JPH10294942A - 画像データ符号化装置 - Google Patents

画像データ符号化装置

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JPH10294942A
JPH10294942A JP11611797A JP11611797A JPH10294942A JP H10294942 A JPH10294942 A JP H10294942A JP 11611797 A JP11611797 A JP 11611797A JP 11611797 A JP11611797 A JP 11611797A JP H10294942 A JPH10294942 A JP H10294942A
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JP
Japan
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unit
image
image data
block
conversion
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Application number
JP11611797A
Other languages
English (en)
Inventor
Takahiro Yagishita
高弘 柳下
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 文字/イメージの混在画像において高い圧縮
率が得られる画像データ符号化装置の提供。 【解決手段】 画像データ分割部1は、多値の二次元の
画像データが入力されると、その画像データをブロック
に分割する。周波数変換部2は、その分割されたブロッ
クの画像を水平高域、垂直高域、対角高域、および低域
の4つの帯域に周波数分割して各帯域の変換係数を求
め、そのブロック内の各画素をその求めた変換係数の集
合に変換する。判定部3は、画像データ分割部1によっ
て分割されたブロック内の画素値の大小を判定し、その
ブロックが文字領域かイメージ領域かの判定を行う。量
子化部4は、その判定結果に応じて、周波数変換部2か
ら出力される変換係数を量子化し、符号化部5はその量
子化された係数をエントロピー符号化によってデータ圧
縮する。メモリ6は、圧縮データを記憶する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機などの画像
形成装置に適用される画像データ符号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ディジタル複写機などの画像形成
装置において、その印字データを保持(記憶)するため
のメモリ部分のコストは、一般に非常に大きい。そこ
で、このコストの低減を図るために、画像データの圧縮
技術(符号化技術)が使用されている。この画像データ
の圧縮技術として、従来から直交変換を用いた圧縮方式
があり、その性能を向上させるものとして、例えば特開
平8−317390号公報に記載の技術と、特開平8−
317220号公報に記載の技術が知られている。特開
平8−317390号公報には、変換係数をベクトル量
子化する際、複数のコードブックを用意しておき、その
選択を変数係数の1つである直流成分に基づいて行い、
復号時の画像品質の向上を図る技術が記載されている。
特開平8−317220号公報には、ブロック内の画素
値の種類数の大小に応じ、それぞれ異なる符号化方法を
選ぶことで、圧縮率、および画像品質の向上を図る技術
が記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平8−3
17390号公報に記載の技術では、直交変換された係
数をもとにそのブロックの特性を判断しているので、イ
メージ領域と文字領域とを分別することが困難であり、
イメージや文字が混在した画像に対して圧縮率/画質性
能を向上させることができないという問題を含んでい
た。一方、特開平8−317220号公報に記載の技術
では、文字画像の忠実復元を狙うあまり、圧縮率を高く
できず、その処理も複雑になるという欠点を有してい
た。
【0004】そこで、本発明の第1の目的は、文字/イ
メージの混在画像において高い圧縮率が得られる画像デ
ータ符号化装置を提供することにある。また、本発明の
第2の目的は、文字画像の画像品質を元画像以上に復元
可能な画像データ符号化装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、入力された多値の二次元画像データをN×M画素の
ブロックに分割する分割手段と、この分割手段によって
分割されたブロックの画像を水平高域、垂直高域、対角
高域、および低域の4つの帯域に周波数分割して各帯域
の変換係数を求め、前記ブロック内の各画素をその求め
た変換係数の集合に変換する変換手段と、前記分割手段
によって分割されたブロック内の画素値から画像の種類
を判定する判定手段と、この判定手段の判定結果に応じ
て、前記変換手段の出力変換係数を量子化する量子化手
段とを具備することにより、前記第1の目的を達成す
る。
【0006】請求項2記載の発明では、入力された多値
の二次元画像データをN×M画素のブロックに分割する
分割手段と、この分割手段によって分割されたブロック
の画像を、水平高域、垂直高域、対角高域、および低域
の4つの帯域に周波数分割して変換係数を求め、前記ブ
ロック内の各画素をその求めた変換係数の集合に変換す
る変換手段と、前記分割手段によって分割されたブロッ
ク内の画素値から画像の種類を判定する第1判定手段
と、注目ブロックに隣接するブロックの変換係数値が、
所定のパターンになっているか否かを判定する第2判定
手段と、前記第1判定手段および前記第2判定手段の判
定結果に応じて、前記変換手段の出力変換係数を量子化
する量子化手段とを具備することにより、前記第2の目
的を達成する。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の画像データ符号化
装置を画像形成装置に適用した場合について、図1ない
し図9を参照して詳細に説明する。まず、図1ないし図
6により、本発明の画像データ符号化装置の第1の実施
の形態について説明する。図1は、第1の実施の形態の
構成を示すブロック図である。この第1の実施の形態
は、図1に示すように、画像データ分割部1と、周波数
変換部2と、判定部3と、量子化部4と、符号化部5
と、メモリ6とから構成される。画像データ分割部1
は、例えばスキャナで取得した多値の二次元の画像デー
タが入力されると、その画像データをN×M画素(N、
Mは自然数)のブロックに分割する。周波数変換部2
は、その分割されたブロックの画像を水平高域、垂直高
域、対角高域、および低域の4つの帯域に周波数分割し
て各帯域の変換係数を求め、そのブロック内の各画素を
その求めた変換係数の集合に変換する。判定部3は、画
像データ分割部1によって分割されたブロック内の画素
値の大小を判定することにより、そのブロックが文字領
域かイメージ領域かの判定を行う。量子化部4は、判定
部3の判定結果に応じて、周波数変換部2から出力され
る変換係数を量子化する。符号化部5は、その量子化さ
れた係数をエントロピー符号化によってデータ圧縮す
る。メモリ6は、その圧縮されたデータを保存(記憶)
する。
【0008】次に、周波数変換部2の周波数変換の手順
について、図2および図3を参照して説明する。周波数
変換部2の周波数変換は、2次元画像データに対するサ
ブバンド符号化により行う。このサブバンド符号化は、
図2に示すように、まず元画像の横方向(水平方向)に
ローパスフィルタ(LPF)、ハイパスフィルタ(HP
F)をかけ、続いて縦方向(垂直方向)にも同様にロー
パスフィルタ(LPF)、ハイパスフィルタ(HPF)
をかけ、水平高域、垂直高域、対角高域、および低域の
4つの周波数帯域に分割する変換である。すなわち、元
画像を縦2画素、横2画素のブロックに分割し、まず水
平方向に下記の式(1)に基づいた変換(2、6変換)
を行い、縦2個、横1個のLPF出力s(n)、HPF
出力d(n)を得る。続いて、この出力値それぞれに対
して垂直方向に下記の式(2)の変換(2、2変換)を
施し、変換係数を得る(図2参照)。
【0009】式(1)(2,6変換) LPF: s(n)=|{x(2n)+x(2n+
1)}/2| HPF: d(n)=x(2n)−x(2n+1)+|
{−s(n−1)+s(n+1)+2}/4| 式(2)(2,2変換) LPF: s(n)=|{x(2n)+x(2n+
1)}/2| HPF: d(n)=x(2n)−x(2n+1)
【0010】このようにして得られる変換係数は、図3
に示すように、元画像に対し、HLは水平方向、LHは
垂直方向、HHは斜め方向の高周波成分を表す係数、L
Lは低周波成分を表す係数となっている。なお、イメー
ジや文字が混在した画像は、一般的に圧縮しずらい画像
である。これは、イメージ画像と文字画像がまったく異
なった特性のデータであるためである。上述のような変
換を用いたデータ圧縮方式は、一般的にイメージ画像に
適し、文字画像には適しないデータ圧縮方式といえる。
【0011】次に、このように構成される第1の実施の
形態の動作について、図4のフローチャートを参照して
説明する。まず、多値の二次元の画像データが入力され
ると、画像データ分割部1は、その画像データをN×M
画素(N、Mは自然数)のブロックに分割する(ステッ
プ1)。次に、周波数変換部2は、その分割されたブロ
ックの画像を水平高域、垂直高域、対角高域、および低
域の4つの帯域に周波数分割して各帯域の変換係数を求
め、図3に示すように、そのブロック内の各画素をその
求めた変換係数の集合に変換する(ステップ2)。判定
部3は、画像データ分割部1によって分割されたブロッ
クに含まれる画素値が、例えば2種類以下か否かを判定
する(ステップ3)。
【0012】この判定の結果、2種類以下であれば(ス
テップ3;Y)、文字領域と判断され、対角高域成分の
係数HHの値のみをすべて「0」にするという量子化
を、量子化部4がおこなう(ステップ4)。他方、2種
類より多ければ(ステップ3;N)、イメージ領域と判
断され、対角高域成分の係数HHのみをすべて「0」
に、水平垂直高域成分の係数HL、LHをすべて4bi
t化、低域成分の係数LLをすべて6bit化するとい
うような量子化を、量子化部4が行う(ステップ5)。
その後、各ブロックの量子化された係数は、QM−co
derのような符号化部5によりエントロピー符号化さ
れ、このエントロピー符号化によりデータが圧縮される
(ステップ6)。この圧縮データは、メモリ6に一時的
に保持される(ステップ7)。このメモリ6内の圧縮デ
ータは、必要に応じてメモリ6から読み出されてデータ
伸長器(図示せず)によりデータ伸長され印字データと
なる(ステップ8)。
【0013】次に、第1の実施の形態により元画像を処
理して復元した具体例を図5および図6に示す。図5
(a)(b)は、「0」と「255」の2種類のデータ
から構成された文字画像(8bit/pixel)とそ
のデータを表している。図5(c)は、図5(b)の画
像データを周波数変換した後の係数を示している。図5
(c)の網かけ部分は、対角高域成分の係数HHを示し
ており、この係数HHは上記のようにすべて「0」にす
る量子化が行われる。図6(d)(e)は、図5(c)
の量子化された係数を逆変換した画素データと復元画像
を示している。このように、復元画像の急峻なエッジは
失われているが、これが文字の斜め部分であれば、結果
的にジャギー補正されたことになり、元画像以上の画像
品質が得られる。
【0014】以上のべたように、第1の実施の形態で
は、文字領域とイメージ領域とを判定し、この判定結果
に応じて異なった量子化を行うようにしたので、高い画
像品質を保ったまま圧縮率を向上させることができる。
また、第1の実施の形態では、文字領域については対角
高周波成分のみを量子化しているので、特別の処理では
なく通常の復元処理によって簡易にジャギー補正を行う
ことができる。
【0015】次に、第2の実施の形態について、図7な
いし図9を参照して説明する。この第2の実施の形態
は、以下のような考え方に基づくものである。すなわ
ち、第1の実施の形態では、上記のように、復元画像に
おいて急峻なエッジは失われるが、これが文字の斜め部
分であれば、結果的にジャギー補正されたことになり、
元画像以上の画像品質が得られる。一方、文字領域であ
っても、斜め線や、曲線の輪郭以外はジャギー補正の対
象にならず、量子化を行うと画質が劣化してしまう。斜
め線や、曲線の輪郭では、絶対値の大きな水平垂直高域
成分が、常に孤立する傾向がある。そこで、この特性か
ら、斜め線や曲線の輪郭部分を特定し、この部分では文
字領域用の量子化を行ってジャギー補正の効果を得るよ
うにし、それ以外の部分では量子化を行わず、元の画像
の画質を得ることができるようにしたのが、第2の実施
の形態である。
【0016】このような考え方による第2の実施の形態
は、第1の実施の形態の判定部3と量子化部4を、図7
に示すような判定部3A、判定部3Bおよび量子化部4
Aに置き換えて構成するものである。判定部3Aは、画
像データ分割部1によって分割されたブロックに含まれ
る画素値の大小を判定することにより、そのブロックが
文字領域かイメージ領域かの判定を行う。判定部3B
は、判定部3Aの判定の結果、文字領域と判定された場
合には、その文字領域と判定されたブロックについて
は、図9に示すように、そのブロックに隣接するブロッ
クの水平垂直高域成分の係数HL、LHを調べ、その絶
対値が所定値(例えば128)を越える個数が所定個を
上回るか否かの判定を行う。量子化部4Aは、判定部3
Aまたは判定部3Bからの判定結果に応じて、周波数変
換部2から出力される変換係数の量子化を行う。なお、
この第2の実施の形態の他の部分の構成は、図1に示す
第1の実施の形態の構成と同一であるので、同一の部分
には同一符号を付してその説明は省略する。
【0017】次に、このように構成する第2の実施の形
態の動作について、図8のフローチャートを参照して説
明する。まず、画像データが入力されると、画像データ
分割部1は、その画像データを所定のブロックに分割す
る(ステップ11)。次に、周波数変換部2は、その分
割されたブロックの画像を水平高域、垂直高域、対角高
域、および低域の4つの帯域に周波数分割して各帯域の
変換係数を求め、そのブロック内の各画素をその求めた
変換係数の集合に変換する(ステップ12)。判定部3
Aは、画像データ分割部1によって分割されたブロック
に含まれる画素値が、例えば2種類以下か否かを判定す
る(ステップ13)。
【0018】この判定の結果、2種類以下であれば(ス
テップ13;Y)、文字領域と判定され、その文字領域
と判定されたブロックについては、図9に示すように、
そのブロックに隣接するブロックの水平垂直高域成分の
係数HL、LHの絶対値が所定値(例えば128)を越
えるものが2つ以上あるか否かの判定を、判定部3Bが
行う(ステップ14)。この判定の結果、その係数H
L、LHの絶対値が所定値を越えるものが2以上の場合
には(ステップ14;Y)、係数の量子化を行わず、一
方それが2以下の場合には、対角高域成分の係数HHを
すべて「0」にするという量子化を、量子化部4Aが行
う(ステップ15)。
【0019】ステップ13において、その画素値が2種
類より多ければ(ステップ13;N)、イメージ領域と
判断され、対角高域成分の係数HHのみをすべて「0」
に、水平垂直高域成分の係数HL、LHをすべて4bi
t化、低域成分の係数LLをすべて6bit化するとい
うような量子化を、量子化部4Aが行う(ステップ1
6)。
【0020】その後、各ブロックの量子化された係数
は、符号化部5によりエントロピー符号化され、データ
が圧縮される(ステップ17)。この圧縮データは、メ
モリ6に一時的に保持される(ステップ18)。このメ
モリ6内の圧縮データは、必要に応じてメモリ6から読
み出されてデータ伸長器(図示せず)によりデータ伸長
され印字データとなる(ステップ19)。
【0021】以上のように第2の実施の形態では、隣接
するブロックの高域成分を参照することで、文字の斜
め、曲線部分のみを認識し、このブロックの対角高周波
成分の係数のみを量子化するようにしたので、適切な部
分にのみジャギー補正を行うことができる。
【0022】
【発明の効果】請求項1記載の発明では、ブロック内に
おいて、データ値の種類が少ない文字領域と、データ値
の種類が多いイメージ領域とで異なった量子化方法を用
いるようにしたので、文字/イメージの混在画像におい
てデータの高い圧縮率が得られる。
【0023】請求項2記載の発明では、ブロック内の画
素値から画像の種類の判定と、注目ブロックに隣接する
ブロックの変換係数値が所定のパターンになっているか
否かの判定とを行うようにしたので、文字画像の品質を
向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像データ符号化装置の第1の実施の
形態の構成を示すブロック図である。
【図2】周波数変換部の変換手順を示すブロック図であ
る。
【図3】周波数変換係数の名称を示す図である。
【図4】第1の実施の形態の動作の一例を示すフローチ
ャートである。
【図5】第1の実施の形態により元画像を処理して復元
した具体例を示す図である。
【図6】同じく、第1の実施の形態により元画像を処理
して復元した具体例を示す図である。
【図7】第2の実施の形態の構成を示すブロック図であ
る。
【図8】第2の実施の形態の動作の一例を示すフローチ
ャートである。
【図9】隣接高域成分の確認を説明するための図であ
る。
【符号の説明】
1 画像データ分割部 2 周波数変換部 3 判定部 3A 第1判定部 3B 第2判定部 4、4A 量子化部 5 符号化部 6 メモリ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力された多値の二次元画像データをN
    ×M画素のブロックに分割する分割手段と、 この分割手段によって分割されたブロックの画像を水平
    高域、垂直高域、対角高域、および低域の4つの帯域に
    周波数分割して各帯域の変換係数を求め、前記ブロック
    内の各画素をその求めた変換係数の集合に変換する変換
    手段と、 前記分割手段によって分割されたブロック内の画素値か
    ら画像の種類を判定する判定手段と、 この判定手段の判定結果に応じて、前記変換手段の出力
    変換係数を量子化する量子化手段と、 を具備することを特徴とする画像データ符号化装置。
  2. 【請求項2】 入力された多値の二次元画像データをN
    ×M画素のブロックに分割する分割手段と、 この分割手段によって分割されたブロックの画像を、水
    平高域、垂直高域、対角高域、および低域の4つの帯域
    に周波数分割して変換係数を求め、前記ブロック内の各
    画素をその求めた変換係数の集合に変換する変換手段
    と、 前記分割手段によって分割されたブロック内の画素値か
    ら画像の種類を判定する第1判定手段と、 注目ブロックに隣接するブロックの変換係数値が、所定
    のパターンになっているか否かを判定する第2判定手段
    と、 前記第1判定手段および前記第2判定手段の判定結果に
    応じて、前記変換手段の出力変換係数を量子化する量子
    化手段と、 を具備することを特徴とする画像データ符号化装置。
JP11611797A 1997-04-18 1997-04-18 画像データ符号化装置 Pending JPH10294942A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109819255A (zh) * 2018-12-28 2019-05-28 杭州海康威视数字技术股份有限公司 一种编解码方法及其设备

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109819255A (zh) * 2018-12-28 2019-05-28 杭州海康威视数字技术股份有限公司 一种编解码方法及其设备
US11889072B2 (en) 2018-12-28 2024-01-30 Hangzhou Hikvision Digital Technology Co., Ltd. Video encoding and decoding

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