JPH08316843A - 符号化装置 - Google Patents

符号化装置

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JPH08316843A
JPH08316843A JP2817496A JP2817496A JPH08316843A JP H08316843 A JPH08316843 A JP H08316843A JP 2817496 A JP2817496 A JP 2817496A JP 2817496 A JP2817496 A JP 2817496A JP H08316843 A JPH08316843 A JP H08316843A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ユーザが圧縮対象に対してどの符号化方法で
圧縮した方が有利であるかという知識を持っていなくて
も、高能率に圧縮できる。 【解決手段】 ファイル識別部2は、未符号化データ1
から画像ファイル/非画像ファイルを識別する。切り替
え部3は、その識別結果に従って、未符号化データ1を
符号化部4、5、6の何れかに切り替える。後処理部7
では、符号化されたデータファイルに、ファイル種類識
別子を付けて符号化済データ格納部8に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のメディアに
対して符号化を行う符号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、符号化の方式としては、主として
以下の方式が検討または実施されている。すなわち、2
値画像は、JBIG符号化方式で符号化され、多値画像
は、JBIG符号化方式、JPEG方式で符号化され、
ASCIIコードなどのテキストファイル、プログラム
ファイルなどバイトバウンダリファイルは、Lempe
l−Ziv符号化方式で符号化されている。
【0003】そして、画像に対して適応型2値算術符号
に基づくJBIG方式で国際標準化が進む一方、ファイ
ルに対してはLempel−Ziv符号に基づくLHA
フリーソフトが広く使われ、事実上の標準になってい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、オフィスに
おける情報が複数となった、いわゆるマルチメディア化
が進展している。このようなマルチメディア環境におい
ても、ユーザは各圧縮対象に対してどの圧縮アルゴリズ
ムが優れた圧縮率を達成するかを、基礎知識として持っ
ている必要がある。しかし、将来のマルチメディア化を
考えた場合、ユーザは圧縮対象に対して、どの符号化方
法で圧縮するかを全く意識する必要がない圧縮方式が求
められている。
【0005】本発明の目的は、ユーザが圧縮対象に対し
てどの符号化方法で圧縮した方が有利であるかという知
識を持っていなくても、高能率に圧縮できる符号化装置
を提供することにある。
【0006】
【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、入力データファイルを符
号化して圧縮する符号化装置において、異なる符号化方
式を採る複数の符号化手段と、該入力データファイルの
種類を識別する手段と、該識別結果に応じて複数の符号
化手段から一つの符号化手段を選択する手段と、該選択
された符号化手段によって符号化されたデータファイル
を出力する手段とを備えたことを特徴としている。
【0007】請求項2記載の発明では、前記入力データ
ファイルは、画像ファイル、実行ファイル、文書ファイ
ル、フォントファイルを含むファイルであることを特徴
としている。
【0008】請求項3記載の発明では、前記識別手段
は、前記入力データファイルから画像ファイルを識別す
ることを特徴としている。
【0009】請求項4記載の発明では、前記画像ファイ
ルの識別は、入力バイトパターンの分布の連続性を基に
識別することを特徴としている。
【0010】請求項5記載の発明では、前記画像ファイ
ルの識別は、入力バイトパターンの分布の連続性と、入
力バイトパターンの発生度数平均値が所定の範囲内にあ
ることを基に、識別することを特徴としている。
【0011】請求項6記載の発明では、前記選択手段
は、画像ファイルの階調数に応じて一つの符号化手段を
選択することを特徴としている。
【0012】請求項7記載の発明では、前記階調数が少
ないとき、JPIG方式の符号化手段を選択することを
特徴としている。
【0013】請求項8記載の発明では、前記階調数が多
いとき、JPEG方式の符号化手段を選択することを特
徴としている。
【0014】請求項9記載の発明では、階調数が少ない
画像と、階調数が多い画像との中間の階調数であると
き、JPIG方式またはJPEG方式の符号化手段を選
択することを特徴としている。
【0015】
【発明の実施の形態】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。本実施例を説明する前に、本
発明が利用する各符号化方式について簡単に説明する。 〈JBIG方式〉JBIG(Joint Bi−lev
el Image Group)は、2値画像の効率的
な符号化方式として、国際標準に制定された符号化方式
である。すなわち、PRES(Progressive
REduction Scheme)では原画の水平
方向、垂直方向の解像度をそれぞれ1/2にすることに
より階調画像を形成し、TP(Typical Pre
diction)では、余白領域などの注目画素の近隣
が同じ画素を一括して符号化する。DT(Determ
inistic Prediction)では、縮小方
式に依存して、高解像度の画像を決定的に予測する。こ
れらTP、DPは符号化効率の改善よりも符号化速度の
向上を狙ったものである。
【0016】この結果はさらにテンプレートに入力され
る。この部分は参照画素が決定しているモデルテンプレ
ートまたは画素の周期的相関があるときにはこれを符号
化に利用しようとするアダプティブ・テンプレートがあ
る。ここで得られた結果をエントロピー符号器である算
術符号器(QM−coder)で符号化して、符号が生
成される。
【0017】〈JPEG方式〉JPEGの基本は離散コ
サイン変換(DCT)を用いたDCT方式であり、カラ
ー静止画に対して非可逆に符号化を行う。すなわち、入
力画像は、符号化器でDCT変換、量子化、エントロピ
ー符号化が行われ、圧縮された画像データが出力され
る。
【0018】〈Lempel−Ziv符号化方式〉Le
mpel−Ziv符号化方式は、符号化前のデータに対
してマルコフ性を利用し、8kbyte(または4kb
yte)のスライド辞書の範囲において、最長一致系列
の探索を行う。3バイト以上の最長一致系列が見つから
なかったときは、その文字の2進数表現に対して一致フ
ラグとして“0”を1ビット先頭に付ける。一方、最長
一致系列が見つかったときは一致フラグとして“1”を
1ビット先頭に付け、最長一致系列のバッファ内の先頭
位置およびその長さを付けて符号化する。
【0019】図1は、本発明の実施例の構成を示す。1
は符号化すべきデータファイルを格納した未符号化デー
タ格納部、2は入力されたデータファイルの種類を識別
するファイル識別部、3は識別結果に従って、未符号化
データファイルを符号化部の何れかに切り替える切り替
え部、4はJBIG符号化部、5はJPEG符号化部、
6はLempel−Ziv符号部、7は符号化データフ
ァイルにファイル種類識別結果をヘッダとして付加する
後処理部、8は符号化されたデータファイルを格納する
符号化済データ格納部である。
【0020】なお、上記した符号化部は一例であって、
他にMH、MR、MMRなどの符号化方法を選択しても
よい。
【0021】未符号化データファイルは、切り替え部3
とファイル識別部2に入力される。ファイル識別部2
は、入力されたデータファイル(画像ファイル、実行フ
ァイル、文書ファイル、フォントファイル)から画像フ
ァイルを識別する。
【0022】図5、図6、図7は、画像ファイルとして
テレビジョン学会標準テストデータ(カラー階調画像
#1)を用いたときの、バイトパターンの頻度分布例を
示す(横軸iはバイトパターン、縦軸は出現頻度h
(i)である)。図の頻度分布から明らかなように、画
像ファイルは、中央付近にピーク値をもつことが分か
る。
【0023】図8、図9は、実行ファイルのバイトパタ
ーン頻度分布例を示し、図8はファイルモード変換プロ
グラムの場合のバイトパターン頻度分布であり、図9は
電卓プログラムの場合のバイトパターン頻度分布であ
る。実行ファイルの特徴は、バイトパターンが全体に低
頻度で分布している。
【0024】図10、図11、図12は、文書ファイル
としてCCITTファクシミリテストチャート(#1英
語、#4フランス語、#7日本語)を用いたときのバイ
トパターンの頻度分布を示す。文書ファイルの特徴とし
て、LF(改行文字)、CR(復帰文字)の文字コード
の出現頻度が高い。また、日本語テキストの場合は、2
バイトであるので、英文テキスト、仏文テキストとバイ
トパターンが異なる。
【0025】図13、図14は、フォントファイルとし
て、Microsoft TrueType Font
の明朝体、ゴシック体を用いたときのバイトパターン頻
度分布を示す。何れのバイトパターンも100以下の部
分に集中している。
【0026】図2、3は、ファイル識別部2の処理フロ
ーチャートであり、入力データファイルから画像ファイ
ルを識別し、さらに画像ファイルに対して、 1)JBIG符号化方式 2)JPEG符号化方式 の何れの方式で符号化した方が有利であるかを判定す
る。なお、以下の説明では多値画像を対象として説明す
る。
【0027】また、ここでは正の整数値のバイトパター
ンをピクセル値として持つ色空間を例にしているが、負
の値でも同様な判定が可能である。
【0028】図2のステップ101から108は、画像
ファイルの第1の特徴である、(a)「一定のバイトパ
ターン内に発生するバイトがほぼ連続する」という特徴
を判定基準にしたものであり、図3のステップ109か
らステップ111は、画像ファイルの第2の特徴であ
る、(b)「バイトパターンの発生度数平均値が全体の
分布のほぼ中心の範囲に収まる」という特徴を判定基準
に用いたものである。
【0029】さらに、図3のステップ112からステッ
プ116では、画像ファイルと判断された場合、符号化
効率の観点から、その最大階調ビット数によって、 1)JBIG符号化方式 2)JPEG符号化方式 の何れで符号化すべきかを判定している。
【0030】画像ファイルと判定されなかった場合は、
すべてLempel−Ziv符号化方式を用いて符号化
効率の高い符号化が行われる。
【0031】図2、3中の各変数の意味は、次の通りで
ある。
【0032】i:バイトパターン h(i):バイトパターンiの発生度数 i^:バイトパターンiの発生度数平均値 j:h(i)がs未満の値を示すとき、iが連続する距
離 m=h(i^−3σ):境界値の最小値 n=h(i^+3σ):境界値の最大値 σ:標準偏差 s:h(i)の最小発生度数のスレッシュホールド値 l:h(i)がs未満のとき、h(i)の連続性を識別
するためのスレッシュホールド値(つまり、s未満のh
(i)のクラス(i)数が、l個未満であればh(i)
は連続していると判定し、l個以上であればh(i)は
連続していないと判定する。図4は、s=2、l=3の
場合のh(i)の一例であり、s(=2)未満でクラス
数=4(>3)であり、h(i)が連続していない例を示
している) k:最小発生度数h(i)がs未満の事象が連続して発
生する開始位置 [a]はaを下回らない最小の整数aを表す。
【0033】ステップ101:入力データファイルのバ
イトパターンについて、発生頻度分布の3σの境界値
(m、n)を計算する。ここで、3σまでに限定してい
るのは、異常値の発生によって誤判定することを防止す
るためである。
【0034】ステップ102:「ほぼ連続する」ことを
判定するための初期値として、k(開始位置)に境界値
mを代入する。ここでkは連続する範囲の左境界(値の
小さい方)を示すことになる。
【0035】ステップ103:初期値として、j=0を
代入する。jはh(i)がs未満の値を示すときのiが
連続する距離を示す値である。
【0036】ステップ104:ファイルの終わり位置
(n)まで、h(i)がs未満の値を示すときは、頻度
分布h(i)が連続せず、まばらであることを示してい
る。これは画像以外のフォント、文書、実行ファイルに
ついて特徴的である。この判定でyesとなったとき、
入力データファイルは画像以外のフォント、文書、実行
ファイルであることになる。そこで、このときは、切り
替え部3がLempel−Ziv符号化部6を選択し
て、Lempel−Ziv符号化方式(LHAなど)で
符号化を行うように指示する(ステップ117)。一
方、この判定でnoとなったときには、画像ファイルで
ある可能性が高い。
【0037】ステップ105:ステップ104でnoと
なったとき、次に、「h(i)がs未満の値を連続して
発生しているか否か」を判定する。そのスレッシュホー
ルド値が1であり、十分な画像の大きさがあれば、l=
1となる。このときyesとなるためにはj=0(j<
l)、すなわちバイトパターンは連続して発生している
ことを示す。このときは、入力データファイルの特徴
は、画像ファイルの上記した第1の特徴(a)に合致す
るため、画像ファイルである可能性がある。
【0038】ステップ106、107:ステップ105
の判定については、最小発生度数を規定しておく必要が
あり、ここではその値をsで示す。ここでsは、「入力
データファイルに含まれる画像ファイルの大きさは十分
ある」という仮定が成り立てばs=1でよい。このステ
ップ106で、最小発生度数以内であると判定されれ
ば、さらにそれが連続するか否かを判定するために、連
続する距離jをインクリメント(j=j+1)させ(ス
テップ107)、ステップ104に戻り、再び入力ファ
イルの種類の判定を行う。
【0039】ステップ108:ステップ106の判定に
おいて、最小発生度数(s)以上であれば、開始位置k
を現在の(k+j)の値に設定して、再びステップ10
3に戻り、入力ファイルの種類判定を行う。
【0040】以上、ステップ101から108までの処
理によって、画像ファイルのバイトパターンの特徴
(a)を利用した判定が終了する。なお、上記したs、
lのスレッシュホールド値は、入力される画像サイズに
よって決定される。すなわち、実験的に、様々な入力デ
ータファイルに対して上記判定を繰り返すことにより、
最適な値を求める。
【0041】次に、ステップ109以下について説明す
る。ここでは画像ファイルの第2の特徴(b)を利用し
て、入力データファイルの種類の判定を行う。
【0042】ステップ109:バイトパターンiの発生
度数平均値i^を計算する。ここでも3σの範囲内に限
ってよい。
【0043】ステップ110:入力データファイルのバ
イトパターンに対して、その最大値のビット数dを求め
る。
【0044】ステップ111:ステップ109、110
で計算したi^、dの値を基に、発生度数平均値(重
心)が全体のほぼ中心に収まっているか否かを判定す
る。これは画像の第2の特徴(b)を利用したものであ
る。ここで中心に収まっていない、すなわち式を満たさ
ないと判定されると、入力データファイルは画像以外で
あると判定され、ステップ117に進み、Lempel
−Ziv符号化方式(LHAなど)により符号化され
る。一方、中心に収まっていると判定されたならば、入
力データファイルは最終的に画像ファイルであると判定
される。
【0045】ステップ112:切り替え部3は、画像フ
ァイルの階調ビット数の値に応じて、符号化方式を選択
する。すなわち、4ビット以内の低階調画像に対しては
JBIG符号化方式が一般に高い符号化効率を示すこと
が知られているので、dの値が低階調画像を示す場合に
は(0<d≦4)、ファイル識別部2は、切り替え部3
に対してJBIG符号化部4を選択するように指示する
(ステップ116)。
【0046】ステップ113:入力画像の階調ビット数
が中階調画像を示す場合には(4<d≦7)、ファイル
識別部2は、切り替え部3に対してJBIG符号化部4
またはJPEG符号化部5の何れかを選択するように指
示する(ステップ115)。このとき、どちらの符号化
方式を選ぶかは実験を行って確認すればよい。あるいは
全くプロトコルマターであるので、どちらかに決めても
符号化効率には大きな影響を及ぼさない。
【0047】ステップ114:入力画像が高階調画像
(d≧8)であると判定されたときは、JPEG符号化
方式で符号化した方が一般的に符号化効率が高いので、
ファイル識別部2は、切り替え部3に対してJPEG符
号化部5を選択するように指示する。
【0048】なお、ステップ111の判定において、ほ
ぼ中心に集まっているか否かの判定式における判定の幅
については、実験を行って、画像ファイルとそれ以外が
識別されるような値を求める。
【0049】上記した処理によって、入力データファイ
ルの種類が画像ファイルとそれ以外に分けられ、それぞ
れに適した符号化方式を選定することができる。
【0050】ファイル識別部2は、上記した特徴に基づ
いて画像ファイルと、その階調数を識別し、その識別結
果を切り替え部3と後処理部7に送る。切り替え部3
は、ファイル識別部2からの切り替え指示に従って、未
符号化データファイルを、JBIG符号化部4、JPE
G符号化部5、Lempel−Ziv符号部6、の何れ
かに送り、選択された符号化部で未符号化データファイ
ルを符号化し、その結果を後処理部7に送る。後処理部
7は、符号化データファイルにファイル識別部2から送
られたファイル種類の識別結果をヘッダとして付加し、
符号化済データファイルとして符号化済データ格納部8
に出力する。
【0051】なお、本発明は上記した実施例に限定され
るものはなく、入力データファイルとして、例えば、音
声ファイル、音楽ファイルを圧縮する場合にも適用可能
である。また、本発明は、CPU(中央処理装置)、R
AM(ランダムアクセスメモリ)、ROM(読み出し専
用メモリ)、外部記憶装置(ハードウェアディスクな
ど)、I/O(入出力装置)などから構成された汎用プ
ロセッサを用いて実行することも可能である。
【0052】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、ユーザがどの符号化方法を用いて入力データファイ
ルを圧縮した方が有利であるかという知識を必要とせ
ず、またその符号化方法を指定することなく、入力デー
タファイルに最適な符号化方式が選択されて符号化され
るので、従来と同等の圧縮率を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成を示す。
【図2】ファイル識別部の処理フローチャートである。
【図3】図2の続きの処理フローチャートである。
【図4】本発明で用いる変数を説明する図である。
【図5】画像ファイルのバイトパターン頻度分布例を示
す。
【図6】画像ファイルのバイトパターン頻度分布の他の
例を示す。
【図7】画像ファイルのバイトパターン頻度分布の他の
例を示す。
【図8】実行ファイルのバイトパターン頻度分布を示
す。
【図9】実行ファイルのバイトパターン頻度分布の他の
例を示す。
【図10】英文テキストのバイトパターン頻度分布を示
す。
【図11】仏文テキストのバイトパターン頻度分布を示
す。
【図12】日本語テキストのバイトパターン頻度分布を
示す。
【図13】明朝体を用いたときのバイトパターン頻度分
布を示す。
【図14】ゴシック体を用いたときのバイトパターン頻
度分布を示す。
【符号の説明】
1 未符号化データ格納部 2 ファイル識別部 3 切り替え部 4 JBIG符号化部 5 JPEG符号化部 6 Lempel−Ziv符号部 7 後処理部 8 符号化済データ格納部

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力データファイルを符号化して圧縮す
    る符号化装置において、異なる符号化方式を採る複数の
    符号化手段と、該入力データファイルの種類を識別する
    手段と、該識別結果に応じて複数の符号化手段から一つ
    の符号化手段を選択する手段と、該選択された符号化手
    段によって符号化されたデータファイルを出力する手段
    とを備えたことを特徴とする符号化装置。
  2. 【請求項2】 前記入力データファイルは、画像ファイ
    ル、実行ファイル、文書ファイル、フォントファイルを
    含むファイルであることを特徴とする請求項1記載の符
    号化装置。
  3. 【請求項3】 前記識別手段は、前記入力データファイ
    ルから画像ファイルを識別することを特徴とする請求項
    1記載の符号化装置。
  4. 【請求項4】 前記画像ファイルの識別は、入力バイト
    パターンの分布の連続性を基に識別することを特徴とす
    る請求項3記載の符号化装置。
  5. 【請求項5】 前記画像ファイルの識別は、入力バイト
    パターンの分布の連続性と、入力バイトパターンの発生
    度数平均値が所定の範囲内にあることを基に、識別する
    ことを特徴とする請求項3記載の符号化装置。
  6. 【請求項6】 前記選択手段は、画像ファイルの階調数
    に応じて一つの符号化手段を選択することを特徴とする
    請求項1記載の符号化装置。
  7. 【請求項7】 前記階調数が少ないとき、JPIG方式
    の符号化手段を選択することを特徴とする請求項6記載
    の符号化装置。
  8. 【請求項8】 前記階調数が多いとき、JPEG方式の
    符号化手段を選択することを特徴とする請求項6記載の
    符号化装置。
  9. 【請求項9】 階調数が少ない画像と、階調数が多い画
    像との中間の階調数であるとき、JPIG方式またはJ
    PEG方式の符号化手段を選択することを特徴とする請
    求項6記載の符号化装置。
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