JPH08163375A

JPH08163375A - 画像圧縮方法及びその装置

Info

Publication number: JPH08163375A
Application number: JP6296991A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Miyake; 信孝三宅
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 1996-06-21

Abstract

(57)【要約】【目的】性質の異なる複数種の画像が合成されている
多値画像情報や、自然画像、人工的な画像情報のエッジ
部等において、効率の良い、画質劣化の少ない圧縮が可
能となる画像圧縮方法及びその装置を提供することを目
的とする。【構成】評価手段１０３で１ブロック内の画素値分布状
況を評価し、その評価結果に基づいて分割部１０４で当
該ブロックを複数領域に分割する。分割されたそれぞれ
の領域は加工部１０５ａ，ｂで足りない画素を該領域の
平均値で補うことにより１ブロックサイズに加工された
後、それぞれ直交変換、量子化、符号化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像圧縮方法及びその
装置に関し、例えば、直交変換を用いた画像圧縮方法お
よびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】昨今、静止画像情報の符号化方法とし
て、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）に
よる標準化が進められている。詳細な説明は省略する
が、ＪＰＥＧ符号化方式は、ＤＣＴ（離散コサイン変
換）による直交変換と、変換係数の量子化後の係数のエ
ントロピー符号化とにより成り立っている。

【０００３】一般に、直交変換を用いた符号化技術は、
自然画像の様に隣接画素間で相関が強く低周波域に大き
な変換係数の発生する画像に対しては、符号化効率も高
く、歪みも少なくて済むことが知られている。しかしな
がら、文字、線画像の様に隣接画素間の相関が少なく、
高周波域に大きな変換係数が発生する画像に対しては、
粗い量子化により、モスキートノイズといわれるリンギ
ング状のノイズが発生し、画質劣化を起こしてしまう。

【０００４】そこで従来より、入力した画像情報を基
に、部分的に画像の特徴量を抽出してその特微量毎に像
域分離し、分離した各々の像領域に対してそれぞれ異な
る処理を施す圧縮技術が盛んに行われてきた。その分離
内容としては、自然画像領域と、文字／線画像領域との
分離が主であり、ブロック上、もしくは注目画素の隣接
画素間におけるエッジの大きさや微分値等が、分離の際
のパラメータとして用いられていた。そして、領域の分
離後は、異なる圧縮方法による圧縮を各領域毎に適宜切
り替えて施すことにより、画質劣化を抑える方法（例え
ば、「白沢、今尾、山田：”文字・絵柄混在画像の適応
符号化方式”、第２０回画像電子学会年次大会予稿集、
ｐｐ１７９−１８２、１９９２」等）が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例には、以下に示す欠点がある。

【０００６】従来の像域分離手段においては、上述した
ように、写真等の自然画像領域と、文字／線画像領域と
の分離がなされていた。しかし、昨今のＤＴＰ（デスク
トップパブリッシング）の急激な進歩により、自然画像
領域上や、また、自然画像上でなくとも、背景に階調が
かかった部分の上に、文字／線画像を重ねて合成された
画像が容易に作成できるようになってきた。

【０００７】上述した従来例による圧縮方法では、エッ
ジの大きさ、微分値等を基に像領域を分離しているた
め、特に上述したような合成画像においては、自然画像
のエッジ部であるのか、それとも自然画像の平坦部に人
工的な文字／線画像が合成されているのかが適切には判
定できなかった。

【０００８】そこで本出願人は、自然画像と、人工的に
発生させた文字／線画像とを自動識別することにより分
離する方式を提案した。そして、分離した文字／線画像
領域は２値情報として階調情報のないビットマップメモ
リに格納し、その濃度情報（色情報）を階調メモリに格
納した。そして、自然画像領域は通常のＤＣＴ，量子化
を施した後にイメージメモリに格納していた。

【０００９】また、自然画像に合成された人工的な文字
／線画像を自動的に識別して、自然画像から分離する方
式を提案した（特公平０５―６４０１６）。

【００１０】以上の方式により、文字／線画像及び自然
画像のそれぞれを効率良く格納することが実現できるの
であるが、この方式では抽出すべき文字／線画像が１ブ
ロック内で単色（単一階調）でなくてはならなかったた
め、少しでも階調をつけた文字に対してはその抽出を行
えなかった。従って、結果的に自然画像と同じく直交変
換、量子化を施すことにより、モスキートノイズを発生
させてしまうという問題があった。

【００１１】そもそも、直交変換処理自体が自然画像の
統計的性質である低周波域への電力の集中を利用したも
のであるため、自然画像中の急峻なエッジ部や、また、
コンピュータ上で作成、合成された人工的なエッジ部等
に対しては本来不適当なものである。従って、直交変換
を利用した画像圧縮方法における符号化効率の低下、量
子化によるノイズの発生、画質の劣化等の発生の可能性
は依然として残っており、これを抑制する根本的解決策
は提案されていなかった。

【００１２】本発明は、上述の課題を解決することを目
的としてなされたものであり、性質の異なる複数種の画
像が合成されている多値画像情報や、自然画像、人工的
な画像情報のエッジ部等において、効率の良い、画質劣
化の少ない圧縮が可能となる画像圧縮方法及びその装置
を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ための一手段として、本発明は以下の構成を備える。

【００１４】即ち、画像データを入力し、所定画素単位
を１ブロックとしてブロック化するブロック化手段と、
前記ブロックを分割して複数のブロックを作成するブロ
ック分割手段と、前記ブロック分割手段により作成され
た複数ブロックに対して直交変換を施す変換手段と、前
記直交変換された複数ブロックの直交変換係数を量子化
する量子化手段と、前記量子化手段による量子化結果を
符号化する符号化手段とを有することを特徴とする。

【００１５】例えば、前記ブロック分割手段は、前記ブ
ロックを複数の領域に分割する領域分割手段と、前記領
域分割手段により分割した複数の領域をそれぞれ分割前
の所定画素単位である１ブロック分の情報に加工するこ
とにより複数のブロックを作成する加工手段とを有する
ことを特徴とする。

【００１６】更に、前記ブロック化手段によりブロック
化されたブロック内の画素値分布状態を評価する評価手
段を有し、前記領域分割手段は、前記評価手段による評
価結果に基づいて前記ブロックを複数の領域に分割する
ことを特徴とする。

【００１７】例えば、前記領域分割手段は、前記評価手
段によりブロック内の画素値分布が連続していると評価
された領域と連続していないと評価された領域とを分割
することを特徴とする。

【００１８】また例えば、前記領域分割手段は、所定の
分割条件に基づいて前記ブロック内の領域を分割するこ
とを特徴とする。

【００１９】例えば、前記領域分割手段は所定の分割条
件を複数有し、最も符号化効率の良い分割条件に基づい
て前記ブロック内の領域を分割することを特徴とする。

【００２０】例えば、前記加工手段は、前記領域分割手
段により分割された各領域に対して、ブロック内におい
て該領域外となる画素を該領域の画素値の平均値で補う
ことにより、該領域を１ブロック分の情報に加工するこ
とを特徴とする。

【００２１】また例えば、前記領域分割手段は前記ブロ
ックを複数のサブブロックに分割し、前記加工手段は、
前記複数のサブブロックを補間することにより複数のブ
ロックを作成することを特徴とする。

【００２２】例えば、前記加工手段は、前記複数のサブ
ブロックを線形補間することを特徴とする。

【００２３】また例えば、前記ブロック分割手段は、前
記ブロックに複数の異なるフィルタリングを施すことに
より複数のブロックを作成することを特徴とする。

【００２４】例えば、前記ブロック化手段は、整数Ｎに
対してＮ画素×Ｎ画素で表わされる正方マトリクスより
なる画素を１ブロックとすることを特徴とする。

【００２５】

【作用】以上の構成により、性質の異なる複数種の画像
が合成されている多値画像情報や、自然画像、人工的な
画像情報を画像種毎に適切に分割して直交変換、量子
化、符号化することができる。従って、エッジ部におい
てＡＣ電力を大幅に低減することが可能となるため、効
率の良い、画質劣化の少ない画像圧縮を行うことができ
る。

【００２６】

【実施例】本発明に係る一実施例を、図面を参照して以
下詳細に説明する。

【００２７】＜第１実施例＞図１は本実施例の画像圧縮
装置の構成を示すブロック図である。本実施例における
画像圧縮方法及び装置は、プリンタ，ファクシミリ，複
写機等の画像出力装置や画像処理装置、また、適応的に
圧縮処理する画像圧縮装置、ハードディスク等の画像記
憶装置の内部等に具備することが効率的であるが、ホス
トコンピュータ内のアプリケーションソフト、また、プ
リンタドライバとして内蔵することも可能である。

【００２８】図１において、１０１は画像情報を入力す
る入力端子である。１０２は、入力されたラスター状の
画像情報をＮ×Ｎ画素単位にブロック化するブロック化
部である。１０３は、ブロック内のＮ×Ｎ画素を幾つか
の領域に分割するか否かを評価する手段であり、１０４
は１ブロックの複数領域への分割を行う分割部を示す。
尚、本実施例においては、説明の簡便のために１ブロッ
クを２領域に分割するものとして説明を行う。１０５
ａ，ｂはともに、分割したそれぞれの領域を加工して、
各々Ｎ×Ｎ画素分の情報を作成する加工部を示す。１０
６ａ，ｂはともに直交変換部を示し、加工された２領域
をそれぞれ独立に直交変換する。１０７ａ，ｂはとも
に、直交変換後の変換係数を量子化する量子化部であ
る。そして１０８は２領域の量子化情報を符号化する符
号化部であり、１０９は出力端子を示す。

【００２９】以下、上述した図１に示す構成において、
本実施例を説明する。

【００３０】まず、入力端子１０１から、多階調の画像
情報を入力する。この多階調の画像情報は、本実施例の
画像圧縮装置をプリンタに応用した例として考えると、
接続しているホストコンピュータから展開されているラ
スター状の画像情報を入力することになる。入力された
画像情報は、一時的に複数ラインのラインメモリ（不図
示）に格納され、その後、ブロック化部１０２において
ラスター状の画像配列がＮ×Ｎ（Ｎ≧２）画素単位のブ
ロック状の画像配列に置き換えられる。

【００３１】ここで、説明を容易にするために、Ｎ＝８
の場合を想定する。即ち、ブロック化部１０２において
は、８×８画素単位でブロック化の処理が施される。ブ
ロック化された画像情報は、各ブロック毎に評価部１０
３に入力され、ブロック内を複数領域に分割するか否か
の評価が決定される。本実施例では、この領域分割の評
価は、２種の画像が人工的に合成されているブロックで
あるか否かの判断を行うとする。例えば、自然画像を背
景にしてホストコンピュータで作成した人工的な文字／
線画が合成されている画像を処理する場合について考え
ると、処理ブロック内に２種の画像が合成されているが
否かを評価する。

【００３２】ここで、評価部１０３の詳細構成を図２に
示し、説明する。

【００３３】図２において、２０１はブロックの情報を
入力する入力端子である。２０２は、ブロック内の各画
素の最大値、最小値を検出する最大値／最小値検出部で
ある。以下、最大値／最小値検出部２０２で検出された
最大値及び最小値を、それぞれＭＡＸ，ＭＩＮとする。
検出されたＭＡＸ，ＭＩＮは中間値算出部２０３に入力
され、中間値（以下、ＭＩＤとする）が以下のように算
出される。

【００３４】ＭＩＤ＝（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）／２また、ＭＡＸ，ＭＩＮは減算部２０４に入力され、その
差分がコントラスト（ＣＯＮＴ）として以下のように算
出される。

【００３５】ＣＯＮＴ＝ＭＡＸ−ＭＩＮ以上のように算出されたＭＩＤ，ＣＯＮＴは判定部２０
５に入力され、ブロック内の各画素を参照して、当該ブ
ロック内に上述した２種類の画像が存在しているか否か
を判定する。

【００３６】図３に、判定部２０５における判定処理の
フローチャートを示し、説明する。

【００３７】図３において、まずステップＳ１で初期化
処理を行い、ブロック内の画素アドレスとして画素配列
を司る添字ｉを「０」に初期化し、また、ブロック内の
各画素とＭＩＤとの最小差分値を示すＤＩＦＦ＿ＭＩＮ
を画像データの最大値に初期化する。例えば、画像情報
が８ビットの多値データである場合について考えると、
ＤＩＦＦ＿ＭＩＮはその最大値である「２５５」に初期
化される。次にステップＳ２において、１ブロック内の
６４画素分のデータから、１次元配列ＤＡＴＡ［ｉ］を
生成する。尚、添字ｉの最大値はもちろん「６３」であ
る。

【００３８】次に処理はステップＳ３に進み、入力され
たＣＯＮＴが、所定の閾値ＴＨ１よりも大きいか否かを
判断する。この判断により、ブロック内におけるコント
ラストが評価される。ステップＳ３において、ＣＯＮＴ
がＴＨ１よりも小さい、即ち、ブロック内におけるコン
トラストが小さい場合には、ステップＳ４に進んでＦＬ
ＡＧの値を「１」にして、判定処理を終了する。即ち、
ＦＬＡＧを立てることにより、当該ブロックには２種類
の画像は混在しないと判断していることを示す。

【００３９】一方、ステップＳ３においてＣＯＮＴがＴ
Ｈ１よりも大きい、即ち、ブロック内のコントラストが
閾値以上であるならばステップＳ５に進み、ブロック内
の各画素値ＤＡＴＡ［ｉ］とＭＩＤとの差分の絶対値Ｄ
ＩＦＦを算出する。続いて、ステップＳ６においてＤＩ
ＦＦとＤＩＦＦ＿ＭＩＮとを比較し、ＤＩＦＦの方が小
さければステップＳ７においてＤＩＦＦ＿ＭＩＮをＤＩ
ＦＦの値に置き換える。即ち、最小差分値を更新する。
そしてステップＳ８において画素アドレスｉをカウント
アップし、ステップＳ９で当該ブロック内の全ての画素
について、最小差分値との比較がなされたか否かを判断
する。全６４画素分の処理が終了していればステップＳ
１０に進むが、終了していなければステップＳ５に戻
り、全画素分終了するまで処理を繰り返す。

【００４０】全６４画素分の処理が終了すると、ステッ
プＳ１０においてＤＩＦＦ＿ＭＩＮを所定の閾値ＴＨ２
と比較する。ＤＩＦＦ＿ＭＩＮが閾値ＴＨ２よりも大き
い場合にはステップＳ１１に進んでＦＬＡＧの値を
「０」にし、ＤＩＦＦ＿ＭＩＮがＴＨ２よりも小さい場
合にはステップＳ１２においてＦＬＡＧを「１」にし
て、判定処理を終了する。即ち、判定部２０５において
は、コントラストの最小差分値が所定値以下であれば分
割の必要無しと判定し、所定値を越えていれば分割の必
要があると判定する。

【００４１】ここで、ブロック内における画素値分布の
様子を図４を参照して説明する。図４の（ａ）〜（ｅ）
は、ブロック内の画素値分布の例をヒストグラムにして
示している。図中、横軸は画素値、縦軸は画素数を表し
ている。

【００４２】図４の（ａ）は、ホストコンピュータ上で
人工的に作成された文字／線画像等の画像における画素
値分布例を示している。

【００４３】図４の（ｂ），（ｃ）の様な画像は、ＭＡ
ＸやＭＩＮのみ離れた値であり、その他の値は小さいコ
ントラスト内に固まっていることから、このかけ離れた
値が人工的に作成されたものと判断され、背景が自然画
像やグラデーションのかかった画像であり、その上に単
色の文字／線画像が合成されているものと想定する。図
４の（ｄ）は、ＭＡＸ，ＭＩＮの周辺に画素値が集中し
ている画像である。この場合は、２種の性質の異なる画
像が合成されているものと想定できる。

【００４４】図４の（ｅ）は、自然画像のエッジ部の例
を示している。この例では、ＭＡＸ，ＭＩＮ間のコント
ラストは大きいものの、その中間値付近にも値をとりう
る画素が発生することを特徴とする。

【００４５】従って、図４の（ｄ）に示す人工的に２種
の画像を合成した画像と、図４の（ｅ）に示す自然な１
種の画像のエッジ部とでは、その画素値の分布状態に隔
たりがあることが分かる。図１に示す評価部１０３で
は、この隔たりを数値化して評価するものである。

【００４６】図５に、図４の（ｄ），（ｅ）に示した画
素値分布の状態をより詳細に示す。図５の（ａ）は図４
の（ｄ）を、図５の（ｂ）は図４の（ｅ）を示してい
る。図５において、中間値ＭＩＤはＭＡＸとＭＩＮの中
間値であり、ＭＩＤと各画素との差分の最小値がＤＩＦ
Ｆ＿ＭＩＮとなる。

【００４７】図５の（ａ）においてはＤＩＦＦ＿ＭＩＮ
の値が大きく、一方、図５の（ｂ）ではＤＩＦＦ＿ＭＩ
Ｎの値が小さいことが分かる。従って、ＤＩＦＦ＿ＭＩ
Ｎの値を評価すれば、画像が人工的に作成した２種の画
像より成るものであるのか、又は１種のみからなる画像
であるのかが判定できる。

【００４８】例えば、図４の（ｂ），（ｃ）で表わされ
る画像もＤＩＦＦ＿ＭＩＮの値が大きくなり、２種の画
像からなることが判定できる。当然、図４の（ｂ）〜
（ｄ）に示す各画像においても、ＤＩＦＦ＿ＭＩＮの小
さい画像、即ち、１種類の画像からなると判定される場
合が起こりうる。しかしながらその場合には、たとえ自
然画像上に文字／線画像が合成されていたとしても、自
然画像部と文字／線画像部とのコントラストが小さかっ
たり、また、背景の自然画像中に文字／線画像が埋もれ
てしまったり等、合成した文字／線画像が目立たない場
合が多い。文字／線画像の直交変換を用いた符号化にお
いて量子化による劣化が目立つのは、背景と合成した文
字／線画像との画素値の差分が大きい場合であるため、
ＤＩＦＦ＿ＭＩＮの値による評価のみで十分である。

【００４９】また、図４の（ａ）で示される画像の場合
には、当該ウインドウ内で２階調しか有していないた
め、評価パラメータに階調数を追加することにより、自
然画像と文字／線画像との切り分けを行なっても良い。

【００５０】以上説明したようにして、図１の評価部１
０３における評価が行われる。評価部１０３において当
該ブロックが性質の異なる２画像の合成であると判断さ
れた場合（ＦＬＡＧ＝０）には、次段の分割部１０４に
おいて２領域への分割が施される。評価部１０３におい
ては中間値ＭＩＤに基づいて２画像の合成を評価したた
め、ＭＩＤの値を閾値としてブロック内の各画素を２領
域に分割する。尚、ＦＬＡＧ＝１の場合には分割部１０
４における分割は行わない。また、実質的に分割しなく
とも、閾値をＭＡＸやＭＩＮ等に設定して分割処理を行
っても良い。

【００５１】図６に、分割部１０４における分割の例を
示す。図６の（ａ）は、１ブロック内の画像情報の例を
示しており、評価部１０３において画素値の分布状態よ
り合成画像であると判断される。図６の（ａ）におい
て、ＭＡＸは「２３０」，ＭＩＮは「５０」であり、中
間値ＭＩＤは「１４０」となる。従って、図６の（ａ）
に示すブロックを「１４０」を閾値として２値化する
と、図６の（ｂ）にビットマップで示す様に２領域に分
割される。以下、図６の（ｂ）において「１」で示され
る領域を領域Ａ、同じく「０」で示される領域を領域Ｂ
とする。

【００５２】分割部１０４で分割された領域Ａ，Ｂは、
次に加工部１０５ａ，１０５ｂにそれぞれ入力され、ブ
ロック内における自身の領域以外の画素の部分を、自身
の領域に相当する画素値の平均値で置換する。これによ
り、領域Ａ，Ｂともに、以降の処理のためにそれぞれ１
ブロック分の情報に加工，作成される。例えば、図６の
（ａ）に示す例によると、領域Ａの平均値は「２２６」
であるので、加工部１０５ａでは領域Ａ以外の画素に
「２２６」の値を置換して１ブロック分を作成する。同
様に、領域Ｂの平均値は「５７」であるので、加工部１
０５ｂでは領域Ｂ以外の画素に「５７」の値を置換して
１ブロック分を作成する。この例を図７の（ａ），
（ｂ）にそれぞれ示す。このようにして作成した２ブロ
ック分の画像情報は、次にそれぞれ直交変換部１０６
ａ，ｂに入力され、直交変換が施される。図７の
（ａ），（ｂ）に示す加工されたブロックに対して、直
交変換が施された例を図７の（ｃ），（ｄ）にそれぞれ
示す。尚、本実施例における直交変換は、ＤＣ成分は画
素値「１２８」が中心になる様に行っている。

【００５３】ここで、図６の（ａ）に示す画素ブロック
において、領域の分割を行わずにそのまま直交変換を行
った例を図８に示す。図８に示す例と、図７の（ｃ）及
び（ｄ）に示す例とを比較すると、上述した加工処理を
行った方が、量子化時に邪魔になる高周波域の電力を大
幅に低減できることが分かる。

【００５４】続いて、画像データは量子化部１０７ａ，
ｂに入力され、直交変換された変換係数がそれぞれ量子
化される。上述したように、２ブロックに分割した方
が、１ブロックのままよりもＡＣ電力を低減させること
が可能なため、効率の良い量子化が実現できる。また、
高周波域の粗い量子化によるモスキートノイズの発生も
起こらない。尚、本実施例においては具体的な量子化方
法を特に規定はしないが、例えば、低周波域に細かく高
周波域に粗い量子化テーブルを用意し、変換係数に対し
て各成分毎にスカラー量子化を施す方式が一般的であ
る。

【００５５】量子化された各画像データは符号化部１０
８に入力され、各々に符号化が施された後、出力端子１
０９から出力される。尚、本実施例における符号化方式
は、上述したＪＰＥＧ方式の様に低周波域からのジグザ
グスキャンにより量子化結果にエントロピー符号化を施
しても良いし、また、ブロック毎の符号化データが固定
長になるような符号化を施しても良い。

【００５６】尚、本実施例の符号化処理においては、領
域Ａ、Ｂに分割した領域情報（どちらの領域に属してい
るかの情報）も符号化する必要がある。即ち、図６に示
した例では、図６の（ｂ）に示すビットマップ情報を付
加して符号化せねばならない。このビットマップ情報
は、圧縮せずに符号化しても、ランレングス等の可逆圧
縮を用いて符号化しても良い。

【００５７】以上説明したように、本実施例は合成され
た画像をブロック毎に評価・分割し、特に高周波域の電
力を大幅に軽減させる画像圧縮方法であるが、高周波域
の情報をビットマップの解像度情報に置き換えているこ
とになるため、直交変換と解像度情報とを共存させた画
像圧縮方法であるといえる。

【００５８】尚、本実施例においては合成画像のみを対
象として説明を行ったが、自然画像のエッジ部において
も本処理は適用可能である。自然画像のエッジ部におい
ても本実施例と同様の処理を行うことにより、エッジを
形成していた他領域の各画素は振幅の少ない置換画素に
置き換えられるため、その結果作成されるブロックは、
全てエッジの振幅の小さいブロック、すなわちＡＣ電力
の少ないブロックに加工される。従って、自然画像にお
ける急峻なエッジは消滅し、エッジ情報は解像度情報と
して符号化される。

【００５９】本実施例を自然画像のエッジ部まで適用す
るのであれば、評価部１０３における評価は、ブロック
内のＭＡＸとＭＩＮとの差分により行っても良い。

【００６０】尚、本実施例においては、処理するブロッ
ク数が増加するため、一見、不合理に見受けられるが、
直交変換に有効なブロックを複数個作成するだけであ
り、符号化効率、量子化歪みの是正等の効果を考慮する
と、本実施例を適用する意義は大きい。

【００６１】以上説明したように本実施例によれば、性
質の異なる複数種の画像が合成されている多値画像情報
や、自然画像、人工的な画像情報のエッジ部における符
号化の際に、ＡＣ電力を大幅に低減することが可能にな
り、従って、効率の良い、画質劣化の少ない画像圧縮方
法を実現することができる。

【００６２】＜第２実施例＞以下、本発明に係る第２実
施例について説明する。

【００６３】図９は、第２実施例における画像圧縮装置
の構成を示すブロック図である。図９において、３０１
は入力端子であり、多値の画像情報を入力する。３０２
は、ブロック化部であり、ラスター状の画像配列をＮ×
Ｎ画素単位にブロック化する。第２実施例においては、
説明の簡便のために、８×８画素毎にブロックを形成す
るものとする。３０３は分割部であり、８×８画素を複
数の領域に分割する。第２実施例においては、分割領域
が予め設定されていることを特徴とする。例えば、分割
部３０３では、８×８画素の１ブロックを４×４画素単
位のサブブロック４個に分割すると予め設定されてい
る。もちろん、分割の設定はこの例に限定されるもので
はない。

【００６４】分割された４×４画素単位のサブブロック
４個は、各補間部３０４ａ〜ｄにより、それぞれ２倍×
２倍の補間処理が施される。第２実施例における補間の
方法は特に規定しないが、線形補間が好ましい。各々の
サブブロックは補間処理によりそれぞれ８×８画素ブロ
ックを形成し、直交変換部３０５ａ〜ｄに入力され、そ
れぞれ８×８の直交変換が施される。そして、直交変換
後の変換係数は量子化部３０６ａ〜ｄにより各々量子化
が施され、符号化部３０７において各ブロックの量子化
係数は合体され、符号化される。尚、第２実施例におけ
る補間処理は、上述した第１実施例において画素の置換
を行った加工処理に相当する。

【００６５】次に、図９に示す画像圧縮装置により圧縮
された画像データの復号について説明する。

【００６６】図１０に、本実施例における画像復号装置
のブロック構成を示す。図１０において、４０１は入力
端子を示し、画像圧縮装置側から送信されてくる符号化
データを入力する。４０２は復号部を示し、画像圧縮装
置側で合体された４ブロック分の符号を各々のブロック
毎に復号する。復号された４ブロック分の情報は、逆量
子化部４０３ａ〜ｄで逆量子化され、逆直交変換部４０
４ａ〜ｄで逆直交変換が施されることにより、４ブロッ
ク分の８×８画素の実空間情報が形成される。４０５ａ
〜ｄは、各ブロックの構成画素である８×８画素から
（１／２）×（１／２）の間引きを実行し、４×４画素
のサブブロックを形成する。そして合成部４０６におい
て、４×４画素のサブブロック４個を合成させて８×８
画素のブロックを形成する。続いてラスター化部４０７
においてラスター化し、復号された画像データを出力端
子４０８に出力する。

【００６７】第２実施例においては、ブロック内の分割
する領域が予め設定されているために、上述した第１実
施例の様に分割した領域の位置情報を符号化して送信す
る必要はない。

【００６８】第２実施例の特徴として、エッジによる影
響を微小な領域に抑えようとする思想がある。

【００６９】例えば、あるサブブロック内にエッジが存
在し、他のサブブロックはそのエッジの影響を全く受け
ないようなブロックについて考える。このブロックにつ
いて通常の直交変換、量子化を実行すると、当然、高周
波域の電力は大きく、粗い量子化によるモスキートノイ
ズが発生する。しかも、そのモスキートノイズはブロッ
ク全体に広がってしまう。

【００７０】しかしながら、このブロックを第２実施例
の様にサブブロック毎に補間、直交変換、量子化を行う
と、エッジの存在しているサブブロックは線形補間のた
めにエッジ中間値が発生する。従ってエッジがなまり、
高周波域への電力分布が低減される。また、エッジの存
在していないサブブロックは、エッジの影響を受けない
ために、符号化効率は当然増大するし、量子化による画
質劣化は少ない。

【００７１】尚、第２実施例においても、複数ブロック
による直交変換を行うために不合理に見受けられるが、
ノイズの発生を低減し、また、たとえノイズが発生した
としても影響される範囲が少なくて済むために、符号量
に対する画質劣化は大幅に改善される。

【００７２】尚、第２実施例における分割は全てのブロ
ックに対して行うものではなく、ブロック内のエッジの
存在を評価して、分割の実行の有無を判断する方が効果
的である。これは、エッジの存在しない平坦部のブロッ
クにおいては、第２実施例で示した符号化処理では効率
が逆に低下してしまうためである。

【００７３】また、ブロック内のサブブロック分割数、
分割領域等を何種類かのパターンとして予め登録してお
き、エッジが効率良くサブブロック内に収まるような分
割のパターンを選択しても良い。その場合には、パター
ン番号を付加情報とするだけなので、効率の良い符号化
が実現できる。

【００７４】以上説明したように第２実施例によれば、
更に効率の良い、画質劣化の少ない画像圧縮方法を実現
することができる。

【００７５】＜第３実施例＞以下、本発明に係る第３実
施例について説明する。

【００７６】図１１は、第３実施例における画像圧縮装
置の構成を示すブロック図である。図１１において、上
述した第１実施例で示した図１と同様の構成には同一番
号を付し、説明を省略する。図１１において、５００は
入力画像を一時格納しているバッファメモリ、５０１
ａ，ｂはフィルタリング部である。

【００７７】第３実施例においては、同一ブロックをフ
ィルタ条件を換えてフィルタリングすることにより、複
数ブロックに分割する例について説明する。

【００７８】入力端子１０１から入力された画像情報は
バッファ５００に一時格納され、ブロック化部１０２に
おいて所定画素単位にブロック化される。そして、ブロ
ック化された情報と、バッファ５００より読み出した近
傍の情報を用いて、フィルタリング部５０１ａ，ｂによ
りフィルタリングが行われる。フィルタリングされた各
々の情報は、それぞれ直交変換部１０６ａ，ｂ及び量子
化部１０７ａ，ｂを介して符号化部１０８に入力され、
符号化される。

【００７９】第３実施例では、符号化効率を向上させる
ために１ブロック内を加工して複数ブロックを作成し、
各々直交変換、量子化を施すことを特徴としている。従
って、例えば上述した第１及び第２実施例の様に、１ブ
ロック内の解像情報を基にした領域の分割のみならず、
加工手段の相違による複数ブロックへの分割、作成も可
能であり、有効である場合も多い。

【００８０】ここで、例えば理想的なＢＰＦ（バンドパ
スフィルタ）を想定し、低周波通過帯と高周波通過帯と
に分離できたとする。ブロック内の符号量の制御を目的
にすると、符号量を少なく、かつ、画質劣化を極力抑え
たい時には、低周波通過帯のみを符号化したり、使える
符号量に余裕がある場合には、低周波通過帯、高周波通
過帯の両方を符号化することも可能である。

【００８１】この場合、通常のフィルタリング無しの直
交変換では、量子化の粗さを変化させることにより符号
量の制御を行っていたが、これでは、モスキートノイズ
による変化が大きくなってしまう。第３実施例では、余
分な周波域を阻止した後に直交変換を行うため、量子化
によるモスキートノイズの発生は減少する。

【００８２】また、領域分割した解像度情報と組み合わ
せると、より効果的である。つまり、高周波成分は解像
度情報として分割できれば、低周波通過帯の復号と解像
度情報との合成により、画質劣化が抑えられる。

【００８３】第３実施例においては、フィルタリングに
よりブロックを加工する例について説明を行ったが、ブ
ロックの加工方法はもちろんこれに限るものではない。
例えば、電力を変化するためのブロック内の振幅の増減
や、幾何的な加工、画素値の変更、情報の付加及び分離
等、様々な加工方法が考えられる。いかなる加工法であ
っても、１ブロックを加工して複数ブロックに分割して
作成したものは本は爪の請求の範囲内である。

【００８４】以上、幾つかの加工方法を示したが、当
然、復号側は、符号側の加工方法及び加工条件の情報を
知っている必要がある。その情報は、予め設定されてい
ても良いし、ブロック毎に符号化して送信しても良い。

【００８５】尚、上述した図１，図９，図１１に示す画
像圧縮装置においては、直交変換部及び量子化部を複数
個備える例を示しているが、やはりこの例に限定される
ものではなく、実際は複数個用意してパラレル処理した
り、１個を使用してシリアル処理すること等が考えられ
る。

【００８６】尚、本発明の画像圧縮方法及び装置は、圧
縮処理のソフトウェア、圧縮処理を応用したプリンタ、
ファクシミリ、複写機等の画像出力装置や画像処理装
置、画像記憶装置等にも適用可能である。

【００８７】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることはいうまでもない。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、性
質の異なる複数種の画像が合成されている多値画像情報
や、自然画像、人工的な画像情報のエッジ部において、
ＡＣ電力を大幅に低減することが可能になり、効率の良
い、画質劣化の少ない画像圧縮方法が実現できる。

【００８９】また、１ブロックに様々な加工処理を施す
ことによって複数のブロックを作成するため、適応的に
効率の良い加工処理を選択して圧縮を行うことが可能と
なる。

【００９０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の画像圧縮装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】本実施例における評価部の詳細構成を示すブロ
ック図である。

【図３】本実施例における分割判定処理を示すフローチ
ャートである。

【図４】本実施例における画素値分布状態を説明するた
めの図である。

【図５】本実施例における画素値分布状態を説明するた
めの図である。

【図６】本実施例における１ブロックを構成する画素値
及びその分割例を示す図である。

【図７】本実施例における加工処理及び直交変換を説明
するための図である。

【図８】本実施例における１ブロックを未加工で直交変
換した例を示す図である。

【図９】本発明に係る第２実施例の画像圧縮装置の構成
を示すブロック図である。

【図１０】第２実施例の画像復号装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図１１】本発明に係る第３実施例の画像圧縮装置の構
成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０１入力端子１０２ブロック化部１０３評価部１０４分割部１０５ａ，ｂ加工部１０６ａ，ｂ直交変換部１０７ａ，ｂ量子化部１０８符号化部１０９出力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 7/24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データを入力し、所定画素単位を１
ブロックとしてブロック化するブロック化工程と、前記ブロックを分割して複数のブロックを作成する分割
工程と、前記ブロック分割工程により作成された複数ブロックに
対して直交変換を施す変換工程と、前記直交変換された複数ブロックの直交変換係数を量子
化する量子化工程と、前記量子化工程による量子化結果を符号化する符号化工
程とを有することを特徴とする画像圧縮方法。
【請求項２】前記分割工程は、前記ブロックを複数の
領域に分割し、分割した複数の領域をそれぞれ分割前の
所定画素単位である１ブロック分の情報に加工すること
により複数のブロックを作成することを特徴とする請求
項１記載の画像圧縮方法。
【請求項３】前記ブロック化工程によりブロック化さ
れたブロック内の画素値分布状態を評価する評価工程を
更に有し、前記分割工程は、前記評価工程による評価結果に基づい
て前記ブロックを複数の領域に分割することを特徴とす
る請求項２記載の画像圧縮方法。
【請求項４】前記分割工程は、前記評価工程によりブ
ロック内の画素値分布が連続していると評価された領域
と連続していないと評価された領域とを分割することを
特徴とする請求項３記載の画像圧縮方法。
【請求項５】前記分割工程は、所定の分割条件に基づ
いて前記ブロック内の領域を分割することを特徴とする
請求項２記載の画像圧縮方法。
【請求項６】前記分割工程は所定の分割条件を複数有
し、最も符号化効率の良い分割条件に基づいて前記ブロ
ック内の領域を分割することを特徴とする請求項５記載
の画像圧縮方法。
【請求項７】前記分割工程は、分割した各領域に対し
て、ブロック内において該領域外となる画素を該領域の
画素値の平均値で補うことにより、該領域を１ブロック
分の情報に加工することを特徴とする請求項２記載の画
像圧縮方法。
【請求項８】前記分割工程は、前記ブロックを複数の
サブブロックに分割し、分割した複数のサブブロックを
補間することにより複数のブロックを作成することを特
徴とする請求項２記載の画像圧縮方法。
【請求項９】前記分割した複数のサブブロックの補間
は線形補間であることを特徴とする請求項８記載の画像
圧縮方法。
【請求項１０】前記分割工程は、前記ブロックに複数
の異なるフィルタリングを施すことにより複数のブロッ
クを作成することを特徴とする請求項１記載の画像圧縮
方法。
【請求項１１】前記ブロック化工程は、整数Ｎに対し
てＮ画素×Ｎ画素で表わされる正方マトリクスよりなる
画素を１ブロックとすることを特徴とする請求項１乃至
１０のいずれかに記載の画像圧縮方法。
【請求項１２】画像データを入力し、所定画素単位を
１ブロックとしてブロック化するブロック化手段と、前記ブロックを分割して複数のブロックを作成するブロ
ック分割手段と、前記ブロック分割手段により作成された複数ブロックに
対して直交変換を施す変換手段と、前記直交変換された複数ブロックの直交変換係数を量子
化する量子化手段と、前記量子化手段による量子化結果を符号化する符号化手
段とを有することを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項１３】前記ブロック分割手段は、前記ブロッ
クを複数の領域に分割する領域分割手段と、前記領域分割手段により分割した複数の領域をそれぞれ
分割前の所定画素単位である１ブロック分の情報に加工
することにより複数のブロックを作成する加工手段とを
有することを特徴とする請求項１２記載の画像圧縮装
置。
【請求項１４】前記ブロック化手段によりブロック化
されたブロック内の画素値分布状態を評価する評価手段
を更に有し、前記領域分割手段は、前記評価手段による評価結果に基
づいて前記ブロックを複数の領域に分割することを特徴
とする請求項１３記載の画像圧縮装置。
【請求項１５】前記領域分割手段は、前記評価手段に
よりブロック内の画素値分布が連続していると評価され
た領域と連続していないと評価された領域とを分割する
ことを特徴とする請求項１４記載の画像圧縮装置。
【請求項１６】前記領域分割手段は、所定の分割条件
に基づいて前記ブロック内の領域を分割することを特徴
とする請求項１３記載の画像圧縮装置。
【請求項１７】前記領域分割手段は所定の分割条件を
複数有し、最も符号化効率の良い分割条件に基づいて前
記ブロック内の領域を分割することを特徴とする請求項
１６記載の画像圧縮装置。
【請求項１８】前記加工手段は、前記領域分割手段に
より分割された各領域に対して、ブロック内において該
領域外となる画素を該領域の画素値の平均値で補うこと
により、該領域を１ブロック分の情報に加工することを
特徴とする請求項１３記載の画像圧縮装置。
【請求項１９】前記領域分割手段は前記ブロックを複
数のサブブロックに分割し、前記加工手段は、前記複数のサブブロックを補間するこ
とにより複数のブロックを作成することを特徴とする請
求項１３記載の画像圧縮装置。
【請求項２０】前記加工手段は、前記複数のサブブロ
ックを線形補間することを特徴とする請求項１９記載の
画像圧縮装置。
【請求項２１】前記ブロック分割手段は、前記ブロッ
クに複数の異なるフィルタリングを施すことにより複数
のブロックを作成することを特徴とする請求項１２記載
の画像圧縮装置。
【請求項２２】前記ブロック化手段は、整数Ｎに対し
てＮ画素×Ｎ画素で表わされる正方マトリクスよりなる
画素を１ブロックとすることを特徴とする請求項１２乃
至２１のいずれかに記載の画像圧縮装置。