JPH07193816A - 画像データ圧縮装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可逆符号に高能率化を図る。 【構成】 画素データｄ［ｉ］を一画素づつ入力する画
素入力手段と、１つ前の画素ｄ［ｉ−１］との差分ｄｉ
ｆｆをとる減算手段と、ｄｉｆｆが０であるか判定する
判定手段と、出現可能性の高いベクトルｖｅｃｔ［ｎ］
を保持するｍ個の保持手段と、前記差分ｄｉｆｆとｖｅ
ｃｔ［ｎ］を比較するｍ個の比較手段と、前記ベクトル
ｖｅｃｔ［ｎ］を演算する演算手段と、前記判定手段お
よび前記比較手段の結果により圧縮コードを決定し出力
する符号出力手段と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像データ圧縮方法およ
び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＤＴＰなどによりコンピュータ上
で作成される画像は、より高画質な画像が要求されてお
り、カラー化、多階調化が進んでいる。この種の画像に
おける情報量は、例えば、Ａ４サイズ４００ｄｐｉ２５
６階調３色カラーの場合で約４６Ｍｂｙｔｅにもなる。
画像データをページ記述言語（Ｐａｇｅ Ｄｉｓｃｒｉ
ｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ）などのコード情報とし
て扱えば情報量は少なくなく。しかしながら、コード情
報から画像データへの展開に時間がかかる上に、展開さ
れた画像から元のコード情報を再現できないという問題
点がある。

【０００３】カラー多値画像の一般的な圧縮方法として
は、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ
Ｅｘｐｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）が推奨するＡＤＣＴ（Ａ
ｄａｐｔｉｖｅ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔ
ｒａｎｓｆｏｒｍ）方式による圧縮法がある。ＡＤＣＴ
圧縮法について以下に説明する。

【０００４】図１３はＡＤＣＴ圧縮装置の機能構成を表
わすブロック図である。３１０１は色空間変換部であ
り、ＮＴＳＣ方式の各色毎の信号（赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ））による色空間（ＮＴＳＣ−ＲＧＢ）
を、輝度信号Ｙと２つの色差信号Ｃｒ、Ｃｂとで表わさ
れる色空間（ＹＣｒＣｂ）に変換する。３１０２はサブ
サンプリング部であり、人間の眼が輝度に敏感で色差に
鈍感であるという特性を利用して、色差データの減少を
行う。具体的には、サブサンプリング部３１０２はとな
りあう２つの色差データの平均値をとり、色差データの
量を１／２に減少させている。３１０３はＤＣＴ変換部
であり、サブサンプリング部３１０２を経て入力された
画像データを水平および垂直方向にとなり合う８×８の
ブロックに分割し、ＤＣＴ変換をかけ、周波数空間に変
換する。３１０４は量子化部であり、６４個の各ＤＣＴ
係数をステップ幅の異なった量子化値で割る。３１０５
はハフマン符号化部であり、量子化された６４個のＤＣ
Ｔ係数を１つのＤＣ係数と６３個のＡＣ係数に分け、そ
れぞれの係数をＪＰＥＧが推奨しているハフマンテーブ
ルに従って符号化する。符号化されたデータは量子化テ
ーブルデータ、ハフマンテーブルデータなどのヘッダを
添付してメモリに蓄積されるかまたは他の装置等へ送信
される。

【０００５】図１４はＡＤＣＴ伸長装置の機能構成を表
わすブロック図である。３２０５はハフマン複合化部で
あり、入力された符号化データを複合し、量子化データ
を生成する。３２０４は逆量子化部であり、ハフマン複
合化部３２０５にて生成された量子化データをＣＤＴ係
数データに変換する。これは、量子化部３１０４で量子
化する際に使用した量子化テーブルデータを用いて、６
４個の係数に量子化値を乗ずることにより得られる。３
２０３は逆ＤＣＴ変換部であり、逆量子化部３２０４に
て得られたＤＣＴ係数データを実画像データに逆ＤＣＴ
変換する。３２０２は補間部であり、データ圧縮時にお
けるサブサンプリング部３１０２により欠落したＣｒお
よびＣｂのデータを単純に繰り返し法により補間する。
３２０１は色空間変換部であり、ＹＣｒＣｂのデータを
ＮＴＳＣ−ＲＧＢのデータまたはそのデバイスの色空間
データに変換する。

【０００６】次に、実際のデータを示して本データ圧縮
および伸長装置の処理の流れを説明する。

【０００７】図１５はコンピュータにより作成されたカ
ラー多値画像のイメージデータの１部分を示す。図１５
に示されているのは、ＮＴＳＣ−ＲＧＢのデータであ
り、カラー多値画像の文字部分の展開されたイメージデ
ータの１部分（１６画素×１６画素）である。３３０１
は赤（Ｒ）データ、３３０２は緑（Ｇ）データ、３３０
３は青（Ｂ）データを示す。各画素のデータはレンジが
８ｂｉｔ（０〜２５５）のデータであり、（Ｒ、Ｇ、
Ｂ）＝（２２５、２２５、２２５）というやや暗い白の
下地に（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（３０、３０、２２５）という
青色の文字が書いてある画像の一部である。

【０００８】色空間変換部３１０１で行われるＮＴＳＣ
−ＲＧＢからＹＣｒＣｂへの変換は以下に示される式に
より実行される。

【０００９】 Ｙ＝０．２９９×Ｒ＋０．５８７×Ｇ＋０．１１４×Ｂ Ｃｒ＝０．７１３（Ｒ−Ｙ） Ｃｂ＝０．５６４（Ｂ−Ｙ）

【００１０】さらにＣＣＩＲの勧告により、ＹＣｒＣｂ
色空間での演算時のオーバーシュート、アンダーシュー
トを許容するため、以下のデータの丸めを行う。

【００１１】Ｙ＝２１９．０×Ｙ＋１６．５ Ｃｒ＝２２４．０×Ｃｒ＋１２８．５ Ｃｂ＝２２４．０×Ｃｂ＋１２８．５

【００１２】上述の各式により得られたＹＣｒＣｂの各
データをサブサンプリング部３１０２で色差データＣｒ
およびＣｂに対してサブサンプリングを行う。サブサン
プリング法としては単純間引き、ＭＡＸデータ選択、Ｍ
ＩＮデータ選択などがあるが、ここでは平均値法を使用
する。すなわち、連接した２画素分のデータの平均値を
とり、１つのデータとする方法である。以上の色空間変
換部３１０１およびサブサンプリング部３１０２を経て
得られたデータを図１６に示す。図１６において、３４
０１はＹデータ（輝度データ）、３４０２はＣｒデータ
（色差データ）、３４０３はＣｂデータ（色差データ）
である。Ｃｒ、Ｃｂの各データはサブサンプリング部３
１０２の処理により１／２に減少しているのがわかる。

【００１３】次に図１６に示されたＹデータ３４０１、
Ｃｒデータ３４０２、Ｃｂデータ３４０３はＤＣＴ変換
部３１０３へ入力される。ＤＣＴ変換部３１０３におい
て、まず、水平および垂直にとなり合う８×８データを
１ブロックとして各データのブロック分けを行う。ブロ
ック分けの結果、Ｙデータ３４０１は３４０１ａから３
４０１ｄの４つのブロックに分割される。同様にして、
Ｃｒデータ３４０２は３４０２ａ、３４０２ｂの２つの
ブロックに分割され、Ｃｂデータ３４０３は３４０３
ａ、３４０３ｂの２つのブロックに分割される。そし
て、これら８個の各ブロックに対してＤＣＴ変換が実行
される。

【００１４】図１７に、図１６の８個のブロックをＤＣ
Ｔ変換した様子を示す。３５０１はＹデータ３４０１の
ＤＣＴ変換後のデータを示す。４つのブロック３４０１
ａから３４０１ｄにそれぞれ３５０１ａから３５０１ｄ
のブロックが対応する。同様に、３５０２はＣｒデータ
３４０２のＤＣＴ変換後のデータ、３５０３はＣｂデー
タ３４０３のＤＣＴ変換後のデータを示している。ＤＣ
Ｔ変換後の各ブロックの６４個の係数は、１つのＤＣ成
分（左上すみ）と６３個のＡＣ成分で構成されている。

【００１５】次に、図１７のＤＣＴ変換後データ３５０
１〜３５０３は量子化部３１０４において量子化され
る。

【００１６】ここで量子化に用いる量子化テーブルはＪ
ＰＥＧが推奨する量子化テーブルを使用する。図２２に
量子化テーブルを示す。４００１はＹ成分用、４００２
はＣｒおよびＣｂ成分用である。量子化処理後のデータ
を図１８に示す。３６０１はＹデータの量子化後デー
タ、３６０２はＣｒデータの量子化後データ、３６０３
はＣｂデータの量子化後データである。

【００１７】ハフマン符号化部３１０５で、各量子化後
データ３６０１〜３６０３は、ＤＣ成分、ＡＣ成分に分
けられる。ＤＣ成分は前のブロックのＤＣ成分との差分
のヒストグラムを取り、最適ハフマン符号化テーブルが
作成され、そのテーブルに従って符号化が行われる。Ａ
Ｃ成分は図２３に示すようなジグザグ順に並び変えが行
われる。そしてＡＣ成分に対しては、０ではない値Ｘが
はいるまでの０のランレングスとその値Ｘの組み合わせ
のヒストグラムを取り、最適ハフマンテーブルを作成す
る。この生成された最適ハフマンテーブルに従って符号
化が行われる。

【００１８】この時点で、このＮＴＳＣ−ＲＧＢにおけ
る１６×１６画素のデータは、７９５ｂｉｔになる。原
画像は１画素が８ｂｉｔなので、１６×１６×３色＝７
８６ｂｙｔｅ＝６１４４ｂｉｔである。従って、１／
７．７の圧縮がなされたことになる。実際は、この符号
化データに画像サイズ、量子化テーブル、符号化テーブ
ル等が添付されて、メモリに格納、あるいは送信され
る。

【００１９】次にデータ伸長時の処理について説明す
る。

【００２０】ＡＤＣＴ圧縮法により処理された画像デー
タはハフマン複合化部３２０５に入力され、複合化され
る。逆量子化部３２０４は、ハフマン複合化部３２０５
にて複合化されたデータに対して図２２に示される量子
化テーブルの係数を乗算することにより逆量子化の処理
を実行する。以上の処理により図１９に示すようなデー
タが得られる。図１９は前述のＡＤＣＴ圧縮法により得
られたデータに対してハフマン複合化処理及び逆量子化
処理を実行して得られるデータである。図１９のデータ
を圧縮前のデータ図１７と比較すれば、明らかに異なる
ことがわかる。

【００２１】次に、図１９のデータを逆ＤＣＴ変換部３
２０２でＹＣｒＣｂデータに変換する。そのＹＣｒＣｂ
データを図２０に示す。そして、図２０のＹＣｒＣｂデ
ータは、色空間変換部３２０１において、ＮＴＳＣ−Ｒ
ＧＢデータに変換される。そして、データ伸長処理によ
り最終的に得られたデータを図２１に示す。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
上記ＡＤＣＴ圧縮法は、サブサンプリング部３１０２及
び量子化部３１０４において、量子化時にデータの損失
を伴う不可逆圧縮法である。従って、伸長されたデータ
は圧縮前のデータとは異なるものとなる。これは、上述
の圧縮処理前のＮＴＳＣ−ＲＧＢデータを表わす図１５
と、図１５のデータに対して圧縮伸長処理を実行した結
果得られるＮＴＳＣ−ＲＧＢデータを表わす図２１とを
比較すれば明らかである。そして、これは画質劣化が発
生する個とを意味する。

【００２３】ＤＣＰデータ等のコンピュータ上で作成し
た画像（コンピュータ作成画像）は、アウトラインのき
れいさ、１図形（または１文字）単一色によるノイズの
ない色塗りがその長所である。ところが、ＡＤＣＴ圧縮
法により画像データを処理すると、図形のアウトライン
のみだれ、疑似エッジ（モスキートノイズと呼ばれる）
の発生、量子化による色の変化等が発生し、コンピュー
タ作成画像の長所が発揮されない。特に上述の圧縮法は
８×８ブロック処理であるため、境界域では大幅に色が
変化してしまう。圧縮率を上げると最終的に交流成分は
失われてブロック歪が発生し、解像度が１／８になった
ような画像となる。

【００２４】このため、画質の劣化が目に見えない程度
の量子化におさえて圧縮することも考えられるが、もと
もと高周波数データが多いことを特徴とするコンピュー
タ作成画像であるため、圧縮率において実用的でない。
従って、ＤＴＰで作成した画像のようなコンピュータ作
成画像は可逆で高圧縮率の得られる圧縮法を圧縮するこ
とが必要である。

【００２５】本発明は上記の問題点に鑑みてなされても
のであり、コンピュータなどにより作成された多値画像
を劣化なく高い圧縮率で圧縮する画像データ圧縮伸長方
法及び装置を提供することを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上述
の目的のため、画素データｄ［ｉ］を一画素づつ入力す
る画素入力手段と一つ前の画素ｄ［ｉ−１］との差分ｄ
ｉｆｆをとる減算手段と、ｄｉｆｆが０であるか判定す
る判定手段と、出現可能性の高いベクトルｖｅｃｔ
［ｎ］（ｎ＝０〜ｍ）を保持するｍ個の保持手段と、前
記差分ｄｉｆｆとｖｅｃｔ［ｎ］を比較するｍ個の比較
手段と、前記ベクトルｖｅｃｔ［ｎ］を演算する演算手
段と、前記判定手段及び前記比較手段の結果により圧縮
コードを決定し出力する符号出力手段を有することによ
りコンピュータ作成画像を効率良く圧縮することが可能
である。

【００２７】

【実施例】始めにコンピュータ作成画像の特徴を示す図
を図２４（ａ）に示す。図２４（ａ）の縦軸はデータの
値を示し、横軸は空間軸である。コンピュータ作成画像
は第１の特徴として同じデータ値が続く傾向があり、第
２の特徴としてデータが変化しても元のデータに戻る傾
向がある。

【００２８】そこで、出現確率の高さとしては、 １）前の画素と同じデータ（差分が０） ２）画素値変化時のベクトルと逆のベクトル が、起こりやすいことになる。

【００２９】すなわち、差分がプラス２の変化が発生し
たらマイナス２の変化が起こりやすい。これを、図２４
（ｂ）を使用して説明する。

【００３０】１１０１でプラス６４のベクトルが発生し
たら差分＜０＞の次に起こりやすいベクトルは＜−６４
＞である。図２４（ｂ）の例では実際に次の１１０２で
マイナス６４のベクトルが発生している。１１０２のマ
イナス６４のベクトルから次に起こりやすいベクトルは
＜＋６４＞である。１１０３でプラス６４のベクトルが
発生している。次の１１０４ではプラス１９１のベクト
ルが発生した。この際、＜０＞の次に起こりやすい事象
は＜−１９１＞、その次は、−１９１−６４で計算され
る＜−２５５＞である。

【００３１】以上の特徴から起こりやすい事象は計算式
で以下のように表わすことができる。空間的変化をｉ、
そのときの画素値をｄ［ｉ］（０〜２５５の８ｂｉ
ｔ）、同じ色を一塊としてインクリメントされるｋ（図
２４参照）、＜０＞の次に起こりやすいベクトルをｘ
［ｋ］、＜０＞、ｘ［ｋ］の次に起こりやすいベクトル
をｙ［ｋ］で表わすとして、ｄｉｆｆ＝ｄ［ｉ］−ｄ
［ｉ−１］とすると、ｄｉｆｆが０の時、ｘ［ｋ］、ｙ
［ｋ］は変化なし。ｄｉｆｆが０以外の時、ｘ［ｋ］、
ｙ［ｋ］が次のように更新される。

【００３２】ｘ［ｋ＋１］＝−ｄｉｆｆ，ｙ［ｋ＋１］
＝ｄｉｆｆ＋Ａ［ｋ］ Ａ［ｋ］は発生ベクトルがｘ［ｋ］と一致したときｙ
［ｋ］であり、それ以外の時ｘ［ｋ］である。

【００３３】ｉ［０］、ｘ［０］、ｙ［０］は初期値と
して決まった値を代入しておく。例えばｉ［０］＝０、
ｘ［０］＝２５５、ｙ［０］＝１００のように代入して
おく。

【００３４】そして、起こりやすい事象に短い符号を割
り当てることにより、データを圧縮することができる。

【００３５】例えば、差分が０だったときの符号を
“０”、差分がｘ［ｋ］と一致したときの符号を“１
０”、差分がｙ［ｋ］と一致したときの符号を“１１
０”とし、どれとも一致しなかったときにどれとも一致
しなかったことを示す符号“１１１”に値を示すデータ
を添付する。この値を示すデータは差分であってもよい
し、色データであってもよいが、この例では色データを
添付する。このような符号で図２４（ｂ）のように値が
変化する画像を処理してみる。

【００３６】ｄ［１］−ｄ［０］は０であるので＜０＞
が出力される。

【００３７】ｄ［２］−ｄ［０］も０であるので＜０＞
が出力される。

【００３８】ｄ［３］−ｄ［２］は６４であり、ｘ
［０］＝１０、ｙ［０］＝５とも異なるので＜１１１＋
６４＞すなわち＜１１１０１００００００＞が出力され
る。

【００３９】この変化によってｘ［１］に−６４（−ｄ
ｉｆｆ）が代入されｙ［１］には１９１（−ｄｉｆｆ＋
ｘ［０］）が代入される。

【００４０】ｄ［４］−ｄ［３］は０であるので＜０＞
が出力される。

【００４１】ｄ［５］−ｄ［４］も０であるので＜０＞
が出力される。

【００４２】ｄ［６］−ｄ［５］は−６４でありｘ
［１］と一致するので＜１０＞が出力される。

【００４３】この変化によってｘ［２］に＋６４（−ｄ
ｉｆｆ）が代入されｙ［２］には２５５（−ｄｉｆｆ＋
ｙ［１］）が代入される。

【００４４】ｄ［７］−ｄ［６］は０であるので＜０＞
が出力される。

【００４５】ｄ［８］−ｄ［７］は６４でありｘ［２］
と一致するので＜１０＞が出力される。

【００４６】この変化によってｘ［３］に−６４（−ｄ
ｉｆｆ）が代入されｙ［３］には１９１（−ｄｉｆｆ＋
ｙ［２］）が代入される。

【００４７】ｄ［９］−ｄ［８］は０であるので＜０＞
が出力される。

【００４８】ｄ［１０］−ｄ［９］は＋１９１でありｙ
［３］と一致するので＜１１０＞が出力される。

【００４９】この変化によってｘ［４］に−１９１（−
ｄｉｆｆ）が代入されｙ［４］には−２５５（−ｄｉｆ
ｆ＋ｘ［３］）代入される。

【００５０】ｄ［１１］−ｄ［１０］は０であるので＜
０＞が出力される。

【００５１】ｄ［１２］−ｄ［１１］も０であるので＜
０＞が出力される。

【００５２】ｄ［１３］−ｄ［１２］も０であるので＜
０＞が出力される。

【００５３】ｄ［１４］−ｄ［１３］も０であるので＜
０＞が出力される。

【００５４】ｄ［１５］−ｄ［１４］も０であるので＜
０＞が出力される。

【００５５】ｄ［１６］−ｄ［１５］も０であるので＜
０＞が出力される。

【００５６】ｄ［１７］−ｄ［１６］は−１９１であり
ｘ［４］と一致するので＜１０＞が出力される。

【００５７】この変化によってｘ［５］に＋１９１（−
ｄｉｆｆ）が代入されｙ［５］には−６４（−ｄｉｆｆ
＋ｙ［４］）が代入される。

【００５８】このような処理によってｘ［ｋ］、ｙ
［ｋ］の値は図２４（ｃ）のように変化する。また、符
号データ図２４（ｄ）のように５９ｂｉｔになり、この
例では元のデータは８ｂｉｔであるので３６画素×８＝
２８８ｂｉｔ必要だったものが約５分の１の５９ｂｉｔ
に圧縮できる。何ｂｉｔ画像にも応用可能である。

【００５９】図２４（ｄ）のデータを伸長処理する際の
様子を以下に示す。

【００６０】伸長処理のときもｄ［０］＝０、ｘ［０］
＝２５５、ｙ［０］＝１００という圧縮処理のときと同
じ初期値を与える。

【００６１】まず最初の符号は＜０＞であるのでｄ
［１］＝ｄ［０］＝０が導ける。

【００６２】次の符号も＜０＞であるのでｄ［２］＝０
が導ける。

【００６３】次の符号は＜１１１＞であり、これはｘ
［０］、ｙ［０］とも異なる差分のデータが発生したこ
とを示すので次の８ｂｉｔ（この場合８ｂｉｔだが元デ
ータ２４ｂｉｔなら２４ｂｉｔ）を読みだし、６４とい
う数値が得られるのでｄ［３］に代入し、ｄ［３］＝６
４となる。この際ｘ［１］には−（ｄ［３］−ｄ
［２］）＝−６４が代入され、ｙ［１］には−６４＋ｘ
［０］＝１９１が代入される。この例では色データを添
付したのでｄ［３］＝（読み出された数値）、ｘ［１］
＝−（（読み出された数値）−ｄ［２］）になったが差
分を添付した場合はｄ［３］＝ｄ［２］＋（読み出され
た数値）で、ｘ［１］＝（読み出された数値）となる。

【００６４】次の符号は＜０＞であるのでｄ［４］＝６
４が導ける。

【００６５】次の符号も＜０＞であるのでｄ［５］＝６
４が導ける。

【００６６】次の符号は＜１０＞であり、これは差分が
ｘ［１］と等しいことを示しているのでｄ［６］＝ｄ
［５］＋ｘ［１］＝０が導ける。この際ｘ［２］は−
（ｄ［６］−ｄ［５］）＝６４が代入され、ｙ［２］に
は６４＋ｙ［１］＝２５５が代入される。

【００６７】次の符号は＜０＞であるのでｄ［７］＝０
が導ける。

【００６８】次の符号は＜１０＞であり、これは差分が
ｘ［２］と等しいことを示しているのでｄ［８］＝ｄ
［７］＋ｘ［２］＝６４が導ける。この際ｘ［３］は−
（ｄ［８］−ｄ［７］）＝−６４が代入され、ｙ［３］
には−６４＋ｙ［２］＝１９１が代入される。

【００６９】次の符号は＜０＞であるのでｄ［９］＝６
４が導ける。

【００７０】次の符号は＜１１０＞であり、これは差分
がｙ［３］と等しいことを示しているのでｄ［１０］＝
ｄ［９］＋ｙ［３］＝２５５が導ける。この際ｘ［４］
は−（ｄ［１０］−ｄ［９］）＝１９１が代入され、ｙ
［４］には−１９１＋ｘ［３］＝−２５５が代入され
る。

【００７１】以上の処理によって図２４（ｄ）の符号か
ら図２４（ａ）の画像データがデータの損失なく復元で
きる。

【００７２】以下に本発明による好適な実施例について
添付の図面を参照して説明する。

【００７３】〔実施例１〕実施例１によるデータ圧縮装
置について以下に説明する。

【００７４】図１は実施例１によるデータ圧縮装置の機
能構成を表すブロック図である。

【００７５】１０１は画素データ並び変え部で入力され
たラスター画像データを並び変えて１画素づつクロック
に同期して出力する。ここは何の処理がなくても（ラス
ターのままスルーで出力されても）構わないし、スキャ
ン順次を図２６に示したように替えて出力してもよい。
たとえば、図２６（ａ）の様に並び変えるには画素デー
タ並び変え部はメモリで構成され垂直方向８ライン分の
画素データを保持しアドレス制御で並び変えたデータを
順次出力していく。１０２は圧縮部で画素データ並び変
え部１０１から出力された画素データを圧縮処理して符
号を出力する。１０３はデータパック部で圧縮部１０２
から出力された符号を入力し、メモリ、または通信イン
ターフェースのデータ深さ（ｄｅｐｔｈ）に合わせて符
号をパッキングし、パッキングされたデータを出力す
る。１０４はメモリまたは通信インターフェース部でパ
ッキングされたデータを格納または送信する。

【００７６】圧縮部１０２について図２を用いて説明す
る。２０１は２４ｂｉｔのフリップフロップでクロック
に同期して入力された画素データ値を格納する。初期値
が必要でここでは例として、白（２５５、２５５、２５
５）を初期値として格納する。

【００７７】２０２は減算器で入力された画素データｄ
［ｉ］とフリップフロップ部２０１からの出力である一
画素前の画素データｄ［ｉ−１］を入力し、ｄ［ｉ］−
ｄ［ｉ−１］を演算して２５ｂｉｔの差分データｄｉｆ
ｆを出力する。

【００７８】２０３はＯＲ回路部で減算器２０２からの
出力であるｄｉｆｆの下位２４ｂｉｔを入力しＯＲをと
って１ｂｉｔのデータｃｏｄｅ０を出力する。ｃｏｄｅ
０はｄｉｆｆが０のとき０となり、ｄｉｆｆが０以外の
とき１となる。

【００７９】２０４は加算器で減算器２０２の出力であ
るｄｉｆｆのＮＯＴを入力して１と加算して−ｄｉｆｆ
を出力する。

【００８０】２０５は２５ｂｉｔのフリップフロップで
加算器２０４の出力である−ｄｉｆｆを入力し、ＮＯＴ
回路２０３の出力であるｃｏｄｅ０をハイイネーブル信
号としてｃｏｄｅ０が１のとき−ｄｉｆｆを格納する。
初期値が必要でここでは例として、白から黒に変わった
ときの差分（−２５５、−２５５、−２５５）を初期値
として格納する。２０６は比較器で減算器２０２の出力
であるｄｉｆｆとフリップフロップ２０５の出力である
Ｘを入力して一致したら０、不一致ならば１という１ｂ
ｉｔのデータｃｏｄｅ１を出力する。

【００８１】２０７はセレクタでフリップフロップ２０
５の出力であるＸと後述のＹを入力し比較器２０６から
出力されるｃｏｄｅ１の制御で、ｃｏｄｅが１のときは
Ｘをｃｏｄｅ１が０のときはＹを選択して出力する。

【００８２】２０８は加算器で加算器２０４の出力であ
る−ｄｉｆｆとセレクタ２０７の出力を入力し２５ｂｉ
ｔの加算結果を出力する。

【００８３】２０９は２５ｂｉｔのフリップフロップで
加算器２０８の出力を入力し、ＮＯＴ回路２０３の出力
であるｃｏｄｅ０をハイイネーブル信号としてｃｏｄｅ
０が１のときデータを格納する。初期値が必要でここで
は例として、白から赤に変わったときの差分（０、−２
５５、−２５５）を初期値として格納する。

【００８４】２０１は比較部で減算器２０２の出力であ
るｄｉｆｆとフリップフロップ２０９の出力であるＹを
入力して一致したら０、不一致ならば１という１ｂｉｔ
のデータｃｏｄｅ２を出力する。

【００８５】２１１は符号割り当て部でｃｏｄｅ０、ｃ
ｏｄｅ１、ｃｏｄｅ２を入力し符号を割り当てて出力す
る。

【００８６】この圧縮装置では １）差分ｄｉｆｆが０ ２）差分ｄｉｆｆがＸと一致 ３）差分ｄｉｆｆがＹと一致 ４）１）２）３）のどれでもない の４つのケースが存在するが、例えば、１）にたいして
＜０＞、２）にたいして＜１０＞、３にたいして＜１１
０＞、４）にたいして＜１１１＞としう符号を固定で与
えるならば２１１の符号割り当て部は必要なく、１）の
とき＜ｃｏｄｅ０＞を、２）のとき＜ｃｏｄｅ１、ｃｏ
ｄｅ１＞を、３）と４）のとき＜ｃｏｄｅ０、ｃｏｄｅ
１、ｃｏｄｅ２＞を出力すればよい。２１１の符号割り
当て部が必要なのは符号を状況によって変化させたい時
などである。

【００８７】図６に本圧縮装置の動作を示すフローチャ
ートを示す。

【００８８】本圧縮装置で圧縮されたデータを伸長する
伸装置の一例を図３に示す。

【００８９】３０１はメモリまたは通信インタフェース
で、読み出されたデータまたは受信したデータを出力す
る。３０２はデータアンパック部でマルチプレクサなど
で構成され、受け取った圧縮データを荷ほどきして出力
する。３０３は伸長部で荷ほどきされたデータを入力し
画素データに伸長して出力する。３０４は画素データ並
び変え部で伸長されたデータを画像空間水平垂直に直し
て出力する。これは、圧縮処理時に画素データを並び変
え部１０１がなかった場合は必要ない。たとえば、図２
６のように並び変えられている場合に、元のラスター順
に戻すために必要である。

【００９０】伸長部３０３について図４を用いて説明す
る。４０１は符号戻し部で圧縮処理時に符号割り当て部
で符号変換を行った場合に必要であるが、それ以外は必
要ない。ｃｏｄｅ０とｃｏｄｅ１とｃｏｄｅ２と添付さ
れた２４ｂｉｔの色データｎｅｗを出力する。

【００９１】４０２は２４ｂｉｔフリップフロップで画
素データｄ［ｉ］を格納する。圧縮処理時に２０１に格
納した初期値と同じ初期値が必要で（２５５、２５５、
２５５）を格納する。

【００９２】４０３は減算器で画素データｄ［ｉ−１］
からｄ［ｉ］を減算した値である２５ｂｉｔの−ｄｉｆ
ｆを出力する。

【００９３】４０４は２５ｂｉｔのフリップフロップで
減算器４０３の出力である−ｄｉｆｆを入力しｃｏｄｅ
１をハイイネーブル信号としてｃｏｄｅ１が１のときに
−ｄｉｆｆを格納する。圧縮処理時に２０５に格納した
初期値と同じ初期値が必要で（−２５５、−２５５、−
２５５）を格納する。

【００９４】４０５はセレクタで後述するＸとＹを入力
しｃｏｄｅ１の制御で、ｃｏｄｅ１が１のときＸを、ｃ
ｏｄｅ１が０のときＹを選択し、出力する。

【００９５】４０６は加算器でセレクタ４０５の出力と
減算器４０３の出力である−ｄｉｆｆを入力し、加算し
て出力する。

【００９６】４０７は２５ｂｉｔのフリップフロップで
加算器４０６の出力を入力し、ｃｏｄｅ１をハイイネー
ブル信号としてｃｏｄｅ１が１のときにデータを格納す
る。圧縮処理時に２０９に格納した初期値と同じ初期値
が必要で（０、−２５５、−２５５）を格納する。

【００９７】４０８はセレクタでフリップフロップ４０
４の出力であるＸとフリップフロップ４０７の出力であ
るＹを入力しｃｏｄｅ１の制御で、ｃｏｄｅ１が０のと
きＸを、ｃｏｄｅ１が１のときＹを選択し、出力する。

【００９８】４０９は加算器でフリップフロップ４０２
の出力であるｄ［ｉ−１］とセレクタ４０８の出力を入
力し加算して２４ｂｉｔデータＡを出力する。

【００９９】４１０はＡＮＤ回路でｃｏｄｅ０、ｃｏｄ
ｅ１、ｃｏｄｅ２を入力してすべてが１のときのみ１を
出力する。

【０１００】４１１はセレクタで色データｎｅｗとフリ
ップフロップ４０２の出力であるｄ［ｉ−１］と加算器
４０９の出力Ａを入力しｃｏｄｅ０とＡＮＤ回路４１０
の出力ｂを制御として（ｃｏｄｅ０、ｂ）とすると
（０、Ｘ）のとき、ｄ［ｉ−１］、（１、０）のとき
Ａ、（１、１）のときｎｅｗを選択して色データｄ
［ｉ］を出力する。

【０１０１】図７に本伸長装置の動作を示すフローチャ
ートを示す。

【０１０２】〔実施例２〕上述の実施例においては出現
確率が高いとして符号を与えるベクトルをｘ、ｙの２つ
としたがこれに限るものではなく、論理的にいくつでも
よい。ベクトルの計算式は以下のようになる。上述の実
施例ではｘ［ｋ］、ｙ［ｋ］で表現したベクトルを本実
施例ではｖｅｃｔ［ｍ］［ｋ］と表現する。ｍ＝０〜ｎ
で、ｍ＝０のとき上述の実施例でのｘにあたり、ｍ＝１
のとき上述の実施例でのｙにあたる。ｋは同じ色を一塊
としてインクリメントされる値（図２４（ａ）参照）で
ある。色変化をｄｉｆｆ＝ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−１］（ｉ
は画素の空間的変化、ｄ［ｉ］はｉの位置の画素値）と
定義し、ベクトルｖｅｃｔ［ｍ］［ｋ］はｄｉｆｆ１＝
０のとき（色の変化が起こったとき）に次のように更新
される。

【０１０３】ｖｅｃｔ［０］［ｋ＋１］＝−ｄｉｆｆ； ｖｅｃｔ［１］［ｋ＋１］＝−ｄｉｆｆ＋Ａ； ここで、Ａはｉｆ（ｄｉｆｆ＝＝ｖｅｃｔ［０］
［ｋ］）Ａ＝ｖｅｃｔ［１］［ｋ］； ｅｌｓｅ Ａ＝ｖｅｃｔ［０］［ｋ］； ｖｅｃｔ［２］［ｋ＋１］＝−ｄｉｆｆ＋Ｂ： ここで、Ｂはｉｆ（（ｄｉｆｆ＝＝ｖｅｃｔ［０］
［ｋ］）：：（ｄｉｆｆ＝＝ｖｅｃｔ［１］［ｋ］））
Ｂ＝ｖｅｃｔ［２］［ｋ］； ｅｌｓｅ Ａ＝ｖｅｃｔ［１］［ｋ］； ｖｅｃｔ［ｎ］［ｋ＋１］＝−ｄｉｆｆ＋Ｐ； ここで、Ｐはｉｆ（（ｄｉｆｆ＝＝ｖｅｃｔ［０］
［ｋ］）：：（ｄｉｆｆ＝＝ｖｅｃｔ［１］
［ｋ］）：：…：：（ｄｉｆｆ＝＝ｖｅｃｔ［ｎ−１］
［ｋ］） Ｐ＝ｖｅｃｔ［ｎ］［ｋ］； ｅｌｓｅ Ｐ＝ｖｅｃｔ［ｎ−１］［ｋ］； 本実施例の動作を実現する装置例は図５のようになる。

【０１０４】なお、上述の各実施例においてはハードウ
ェアによりその圧縮法を実現しているが、コンピュータ
のソフトウェアによりこれを実現しても良い。

【０１０５】〔実施例３〕以上説明した実施例において
どのベクトルとも一致しなかったとき、どのベクトルと
も一致しないコードのあとに色データを添付したがその
限りではなく、色を表わす情報なら何でも構わない。

【０１０６】たとえば、差分データを添付してもよい
し、パレットコードを添付してもよい。以下、パレット
コードについて簡単に説明する。

【０１０７】固定ｂｉｔパレット情報を添付する場合に
はたとえば８ｂｉｔ固定パレットであれば２５６色に限
定されてしまうが、２４ｂｉｔの色データを添付するの
に比べて８ｂｉｔですむ利点がある。パレットは存在す
る色がわかっていれば初めに決めておいてもいいし、圧
縮中に出現した新色を登録してもよい。その場合、どの
ベクトルとも一致しなかった場合、パレット内の登録色
と添付するべき色データを比較し、一致していたらその
パレット番号を、不一致だったら新たなパレット番号を
あたえ、そのパレット番号を出力する。

【０１０８】〔実施例４〕上述の実施例において圧縮部
から出力された圧縮コードをさらに他の可逆圧縮法で圧
縮してもよい。他の圧縮法とはランレングス圧縮法のＭ
Ｈやハフマン符号化などである。通常のＭＨより数値１
の前に０が続いた数を１つの単位（たとえば、００００
１、００００００００００１）としてハフマン符号化す
ると効果的である。図８に本実施例の装置を示す。

【０１０９】〔実施例５〕上述の実施例において圧縮デ
ータはシリアルに並べて１つにパッキングしたが、別々
にパッキングしても構わない。

【０１１０】たとえば第１の実施例を例にして説明する
とｃｏｄｅ０に当たる情報とｃｏｄｅ１に当たる情報と
ｃｏｄｅ２に当たる情報と添付する色を表わす情報は別
々にメモリに格納してもよい（図９−９０１）。

【０１１１】１つにパッキングする場合には符号データ
を格納する場所が常に不定なため（例として３２ｂｉｔ
深さで１つにパッキングする場合符号データを格納する
のはｃｏｄｅ０、ｃｏｄｅ１、ｃｏｄｅ２のコードが可
変長なので１ｂｉｔ目からになるかもしれないし、５ｂ
ｉｔ目になるかもしれない）、バレルシフタが必要にな
ってパッキング回路が大きくなってしまう。この点が別
々にパッキングすることにより解決される。特に２４ｂ
ｉｔ色のデータのパッキングが困難なのでｃｏｄｅ０、
ｃｏｄｅ１、ｃｏｄｅ２は一緒に格納して２４ｂｉｔ色
データだけ別にしてもよい（図９−９０２）。

【０１１２】また、ｃｏｄｅ０、ｃｏｄｅ１、ｃｏｄｅ
２もそれぞれ別々にパッキングすることにより、さらに
この符号データをランレングス圧縮をかける場合に０に
続くことが多くなりランレングス圧縮の効果が大きくな
る。

【０１１３】〔実施例６〕上述の第４の実施例におい
て、メモリをｃｏｄｅ０、ｃｏｄｅ１、ｃｏｄｅ２、色
データに分けた場合、符号データをランレングス圧縮を
かける場合０でも１でも同じデータが続いたほうが圧縮
効果が高いので、ｃｏｄｅ０、ｃｏｄｅ１、ｃｏｄｅ２
を表わす符号は符号割り当て部２１１を使用してトグル
にしてもよい。

【０１１４】図１０（ａ）は第１実施例に則した符号で
ある。これを、トグル符号にすると図１０（ｂ）のよう
になる。つまり、図１０（ａ）で１が発生したのをきっ
かけに次の符号は反転させる。これによって０、１が続
くことが多くなり、特にｃｏｄｅ０において後にランレ
ングスかける際に効果的である。

【０１１５】上述の実施例においてフリップフロップ２
０６、２１０に格納するのは出現可能性の高いベクトル
そのものの値であったが、図１１の様な構成にすること
も可能である。図２に対して対応するものは図２の２０
６に対して１０００番をつけて１２０６で示してある。
ここで、フリップフロップ１２０６と１２１０は出現可
能性の高いベクトルそのものではなく、その情報を用い
て後の演算部１２０４、１２０８などによって出現可能
性の高いベクトルを演算することのできる情報を格納す
る。

【０１１６】図２に順次格納されるＸ、Ｙにたいして
（図２５（ｃ））図１１の装置例が格納するＸ′、Ｙ′
を比較した表を図１２に示す。図１２−（ａ）が図２の
装置のフリップフロップに格納されるＸ、Ｙの変異の様
子で、図１２−（ｂ）が図１１の装置フリップフロップ
に格納されるＸ′、Ｙ′の変異の様子である。

【０１１７】図１１では出現可能性の高いベクトル（図
２のＸに対比）を後の演算器１２０４によってＸ＝−
Ｘ′を算出している。また、次に出現可能性の高いベク
トル（図２のＹに対応）を後の１２０８と１２１２の演
算器によってＹ＝−（Ｘ′＋Ｙ′）を演算している。し
たがってフリップフロップに格納するデータは出現可能
性の高いベクトルそのものではなくても構わなく、出現
可能性の高いベクトルを演算して得ることが可能な情報
でも良い。

【０１１８】

【発明の効果】以上のように、本発明によればコンピュ
ータなどにより作成された多値画像を劣化なく高い圧縮
率で圧縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の圧縮装置の全体システム例を示す図
である。

【図２】圧縮装置例を示す詳細図である。

【図３】本実施例の伸長装置の全体システム例を示す図
である。

【図４】伸長装置例を示す詳細図である。

【図５】他の実施例（１）の圧縮装置例を示す詳細図で
ある。

【図６】図２の圧縮装置の動作を示すフローチャートで
ある。

【図７】図４の伸長装置の動作を示すフローチヤートで
ある。

【図８】他の実施例（３）の圧縮装置システム例を示す
図である。

【図９】他の実施例（４）の圧縮装置システム例を示す
図である。

【図１０】他の実施例（５）の圧縮装置システム例を示
す図である。

【図１１】他の実施例（６）の圧縮装置例を示す詳細図
である。

【図１２】他の実施例（７）の情報Ｘ′、Ｙ′の変化を
示す図である。

【図１３】従来の手法であるＡＤＣＴ圧縮法の説明図で
ある。

【図１４】従来の手法であるＡＤＣＴ圧縮法の説明図で
ある。

【図１５】従来の手法であるＡＤＣＴ圧縮法の説明図で
ある。

【図１６】従来の手法であるＡＤＣＴ圧縮法の説明図で
ある。

【図１７】従来の手法であるＡＤＣＴ圧縮法の説明図で
ある。

【図１８】従来の手法であるＡＤＣＴ圧縮法の説明図で
ある。

【図１９】従来の手法であるＡＤＣＴ圧縮法の説明図で
ある。

【図２０】従来の手法であるＡＤＣＴ圧縮法の説明図で
ある。

【図２１】従来の手法であるＡＤＣＴ圧縮法の説明図で
ある。

【図２２】従来の手法であるＡＤＣＴ圧縮法の説明図で
ある。

【図２３】従来の手法であるＡＤＣＴ圧縮法の説明図で
ある。

【図２４】典型的なコンピュータ作成画像、ベクトル
Ｘ、Ｙの変化の様子、圧縮データを示す図である。

【図２５】画素データ並び変え部で行われる並び変えの
例を示す図である。

【符号の説明】

１０２ 圧縮部 １０３ データパック部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画素データｄ［ｉ］を一画素づつ入力す
   る画素入力手段と一つ前の画素ｄ［ｉ−１］との差分ｄ
   ｉｆｆをとる減算手段と、 ｄｉｆｆが０であるか判定する判定手段と、 出現可能性の高いベクトルｖｅｃｔ［ｎ］（ｎ＝０〜
   ｍ）を保持するｍ個の保持手段と、 前記差分ｄｉｆｆとｖｅｃｔ［ｎ］を比較するｍ個の比
   較手段と、 前記ベクトルｖｅｃｔ［ｎ］を演算する演算手段と、 前記判定手段および前記比較手段の結果により圧縮コー
   ドを決定し出力する符号出力手段とを有することを特徴
   とする画像データ圧縮装置。
2. 【請求項２】 画素データｄ［ｉ］を一画素づつ入力
   し、 一つ前の画素ｄ［ｉ−１］との差分ｄｉｆｆをとり、 ｄｉｆｆが０であるか判定し、 出現可能性の高いベクトルｖｅｃｔ［ｎ］（ｎ＝０〜
   ｍ）を保持し、 前記差分ｄｉｆｆとｖｅｃｔ［ｎ］を比較し、 前記ベクトルｖｅｃｔ［ｎ］を演算し、 前記判定手段および前記比較手段の結果により圧縮コー
   ドを決定し出力することを特徴とする画像データ圧縮方
   法。
3. 【請求項３】 画素データｄ［ｉ］を一画素づつ入力す
   る画素入力手段と、 一つ前の画素ｄ［ｉ−１］との差分ｄｉｆｆをとる減算
   手段と、 ｄｉｆｆが０であるか判定する判定手段と、 ベクトル情報ｉｎｆｏ［ｎ］（ｎ＝０−ｍ）を保持する
   ｍ個の保持手段と、 前記ベクトル情報から出現可能性の高いベクトルｖｅｃ
   ｔ［ｎ］を演算する演算手段と、 前記差分ｄｉｆｆとｖｅｃｔ［ｎ］を比較するｍ個の比
   較手段と、 前記判定手段および前記比較手段の結果により圧縮コー
   ドを決定し出力する符号出力手段とを有することを特徴
   とする画像データ圧縮装置。
4. 【請求項４】 画素データｄ［ｉ］を一画素づつ入力
   し、 一つ前の画素ｄ［ｉ−１］との差分ｄｉｆｆをとり、 ｄｉｆｆが０であるか判定し、 ベクトル情報ｉｎｆｏ［ｎ］（ｎ＝０〜ｍ）を保持し、 前記ベクトル情報から出現可能性の高いベクトルｖｅｃ
   ｔ［ｎ］を演算し、 前記差分ｄｉｆｆとｖｅｃｔ［ｎ］を比較し、 前記判定手段および前記比較手段の結果により圧縮コー
   ドを決定し出力することを特徴とする画像データ圧縮方
   法。
5. 【請求項５】 前記符号出力手段によって出力された圧
   縮コードをさらに他の可逆圧縮法で圧縮する手段を有す
   ることを特徴とする請求項１または３に記載の画像デー
   タ圧縮装置。
6. 【請求項６】 前記画素入力手段の前に画素データ並び
   変え手段を有することを特徴とする請求項１または３に
   記載の画像データ圧縮装置。