JPH06326879A - 画像圧縮方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］込み入った２値画像を効果的に情報圧縮する。 ［構成］微分回路３４は、フィルタ回路３２からの第１
の２値画像データを、各走査線上の各画素が画素変化点
であるかそうでない画素非変化点であるかを表す第２の
２値画素データからなる第２の２値画像データに変換す
る。遅延回路３６およびウインドウ回路３８は、各走査
線上の各画素変化点のほぼ真下の次（直後）の走査線上
にウインドウを設定する。ＡＮＤゲート４０，４４およ
び反転回路４２は、第２の２値画素データをウインドウ
内のものとウインドウ外のものとに分離する。ウインド
ウ内データ符号回路４６は、各ウインドウ内のデータを
第１の変換フォーマットにしたがって符号化する。ウイ
ンドウ外データ符号回路４８は、各走査線上でどのウイ
ンドウにも含まれない画素変化点の位置に対応した第２
の２値画素データを第２の変換フォーマットにしたがっ
て符号化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、白画素と黒画素からな
る２値画像の情報を圧縮する方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】２値画像の代表的なものは、ファクシミ
リで伝送される文書画像やテレビカメラのメモリに記憶
される手書きタイトル画像等である。このような２値画
像では白画素あるいは黒画素がある程度固まって現れる
場合が多いことから、１次元方向に白あるいは黒の連続
する画素のひとかたまりの長さを符号化するランレング
ス符号化が用いられている。ランレングス符号化によれ
ば、走査線上でたとえば黒の画素が５つ連続した場合の
“１１１１１”は二進数のコード［１０１］に符号化さ
れ、たとえば白の画素が６つ連続した場合の“００００
００”は二進数のコード［１１０］に符号化される。黒
画素のランのあとは必ず白画素のランが現れ、白画素の
ランのあとは必ず黒画素のランが現れるので、各走査線
の先頭ランの種別がわかっていれば、各ランの色を示す
情報は不要である。

【０００３】一般に、２値画像では、水平方向（走査線
方向）に相関性があるだけでなく、垂直方向にも相関性
が存在するため、２次元的相関を利用するとさらに圧縮
効果が上がる。従来より、２値画像の２次元的相関を利
用した画像圧縮方法として、予測関数を用いる２次元予
測ランレングス符号化法が知られている。

【０００４】２次元予測ランレングス符号化法は、図１
８の（Ａ）に示すように、各画素ｅの周囲の画素のう
ち、直前の走査線上の画素ｂ，ｃと同じ走査線上の直前
の画素ｄを選択して、それら近傍の画素ｂ，ｃ，ｄの値
から図１８の（Ｂ）に示すような論理式すなわち多数決
予測式ｅ＝（ｂ＋ｄ）ｃ＋ｂｄによって画素ｅの値を予
測し、比較器で原信号と予測信号とを比較し、一致した
とき“０”、不一致のとき“１”として、この比較出力
の２値データを図１９の（Ａ），（Ｂ）に示す変換フォ
ーマットでランレングス符号化する方法である。

【０００５】図１９の（Ａ）において、１信号（不一致
信号）のランは、そのランの長さ（ビット数）に等しい
語長（ビット数）のコードに符号化される。図１９の
（Ｂ）において、０信号（一致信号）がたとえば２個連
続した場合の（００）は、ランレングスが２であるか
ら、語長４ビットのコード［００１０］に符号化され
る。０信号が７個連続した場合の（０００００００）
は、ランレングスは７であるから、語長４ビットのコー
ド［０１１１］に符号化される。０信号が８個連続した
場合の（００００００００）は、ランレングスは８であ
るから、語長８ビットのコード［１００１００００］に
符号化される。

【０００６】図２０〜図２３につき２次元予測ランレン
グス符号化法の作用を説明する。図２０は、情報圧縮さ
れるべき２値画像データ（原信号）の２次元パターンを
示す２値画像パターン図である。この２値画像パターン
において、１は黒の画素を表し、０（空白部分）は白の
画素を表す。この２値画像の各画素について図１８の２
次元予測法を適用することによって、図２１に示すよう
な２次元予測出力が得られる。次に、各画素毎に原信号
の値と２次元予測出力の値とが一致するか否かを比較
（照合）することによって、図２２に示すような比較出
力が得られる。次に、この比較出力を各走査線Ｌ1,Ｌ2,
…毎に図１９に示す変換フォーマットでランレングス符
号化することによって、図２３に示すような画像情報圧
縮結果が得られる。

【０００７】図２２の比較出力において、たとえば第２
のラインＬ2 上のデータは１または０のラン単位で
（０），（１），（００），（１），（０００），（１
１１１１１１１），（０），（１），（００００）に区
切られる。これらのランは、図１９の（Ａ），（Ｂ）に
示す変換フォーマットにしたがって、（０）は語長４ビ
ットのコード［０００１］に、（１）は語長１ビットの
コード［０］に、（００）は語長４ビットのコード［０
０１０］に、（０００）は語長４ビットのコード［００
１１］に、（１１１１１１１１）は語長８ビットのコー
ドたとえば［１１１１１１１０］にそれぞれ符号化され
る。なお、末尾の０のラン（００００）は、４ビットの
スタートコード（たとえば［００００］）に取って代わ
られるため、符号化されない。これにより、図２３に示
すように、第２のラインＬ2 上で、１信号に対するラン
レングス符号の全語長は１＋１＋８＋１＝１１で、０信
号に対するランレングス符号の全語長は４＋４＋４＋４
＝１６であり、両者を加え合わせた語長は２７となる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記のように、２次元予
測ランレングス符号化法は、２値画像の２次元的相関を
利用するのであるが、込み入った２値画像つまり黒と白
が複雑に入り組んだ画像に対しては効果的な情報圧縮を
行い得ないという欠点がある。たとえぱ、上記のように
図２０の画像パターンを有する２値画像データを２次元
予測ランレングス符号化法によって符号化した場合は、
ランレングスデータのデータ長（１５３ビット）が原信
号の画素数（１３２ビット）よりも多くなってしまい
（情報圧縮率は０．８５）、情報圧縮の効を奏さない結
果となる。

【０００９】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、込み入った２値画像を効果的に情報圧縮できる
画像圧縮方法および装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の画像圧縮方法は、各走査線上の各画素が
白画素であるか黒画素であるかを表す第１の２値画素デ
ータからなる第１の２値画像データを各走査線上の各画
素が白画素から黒画素へまたは黒画素から白画素へ変化
した画素変化点であるかそうでない画素非変化点である
かを表す第２の２値画素データからなる第２の２値画像
データに変換するステップと、各走査線上の各画素変化
点に対して所定の位置関係を有する近傍の他の走査線上
の所定数の画素に対応した所定数の前記第２の２値画素
データを第１の変換フォーマットにしたがって符号化す
るステップと、各走査線上で前記第１の符号化方法によ
っては符号化されなかった各変化点画素に対応した前記
第２の２値画素データを第２の変換フォーマットにした
がって符号化するステップとを有する構成とした。

【００１１】また、上記の目的を達成するために、本発
明の画像圧縮装置は、各走査線上の各画素が白画素であ
るか黒画素であるかを表す第１の２値画素データからな
る第１の２値画像データを各走査線上の各画素が白画素
から黒画素へまたは黒画素から白画素へ変化した画素変
化点であるかそうでない画素非変化点であるかを表す第
２の２値画素データからなる第２の２値画像データに変
換する手段と、各走査線上の各画素変化点に対して所定
の位置関係を有する近傍の他の走査線上の所定数の画素
に対応した所定数の前記第２の２値画素データを第１の
変換フォーマットにしたがって符号化する手段と、各走
査線上で前記第１の符号化方法によっては符号化されな
かった各変化点画素に対応した前記第２の２値画素デー
タを第２の変換フォーマットにしたがって符号化する手
段を有する構成とした。

【００１２】

【作用】込み入った画像においては、多くの画素変化点
が存在し、各画素変化点の近傍には１つまたは複数の他
の画素変化点が存在している確率が非常に高い。本発明
では、各走査線上の各画素変化点の位置を基準（足場）
としてその近傍の他の走査線上に所定範囲のウインドウ
を設定する。そうすると、そのウインドウの範囲内に１
つまたは複数の画素変化点が存在している確率が非常に
高いので、ウインドウのデータをひとかたまりとみて第
１の変換フォーマットにしたがって符号化することで、
各走査線上から高い確率で画素変化点を抽出することが
できる。一方、ウインドウ外では画素変化点が存在する
確立が低いため、各走査線上からウインドウ内データを
抜き取った後には画素非変化点が連続して現れやすいか
ら、ここに第２の変換フォーマットとしてたとえばラン
レングス符号化を用いることによって効率的な情報圧縮
を行うことができる。

【００１３】

【実施例】以下、図１〜図１７を参照して本発明の実施
例を説明する。

【００１４】図１は、本発明の適用可能なビデオカメラ
の回路構成を示す。このビデオカメラにおいて、たとえ
ばＣＣＤ型の撮像素子１０より出力された映像信号ＶＳ
は、Ａ／Ｄ変換器１２によってたとえば８ビットのディ
ジタル信号ＤＳに変換され、映像信号処理回路１４でガ
ンマ補正、シェーディング補正、色温度補正等の信号処
理を施されてから、Ｄ／Ａ変換器１６によってアナログ
信号ＡＶＳに戻され、標準の映像信号たとえばＮＴＳＣ
信号として出力されるとともに、録画のためにＶＴＲ回
路１８に入力される。

【００１５】タイトラ回路２０とメモリ２２は、カメラ
撮りした画面に手書きの文字や図形等のタイトル画をス
ーパーインポーズするタイトラ機能用の回路である。ユ
ーザは、タイトル画を被写体にして各種操作ボタン２４
のうちの所定の１つを操作すればよい。このボタン操作
に応動してタイトラ回路２０は、Ａ／Ｄ変換器１２から
の８ビットのディジタル映像信号ＤＳを取り込んでこれ
を白と黒の２階調（２値）の画像データに変換し、この
２値画像データをメモリ（ＲＡＭ）２２に書き込む。こ
のメモリ２２への２値画像データの書き込みに際して、
本発明による画像圧縮方法および装置を用いることがで
きる。

【００１６】そして、メモリ２２に記憶させたタイトル
画を所望の撮像画に重ね合わせるために各種操作ボタン
２４のうちの１つが押されると、タイトラ回路２０は、
メモリ２２より２値画像データを読み出して混合回路２
８に送る。混合回路２８は、タイトラ回路２０からの２
値画像データが０信号のときは映像信号処理回路１４か
らの映像信号をそのまま出力し、タイトラ回路２０から
の２値画像データが１信号のときは映像信号処理回路１
４からの映像信号を所定の色の信号に置き換えることに
よって、撮像画にタイトル画がスーパーインポーズされ
た映像信号を生成する。制御部２６は、たとえばマイク
ロコンピュータからなり、各種操作ボタン２４の操作に
応動して各部に所要の制御信号を与える。

【００１７】図２は、図１のタイトラ回路２０に使用さ
れる本発明の一実施例による画像圧縮装置の回路構成を
示す。この画像圧縮装置において、２値化回路３０およ
びフィルタ回路３２は、Ａ／Ｄ変換器１２からの８ビッ
トの入力ディジタル映像信号ＤＳを、各走査線上の各画
素が白画素であるか黒画素であるかを表す第１の２値画
素データからなる第１の２値画像データに変換する回路
である。

【００１８】微分回路３４は、フィルタ回路３２からの
第１の２値画素データを、各走査線上の各画素が白画素
から黒画素へまたは黒画素から白画素へ変化した画素変
化点であるかそうでない画素非変化点であるかを表す第
２の２値画素データからなる第２の２値画像データに変
換する回路である。

【００１９】遅延回路３６およびウインドウ回路３８
は、微分回路３４からの第２の２値画像データを基に、
各走査線上の各画素変化点のほぼ真下に位置する次（直
後）の走査線上の連続する所定数の画素を包含するよう
なウインドウを設定する回路である。ＡＮＤゲート４
０，４４および反転回路４２は、微分回路３４からの第
２の２値画素データをウインドウ内のものとウインドウ
外のものとに分離する回路である。

【００２０】ウインドウ内データ符号回路４６は、各ウ
インドウに含まれる連続した所定ビット数の第２の２値
画素データを第１の変換フォーマットにしたがって符号
化する回路である。ウインドウ外データ符号回路４８
は、各走査線上でどのウインドウにも含まれない画素変
化点の位置に対応した第２の２値画素データを第２の変
換フォーマットにしたがって符号化する回路である。

【００２１】バッファ５０，５２および並び換え回路５
４は、第１および第２の符号化方法によってそれぞれ符
号化されたデータを所定の配列順序に並べてメモリ２２
に格納するための回路である。メモリ制御回路５６は、
メモリ２２に対するデータの書き込みおよび読み出しを
所定のアドレッシングで制御する回路である。

【００２２】次に、図３〜図６につきこの画像圧縮装置
の動作を説明する。Ａ／Ｄ変換器１２からのタイトル画
像を表す８ビットのディジタル映像信号ＤＳは、２値化
回路３０でヒストグラムによる２値化処理を受けて、白
（０）と黒（１）の２階調（２値）の画像データに変換
される。

【００２３】２値化回路３０より出力された２値画像デ
ータはフィルタ回路３２を通され、ここで１画素分の白
黒変化点（ランレングスが１の０信号もしくは１信号）
がノイズとして除去される。その結果、フィルタ回路３
２の出力端子より、たとえば図３に示すような２値画像
パターンの２値画像データが得られる。この２値画像パ
ターンにおいて、１は黒の画素を表し、０（空白）は白
の画素を表す。なお、本実施例と従来技術の圧縮効果を
比較するために便宜上、図３の２値画像パターンを、図
２０の２値画像パターンに一致させている。

【００２４】フィルタ回路３２からの２値画像データ
は、微分回路３４に入力され、ここで図４に示すような
画像パターンを有する第２の２値画像データに変換され
る。図４の２値画像パターンにおいて、１は図３におけ
る画素変化点を表し、０（空白部分）は図３における画
素非変化点を表す。本実施例では、上記のようにフィル
タ回路３２によって１画素分の白黒変化点（ランレング
スが１の０信号もしくは１信号）をノイズとして除去し
ているので、各走査線（ラインＬ1,Ｌ2,…）上で画素変
化点が２つ連続（隣接）することはない。

【００２５】微分回路３４の出力端子より図４に示すよ
うな画像パターンを有する第２の２値画像データが得ら
れると、遅延回路３６およびウインドウ発生回路３８に
よって、図５に示すように各走査線上の各画素変化点
（１）のほぼ真下で次（直後）の走査線上の連続する４
つの画素を包含するようなウインドウが設定される。た
とえば、第２行第３列の画素変化点（１）に対して第３
行（ラインＬ3 ）の第１〜４列にウインドウが設定され
る。

【００２６】このようなウインドウは図２において次の
ようにして発生される。微分回路３４より画素変化点を
表す第２の２値画像データ（１信号）が遅延回路３６に
入力されると、遅延回路３６はその１信号を（１Ｈ−２
ＣＬ）だけ遅延させて出力する。ここで、１Ｈは水平走
査期間であり、ＣＬは画素周波数に対応したクロックの
１周期である。つまり、遅延回路３６に入力された１信
号は次の水平走査線上の真下の画素に対応した第２の２
値画像データよりも２クロック分（２画素分）だけ前に
遅延回路３６より出力される。ウインドウ発生回路３８
は、遅延回路３６からの１信号に応動して、４クロック
分（４画素分）だけ持続するＨレベルのウインドウ信号
を発生する。このＨレベルのウインドウ信号が発生され
ている４クロック分の期間中に、微分回路３４からの第
２の２値画素データが４画素分だけＡＮＤゲート４０を
通ってウインドウ内データ符号化回路４６に送られる。
ウインドウ信号が発生されていない期間中は、反転回路
４２を介してＡＮＤゲート４４が開いており、微分回路
３４からの第２の２値画素データはこのＡＮＤゲート４
４を通ってウインドウ外データ符号化回路４８に送られ
る。

【００２７】ウインドウ内データ符号化回路４６は、図
６の（Ａ）に示すような変換フォーマットにしたがっ
て、入力した４画素分（４ビット）の第２の２値画素デ
ータを３ビットのコードに符号化する。上記のように、
本実施例では走査線上で２つの画素変化点が連続（隣
接）することがないので、４ビットからなるウインドウ
内データは全部で８通りしかない。したがって、３ビッ
トのコードに符号化することができる。たとえば、図５
の画像パターンにおいて、第２行（ラインＬ2 ）上には
第１〜３列の画素を包含するウインドウと第１６〜１９
列の画素を包含するウインドウの２つのウインドウが設
定される。前者のウインドウのように、走査線内では３
個以下の画素しか含まない場合は、足りない分を走査線
の外側から補充して、つまり画素非変化点（０信号）と
して追加して、ウインドウ内に４個の画素を揃えたうえ
で、図６の（Ａ）の変換フォーマットで符号化してよ
い。したがって、ウインドウ内データ符号化回路４６
は、第２行（ラインＬ2 ）上の２組のウインドウ内デー
タをそれぞれ３ビットのコードに符号化する。

【００２８】ウインドウ外データ符号化回路４８は、各
走査線上でウインドウから外れた画素変化点を検出し、
この画素変化点の位置を図６の（Ｂ）に示すような変換
フォーマットにしたがってランレングス符号化する。こ
の第２の符号化方法におけるランレングスとは、当該走
査線上でウインドウを除外したときのライン左端から当
該画素変化点までの距離または直前の画素変化点から当
該画素変化点までの距離に相当するものである。たとえ
ば、図５の画像パターンにおいて、第２行（ラインＬ2
）上の第５列の画素変化点（１信号）のランレングス
は第４〜第５列分の２であり、第９列の画素変化点（１
信号）のランレングスは第６〜第９列分の４であり、第
１１列の画素変化点（１信号）のランレングスは第１０
〜第１１列分の２である。したがって、ウインドウ内デ
ータ符号化回路４８は、第２行（ラインＬ2 ）上の３個
の画素変化点の位置のランレングス（２，４，２）をそ
れぞれ４ビットのコードに符号化する。

【００２９】なお、本実施例では、スタートラインＬs
には画素変化点が存在しないため、第１行（ラインＬ1
）上にはウインドウが設定されることはなく、各画素
変化点はウインドウ外データ符号化回路４８においてラ
ンレングス符号化される。

【００３０】ウインドウ内データ符号化回路４６および
ウインドウ外データ符号化回路４８よりそれぞれ得られ
た符号化されたウインドウ内データおよびウインドウ外
データは、それぞれバッファ５０，５２を介して並び換
え回路５４に送られ、ここで走査線（Ｌ1,Ｌ2,…）毎に
図７に示すような記録フォーマットで所定のデータ配列
順序に並び換えられてから、メモリ制御回路５６の制御
によってメモリ２２に書き込まれる。

【００３１】図７において、「ウインドウ内データ」の
ブロック内には各走査線上の全ての符号化されたウイン
ドウ内データが所定の配列順序で詰められ、「ウインド
ウ外データ」のブロック内には各走査線上の全ての符号
化されたウインドウ外データが所定の配列順序で詰めら
れる。

【００３２】本実施例によれば、図３に示す画像パター
ンの２値画像データは、図８に示すような語長のデータ
に符号化されたうえでメモリ２２に書き込まれる。２次
元予測ランレングス符号化法によって符号化した場合
（図２３）とは対照的に、本実施例の符号化法によって
符号化した場合は、原信号の画素数（１３２ビット）が
１０８ビットに圧縮され（圧縮率は１．２２）、効果的
な情報圧縮結果が得られる。

【００３３】なお、同一の走査線上で２つのウインドウ
が部分的に重なり合う場合、前のウインドウに対しては
そのまま４ビットを図６の（Ａ）の変換フォーマットに
したがって３ビットのコードに符号化し、後のウインド
ウに対しては両ウインドウに属する先頭の１または２ビ
ットを棄てて残りの後尾ビット（３ビットもしくは２ビ
ット）をそのままコードとして出力するようにウインド
ウ内データ符号化回路４６を構成することも可能であ
る。たとえば、図５の画像パターンの第３行（ラインＬ
3 ）についてみると、第１〜４列のウインドウと第３〜
６列のウインドウとが第３〜４列で互いに重なり合って
いる。この場合、第１〜４列のウインドウ内の４ビット
（０００１）については、図６の（Ａ）の変換フォーマ
ットにしたがって３ビットのコード［００１］に符号化
する。一方、第３〜６列のウインドウ内の４ビット（０
１００）については、第３〜４列のビット（０１）を棄
てて残りの後尾ビット（００）をそのままコード［０
０］として出力すればよい。このような符号化方法を図
３に示す画像パターンの２値画像データに適用すると、
図９に示すように、より効果的に情報圧縮を行うことが
できる。

【００３４】図３に示した画像パターンは実施例の符号
化法の説明のために特に簡略化した模式的なパターンで
あるが、図１０に示すような実際の込み入った２値画像
では本実施例の画像圧縮方法および装置による情報圧縮
効果は一層顕著に現れる。すなわち、図１０に示すよう
な１画面の総画素数が１２８０００個（ビット）の込み
入った２値画像に対してシミュレーションを行ったとこ
ろ、従来の２次元予測ランレングス符号化法によれば２
３８７６ビットまでしか圧縮できないのに対して、本実
施例の符号化法によれば１５０６６ビットまで圧縮する
ことができた。

【００３５】このように、２値画像が込み入っているほ
ど、本発明の情報圧縮効果は大きくなるが、これは本発
明の技法が次のような原理に基づくからである。すなわ
ち、込み入った画像においては、多くの画素変化点が存
在し、各画素変化点の近傍には１つまたは複数の他の画
素変化点が存在している確率が非常に高い。そこで、本
発明では、各走査線上の各画素変化点の位置を基準（足
場）としてその近傍の他の走査線上に所定範囲のウイン
ドウを設定する。そうすると、そのウインドウの範囲内
に１つまたは複数の画素変化点が存在している確率が非
常に高いので、ウインドウのデータをひとまとめにして
図６の（Ａ）の第１の変換フォーマットにしたがって符
号化することで、各走査線上から高い確率で画素変化点
を抽出することができる。しかも、本実施例のように、
１画素変化点を除去した場合は、走査線上で２つの画素
変化点が連続（隣接）することがないので、４ビットか
らなるウインドウ内データは全部で８通りしかないた
め、ウインドウ内データを３ビットのコードに圧縮する
ことができる。一方、ウインドウ外では画素変化点が存
在する確立が低いため、各走査線上からウインドウ内デ
ータを抜き取った残りには画素非変化点が連続して現れ
やすいから、ここに図６の（Ｂ）の第２の変換フォーマ
ットつまりランレングス符号を用いることによって効率
的な情報圧縮を行うことができる。したがって、本実施
例のビデオカメラにおいては、メモリ２２を小容量のメ
モリで構成することができる。

【００３６】図１１は、図１のタイトラ回路２０に使用
される本発明の一実施例による画像伸長装置の回路構成
を示す。上記の画像圧縮装置によりメモリ２２に記憶さ
れているタイトル画像がカメラ撮りの画像に重ね合わさ
れる時、メモリ制御回路５６の制御によってメモリ２２
から各走査線分の圧縮（符号化）画像データが図７に示
すようなデータ配列で読み出される。読み出された符号
化画像データから分離回路６０でウインドウ内データと
ウインドウ外データとが分離され、それら分離された両
データはそれぞれウインドウ内データ伸長回路６２とウ
インドウ内データ伸長回路６４とに入力される。

【００３７】以下、図３に示す画像パターンに対応した
符号化画像データを伸長して図３に示す画像パターンを
再生する場合の各部の動作を説明する。上記のように、
第１行（Ｌ1 ）のデータは常にウインドウ外データとし
て第２の符号化法によってランレングス符号化されてい
るから、ウインドウ外データ伸長回路６４において、第
１行（Ｌ1 ）上の各符号化されたウインドウ外データが
それぞれ図６の（Ｂ）の変換フォーマットにしたがって
デコードされることにより、第１行（Ｌ1 ）上の各画素
変化点が割り出され、図３に示すような第１行（Ｌ1 ）
上の第２の画素データが全部組み立てられる。ウインド
ウ内伸長回路６２は、第１行（Ｌ1 ）のデータ伸長には
関与しなくてよい。したがって、ウインドウ外データ伸
長回路６４からの第１行（Ｌ1 ）分の第２の画素データ
が合成回路６６を介して復元（逆微分）回路６８に送ら
れる。復元（逆微分）回路６８は、第２の画素データを
逆微分することによって、図３に示すような第１行（Ｌ
1 ）分の第１の画素データを生成（復元）する。

【００３８】第２行（Ｌ2 ）については、ウインドウ内
データ伸長回路６２において、第１行（Ｌ1 ）上の各画
素変化点に対応した位置にウインドウが開かれ、その位
置で各符号化された３ビットのウインドウ内データがそ
れぞれ図６の（Ａ）の変換フォーマットにしたがって４
ビットのデータにデコードされる。なお、圧縮時に各ウ
インドウ内の４ビットのデータを独立に３ビットのコー
ドに符号化したときは（図８の符号化）、デコードされ
たデータの一部が隣合うウインドウ同士で重なり合うこ
とがあるので、その場合は重なり合った部分については
いずれか一方（通常は前のウインドウ）を優先させれば
よい。また、圧縮時に一部重複するウインドウの間でい
ずれか一方（通常は前のウインドウ）を優先させ、他の
ウインドウについては残り（重複していない部分）のビ
ットをそのままコードとした場合は、優先させたウイン
ドウについては図６の（Ａ）の変換フォーマットにした
がって３ビットのコードを４ビットのデータにデコード
するとともに、譲歩させたウインドウについては１ビッ
トまたは２ビットのコードをそのまま伸長データとして
優先（前）ウインドウの後尾に接続すればよい。

【００３９】一方、ウインドウ外データ伸長回路６４で
は、第２行（Ｌ2 ）上のウインドウ外の領域で、各符号
化された任意のビット数のウインドウ外データがそれぞ
れ図６の（Ｂ）の変換フォーマットにしたがって対応す
るビット数のデータにデコードされる。

【００４０】このようなウインドウ内データ伸長回路６
２およびウインドウ外データ伸長回路６４のそれぞれの
動作は、タイミング回路７０によって制御される。タイ
ミング回路７０は、同期信号発生回路（図示せず）より
水平同期信号Ｈsyncを入力するとともに、ラインメモリ
７２を介して１ライン前の画素変化点をモニタし、各画
素変化点ないし各ウインドウに対応したタイミング信号
を両データ伸長回路６２，６４に与える。

【００４１】ウインドウ内データ伸長回路６２からの伸
長された第２行（Ｌ2 ）上の全てのウインドウ内データ
およびウインドウ外データ伸長回路６４からの伸長され
た第２行（Ｌ2 ）上の全てのウインドウ外データは合成
回路６６に入力され、ここでそれら全てのウインドウ内
データと全てのウインドウ外データとが合成されること
によって、図４に示すような第２行（Ｌ2 ）上の第２の
画素データが復元される。次に、復元（逆微分）回路６
８において、第２行（Ｌ2 ）上の第２の画素データが逆
微分されることにより、図３に示すような第２行（Ｌ2
）分の第１の画素データが復元される。第３行（Ｌ3
）以下の各走査線についても同様の伸長および合成処
理が行われることにより、画面全体で第１の画素データ
が復元され、図３に示すような２値パターンを有する第
１の２値画像データが再生される。

【００４２】この再生された第１の２値画像データは画
像圧縮装置のフィルタ回路３２の出力データに相当する
ものである。２値化回路３０の出力データに相当する２
値画像データを再生したい場合には、フィルタ回路３２
で除去されるべき１画素変化点のデータを棄てずに保存
しておいて復元時に２値画像データに加えればよい。

【００４３】以下、図１２〜図１６につき本実施例にお
いて１画素変化点データをも符号化する場合の装置構成
および符号化方法を説明する。

【００４４】図１２は、１画素変化点を含む２値画素デ
ータの画像パターンの一例を示す。この画像パターンに
おいて、第１行（Ｌ1 ）上の第７列および第１３列なら
びに第４行（Ｌ4 ）上の第１６列にそれぞれ１画素変化
点が存在する。この画像パターンの２値画像データをフ
ィルタ回路３２に通すと、図３の画像パターンが得られ
る。

【００４５】図１５は、１画素変化点データをも符号化
する場合の本実施例による画像圧縮装置の構成例を示
す。この構成例は、図２の装置構成に１画素変化点検出
回路８０、１画素変化点符号化回路８２およびバッファ
回路８４を付け加えたものである。１画素変化点検出回
路８０は、２値化回路３０からの図１２に示す画像パタ
ーンを有する２値画像データを入力し、１画素変化点に
対応した画素データだけを１信号とし、他の全ての画素
データを０信号として、図１３に示すような２値画像パ
ターンを生成する。１画素変化点検出回路８０からの２
値画像データは１画素変化点符号化回路８２に送られ、
ここで１走査線毎に１画素変化点の位置がランレングス
符号化される。たとえば、第１行（Ｌ1 ）上には第７列
と第１３列にそれぞれ１画素変化点が存在する。各１画
素変化点のランレングスを各走査線の左端からの距離ま
たは前の１画素変化点からの距離と定義した場合、第７
列の１画素変化点のランレングスは７で、第１３列の１
画素変化点のランレングスは６であり、それぞれ４ビッ
トのコード［０１１１］，［０１１０］に符号化され
る。これら１画素変化点のランレングス符号は、バッフ
ァ８４を介して並び換え回路５４に送られる。また、画
素変化点符号化回路８２には各走査線毎に１画素変化点
の個数をカウントするカウンタが内蔵されており、その
カウンタ出力も並び換え回路５４に与えられる。並び換
え回路５４は、各走査線毎に図１４に示すようなデータ
配列で符号化データを並べてメモリ２２に書き込む。

【００４６】図１６は、１画素変化点データをも符号化
する場合の本実施例による画像伸長装置の構成例を示
す。この構成例は、図１１の装置構成に１画素変化点デ
ータ伸長回路８６および混合回路８８を付け加えたもの
である。１画素変化点データ伸長回路８６は、分離回路
６０より各走査線毎に１画素変化点の個数のデータと１
画素変化点のランレングス符号を受け取り、各走査線毎
に１画素変化点の位置を割り出して、図１３の画像パタ
ーンを復元する。混合回路８８では、復元された図３の
画像パターンに復元された図１３の画像パターンをスー
パーインポーズする。その際、１画素変化点に隣接する
画素が１であるときは、その１画素変化点を１信号から
０信号に反転する。たとえば、第１行（Ｌ1 ）上の第７
列と第１３列の１画素変化点の回りは１であるから、そ
れらの１画素変化点の１信号を０信号に反転する。

【００４７】なお、上述したような１画素変化点の処理
は一例であり、たとえば２画素または３画素以下の画素
変化点ランレングスを上記と同様に処理することも可能
である。

【００４８】また、上記実施例における第１および第２
の符号化は一例であり、任意の符号化を用いることが可
能である。たとえば、図６の（Ａ），（Ｂ）の変換フォ
ーマットに代えて図１７の（Ａ），（Ｂ）に示す変換フ
ォーマットを用いることも可能である。この図１７の符
号化を図１０の画像パターンに適用したところ、１４１
６６ビットまで圧縮可能とのシミュレーション結果が得
られている。

【００４９】また、上述した実施例はビデオカメラのタ
イトラ機能に係るものであったが、本発明はキャラクタ
ジェネレータ等の画像生成装置にも適用可能であり、さ
らにはファクシミリ等の画像伝送にも適用可能である。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像圧縮
方法または装置によれば、各走査線上の各画素が白画素
であるか黒画素であるかを表す第１の２値画素データか
らなる第１の２値画像データを各走査線上の各画素が白
画素から黒画素へまたは黒画素から白画素へ変化した画
素変化点であるかそうでない画素非変化点であるかを表
す第２の２値画素データからなる第２の２値画像データ
に変換したうえで、各走査線上の各画素変化点に対して
所定の位置関係を有する近傍の他の走査線上の所定数の
画素に対応した所定数の第２の２値画素データを第１の
変換フォーマットにしたがって符号化し、各走査線上で
第１の符号化方法によっては符号化されなかった各変化
点画素に対応した第２の２値画素データを第２の変換フ
ォーマットにしたがって符号化するようにしたので、込
み入った２値画像を効果的に情報圧縮することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用可能なビデオカメラの要部の回路
構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例による画像圧縮装置の回路構
成を示すブロック図である。

【図３】実施例の作用を説明するための第１の２値画像
データの画像パターン例を示す図である。

【図４】実施例の作用を説明するための第２の２値画像
データの画像パターン例を示す図である。

【図５】実施例においてウインドウ処理の作用を説明す
るための図である。

【図６】実施例において用いられる符号化の変換フォー
マットを示す表である。

【図７】実施例における１ライン分の符号化データの配
列フォーマットを示すデータブロック図である。

【図８】一実施例において図３の２値画像パターンを有
する第１の画像データを符号化した場合の情報圧縮効果
を示す表である。

【図９】別の実施例において図３の２値画像パターンを
有する第１の画像データを符号化した場合の情報圧縮効
果を示す表である。

【図１０】実施例において情報圧縮のサンプルとされた
２値画像を示す図である。

【図１１】一実施例による画像伸長装置の回路構成を示
すブロック図である。

【図１２】実施例において１画素変化点を符号化する場
合の作用を説明するための画像パターン例を示す図であ
る。

【図１３】図１２の画像パターンに対応した１画素変化
点検出データの画像パターンを示す図である。

【図１４】実施例において１画素変化点を符号化する場
合の１ライン分の符号化データの配列フォーマットを示
すデータブロック図である。

【図１５】１画素変化点をも符号化する場合の実施例に
よる画像圧縮装置の回路構成例を示すブロック図であ
る。

【図１６】１画素変化点をも符号化する場合の実施例に
よる画像伸長装置の回路構成例を示すブロック図であ
る。

【図１７】実施例において用いられる符号化の別の変換
フォーマットを示す表である。

【図１８】従来の画像圧縮方法である２次元予測ランレ
ングス符号化法の２次元予測アルゴリズムを説明するた
めの図である。

【図１９】２次元予測ランレングス符号化法における変
換フォーマットを示す表である。

【図２０】２次元予測ランレングス符号化法の作用を説
明するための符号化前の２値画像データの画像パターン
を示す図である。

【図２１】２次元予測ランレングス符号化法における２
次元予測出力の画像パターンを示す図である。

【図２２】２次元予測ランレングス符号化法における比
較出力の画像パターンを示す図である。

【図２３】図２０の画像パターンに対する２次元予測ラ
ンレングス符号化法の画像情報圧縮効果を示す表であ
る。

【符号の説明】

２０ タイトラ回路 ３０ ２値化回路 ３２ フィルタ回路 ３４ 微分回路 ３６ 遅延回路 ３８ ウインドウ発生回路 ４６ ウインドウ内データ符号化回路 ４８ ウインドウ外データ符号化回路 ５４ 並び換え回路 ６２ ウインドウ内データ伸長回路 ６４ ウインドウ外データ伸長回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各走査線上の各画素が白画素であるか黒
   画素であるかを表す第１の２値画素データからなる第１
   の２値画像データを各走査線上の各画素が白画素から黒
   画素へまたは黒画素から白画素へ変化した画素変化点で
   あるかそうでない画素非変化点であるかを表す第２の２
   値画素データからなる第２の２値画像データに変換する
   ステップと、 各走査線上の各画素変化点に対して所定の位置関係を有
   する近傍の他の走査線上の所定数の画素に対応した所定
   数の前記第２の２値画素データを第１の変換フォーマッ
   トにしたがって符号化するステップと、 各走査線上で前記第１の符号化方法によっては符号化さ
   れなかった各変化点画素の位置に対応した任意の数の前
   記第２の２値画素データを第２の変換フォーマットにし
   たがって符号化するステップとを有することを特徴とす
   る画像圧縮方法。
2. 【請求項２】 各走査線上の各画素が白画素であるか黒
   画素であるかを表す第１の２値画素データからなる第１
   の２値画像データを各走査線上の各画素が白画素から黒
   画素へまたは黒画素から白画素へ変化した画素変化点で
   あるかそうでない画素非変化点であるかを表す第２の２
   値画素データからなる第２の２値画像データに変換する
   手段と、 各走査線上の各画素変化点に対して所定の位置関係を有
   する近傍の他の走査線上の所定数の画素に対応した所定
   数の前記第２の２値画素データを第１の変換フォーマッ
   トにしたがって符号化する手段と、 各走査線上で前記第１の符号化方法によっては符号化さ
   れなかった各変化点画素の位置に対応した任意の数の前
   記第２の２値画素データを第２の第１の変換フォーマッ
   トにしたがって符号化する手段とを有することを特徴と
   する画像圧縮装置。