JPH0916754A - 画像読み取り装置および画像圧縮装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】画像読み取り時間が従来に比べてより一層短縮
することが出来る画像読み取り装置及び、画像情報を従
来に比べてより一層高い圧縮率で圧縮することが出来る
画像圧縮装置を提供することを目的とする。 【構成】読み取り対象となる画像から、予め定められた
所定の読み取り解像度又は、所定の解像度に基づいて、
画像情報を読み取るラインセンサ１０３と、読み取られ
た画像情報からフラクタル次元を計算し、少なくともそ
の計算結果を利用して、画像の複雑さの程度を評価する
フラクタル次元計算部２と、その評価結果を利用して、
画像の読み取り解像度を決定するタイミング制御部３等
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，例えばスキャナ，
ファクシミリ，複写機等に用いられる、画像の読み取り
装置及び画像圧縮装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像読み取り装置の一例として，スキャ
ナを取り上げ従来技術の説明をする。従来のスキャナの
概略構造を図１０に示す。図１０（ａ）は卓上型のスキ
ャナを示しており，１０１は原稿を読みとるためのライ
ンセンサと原稿を照らす光源（図では蛍光ランプ）から
構成されたキャリッジ，１０２は原稿を置くための原稿
台であり，ガラスなどの透明な材料でできている。原稿
は読み取りの対象となる面を下にして原稿台２に置く。
この原稿台上の原稿をキャリッジ１は図のｙ方向に移動
しながら読みとっていく。このスキャナの機構を詳細に
示したのが図１０（ｂ）である。ラインセンサ１０３
は，図のｘ方向の１ライン分の画像情報を読み込むこと
ができる。したがって，モータ１０５によって。キャリ
ッジ１０１をｙ方向に動かすことにより，原稿の持つ２
次元の画像情報を得ることができる。

【０００３】この従来のスキャナの構成を，機構だけで
なく制御回路を含めた形で表現すると，図１０（ｃ）の
ようなブロック図になる。従来のスキャナでは，画像の
読み取り解像度はユーザが指定する。具体的には，ユー
ザからの解像度入力をインタフェース部１１０が受け，
その信号をモータ駆動部１０６，ランプ駆動部１０７，
ラインセンサスキャン部１０８に伝達する。モータ駆動
部１０６は入力された解像度のｙ方向成分に比例させて
モータ１０５を制御しキャリッジ１０１を移動させる。
入力された解像度が高ければ遅く動かし，解像度が低け
れば早く動かす。ラインセンサスキャン部１０８もこれ
と同様であり，入力された解像度のｘ方向成分に合わせ
てラインセンサ１０３により画像を読みとる。入力され
た解像度のｘ方向成分が低ければ粗く読み取り，高けれ
ば細かく読みとる。なお，蛍光ランプ１０４はランプ駆
動部１０７によりラインセンサ１０３の読み取りに同期
させて発光させる。読みとった画像データはデータ出力
部１０９で増幅され，そしてデジタル信号に変換されて
出力される。

【０００４】このような動作を行うことにより，ユーザ
の指定した解像度で画像を読み取ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に，上述した従来
の装置では、画像の読み取り解像度は，読みとった画像
をどのように使用するかによって決める。例えば，読み
とった画像をＣＲＴディスプレイに出力する場合は72DP
I，レーザプリンタに出力する場合は 300DPI といった
ように，使用する出力デバイスの物理的な特性によって
決める。即ち、あくまで出力装置として使用する機器に
のみ着目して、画像の読み取り解像度を決定していたわ
けである。

【０００６】しかし，読みとった画像の用途が複数ある
場合や汎用の画像データベースを構築する場合など用途
が特定できない場合は，この方法で解像度を決めること
ができない。このような場合，一般的には予想される最
も大きい解像度で読み込むことが多い。

【０００７】しかし，このように解像度を大きくすれば
するほど，読み込みに多量の時間がかかり，また，情報
を格納するための記憶容量も大きくなるという課題があ
った。

【０００８】本発明は、従来のこの様な課題を解決する
ためになされたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の本発明は、読
み取り対象となる画像の一部分から、所定の読み取り解
像度に基づいて、画像情報を読み取る画像読み取り手段
と、前記読み取られた画像情報からフラクタル次元を計
算し、少なくともその計算結果を利用して、前記画像一
部分の複雑さの程度を評価する複雑度評価手段と、その
評価結果を利用して、前記画像の他の部分の読み取り解
像度を決定する解像度決定手段とを備え、（ａ）前記画
像読み取り手段に対して、前記画像の一部分を予め定め
られた読み取り解像度で読み込ませ、（ｂ）前記複雑度
評価手段に対して、その画像の一部分の前記複雑さの程
度を評価させ、（ｃ）前記解像度決定手段に対して、そ
の評価結果で前記読み取り解像度を決めさせ、（ｄ）前
記画像読み取り手段に対して、その読み取り解像度で前
記画像の他の部分を読み込ませ、前記（ｂ）〜（ｄ）の
一連の動作を同様に繰り返し行わせ、又は行わせない制
御手段を備えた画像読み取り装置である。

【００１０】請求項２の本発明は、読み取り対象となる
画像の全部又は一部から、予め定められた所定の読み取
り解像度に基づいて、画像情報を読み取る第１の画像読
み取り手段と、前記読み取られた画像情報からフラクタ
ル次元を計算し、少なくともその計算結果を利用して、
前記画像の全部又は一部の領域におけるその画像の複雑
さの程度を評価する複雑度評価手段と、その評価結果を
利用して、前記読み取り解像度を決定する解像度決定手
段と、その決定された読み取り解像度を用いて前記画像
の全部を読み取る第２の画像読み取り手段とを備えた画
像読み取り装置である。

【００１１】請求項３の本発明は、対象画像からフラク
タル次元を含む複数の画像特徴量を求める画像特徴量計
算部と，前記画像特徴量に基づいてファジィ積分演算を
行い対象画像に対して複雑さの評価値を求める総合評価
値計算部と，前記評価値から読み取り解像度を決める解
像度決定部を備え，前記解像度決定部で決められた解像
度にしたがって画像を読み取る画像読み取り装置であ
る。

【００１２】請求項４の本発明は、入力される画像情報
を圧縮処理する圧縮処理手段と、前記圧縮処理を行なう
ための圧縮プログラムが予め複数種類格納されている圧
縮プログラム格納手段と、前記入力される画像情報から
フラクタル次元を計算し、少なくともその計算結果を利
用して、前記画像情報の全部又は一部の領域におけるそ
の画像情報の特徴を評価する画像特徴評価手段と、その
評価結果に基づいて、前記圧縮プログラム格納手段の中
から圧縮プログラムを抽出し、前記圧縮処理に用いる圧
縮プログラムを切り替えるための切り替え手段とを備え
た画像圧縮装置である。

【００１３】請求項５の本発明は、対象画像からフラク
タル次元を計算するフラクタル次元計算部と，前記フラ
クタル次元の値にしたがって対象画像に対する画像圧縮
方法を切り替える圧縮方法切り替え部を備えた画像圧縮
装置である。

【００１４】請求項６の本発明は、対象画像の局所的な
画像情報からフラクタル次元を計算する局所フラクタル
次元計算部と，前記フラクタル次元の値にしたがって対
象画像に対する画像圧縮方法を切り替える圧縮方法切り
替え部を備えた画像圧縮装置である。

【００１５】請求項７の本発明は、対象画像からフラク
タル次元を含む複数の画像特徴量を求める画像特徴量計
算部と，前記画像特徴量に基づいてファジィ積分演算を
行い対象画像の特徴の評価値を求める総合評価値計算部
と，前記総合評価値計算部の出力にしたがって対象画像
に対する圧縮方法を切り替える圧縮方法切り替え部を備
えた画像圧縮装置である。

【００１６】請求項１の本発明では、画像読み取り手段
が読み取り対象となる画像の一部分から、所定の読み取
り解像度に基づいて、画像情報を読み取り、複雑度評価
手段が前記読み取られた画像情報からフラクタル次元を
計算し、少なくともその計算結果を利用して、前記画像
一部分の複雑さの程度を評価し、解像度決定手段がその
評価結果を利用して、前記画像の他の部分の読み取り解
像度を決定し、制御手段が、（ａ）前記画像読み取り手
段に対して、前記画像の一部分を予め定められた読み取
り解像度で読み込ませ、（ｂ）前記複雑度評価手段に対
して、その画像の一部分の前記複雑さの程度を評価さ
せ、（ｃ）前記解像度決定手段に対して、その評価結果
で前記読み取り解像度を決めさせ、（ｄ）前記画像読み
取り手段に対して、その読み取り解像度で前記画像の他
の部分を読み込ませ、前記（ｂ）〜（ｄ）の一連の動作
を同様に繰り返し行わせ、又は行わせない。

【００１７】これにより、例えば、フラクタル次元を計
算することにより対象画像の複雑さを定量的に検出する
ことができる。この値にしたがって解像度を決定し，モ
ータやラインセンサを制御することにより，対象画像の
複雑さに応じた画像の読み取りが実現できる。これによ
り，再生の解像度が同一の機器を使用して、同程度の画
質を得るために必要な画像の読み取り時間は従来に比べ
てより一層短縮され，かつ，画像を記録しておくための
容量も小さくなる。

【００１８】請求項２の本発明では、第１の画像読み取
り手段が読み取り対象となる画像の全部又は一部から、
予め定められた所定の読み取り解像度に基づいて、画像
情報を読み取り、複雑度評価手段が前記読み取られた画
像情報からフラクタル次元を計算し、少なくともその計
算結果を利用して、前記画像の全部又は一部の領域にお
けるその画像の複雑さの程度を評価し、解像度決定手段
がその評価結果を利用して、前記読み取り解像度を決定
し、第２の画像読み取り手段がその決定された読み取り
解像度を用いて前記画像の全部を読み取る。

【００１９】請求項３の本発明では、画像特徴量計算部
が対象画像からフラクタル次元を含む複数の画像特徴量
を求め、総合評価値計算部が前記画像特徴量に基づいて
ファジィ積分演算を行い対象画像に対して複雑さの評価
値を求め、解像度決定部が前記評価値から読み取り解像
度を決め、前記解像度決定部で決められた解像度にした
がって画像を読み取る。

【００２０】請求項４の本発明では、圧縮処理手段が、
入力される画像情報を圧縮処理し、圧縮プログラム格納
手段が前記圧縮処理を行なうための圧縮プログラムを予
め複数種類格納し、画像特徴評価手段が前記入力される
画像情報からフラクタル次元を計算し、少なくともその
計算結果を利用して、前記画像情報の全部又は一部の領
域におけるその画像情報の特徴を評価し、切り替え手段
がその評価結果に基づいて、前記圧縮プログラム格納手
段の中から圧縮プログラムを抽出し、前記圧縮処理に用
いる圧縮プログラムを切り替える。

【００２１】請求項５の本発明では、フラクタル次元計
算部が対象画像からフラクタル次元を計算し、圧縮方法
切り替え部が前記フラクタル次元の値にしたがって対象
画像に対する画像圧縮方法を切り替える。

【００２２】請求項６の本発明では、局所フラクタル次
元計算部が対象画像の局所的な画像情報からフラクタル
次元を計算し、圧縮方法切り替え部が前記フラクタル次
元の値にしたがって対象画像に対する画像圧縮方法を切
り替える。

【００２３】請求項７の本発明では、画像特徴量計算部
が対象画像からフラクタル次元を含む複数の画像特徴量
を求め、総合評価値計算部が前記画像特徴量に基づいて
ファジィ積分演算を行い対象画像の特徴の評価値を求
め、圧縮方法切り替え部が前記総合評価値計算部の出力
にしたがって対象画像に対する圧縮方法を切り替える。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。

【００２５】図１は，本発明の第一の実施例における画
像読み取り装置の構成図を示すものであり，具体的には
スキャナの構成を示している。

【００２６】図１において，１０３はラインセンサ，１
０４は蛍光ランプ，１０５はモータ，１０６はモータ駆
動部，１０７はランプ駆動部，１０８はラインセンサス
キャン部，１０９はデータ出力部，１１０はインタフェ
ース部であり，以上は従来例の図１０の構成と同様なも
のである。１はデータ出力部１０９から出力された画像
情報を記憶するメモリ，２はメモリ１に蓄えられた画像
情報に対してフラクタル次元を計算するフラクタル次元
計算部，３はフラクタル次元計算部２での計算結果から
読み取り解像度を決定しそれに応じてモータ駆動部１０
６，ランプ駆動部１０７，ラインセンサスキャン部１０
８の動作タイミングを変化させるタイミング制御部であ
る。尚、本発明の第１の画像読み取り手段及び第２の画
像読み取り手段は、ラインセンサ１０３等に対応し、本
発明の複雑度評価手段は、フラクタル次元計算部２等に
対応する。又、タイミング制御部３は、本発明の解像度
決定手段や制御手段を含む手段である。

【００２７】フラクタル次元とは，対象システムの自己
相似性や複雑さを表す指標である。画像情報からフラク
タル次元を求める方法は，学会等でいくつか提案されて
いる。（文献１．金子 博：”フラクタル特徴とテクス
チャ解析”，電子情報通信学会論文誌D Vol.J70-D, No.
5, pp.964-972, 1987，文献２．”画像工学へのフラク
タル次元の応用”画像ラボ No.12, pp.40-47, 1994 参
照）学会等におけるこれまでの研究より，画像情報から
計算されるフラクタル次元は，その画像の複雑さや自己
相似性の定量的な表現指標となることが知られている。

【００２８】一般に従来のスキャナでは，画像の読み取
り解像度は読みとった画像をどのように使用するかによ
って決める。例えば，読みとった画像をＣＲＴディスプ
レイに出力する場合は72DPI，レーザプリンタに出力す
る場合は 300DPI といったように，使用する出力デバイ
スの物理的な特性によって決める。しかし，読みとった
画像の用途が複数ある場合や汎用の画像データベースを
構築する場合など，用途が特定できない場合は，この方
法で解像度を決めることができない。このような場合，
一般的には予想される最も大きい解像度で読み込むこと
が多い。しかし，解像度を大きくすればするほど，読み
込みに多くの時間がかかり，また，情報を格納するため
の記憶容量も大きくなるという課題があった。

【００２９】この課題を解決するために，本発明では原
稿の持つ画像情報に対してフラクタル次元の計算を行
い，その次元値に基づき原稿読み込みの解像度を決定す
る装置を提案する。前述したようにフラクタル次元は対
象画像の持つ複雑さを表すため，原稿から得られたフラ
クタル次元の値が大きければ，画像をきめ細かく読み込
み，逆にフラクタル次元の値が小さければ，画像を粗く
読み込むような制御を行うことにより，複雑な画像は高
い解像度で読み取り，簡単な画像は低い解像度で読み込
むことができる。これにより，原稿ごとに最適な解像度
を求めることができ，全体を最大の解像度で読み込むよ
りも短い時間で１枚の原稿を読みとることができ，ま
た，少ない容量で記憶することができる。

【００３０】機器動作の詳細を図１のブロック図と図２
のフローチャートを用いて説明する。インタフェース部
１１０から読み取り開始の信号が入力されると，タイミ
ング制御部３は，モータ駆動部１０６，ランプ駆動部１
０７，ラインセンサスキャン部１０８をそれぞれ制御し
て，まず所定の解像度での原稿読み取りを行う（図２の
フローチャート ステップａ１）。ラインセンサ１０３
から読み込まれた画像情報はデータ出力部１０９に送ら
れ，その後，電力増幅され，さらにデジタル信号に変換
されてユーザのシステム（例えばホストコンピュータ）
に出力される。このデータ出力部１０９の信号はメモリ
１にも出力される。メモリ１は読み込まれた画像情報を
蓄えることができる。このメモリ上の画像情報からフラ
クタル次元計算部２はフラクタル次元を計算する（ステ
ップａ２）。フラクタル次元計算部２で計算された次元
値はタイミング制御部３に入力される。タイミング制御
部３は入力されたフラクタル次元の値に応じて読み込み
解像度を決定し（ステップａ３），その値に基づいてモ
ータ駆動部１０６，ランプ駆動部１０７，ラインセンサ
スキャン部１０８を制御して，再度読み取りを行う。具
体的には，入力されたフラクタル次元の値が大きけれ
ば，モータ１０５の速度を遅くし，かつラインセンサ１
０３のスキャンを細かくする。逆にフラクタル次元の値
が小さければ，モータ１０５の速度を速め，かつライン
センサ１０３のスキャンを粗くする。これにより，画像
の複雑さに合わせた画像の読み取りが実現され，最大の
解像度で読み込みよりも短い時間で，原稿の画像情報を
読みとることができる。

【００３１】一般に，従来の卓上型のスキャナでは原稿
読み込みを２回行う。１度目は原稿の読み取り領域や解
像度などをユーザに指定させるために原稿全体を所定の
解像度で読み込みユーザに提示するための仮読み取り，
２度目はユーザから指定された領域を指定された条件
（解像度等）で読み込む本読み取りである。本発明で
は，この従来法とは異なり，１度目の読み取り（ステッ
プａ１）で得られた画像情報からフラクタル次元を計算
し，２度目の読み取り（ステップａ４）の際の解像度を
自動決定する。

【００３２】以上説明したように，フラクタル次元を計
算することにより原稿の持つ画像の複雑さを定量的に評
価することができる。その値にしたがって，読み取り解
像度を決定し，ラインセンサやモータなどを制御する事
により，原稿ごとに適した解像度で画像を読みとること
ができる。

【００３３】なお、読み込んだ画像の用途や出力デバイ
スが複数ではあるが限定されている場合、必要な解像度
の範囲や上限を知ることができる。このような場合にも
本発明を用いることにより、基本的には、原稿それぞれ
に対して最適な解像度を自動決定することができ、効率
のよい画像読み込みができる。しかし、想定されている
出力デバイスでは十分に表現できないような細かで複雑
な画像情報を持つ原稿があった場合、そのような原稿に
対して、本実施例ではあらかじめわかっている、出力デ
バイスの解像度の上限を越えた解像度で画像を読み込む
ことがある。これを避けるために、出力デバイスの解像
度の上限値がわかっている場合は、ユーザにインターフ
ェース部からその値を入力させ、タイミング制御部はそ
の解像度の上限値を越えない範囲で、フラクタル次元の
値に基づいて読み込み解像度を決定するようにしても良
い。

【００３４】又，図３のように他の画像特徴量（分散
値，エントロピー等）を計算する画像特徴量計算部４
や，フラクタル次元計算部２で計算されたフラクタル次
元値と画像特徴量計算部４で計算された特徴量を取り込
み，画像の複雑さを総合的に評価する総合評価部５を備
え，フラクタル次元のみではなく他の画像特徴量をも検
出し，それらを総合的に評価して解像度を自動決定して
も良い。この場合，フラクタル次元のみを計算する図１
の構成と比較してシステム構成が複雑となるが，解像度
の決定精度は向上する。総合評価部５における画像特徴
量の総合評価手法としてはファジィ積分が適している。
ファジィ積分とは総合評価のための一手法であり，文献
「ファジィ測度に基づくファジィモデルとその応用」
（数理科学 No.284 Feb. 1987）などに詳しく紹介され
ている。ファジィ積分を用いることにより，各画像特徴
量と画像の複雑さとの関連度を考慮した総合評価が可能
となる。

【００３５】ファジィ積分の計算方法を簡単に説明す
る。今，フラクタル次元を含む複数の画像特徴量を X=
{x1,x2,...,xn}と表し，各特徴量と画像の複雑さとの関
連度合い g(xi) を考える。例えば，フラクタル次元値
(=x1)が画像の複雑さと深く関連し，画像の複雑さを評
価するために重要な特徴量だとすれば，g(x1) の値を大
きく設定し，そうでなければ小さく設定する。次に，実
際に得られた各特徴量の値に対して評価値 h(xi) を与
える。例えば，検出されたフラクタル次元値(=x1)が大
きい場合，画像が複雑であることを表しているので h(x
i) は大きくなる。この g(xi) と h(xi) からファジィ
積分を求めることができる。具体的には，まず，h(xi)
を大きい順に並べ替え，X の要素番号を付け直し，h(x
1)≧h(x2)≧...≧h(xn) が成り立つようにする。このと
き Hi={x1,x2,...,xi} とすると，ファジィ積分 f は，
以下の式で求めることができる。

【００３６】

【数１】

【００３７】ファジィ測度g(Hi)は、東京工大の菅野教
授らが提案しているλ−ファジィ測度などを用いること
により簡単に求めることができる（上記文献参照）。
（数１）で求めたファジィ積分 f は，画像の複雑さに
ついての総合評価値を表している。このように画像特徴
量計算部４と総合評価部５を付加し，複数の画像特徴量
をファジィ積分によって総合評価することにより，解像
度の決定精度を向上させることができる。

【００３８】図４は，本発明の第二の実施例における画
像読み取り装置の構成図を示すものであり，具体的には
スキャナの構成を示している。

【００３９】図４において，１０３はラインセンサ，１
０４は蛍光ランプ，１０５はモータ，１０６はモータ駆
動部，１０７はランプ駆動部，１０８はラインセンサス
キャン部，１０９はデータ出力部，１１０はインタフェ
ース部であり，以上は従来例の図１０の構成と同様なも
のである。１’はデータ出力部１０９から出力される画
像情報の一部を一時的に記憶する局所メモリ，２’はメ
モリ１’に蓄えられた画像情報に対して局所フラクタル
次元を計算する局所フラクタル次元計算部，３は局所フ
ラクタル次元計算部２’における計算結果に応じてモー
タ駆動部１０６，ランプ駆動部１０７，ラインセンサス
キャン部１０８の動作タイミングを変化させるタイミン
グ制御部である。尚、本発明の画像読み取り手段は、ラ
インセンサ１０３等に対応し、本発明の複雑度評価手段
は、局所フラクタル次元計算部２’等に対応する。又、
タイミング制御部３は、本発明の解像度決定手段や制御
手段を含む手段である。

【００４０】フラクタル次元のひとつの拡張として，局
所フラクタル次元がある。第一の実施例で説明したよう
に，通常のフラクタル次元では，画像全体は一様の性質
を持つものと仮定しており，画像全体に対して評価を行
い，１画像に対してひとつの次元値を対応づけていた。
一方，局所フラクタル次元は１枚の画像中に複数の小さ
なウインドウを設け，各ウインドウ中の画素値からそれ
ぞれフラクタル次元を求め，それらを各ウインドウの中
心近傍のフラクタル次元とみなすものである。したがっ
て，対象とする１画像（１原稿）に対応して，フラクタ
ル次元値の２次元分布が得られることになる。（文
献：”画像工学へのフラクタル次元の応用”画像ラボ N
o.12, pp.40-47, 1994 参照） この局所フラクタル次元を用いることにより，１枚の画
像の中で複雑な画像情報を持つ領域と簡単な画像情報を
持つ領域を区別することができる。本発明では，この局
所フラクタル次元にしたがって，１枚の原稿の中で動的
に読み取り解像度を変化させながら画像の読み込みを行
う。

【００４１】具体的には，原稿のスキャンと同時に局所
フラクタル次元の計算を行い。局所フラクタル次元の値
が大きければきめ細かく画像を読み込み，逆に局所フラ
クタル次元の値が小さければ粗く画像を読み込むような
制御を行う。この制御を行うことにより，１枚の原稿の
中でも，複雑な画像部分は高い解像度で読み取り，簡単
な画像部分は低い解像度で読み込むことができる。これ
により，原稿全体を高い解像度で読み込むよりも，短い
時間で１枚の原稿を読みとることができ，かつ，少ない
容量で記憶することができる。

【００４２】具体的な機器の動作を図５のフローチャー
トに示す。インタフェース部１１０から読み取り開始信
号が入力されると，タイミング制御部３は，モータ駆動
部１０６，ランプ駆動部１０７，ラインセンサスキャン
部１０８をそれぞれ制御して，まず所定の解像度での所
定量の原稿読み取りを行う（ステップｂ１）。ラインセ
ンサ１０３から読み込まれた画像情報はデータ出力部１
０９に送られ，デジタル信号に変換されたのち，局所メ
モリ１’に出力される（ステップｂ２）。局所メモリ
１’は読み込まれた画像情報を一定量蓄えることがで
き，局所的な画像情報を保持する。この局所的な画像情
報から局所フラクタル次元計算部２’は局所的フラクタ
ル次元を計算する（ステップｂ３）。計算された次元値
はタイミング制御部３に入力される。タイミング評価部
３は入力された局所フラクタル次元の値に応じて望まし
い解像度を決定し（ステップｂ４），モータ駆動部１０
６，ランプ駆動部１０７，ラインセンサスキャン部１０
８を制御する。具体的には，入力された局所フラクタル
次元の値が大きければモータ１０５の速度を遅くし，か
つラインセンサ１０３のスキャンを細かくする。逆に，
局所フラクタル次元の値が小さければ，モータ１０５の
速度を速め，かつラインセンサ１０３のスキャンを粗く
する。この手順を画像全体を読み込むまで繰り返すこと
により，一枚の原稿中においても，画像の複雑さに合わ
せた画像の読み取りが実現され，短い時間で原稿の画像
情報を読みとることができる。なお，一枚の原稿中で解
像度が動的に変化するため，解像度の変化を示すデータ
を読み込んだ画像データと同時に出力する必要がある。

【００４３】以上のように，局所フラクタル次元を計算
することにより，原稿の持つ画像の複雑さを定量的かつ
部分的に評価することができる。その値にしたがって読
み取り解像度を自動的に決定し，ラインセンサやモータ
などを制御する事により，一枚の原稿中においても常に
最適な解像度で原稿を読みとることができる。また，第
一の実施例では２回の画像読み込みが必要であったが，
この実施例ではその必要がなく１回だけで良いという利
点もある。

【００４４】図６は，本発明の第三の実施例における画
像圧縮装置の構成図を示すものである。図６において１
１は入力される画像データを蓄えるためのメモリ，１２
はメモリ１１中に蓄えられている画像データに対して情
報圧縮演算を行う圧縮演算部であり汎用のＤＳＰ等で構
成されている，１３はメモリ１１中に蓄えられている画
像に対してフラクタル次元を計算するフラクタル次元計
算部，１４は圧縮演算部１２で行われる情報圧縮方法の
切り替えを行う演算方法切り替え部，１５は具体的な圧
縮方法をプログラムの形で蓄えている圧縮方法記憶部で
ある。

【００４５】前述したスキャナなどで取り込んだ静止画
像やビデオカメラなどから取り込んだ動画像をデジタル
情報として記録する場合，一般には記憶容量が大きくな
るため情報圧縮を行い記録を行う。

【００４６】画像圧縮の方法として，現在さまざまな手
法が提案されている。例えば，ＪＰＥＧ，ＭＰＥＧ，ベ
クトル量子化，ウエーブレット，フラクタルなどであ
る。このなかでも，フラクタル圧縮は高い圧縮率で注目
されている。

【００４７】フラクタル圧縮とは，「任意の画像が与え
られたとき，これを近似するアトラクタを有する式をど
のように見つけるか」という問題を解くことにより，画
像の圧縮を行う技術である。この問題を解くための数学
的な手法として，ＩＦＳ理論とＲＩＡ理論が知られてい
る。これらの理論は"Fractal Everywhere", AcademicPr
ess (1988) 等に詳細に記載されている。フラクタル圧
縮は，画像の拡大に対しても歪みが少なく，自然画像な
ど自己相似性の高い画像に対して非常に高い圧縮率を持
つ。しかし，人工物を写した画像など自己相似性の低い
画像については圧縮率が低く，他手法に劣る場合が多
い。したがって，フラクタル圧縮を効率良く使用するた
めには，対象とする画像の特徴に応じて使用する必要が
ある。

【００４８】本実施例では，メモリ１１に蓄えられてい
る画像データに対して，フラクタル次元計算部１３でフ
ラクタル次元を計算し，その画像の自己相似性を定量的
に評価する。計算したフラクタル次元の値は演算方法切
り替え部１４に入力される。演算方法切り替え部１４は
入力されたフラクタル次元の値の大きさにより，圧縮方
法を選択する。具体的には，フラクタル次元の値が所定
値よりも大きければ，圧縮方法記憶部１５に記憶された
フラクタル圧縮のプログラムを圧縮演算部１２に転送
（ロード）する。また，フラクタル次元値が所定値より
も小さければ，その値にしたがって他の圧縮プログラム
を圧縮演算部１２に転送する。圧縮演算部１２は演算方
法切り替え部１４から転送されたプログラムを実行し，
メモリ１１に蓄えられている画像データを圧縮し，その
結果を出力する。

【００４９】以上のような動作により，対象とする画像
の自己相似性に応じて圧縮方法を自動的に選定すること
ができる。また，図７（ａ）のように，メモリ１１の代
わりに局所メモリ１１’を用い，フラクタル次元計算部
１３の代わりに局所フラクタル次元計算部１３’を用い
ても良い。この場合，画像全体ではなく，１枚の画像の
中の局所的な領域の画像に対してフラクタル次元（局所
フラクタル次元）を求めることになり，図７（ｂ）のよ
うに，画像の中の一部を異なる方法で圧縮するというこ
とが可能となる。ただし，この場合，原稿中のどの領域
のをどの方法で圧縮したかを示す情報を圧縮データと伴
に出力する必要がある。

【００５０】また、図８のように、フラクタル次元以外
の他の画像特徴量（分散値、エントロピーなど）をさら
に計算し、フラクタル次元で示される自己相似性だけで
なく、分散値やエントロピーなどにより、画像の画素値
のばらつきやあいまいさなどを考慮して圧縮方法を切り
替えてもよい。この場合、第１の実施例で示したよう
に、複数の画像特徴量の値をファジィ積分により総合的
に評価して最終的な総合画像特徴量を計算し、その特徴
量を用いて圧縮方法を切り替える。

【００５１】さらに，図９のように本実施例の構成を第
１の実施例で説明した画像読み取り装置に接続してもよ
い。この場合，対象画像の読み取りと圧縮の両方がフラ
クタル次元に基づいて行われるため，画像に適した解像
度と圧縮方法が自動的に選定され，さらに歪みが少なく
かつ容量の小さい画像データを得ることができる。

【００５２】以上説明したように，上記実施例によれ
ば、対象とする画像に対してフラクタル次元を計算し，
それに基づいて画像読み取り装置の読み取り解像度や圧
縮方法を変化させることにより，再生の解像度が同一の
機器を使用して、同程度の画質を得るために必要な画像
の読み取り時間が従来に比べてより一層短縮出来る高速
の画像読み取りや高い圧縮率が実現できる。

【００５３】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、画像読み取り時間が従来に比べてより一層短縮
することが出来るという長所を有する。

【００５４】又、本発明は、画像情報を従来に比べてよ
り一層高い圧縮率で圧縮することが出来るという長所を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の実施例における画像読み取り装置の構成
を示す図

【図２】第一の実施例における画像読み取り装置の動作
手順を示すフロー図

【図３】第一の実施例においてフラクタル次元以外の画
像特徴量をも検出するような他の構成を示した図

【図４】第二の実施例における画像読み取り装置の構成
を示す図

【図５】第二の実施例における画像読み取り装置の動作
手順を示す図

【図６】第三の実施例における画像圧縮装置の構成を示
す図

【図７】第三の実施例において局所的に圧縮法を変える
他の構成を示した図

【図８】第三の実施例においてフラクタル次元以外の画
像特徴量をも検出するような他の構成を示した図

【図９】第１の実施例と第３の実施例を結合した構成例
を示した構成図

【図１０】従来の画像読み取り装置の構成を示した図

【符号の説明】

１ メモリ ２ フラクタル次元計算部 ３ タイミング制御部 ４ 画像特徴量検出部 ５ 総合評価部 １１ メモリ １２ 圧縮演算部 １３ フラクタル次元計算部 １４ 演算方法切り替え部 １５ 圧縮方法記憶部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読み取り対象となる画像の一部分から、
   所定の読み取り解像度に基づいて、画像情報を読み取る
   画像読み取り手段と、 前記読み取られた画像情報からフラクタル次元を計算
   し、少なくともその計算結果を利用して、前記画像一部
   分の複雑さの程度を評価する複雑度評価手段と、 その評価結果を利用して、前記画像の他の部分の読み取
   り解像度を決定する解像度決定手段とを備え、 （ａ）前記画像読み取り手段に対して、前記画像の一部
   分を予め定められた読み取り解像度で読み込ませ、
   （ｂ）前記複雑度評価手段に対して、その画像の一部分
   の前記複雑さの程度を評価させ、（ｃ）前記解像度決定
   手段に対して、その評価結果で前記読み取り解像度を決
   めさせ、（ｄ）前記画像読み取り手段に対して、その読
   み取り解像度で前記画像の他の部分を読み込ませ、前記
   （ｂ）〜（ｄ）の一連の動作を同様に繰り返し行わせ、
   又は行わせない制御手段を備えたことを特徴とする画像
   読み取り装置。
2. 【請求項２】 読み取り対象となる画像の全部又は一部
   から、予め定められた所定の読み取り解像度に基づい
   て、画像情報を読み取る第１の画像読み取り手段と、 前記読み取られた画像情報からフラクタル次元を計算
   し、少なくともその計算結果を利用して、前記画像の全
   部又は一部の領域におけるその画像の複雑さの程度を評
   価する複雑度評価手段と、 その評価結果を利用して、前記読み取り解像度を決定す
   る解像度決定手段と、 その決定された読み取り解像度を用いて前記画像の全部
   を読み取る第２の画像読み取り手段と、を備えたことを
   特徴とする画像読み取り装置。
3. 【請求項３】 対象画像からフラクタル次元を含む複数
   の画像特徴量を求める画像特徴量計算部と，前記画像特
   徴量に基づいてファジィ積分演算を行い対象画像に対し
   て複雑さの評価値を求める総合評価値計算部と，前記評
   価値から読み取り解像度を決める解像度決定部を備え，
   前記解像度決定部で決められた解像度にしたがって画像
   を読み取ることを特徴とする画像読み取り装置。
4. 【請求項４】 入力される画像情報を圧縮処理する圧縮
   処理手段と、 前記圧縮処理を行なうための圧縮プログラムが予め複数
   種類格納されている圧縮プログラム格納手段と、 前記入力される画像情報からフラクタル次元を計算し、
   少なくともその計算結果を利用して、前記画像情報の全
   部又は一部の領域におけるその画像情報の特徴を評価す
   る画像特徴評価手段と、 その評価結果に基づいて、前記圧縮プログラム格納手段
   の中から圧縮プログラムを抽出し、前記圧縮処理に用い
   る圧縮プログラムを切り替えるための切り替え手段と、
   を備えたことを特徴とする画像圧縮装置。
5. 【請求項５】 対象画像からフラクタル次元を計算する
   フラクタル次元計算部と，前記フラクタル次元の値にし
   たがって対象画像に対する画像圧縮方法を切り替える圧
   縮方法切り替え部を備えたことを特徴とする画像圧縮装
   置。
6. 【請求項６】 対象画像の局所的な画像情報からフラク
   タル次元を計算する局所フラクタル次元計算部と，前記
   フラクタル次元の値にしたがって対象画像に対する画像
   圧縮方法を切り替える圧縮方法切り替え部を備えたこと
   を特徴とする画像圧縮装置。
7. 【請求項７】 対象画像からフラクタル次元を含む複数
   の画像特徴量を求める画像特徴量計算部と，前記画像特
   徴量に基づいてファジィ積分演算を行い対象画像の特徴
   の評価値を求める総合評価値計算部と，前記総合評価値
   計算部の出力にしたがって対象画像に対する圧縮方法を
   切り替える圧縮方法切り替え部を備えたことを特徴とす
   る画像圧縮装置。