JPH10112796A - Ｊｐｅｇ圧縮を使用して少ないメモリで画像を回転するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】圧縮された画像ブロックを使用して全体の画像
の回転を達成するようにし、これにより、大きな部分あ
るいは全体の画像をバッファする必要を避けること。及
び、画像回転のメモリ及び計算を軽減すること。 【解決手段】画像プロセッサ６０は、画像ブロック化回
路６２を含み、一つ以上のＭ×Ｍブロックのデータを含
むデータを入力文書からＭ×Ｍデータバッファ６８に転
送する。次に、データは、ブロック６４として描かれた
ブロック回転回路により回転操作される。次いで、Ｍ×
Ｍブロックデータは画像圧縮プロセッサ６６において、
ＪＰＥＧ標準圧縮機構に従って圧縮される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、概してデジタル画
像の回転に関し、特に、画像を直交回転するために必要
なメモリを減らすように、可変長圧縮（たとえば、ＪＰ
ＥＧ（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉ
ｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ））動作と協同する回転を達成する
ための方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明は、デジタル画像の直交回転を達
成するのに必要なメモリを減らすことを目指している。
特に、本発明は、デジタル化された画像を圧縮されたフ
ォーマットで格納する必要性を利用し、慣用の圧縮ハー
ドウェアを使用して計算効率が高い方法で、組み合わせ
た状態での回転と圧縮を達成するように、回転動作とブ
ロック単位の圧縮動作を組み合わせる。

【０００３】データを使用する実際のアプリケーション
であまりにも多くのデータが現れる場合には、データ処
理プロセスにおいてデータ圧縮が必要である。一般に、
圧縮は、伝達時間あるいは所要帯域を減少させるため
に、通信リンクで使用される。同様に、圧縮は、印刷す
べき文書の「ページ」を前丁合（ｐｒｅｃｏｌｌａｔｉ
ｏｎ）メモリに一時的に格納することができるデジタル
プリンタおよび複写機を含む画像蓄積システムにおいて
好適である。ここでは、画像データが格納される媒体空
間の量を、圧縮により実質的に減少させることができ
る。一般的に言えば、走査された画像、すなわち、ハー
ドコピー文書を電子的に表現したものは大容量であるこ
とが多く、このため、圧縮が望ましい対象物である。

【０００４】ＪＰＥＧ委員会によって普及されたＤＣＴ
（離散コサイン変換）は、画素間相関に基づいてデータ
冗長性を減少させる損失を伴う圧縮システムである。一
般に、画像は、画素単位では余り変化せず、したがっ
て、「自然空間相関」として知られているものを有して
いる。自然の場面では、相関性は一般化されるが厳密で
はない。ノイズにより、各々の画素はその隣にある物と
多少異なった状態になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】概して図１に示される
ように、ＪＰＥＧ ＤＣＴ圧縮および復元システムが示
される。ジェイ・ディー・マレイ（Ｊ．Ｄ．Ｍｕｒｒａ
ｙ）およびダブリュー・ヴァンライパー（Ｗ．ｖａｎＲ
ｙｐｅｒ）による「グラフィック・ファイル・フォーマ
ットのエンサイクロペディア（Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉ
ａ ｏｆ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｆｉｌｅ Ｆｏｒｍａｔ
ｓ）」、１５９〜１７１ページ（１９９４年、オレイリ
ーアンドアソシエート・インコーポレーテッド（Ｏ’Ｒ
ｅｉｌｌｙ＆ Ａｓｓｏｃｉａｔｅ，Ｉｎｃ．））を参
照することにより、更に詳細に論ずる。

【０００６】最初に、Ｍ×Ｍセグメントの画像を格納す
るタイルあるいはブロックメモリ１０が用意される。メ
モリに格納された画像の一部から、離散コサイン変換
（ＤＣＴ）、画像の周波数空間表現が、変換器１２にお
いて形成される。ＪＰＥＧ標準に従った圧縮モードある
いは復元モードのいずれかで動作するＣキューブマイク
ロシステムズ（Ｃ−Ｃｕｂｅ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ
ｓ）ＣＬ５５０Ａ ＪＰＥＧ画像圧縮プロセッサのよう
な圧縮エンジンのハードウェアによる実施が利用可能で
ある。

【０００７】以下に説明するように、本発明の実施態様
は、ハードウェアおよび／またはソフトウェア処理動作
を含むことができる。除算／量子化装置１４が使用さ
れ、Ｑテーブルメモリ１６に格納されたＱテーブルとし
て参照される一組の値から、異なったＱテーブル値がＤ
ＣＴ値に分割されてその値の整数部分が量子化されたＤ
ＣＴ値として戻される。ハフマン（Ｈｕｆｆｍａｎ）エ
ンコーダ１８は、蓄積、伝達などのための出力である可
変長符号化ユニットで圧縮された画像を生成するため
に、量子化されたＤＣＴ値に適用された統計的符号化を
使用する。

【０００８】図１を引き続き参照すると、圧縮された画
像データを復元するために、一連の機能あるいはステッ
プが、説明されたプロセスと逆に行われる。ハフマン符
号化は、デコーダ２Ｏにおいて取り除かれる。ここで画
像信号は、量子化されたＤＣＴ係数を表し、このＤＣＴ
係数は、圧縮プロセスとは逆のプロセスで信号乗算器２
２においてメモリ２４のＱテーブル値倍される。逆変換
器２６において、離散コサイン変換の逆変換が得られ、
空間領域の出力画像は画像バッファ２８に格納される。

【０００９】本発明は、画像回転動作を加えることによ
って、可変長圧縮動作を拡張することを思索するもので
あって、画像の中のＭ×Ｍブロック或いはタイルは、圧
縮された画像ブロックを使用して全体の画像の回転を達
成するように、直角に回転させることができ、これによ
り、大きな部分あるいは全体の画像をバッファする必要
を避けることができる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の他の側面によれ
ば、ＪＰＥＧ標準圧縮動作に従ってデジタル画像を回転
させるための装置であって、デジタル画像を、デジタル
データを表す同じサイズのブロックに分割する分割器
と、各々のブロック内のデジタルデータを複数の直交増
分（orthogonal increments）の一つにおいて回転させ
るための回転回路と、各々のブロック毎にデジタルデー
タを符号化されたユニットに圧縮する圧縮プロセッサで
あって、圧縮が画像内のブロックの標準の左から右、上
から下の順序で達成されるものと、圧縮プロセッサに関
連付けられたローカルメモリであって、最初の符号化さ
れたユニットの後の複数の符号化されたユニットのそれ
ぞれに関連付けられたポインタを格納し、その中に格納
された各々のポインタが、ポインタが関連付けられたコ
ード化されたユニットの直前で圧縮された符号化された
ユニット以外の符号化されたユニットを示すものである
ローカルメモリと、符号化されたユニットおよび関連付
けられたポインタを格納するための電子前丁合メモリで
あって、電子メモリに格納されたデータが回転されて圧
縮されたデジタル画像を表すものとを含む装置が提供さ
れる。

【００１１】この発明の一つの側面は、デジタル画像処
理システムにおける基本的な問題、すなわち、画像回転
のメモリおよび計算に重点を置いた動作を取り扱うもの
である。この局面は、更に、この問題を軽減する技術の
発見に基づいている。この技術は、最小のバッファメモ
リを使用して回転を可能にするような、ＪＰＥＧ圧縮動
作による小画像セグメントあるいはブロックの回転、お
よび、回転されて圧縮されたブロックの管理に関係して
いる。

【００１２】この技術は、たとえば、小画像回転回路或
いは処理、ブロックあるいはセグメント管理機構、およ
び、標準化されたＪＰＥＧ圧縮エンジンの組み合わせに
より実施することができる。したがって、この技術は、
デジタル画像を直角に回転させる必要があるデジタルプ
リンタおよび複写機を含む多くのシステムに適用するこ
とができる。本発明を実施する機械は、ＪＰＥＧ圧縮の
能力を有するデータあるいは画像処理システムを含むこ
とができる。 ここに記述された技術およびシステム
は、効率的で、他のメモリ強化型の解決方法に比べて少
ない付加ハードウェアあるいは処理で画像回転を達成す
る能力があるので、有利である。

【００１３】

【発明の実施の形態】ここで図２を参照すると、本発明
が特定の用途を見いだすデジタル印刷システム５０のブ
ロック図が示されている。特に、システム５０は、デジ
タル文書５８を発生させるか、あるいは、他の方法で提
供するのに適したスキャナ５４あるいは蓄積媒体（ディ
スク）５６のような多くの画像源を含むことができる画
像入力端末（ＩＩＴ）５２を含む。

【００１４】画像を含むデジタル文書はＩＩＴの出力で
あり、印刷システムの一部分を形成する画像プロセッサ
６０に提供される。付加的な機能を提供することが好ま
しいが、画像プロセッサ６０は、本発明に従って画像回
転および圧縮動作を実行するための電気回路を含む。特
に、画像プロセッサ６０は、画像を表わすデジタルデー
タを複数のＭ×Ｍブロック或いはセグメントに分割する
ことが可能である画像ブロック化回路６２を含む。

【００１５】一つの実施態様においては、ブロック化動
作は、一つ以上のＭ×Ｍブロックのデータを含むデータ
を入力文書からＭ×Ｍデータバッファ６８に転送するこ
とができるウィンドウ回路あるいはクロップ回路により
達成することができる。

【００１６】画像処理回路の一部分であるデータバッフ
ァに一旦格納されると、次に、データは、ブロック６４
として描かれたブロック回転回路により操作される。ブ
ロック６４においては、データは、三つの直交増分（ｏ
ｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ）の中の一つ
において、画像データの回転を達成するために、多くの
周知のビット単位あるいはバイト単位の動作により操作
することができる。たとえば、単純な９０度の時計回り
の回転の場合には、Ｍ×Ｍブロックの左上コーナーの画
素位置に関してのデータは、それが回転されたブロック
の右上コーナーに次に位置するように回転されることに
なる。

【００１７】一旦回転すると、Ｍ×Ｍブロックデータ
は、次いで、画像圧縮プロセッサ６６において、好まし
くはＪＰＥＧ標準圧縮機構に従って圧縮される。画像圧
縮プロセッサ６６は、ＪＰＥＧ標準に従って圧縮モード
または復元モードのいずれかで動作する（図４および図
５のフローチャートに示されたような）画像処理システ
ムの中のＣＰＵ上で動作するソフトウェア駆動の処理、
あるいは、Ｃ−ＣｕｂｅＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ Ｃ
Ｌ５５０Ａ ＪＰＥＧ画像圧縮プロセッサのような等価
な専用画像圧縮プロセッサとすることができる。

【００１８】画像圧縮装置６６の出力はデータの符号化
されたユニットであり、次いで、好ましくは電子前丁合
（ＥＰＣ）メモリ７０に格納されるが、これはディスク
として示されているが、イメージ出力端末（ＩＯＴ）に
よる印刷の前に、一つあるいは複数の圧縮された画像ペ
ージを格納するのに適した任意のメモリ装置であっても
よい。

【００１９】図２に示されているように、ＩＯＴ７４
は、可視画像を作り出すための、デジタルデータストリ
ームに応答するラスタ出力走査（ＲＯＳ）プリントエン
ジン、あるいは、任意の等価な画像形成装置とすること
ができる。図２に示されたＲＯＳは、画像復元装置７２
によって作り出された復元されたデジタルデータに従っ
て、レーザー７８を制御あるいは調整するレーザー駆動
回路７６を含む。

【００２０】良く知られているように、復元装置は、デ
ータの符号化されたユニットを受信し、画像出力端末を
駆動するのに適したデジタルデータを作り出すためにデ
ータを復号する。ＲＯＳに基づくＩＯＴ７４のレーザー
は、走査することにより部材８４上に静電潜像を生成す
るように、レーザーにより発生された光ビームが回転ポ
リゴン８０の表面にある複数の表面から反射することに
より光応答性部材８４を照射すなわち露光するために使
用される。 一旦潜像が作り出されると、それは、可視
画像を作り出すために、当業者に知られている多数の方
法のいずれかに従って現像されることになる。デジタル
画像データを用いて、画像を表すデータがそれぞれが分
離した画像面として、あるいは、必要とされる蓄積容量
を更に減少させるために輝度−彩度様式で処理され格納
される、複数の分解色を含むことがあるカラー出力装置
を含む、任意の数の画像出力端末を駆動あるいは制御す
ることができることも理解されるべきである。

【００２１】本発明を用いる印刷システムの一般的な動
作を説明したが、ここで、画像プロセッサ６０の詳細に
目を向けたい。特に、図３に関して、例示の画像を好ま
しくはＪＰＥＧ標準に従って圧縮のためにタイルあるい
はブロックに分割すること、および、これに続く回転が
示されている。ブロックＡ１〜ＡＮは、入力画像のデー
タの最も上の八つの走査線あるいはラスターを表し、Ａ
１〜Ｚ１は、画像の各々の走査線の最も左の八つの画素
を表す。

【００２２】このように、各々のブロックあるいはタイ
ルは、画像の８×８のセグメントである。回転された画
像５８’に示されるように、各々のブロックは（微視的
に）回転され、各々のブロックの相対位置も（巨視的
に）移動あるいは回転され、画像の完全な回転が達成さ
れる。単一の８×８ブロックの微視的な回転は、任意の
画素位置に関連付けられた値が、対応する回転された位
置に単純に複写あるいは移動するように、同じサイズに
されたメモリ領域を使用して迅速に達成することを理解
されたい。他方、処理に重点をおいた方法は、回転を達
成するために、単一の画素位置のみに関連付けられたデ
ータを一時的に蓄積し、そこを通して連続する画素を移
動させるための単一のレジスタを単純に使用することで
ある。

【００２３】ここで図４を参照すると、図２の印刷シス
テムにおいて、ＪＰＥＧ圧縮を使用して画像が圧縮され
る方法を示すフローチャートが示されている。更に詳細
には、図３からのブロックＡＮのような画像ブロック１
００は離散コサイン変換動作１０２に入力され、そこ
で、以前のブロックからのＤＣ基準関数（ＤＣオフセッ
ト）あるいは初期条件と協同して処理される。

【００２４】その後、ＤＣＴ周波数（従属ＤＣ係数と独
立交流係数）は、ジグザグエンコーダ１０８および差分
エンコーダ１１０に通され、両方の出力は、量子化動作
１１２における後続の処理の期間中に合成される。量子
化処理１１２に関して良く知られているように、Ｑテー
ブル入力１１４は、ＪＰＥＧ符号化動作の品質を調整す
るために用いられる。その結果、量子化動作１１２の結
果として生ずる係数は冗長なデータを含みがちである。

【００２５】次いで、これらの係数は、ハフマン圧縮の
ような可変長符号化処理１１８を使用して符号化され、
データの符号化されたユニット、すなわち、８×８の画
像ブロックの損失を伴う表現を作り出す。代わりに、た
とえば、算術エントロピーエンコーダを含む他の可変長
符号化動作を用いることができる。一旦符号化される
と、データの符号化されたユニット１２０は、次いで、
好ましくは、電子前丁合（ＥＰＣ）メモリに格納され
る。また、ブロック１０４’からのＤＣオフセットは、
後続する符号化処理のサイクルによる使用のためにレジ
スタあるいはラッチに一時的に格納され、直後に続くブ
ロックに適用される。

【００２６】回転されない画像についてＪＰＥＧ圧縮技
術の基本的な動作を説明したが、ここで図５のフローチ
ャートを用いて、図２の印刷システムにおいて組み合わ
された回転−圧縮動作が達成される方法を示す。最初
に、たとえば、図３のＡＮ’により表されたような画素
の回転された組を含むデータの入力ブロックは、画像圧
縮プロセッサ６６に与えられる。しかしながら、回転さ
れた画像の処理は、一般的な場合のように直前のブロッ
クのＤＣ成分に依存していない。ここでは、入力１０５
により反映されたように、離散コサイン変換動作１０２
で用いられたＤＣオフセットは、現在のブロックに先行
するブロックあるいは初期条件のいずれかに基づいてい
る。このように９０度の時計回りの回転については、Ｄ
Ｃオフセットを、回転された画像のＡ１〜ＡＮブロック
の各々に直ぐ続くブロックの処理の期間中に利用できる
ようするために、各々のブロックＡ１〜ＡＮは、一連の
ブロックの最初のブロックとして取り扱われ、各々のブ
ロックについてのＤＣオフセット値は、ローカルメモリ
蓄積装置１５０に格納されなければならない。したがっ
て、可変長符号化動作の出力は、初期条件として必要な
時に利用できるように、ローカルメモリにＤＣオフセッ
トを格納する。ローカル格納装置のサイズは、各々のブ
ロックＡ１〜ＡＮのオフセットを格納するのに十分なサ
イズのメモリを必要とする初期画像のサイズ、特に、幅
に依存していることを理解すべきである。また、ブロッ
クについての符号化されたユニットは、復号された画像
を作り出すために検索される必要がある順序で、必ずし
も、ＥＰＣに格納される必要はないので、符号化された
ユニット１２０は好ましくはヘッダー情報１２４を含
む。好適な実施態様においては、ヘッダー情報として格
納されたデータは、回転された画像において復元すべき
次のブロックのＥＰＣの位置を識別することになる。た
とえば、図６を参照すると、ＥＰＣメモリに格納される
符号化されたユニットの拡大図が示されている。ここで
は、各々のユニットは、処理済ではあるが各々の符号化
されたユニットに関連付けられたヘッダー情報が先行の
および／または後続のコード化されたユニットに関する
ブロックあるいはメモリ位置を指し示すシーケンスに格
納される。ヘッダー情報の追加は、画像のために必要と
される蓄積容量を少し増やすかもしれないことを理解さ
れたい。ヘッダー情報を永久に蓄積する代替案は、ヘッ
ダーに含まれる情報に従って符号化されたユニットを再
び順番に並べるように、ＥＰＣメモリに格納された符号
化されたユニットに対して実行される後処理操作であろ
う。上記説明から理解されるように、９０度回転されて
圧縮されたブロックに関する符号化されたユニットの連
続的な蓄積および後続する検索は、以下の通りになろ
う。

【００２７】ＥＰＣ蓄積順序：Ａ１，Ａ２，Ａ
３，．．．ＡＮ，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．Ｂ
Ｎ，．．．ＺＮ；および ＥＰＣ検索順序：Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，．．．Ｚ１，Ａ
２，Ｂ２，Ｃ２，．．．Ｚ２，．．．ＡＮ，ＢＮ，Ｃ
Ｎ，．．．ＺＮ．このように、画像のブロックは、回転
された位置に置かれて、巨視的なスケールでの回転が完
了する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 先行技術のＪＰＥＧデジタル画像圧縮−復元
システムのブロック図である。

【図２】 本発明が特に使用されるであろうデジタル印
刷システムを表すブロック図である。

【図３】 図２の印刷システムに適用された場合に、例
示の画像がＪＰＥＧ標準による圧縮のためにタイルある
いはブロックに分割される方法の図である。

【図４】 図２の印刷システムにおいて、ＪＰＥＧ圧縮
を使用して画像が圧縮される方法を示すフローチャート
である。

【図５】 本発明による図２の印刷システムにおいて、
組み合わされた回転−圧縮動作が達成される方法を示す
フローチャートである。

【図６】 本発明による電子前丁合メモリに格納された
回転されて圧縮されたデータの例示的な図である。

【符号の説明】

１０ メモリ １２ 変換器 １４ 除算／量子化装置 １６ Ｑテーブルメモリ １８ エンコーダ ２Ｏ デコーダ ２２ 信号乗算器 ２４ メモリ ２６ 逆変換器 ２８ 画像バッファ ５０ デジタル印刷システム ５２ 画像入力端末（ＩＩＴ） ５４ スキャナ ５６ 蓄積媒体（ディスク） ５８ デジタル文書 ６０ 画像プロセッサ ６２ 画像ブロック化回路 ６４ ブロック ６６ 画像圧縮プロセッサ ６８ データバッファ ７０ ＥＰＣメモリ ７２ 画像復元装置 ７４ 画像出力端末（ＩＯＴ） ７６ レーザー駆動回路 ７８ レーザー ８０ 回転ポリゴン ８４ 光応答性部材 １００ 画像ブロック １０２ 離散コサイン変換動作 １０４’ ブロック １０５ 入力 １０８ ジグザグエンコーダ １１０ 差分エンコーダ １１２ 量子化処理 １１４ Ｑテーブル入力 １１８ 可変長符号化処理 １２０ 符号化されたユニット １５０ ローカルメモリ蓄積装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＪＰＥＧ圧縮動作に従ってデジタル画像
   を回転させるための装置であって、 分割器であって、デジタル画像をデジタルデータを表す
   同じサイズのブロックに分割する分割器と、 各々のブロック内のデジタルデータを、複数の直交増分
   の中の一つにおいて回転させるための回転回路と、 各々のブロック毎にデジタルデータを符号化されたユニ
   ットに圧縮する圧縮プロセッサと、 圧縮プロセッサに関連付けられたローカルメモリであっ
   て、最初の符号化されたユニットの後の複数の符号化さ
   れたユニットのそれぞれに関連付けられたポインタを格
   納し、その中に格納された各々のポインタが、ポインタ
   が関連付けられたコード化されたユニットの直前で圧縮
   された符号化されたユニット以外の符号化されたユニッ
   トを示すものであるローカルメモリと、 符号化されたユニットおよび関連付けられたポインタを
   格納するための電子前丁合メモリであって、電子メモリ
   に格納されたデータが回転されて圧縮されたデジタル画
   像を表すものとを含む装置。