JPH0832820A - 誤差拡散法2値画像の符号化装置 - Google Patents

誤差拡散法2値画像の符号化装置

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JPH0832820A
JPH0832820A JP6189015A JP18901594A JPH0832820A JP H0832820 A JPH0832820 A JP H0832820A JP 6189015 A JP6189015 A JP 6189015A JP 18901594 A JP18901594 A JP 18901594A JP H0832820 A JPH0832820 A JP H0832820A
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淳 小池
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    • H04N1/4105Bandwidth or redundancy reduction for halftone screened pictures

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誤差拡散法で2値化された白黒2値画像を高
効率で符号化することのできる符号化装置を提供するこ
と。 【構成】 画像入力および画素選択部2は、誤差拡散法
で2値化された白黒2値画像である入力画像1から、符
号化対象画素?に対する第1の選択画素3aと、該第1
の選択画素3aの周囲の画素である第2の選択画素3b
とを選択する。第1の選択画素3aは画素パターン2進
数変換器4に送られ、2進数に変換される。一方、前記
第2の選択画素3bは画素値加算器5に送られる。該画
素値加算器5は第2の選択画素3b中の黒画素の数を加
算する。続いて、該加算値は2進数変換器6に送られ、
2進数に変換される。前記2進数変換器6と画素パター
ン2進数変換器4から出力された2進数は互いに結合さ
れて、符号化情報テーブルが内蔵されたROMのアドレ
ス入力端子に入力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は誤差拡散法2値画像の
符号化装置に関し、特に誤差拡散法により2値化された
画像を効率よく符号化できるようにした誤差拡散法2値
画像の符号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】連続調画像を2値画像に変換する方法の
一つとして、ディザ法がある。この方法は、元の画像
に、周期的な配列を雑音として加えることにより、疑似
中間調を表現するものである。また、他の方法として、
誤差拡散法がある。この方法は、連続調画像に含まれる
情報の損失を避けるために、2値化の際に生じる量子化
誤差を、周辺画素に一定の割合で加えることにより、非
周期的なパターンで疑似中間調を表現するものである。
この誤差拡散法は、一般的に、ディザ法に比べて高画質
の2値画像を得ることができる。
【0003】次に、従来の白黒2値画像の符号化方式の
一つとして、図4に示されているような、JBIG方式
(国際標準方式ITU−TT.82)がある。この符号
化方式は概略次のようなものである。図示されているよ
うな2値化された入力画像21があったとすると、画像
入力および画素選択部22にて、符号化対象画素?の周
囲の画素を選択する。例えば、図示されているような、
10ビットの周囲画素を選択し、これを選択画素23と
する。該選択画素23は画素パターン2進数変換器24
に入力し、2進数に変換される。図示の例の場合には、
該2進数は、10ビットの「0010100000」と
なる。この2進数は、符号化情報テーブル25を内蔵す
るROMのアドレス信号として、該ROMのアドレス入
力端子26に入力する。そうすると、該ROMからは、
例えば8ビットの符号化情報27が出力される。続い
て、該符号化情報27に前記符号化対象画素?の値が組
み合わされ、符号化データ28が作成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来の符号化
方式は、ディザ法で2値化された白黒2値画像に適用す
ると、高効率で符号化できることが知られている。しか
しながら、誤差拡散法で2値化された高画質の2値画像
に適用すると、高い符号化効率を達成することができな
いという問題があった。この理由は、ディザ法で2値化
された白黒2値画像は、周期的な配列を雑音として加え
ることにより、疑似中間調を表現しているので、画像の
全部を符号化するために、符号化対象画素?を更新して
いく過程において、同じ選択画素23のパターンが出て
くる頻度が大きい。これに対して、誤差拡散法で2値化
された白黒2値画像は、非周期的なパターンで疑似中間
調を表現するものであるので、符号化対象画素?を更新
していく過程において、同じ選択画素23のパターンが
出てくる頻度が小さいからである。
【0005】本発明の目的は、前記した従来技術の問題
点を除去し、誤差拡散法で2値化された白黒2値画像を
高効率で符号化することの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、本発明の特徴は、誤差拡散法により2値化された画
像を効率よく符号化できるようにした誤差拡散法2値画
像の符号化装置であって、符号化対象画素の周囲の複数
の画素からなる第1の選択画素と、該第1の選択画素の
周囲の複数の画素からなる第2の選択画素とを抽出する
選択画素抽出手段と、前記第2の選択画素の中の同種類
の画素を加算する加算手段と、前記加算手段の出力値
と、前記第1の選択画素とからコンテキストを生成する
手段と、該コンテキストから符号化情報を生成し、該符
号化情報と前記符号化対象画素値から符号化データを生
成する算術符号化手段とを具備した点に特徴がある。
【0007】
【作用】本発明によれば、コンテキストが第1の選択画
素と、前記加算手段によって加算された第2の選択画素
により構成される。このため、誤差拡散法により2値化
された画像の非周期性が丸められて、前記算術符号化手
段により符号化されるため、符号化効率を高めることが
できる。
【0008】
【実施例】以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説
明する。まず、図1を参照して、本発明の符号化装置の
原理を説明する。画像入力および画素選択部2は、誤差
拡散法で2値化された白黒2値画像である入力画像1の
符号化対象画素?の周囲の画素を選択して出力する。本
発明では、該画像入力および画素選択部2は、該符号化
対象画素?に対する第1の選択画素3aと、該第1の選
択画素3aの周囲の画素である第2の選択画素3bとを
選択する。該第1の選択画素3aは例えば6ビットから
なり、第2の選択画素3bは例えば15ビットから構成
されている。
【0009】次いで、前記第1の選択画素3aは画素パ
ターン2進数変換器4に送られ、2進数に変換される。
図示の例では、該2進数は、「010000」となる。
一方、前記第2の選択画素3bは画素値加算器5に送ら
れる。該画素値加算器5は第2の選択画素3b中の同種
類の画素、例えば、黒画素の数を加算する。図示の例で
は、「4」となる。続いて、該加算値は2進数変換器6
に送られ、2進数に変換される。図示の例では、「01
00」となる。前記2進数変換器6と画素パターン2進
数変換器4から出力された2進数は互いに結合されて1
0ビットの2進数とされて、符号化情報テーブル7が内
蔵されたROMのアドレス入力端子8に入力する。以降
の動作は、従来装置のそれと同じであるので、説明を省
略する。なお、前記2進数変換器6と画素パターン2進
数変換器4から出力された2進数の合計を10ビットと
したのは、市販の大部分のROMのアドレス入力端子8
が10ビットであるので、これに合わせたというだけの
理由であり、10ビットに限定されないことは勿論であ
る。
【0010】次に、本発明の一実施例を、図2のブロッ
ク図を参照して説明する。図において、11は誤差拡散
法で2値化された白黒2値画像である入力画像1を読取
る画像入力スキャナ装置、12は数ライン分の容量をも
つラインメモリ、13は該ラインメモリ12の所定のア
ドレス、すなわち前記第1の選択画素3aおよび第2の
選択画素3bのアドレスを指示するアドレスカウンタで
ある。また、14は前記ラインメモリ12から読み出さ
れた第1の選択画素3aを一時記憶する第1のレジス
タ、15は前記ラインメモリ12から読み出された第2
の選択画素3bを一時記憶する第2のレジスタ、16は
該第2のレジスタ15の出力を加算し2進符号で出力す
る加算器、17は該加算器の出力を上位ビットとし、第
1のレジスタ14の出力を下位ビットとするコンテキス
ト(context)用レジスタである。該コンテキストの値
は、各注目画素の値(0または1)をビット(0または
1)に対応させたものである。
【0011】また、18は算術符号化器であり、前記符
号化情報テーブルを内蔵するROM18aと、算術符号
化器レジスタ18bを有している。該算術符号化器18
は、ラインメモリ12から符号化対象画素の値を受取
り、かつコンテキスト用レジスタ17からコンテキスト
の値を受取り、そのコンテキストに対応する画素値の出
現確率を符号化情報テーブル18aから引出し、前記符
号化対象画素の値と前記画素値の出現確率とを算術符号
化器レジスタ18bで演算して、符号化データを出力す
る。なお、該算術符号化器18は周知であるので、詳し
い説明は省略する。
【0012】いま、図3に示されているように、前記第
2の選択画素3bの各要素をC1〜C15とし、第1の
選択画素3aの各要素をX1〜X6とすると、コンテキ
スト用レジスタ17には、次の演算式で表されるデータ
CXが格納されることになる。
【0013】
【数2】 次に、本発明の一実施例の動作を、図2を参照して説明
する。誤差拡散法で2値化された白黒2値画像である入
力画像1は画像入力スキャナ装置11により読取られ、
“1”と“0”の2値の電気信号に変換される。この2
値信号はラインメモリ12に順次入力される。アドレス
カウンタ13は符号化対象画素?とそれに対する第1、
第2の選択画素3a、3bのアドレスを指定する。該ア
ドレスカウンタ13は符号化対象画素?が移動すると、
該移動した符号化対象画素?に対する第1、第2の選択
画素3a、3bのアドレスを指定する。
【0014】この結果、第1のレジスタ14には、前記
アドレスカウンタ13によって指定された第1の選択画
素3aが入力する。一方、第2のレジスタ15には、前
記アドレスカウンタ13によって指定された第2の選択
画素3bが入力する。加算器16は該第2のレジスタ1
5中の黒画素の数を加算し、その結果を2進符号で出力
する。この加算結果はコンテキスト用レジスタ17の上
位ビットに格納され、一方第1のレジスタ14のデータ
はコンテキスト用レジスタ17の下位ビットに格納され
る。
【0015】次に、該コンテキスト用レジスタ17のデ
ータは算術符号化器18に送られる。該データは算術符
号化器18中のROM18aのアドレス端子に入力され
る。該ROM18aからは符号化情報が読み出され、算
術符号化器レジスタ18bに送られる。該算術符号化器
レジスタ18bは、ラインメモリ12からの符号化対象
画素の値と、ROM18aからの符号化情報とを、予め
定められた演算式に従って演算することにより符号化デ
ータを生成し、出力する。
【0016】以上のように、本実施例によれば、コンテ
キスト用レジスタ17に格納されるデータを、第1の選
択画素3aと、第2の選択画素3bの黒画素の数を加算
した値とから構成したので、誤差拡散法で2値化された
白黒2値画像である入力画像を、高い効率で符号化する
ことができるようになる。以下に、このような効果が得
られる理由を定性的に説明する。
【0017】従来のJBIG方式は、図4で説明したよ
うに、周囲の画素のパターンを、そのまま予測モデルと
して使用している。誤差拡散法による画像の場合、周辺
画素のパターンが上記のように非周期的であるため、画
素の値が0か1かを周囲の画素から予測して出現確率を
正確に近似するのが困難である。このため、ディザ画像
に対してほどの符号化効率が達成できない。
【0018】しかしながら、本実施例では、誤差拡散法
において、元の連続調画像の階調レベルにより、画素の
パターンが変化することを利用している。一般に、誤差
拡散法により生成される画素の場合、2値化された画像
から隣接する画素を選択して階調表現を行うと、かなり
の割合で、元の連続調画像の階調レベルと近い値が得ら
れる。そこで、周辺画素から元の連続調画像の階調レベ
ルを推定するため、適当に選択した周辺画素の値を加算
した値を用いる。階調レベル毎に場合分けを行うことに
より、画素値の出現確率を正確に近似する事が可能にな
る。したがって、各階調レベル毎に別々のコンテキスト
を用いることにより、符号化効率の向上を図ることがで
きる。
【0019】本実施例に従って、当方で用意した誤差拡
散法で2値化された白黒2値画像を符号化した結果、図
4の従来方式に比べて、平均で7%、最大で16%程度
の効率改善を得ることができた。
【0020】
【発明の効果】誤差拡散法で2値化された白黒2値画像
は非周期的な画素データから構成されるので、従来方式
で該白黒2値画像を符号化しても、ディザ法で2値化さ
れた白黒2値画像の符号化に比べて効率は上がらない
が、この発明によれば、前記第2の選択画素を加算処理
するようにしているので、該第2の選択画素のパターン
の非周期性が丸められる。すなわち、該第2の選択画素
を構成する画素パターンに違いがあっても、黒画素の総
数が同じであれば、同一の第2の選択画素とみなされる
ことになり、非周期性が丸められる。このため、従来の
算術符号化器を用いて符号化しても、符号化効率を向上
することができる。
【0021】また、符号化された画像は、誤差拡散法で
2値化された白黒2値画像を符号化したものであるの
で、その品質すなわち画質は良好である。
【0022】この発明の符号化方式は、例えば誤差拡散
法による2値化手段を備えたファクシミリ装置に適用す
ると、その効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の原理を説明するための説明図であ
る。
【図2】 本発明の一実施例の概略の構成を示すブロッ
ク図である。
【図3】 本実施例の第1の選択画素および第2の選択
画素の一例を示す図である。
【図4】 従来の符号化方式の説明図である。
【符号の説明】
1…入力画像、2…画像入力および画素選択部、3a…
第1の選択画素、3b…第2の選択画素、4…画素パタ
ーン2進数変換器、5…画素値加算器、6…2進数変換
器、11…画像入力スキャナ装置、12…ラインメモ
リ、13…アドレスカウンタ、14…第1のレジスタ、
15…第2のレジスタ、16…加算器、17…コンテキ
スト用レジスタ、18…算術符号化器、18a…RO
M、18b…算術符号化器レジスタ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誤差拡散法により2値化された画像を効
    率よく符号化できるようにした誤差拡散法2値画像の符
    号化装置であって、 符号化対象画素の周囲の複数の画素からなる第1の選択
    画素と、該第1の選択画素の周囲の複数の画素からなる
    第2の選択画素とを抽出する選択画素抽出手段と、 前記第2の選択画素の中の同種類の画素を加算する加算
    手段と、 前記加算手段の出力値と、前記第1の選択画素とからコ
    ンテキストを生成する手段と、 該コンテキストから符号化情報を生成し、該符号化情報
    と前記符号化対象画素値から符号化データを生成する算
    術符号化手段とを具備したことを特徴とする誤差拡散法
    2値画像の符号化装置。
  2. 【請求項2】 請求項1の誤差拡散法2値画像の符号化
    装置において、 前記コンテキストCXは、前記第1の選択画素をXi
    (ただし、i=1,2,…、m;mは整数)とし、前記
    第2の選択画素をCi (ただし、i=1,2,…,n;
    nは整数)とした時、下記の式で表されることを特徴と
    する誤差拡散法2値画像の符号化装置。 【数1】
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