鋭化して２値化してカラー文書画像の２値画像
を生成し、該２値画像に対して解像度を重視した符号化
を行い、文字や自然画の混在した画像を適応的に符号化
する。

【００１９】

【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。図１は、本発明の実施例のブロック構成
図である。図１の符号化装置は、カラー文書を読み取る
スキャナ１、読み込まれた入力画像データが書き込まれ
る画像メモリ２、２値領域と多値領域を識別する像域分
離部３、地肌の汚れなどを除去する地肌除去部４、網点
領域に対して画質向上のための平滑化処理を行う適応平
滑化部５、２値符号化を行うために２値画像を生成する
２値画像生成部６、多値領域を抽出する自然画像抽出部
７、２値データを２値符号化する２値画像符号化部８、
２値符号化データをバッファリングする２値画像符号化
データ格納部９、多値の符号化を行う自然画像符号化部
１０、多値符号化データをバッファリングする自然画像
符号化データ格納部１１、ブロック単位の属性を符号化
する領域情報符号化部１２、領域符号化データをバッフ
ァリングする領域情報符号化データ格納部１３、符号化
データを他の装置に伝送する送信部１４から構成されて
いる。

【００２０】図２は、復号化装置の構成を示す図であ
り、符号化データを受け取り、その属性を判定する受信
部２０、領域符号化データを格納する領域情報符号化デ
ータ格納部２１、２値画像の符号化データを格納する２
値画像符号化データ格納部２２、多値画像の符号化デー
タを格納する自然画像符号化データ格納部２３、領域情
報復号化部２４、２値画像復号化部２５、自然画像復号
化部２６、２値画像と多値画像を合成する合成処理部２
７、合成処理された復号画像を格納する画像メモリ２
８、プリンタなどの出力装置２９から構成されている。

【００２１】以下、本発明の動作を説明する。カラース
キャナ１によって読み込まれた入力画像は、画像メモリ
２に転送される。像域分離部３は、読み込まれた画像デ
ータをブロック単位で、黒文字および白地の領域である
か、自然画の領域であるかを識別する。ここで、ブロッ
クのサイズは、ＡＤＣＴ符号化に適合するように１６画
素×１６画素であるが、本実施例はこれに限定されるも
のではなく、他のブロックサイズであってもよい。

【００２２】また、像域分離の具体的な手法としては、
本出願人が先に、特願平３−３２７１３６号として提案
した方法を用いる。図５は、前記した出願の像域分離部
の構成を示す図である。この像域分離方式の概要を説明
すると、入力画像データを基にエッジ検出、黒領域検出、網
点検出、白画素検出を局所処理によって行う。上記の結果を用いて、注目ブロックのほとんどの
画素が黒エッジか白画素で網点領域を含まないブロック
を、２値領域と判定し、それ以外の領域を多値領域とす
る。多値領域は、複数ブロックで構成されるものとし、
孤立した多値ブロックを２値ブロックに変更する。自然画の輪郭部を２値領域として誤分離しないよう
に、多値ブロックを１ブロック膨張する。この像域分離方式によれば、局所処理によって高精度に
２値領域と多値領域に分離することが可能となる。

【００２３】本実施例に戻って、地肌除去部４と適応平
滑化部５は、符号化の前に入力画像に対して画質向上処
理を施す。すなわち、まず、地肌除去部４において入力
画像の地汚れや裏写りを取り除く。この地肌除去の手法
としては、本出願人が先に出願した特願平４−１００８
９８号に開示された方法を用いる。次いで、像域分離の
際、網点として検出された領域に対して平滑化処理を行
う。これによって、網点画像のモアレ除去とＡＤＣＴ符
号化時の圧縮率の向上が可能となる。

【００２４】２値画像生成部６では、適応平滑化後の画
像データと像域分離の結果を用いて、２値符号化を行う
ための２値画像を生成する。２値画像は以下にようにし
て生成される。すなわち、像域分離の結果、２値と判定
された領域に対しては、ＭＴＦ補正（エッジ強調）後、
所定の閾値で２値化し、多値と判定された領域に対して
は、０または１を設定する。これによって、画像の全て
の領域が２値化される。

【００２５】２値画像符号化部８は、２値画像生成部６
で生成された２値データを２値符号化する。２値画像符
号化方式としては、例えば、ＪＢＩＧで標準化されたＱ
Ｍ−ＣＯＤＥＲなどを用いることができる。その他、Ｍ
Ｈ，ＭＭＲなどの可逆符号化方式を用いることもでき
る。２値画像の符号化データは、送信部１４によって出
力されるまで一時的にバッファ９に格納される。

【００２６】自然画像抽出部７は、像域分離の結果に基
づいて、適応平滑化後の多値領域と識別されたブロック
の画像データを抽出する。自然画像符号化部１０は、多
値領域の画像データのみに対して多値の符号化を施す。
多値画像の符号化方式としては、例えば、ＪＰＥＧで標
準方式として定められているＡＤＣＴ方式を用いること
ができるが、他の符号化方式であってもよい。多値画像
の符号化データは、送信部１４によって出力されるまで
一時的にバッファ１１に格納される。

【００２７】像域分離の結果は、各ブロックの領域属性
を表しているので、これを領域情報符号化部１２で符号
化する。領域情報は、１ブロックについて１ビットで表
現されるので、２値データとして符号化する。この符号
化方式としては、例えばＭＭＲなどの可逆符号化を施
す。領域情報の符号化データも、他の符号化データと同
様に、一時的にバッファ１３に格納される。この領域情
報は、隣接するブロックとの相関が非常に高いので高圧
縮が可能であり、領域情報の付加による符号量の増加は
ほとんど無視することができる。

【００２８】送信部１４では、３種類のバッファ９、１
１、１３に格納された符号化データを順に呼び出してフ
ォーマット化して外部に伝送する。

【００２９】復号時には、領域情報、２値画像、多値画
像の符号化データをそれぞれ復号し、２値画像と多値画
像とを合成することによって最終的な出力画像が得られ
る。

【００３０】すなわち、図２において、受信部２０で
は、受信したデータ系列を受け取り、後述するコントロ
ール・コードを解釈して符号化データの属性を判定し、
領域情報の符号化データを領域情報符号化データ用バッ
ファ２１に格納し、２値画像の符号化データを２値画像
符号化データ用バッファ２２に格納し、多値画像の符号
化データを自然画像符号化データ用バッファ２３に格納
する。

【００３１】次いで、領域情報復号化部２４、２値画像
復号化部２５、自然画像復号化部２６では、それぞれの
バッファ２４、２５、２６に格納された符号化データを
復号する。合成処理部２７では、領域情報に基づいて２
値画像と多値画像を合成する。すなわち、多値画像領域
は、多値画像の復号データを画素値とし、２値画像デー
タは、２値画像の復号データをもとに画素値を決定する
（例えば、２値データが０ならばＲＧＢ＝０であり、２
値データが１ならばＲＧＢ＝２５５）。

【００３２】合成処理部２７で得られた復号画像は、一
旦画像メモリ２８に格納され、その後、プリンタやディ
スプレイなどの出力装置２９に出力される。

【００３３】本実施例における送受信の際の符号化デー
タの構造について説明する。送受信の際の符号化データ
の伝送方法としては、（１）全画面の領域情報、２値画
像データ、多値画像データを順番に送る、（２）所定の
領域毎に、領域情報、２値画像データ、多値画像データ
を送る、という２つの方法が考えられる。

【００３４】図３は、第１の方法、つまり１画面毎に３
種類の符号化データを送る場合のデータ構造を示す図で
ある。送信部１４において、最初に画像全体の符号化デ
ータに関するパラメータを送る。例えば、画像のサイ
ズ、２値画像符号化方式、多値画像符号化方式に関する
パラメータなどである。次いで、バッファに格納されて
いる領域情報、２値画像、多値画像の符号化データをそ
れぞれ読み出して送信する。

【００３５】このとき、各符号化データの先頭には、以
下に示す符号化データの属性を表すコントロール・コー
ドを付加する。すなわち、ＳＯＲＤ（ＳｔａｒｔＯｆ
ＲｅｇｉｏｎＤａｔａ）＋領域情報の符号化デー
タ、ＳＯＢＤ（ＳｔａｒｔＯｆＢｉｎａｒｙＤａ
ｔａ）＋２値画像の符号化データ、ＳＯＰＤ（Ｓｔａｒ
ｔＯｆＰｉｃｔｕｒｅＤａｔａ）＋多値画像の符
号化データ、となる。

【００３６】このコントロール・コードは、例えば、Ｓ
ＯＲＤ＝“ＦＦ０１”、ＳＯＢＤ＝“ＦＦ０２”、ＳＯ
ＰＤ＝“ＦＦ０３”のように、“ＦＦ”の後に“００”
以外のコードを付加して生成する。従って、符号化デー
タに“ＦＦ”が現われた場合には、“ＦＦ”の後に“０
０”を挿入する。これによって、符号化データとコント
ロール・コードの識別が可能となる。

【００３７】図４は、第２の方法、つまり所定のライン
数の画像領域（これをＳＴＲＩＰＥと呼ぶ）毎に、符号
化データを送信する場合のデータ構造を示した図であ
る。この例では、送信部は、まず、画像全体に関するヘ
ッダ情報を送出した後、各ストライプ毎の符号化データ
を送り、その後、符号化データの終了を示すＥＯＩ信号
を送出する。

【００３８】各ＳＴＲＩＰＥは、ＳＴＲＩＰＥのパラメ
ータを記述したヘッダ情報（ＳＴＲＩＰＥＨＥＡＤＥ
Ｒ）と符号化データの属性を表すコントロール・コード
（ＳＯＲＤ，ＳＯＢＤ，ＳＯＰＤ）および各符号化デー
タからなる。各コントロール・コード（ＳＯＲＤ，ＳＯ
ＢＤ，ＳＯＰＤ）の内容は、前述した画面全体を符号化
する場合のコードと全く同様である。

【００３９】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１記載の
発明によれば、自然画を含む多値領域のみを自然画像に
適した符号化を行っているので、多値領域の少ない文書
においては、大幅に圧縮率を向上させることができる。
また、２値領域は２値画像に変換されるので、文字が鮮
明に再生され、白地における濃度むらがなくなり高画質
な画像を得ることができる。

【００４０】請求項２記載の発明によれば、カラー画像
の２値化を行う際に、２値領域として判定されたブロッ
クは所定の２値化を施し、多値領域として判定されたブ
ロックは所定の固定値で２値化を行っているので、黒文
字や白地などの２値領域を高画質に高圧縮することがで
きる。

【００４１】請求項３記載の発明によれば、符号化デー
タを送信する際に、画面全体の領域データの符号化デー
タを送信した後、２値領域全体の符号化データを送信
し、最後に多値領域全体の符号化データを送信している
ので、プリスキャンを行って像域分離を施したり、フレ
ームメモリを用いた大局的な像域分離を行う場合にデー
タ構造の構築が容易になる。

【００４２】請求項４記載の発明によれば、符号化デー
タを送信する際に、所定のライン数の画像領域毎に符号
化処理を施し、該画像領域に対応する領域情報の符号化
データを送信した後、２値領域の符号化データを送信
し、次に多値領域の符号化データを送信しているので、
フレームメモリを持たない符号化装置でも適応符号化を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の符号化装置のブロック構成図である。

【図２】本発明の復号化装置のブロック構成図である。

【図３】１画面毎に３種類の符号化データを送る場合の
データ構造を示す図である。

【図４】所定のライン数の画像領域毎に、符号化データ
を送信する場合のデータ構造を示した図である。

【図５】先に出願した像域分離部の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１スキャナ２画像メモリ３像域分離部４地肌除去部５適応平滑化部６２値画像生成部７自然画像抽出部８２値画像符号化部９２値画像符号化データ格納部１０自然画像符号化部１１自然画像符号化データ格納部１２領域情報符号化部１３領域情報符号化データ格納部１４送信部２０受信部２１領域情報符号化データ格納部２２２値画像符号化データ格納部２３自然画像符号化データ格納部２４領域情報復号化部２５２値画像復号化部２６自然画像復号化部２７合成処理部２８画像メモリ２９出力装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カラー文書画像を符号化する装置におい
て、所定の大きさのブロック毎に画像データを２値領域
と多値領域に分離する手段と、該分離された各ブロック
の領域属性を２値符号化する手段と、前記分離結果に基
づいてカラー画像の全ての領域に対して２値化を行って
２値画像を生成し、２値符号化する手段と、前記分離結
果に基づいて多値領域に対して多値符号化する手段と、
該符号化されたデータを所定の手順で復号装置に伝送す
る手段とを備えたことを特徴とするカラー画像の適応符
号化装置。
【請求項２】前記２値画像を生成し、２値符号化する
手段は、前記分離手段によって２値領域と判定されたブ
ロックを２値化処理し、多値領域と判定されたブロック
を０または１の固定値に設定処理し、カラー画像の全て
の領域を２値符号化することを特徴とする請求項１記載
のカラー画像の適応符号化装置。
【請求項３】前記伝送手段は、画面全体の領域属性を
符号化したデータを送信した後に、２値領域の符号化デ
ータを送信し、最後に多値領域の符号化データを送信
し、各符号化データの先頭に、符号化データの属性を表
すコードを付加して送信することを特徴とする請求項１
記載のカラー画像の適応符号化装置。
【請求項４】前記伝送手段は、所定のライン数の画像
領域に対応する領域属性を符号化したデータを送信した
後に、２値領域の符号化データを送信し、次に多値領域
の符号化データを送信し、各符号化データの先頭に、符
号化データの属性を表すコードを付加して送信すること
を特徴とする請求項１記載のカラー画像の適応符号化装
置。