JPH11308463A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自然画像等の階調画像と文字又は図形等の非
階調画像等が混在した画像データの圧縮に際し、モスキ
ートノイズの発生を抑えて簡易な構成で高い圧縮率によ
りデータ圧縮を施す。 【解決手段】 元画像１において文字又は図形との輪郭
により区画される非階調画像領域１０ａ〜１０ｅを抽出
し、それらを元に非階調画像３を生成する。一方、元画
像１のうち非階調画像１０ａ〜１０ｅのあった部分に周
囲の画素の色に基づく画素補間をし、階調画像２を生成
する。その後、階調画像２と非階調画像３とをそれぞれ
異なる手法により画像圧縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像処理装置及び画
像処理方法に関し、特に、自然画像等の階調画像と文字
又は図形等の非階調画像とが混在する画像に対する画像
処理技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子スチルカメラ等の画像処理装
置の高性能化により、そこで取り扱われる画像データの
サイズが急速に大きくなっている。従って、画像データ
を好適に圧縮することのできる手法が必要とされてい
る。

【０００３】従来の画像データを圧縮する手法として
は、ＪＰＥＧ又はＭＰＥＧなどのＤＣＴ圧縮が広く用い
られている。かかるＤＣＴ圧縮によれば、元画像データ
は周波数成分に分解され、高周波成分、即ち空間相関の
低い画像成分は量子化等により丸められるようになって
いる。このため、上記ＪＰＥＧ又はＭＰＥＧによる圧縮
は自然画像等の階調画像の圧縮に最適な手法といえる
が、他方、文字や画像を含む画像を圧縮すると、いわゆ
るモスキートノイズが発生し、圧縮データを解凍して得
られる画像が著しく劣化してしまうという問題がある。
すなわち、上記ＪＰＥＧ又はＭＰＥＧは自然画像等の階
調画像の圧縮に最適化された手法であり、階調画像から
高周波成分を除去したとしても元画像と大きく異ならな
いことに基づいている。しかしながら、文字又は図形等
の非階調画像では、それら文字や図形の輪郭部分に高周
波成分が集中しており、上記ＪＰＥＧ又はＭＰＥＧによ
り画像圧縮した場合には、それら文字又は図形の周辺部
分に歪みが生じてしまう。

【０００４】以上のような従来の画像処理による不具合
を解決するため、従来種々の圧縮手法が提案されてい
る。例えば特開平６−３５０９９２号公報、特開平７−
７５１０２号公報、及び特開平９−３１２７７５号公報
に開示された手法においては、階調画像と文字等の非階
調画像が混在する画像に対する圧縮において、各周波数
の画像成分値を量子化する際に、そのステップ幅を調整
することにより上記モスキートノイズを低減するように
している。しかしながら、文字や図形などの非階調画像
に対してＤＣＴ圧縮を適用するのはそもそも不適当であ
り、量子化ステップを細かくしたとしても、圧縮効率が
低下する割に元画像への再現性を向上させることはでき
ない。

【０００５】これに対し、特開平７−９９５８１号公報
に係る画像処理装置においては、各種画像が混在した入
力画像を画像種類に応じて領域分割し、各画像領域毎に
適した圧縮を施すことにより、上記モスキートノイズの
発生を低減しつつ、画像全体に対するデータ圧縮率を高
めることに成功している。しかしながら、この従来技術
に係る画像処理装置は、元画像を２値化して前処理段階
で圧縮対象たるデータ量を削減することにより処理を簡
単化しているにもかかわらず、依然としてニューラルネ
ットワークによる階調画像及び非階調画像の分離のため
の重い処理が必要である。これは、ニューラルネットに
よる画像種別判定では出力誤差が設定誤差以下になるま
で判定対象たる画像の種類を様々に代えて繰り返して特
徴パターンを学習させる必要があることに起因する。従
って、かかる技術を例えばコンパクトなサイズの電子ス
チルカメラ等で実現することは困難であると考えられ
る。

【０００６】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あって、その目的は、自然画像等の階調画像と文字又は
図形等の非階調画像とが混在する画像データに対し、モ
スキートノイズの発生を低減しつつ高い圧縮率で圧縮す
ることのできる簡易な構成の画像処理装置及び画像処理
方法を提供することにある。

【０００７】また、本発明の他の目的は、元画像を自然
画像等の階調画像と文字又は図形等の非階調画像とに簡
易な処理で分割することのできる画像処理装置及び画像
処理方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、元画像データが表す画像から文字又は図
形の輪郭により区画される非階調画像領域を決定する非
階調画像領域決定手段と、前記非階調画像領域の画像を
表す第１画像データを生成する第１画像データ生成手段
と、前記元画像データが表す画像の前記非階調画像領域
に該非階調画像領域の周辺領域の色に基づく色の画像を
埋め込んでなる、第２画像データを生成する第２画像デ
ータ生成手段と、前記第１画像データと前記第２画像デ
ータとにそれぞれ異なる画像圧縮処理を施す画像圧縮手
段と、を含むことを特徴とする。

【０００９】本発明によれば、前記非階調画像領域決定
手段により元画像から文字又は図形の輪郭により区画さ
れる非階調画像領域が決定される。そして、前記第１画
像データ生成手段によりその非階調画像領域の画像を表
す第１画像データが生成される。一方、前記第２画像デ
ータ生成手段は、元画像のうち前記非階調画像領域の部
分に周辺領域の色に基づいて適色の画像を埋め込み、第
２画像データを生成する。ここでの適色の画像は、例え
ば周辺領域の代表色一色が付されたものでもよいし、周
辺領域に付された色に基づく複数の色が付されたもので
もよい。また、前記非階調画像領域に適色の画像を埋め
込む処理には、該非階調画像領域の画素の色を周辺領域
の画素に付された色に基づく色に変更する処理や、周辺
領域の画素に付された色に基づく画素補間処理も含む。
そして、前記画像圧縮手段により、第１画像データと第
２画像データとはそれぞれ異なる手法により圧縮処理が
施される。

【００１０】こうすれば、前記第１画像データを主とし
て非階調画像からなるものとすることができ、一方、前
記第２画像データを主として階調画像からなるものとす
ることができる。すなわち、前記第２画像データ生成手
段は元画像のうち前記非階調画像領域の周辺領域の色に
基づいて適色の画像を埋め込んでいるため、前記第２画
像データは比較的空間相関の高い画像を表すものとな
る。したがって、この第２画像データを例えばＤＣＴ圧
縮することにより、画像の劣化を抑えつつ高い圧縮率で
画像圧縮することができる。なお、本発明における非階
調画像領域は文字又は図形の輪郭により区画されたもの
であることを主として意図しているが、本発明は、その
他それに準ずる画像が前記非階調画像領域決定手段によ
り前記非階調画像領域として決定されることを妨げるも
のではない。すなわち、本発明は前記非階調画像領域決
定手段により文字や図形の輪郭により区画されるもので
はない非階調画像領域が決定された場合も含み、かかる
場合であっても同様に画像の劣化を抑えつつ高い圧縮率
で画像圧縮することができる。

【００１１】また、本発明の一態様においては、前記非
階調画像領域決定手段は、内部の色の変化が所定基準以
下の画像領域であって領域境界線を構成する画素と該画
像領域の外側の画素との色の差が所定基準以上であるも
のを、前記非階調画像領域として決定している。すなわ
ち、階調画像領域の上に文字や図形等の非階調画像が表
される場合、多くはその文字又は図形の輪郭部分又は領
域内部にエッジ、すなわち周囲との色差が大きい画素が
集まっており、また内部の色の変化は比較的少ない。従
って、元画像データが表す画像のうちエッジに囲まれて
内部の色の変化が所定基準以下の画像領域を調べること
により、好適に前記非階調画像領域を決定することがで
きる。なお、本明細書において画素の色とは、ＲＧＢや
ＹＵＶなどで表される輝度、色差などの画素値である。
本明細書では単に色と記す。

【００１２】また、本発明の一態様においては、前記画
像圧縮手段は前記第２画像データが表す画像に直交変換
を施し、該画像の高周波成分を減じるよう直交変換で得
られる係数を量子化する。すなわち、上述のように前記
第２画像データ生成手段により生成される第２画像デー
タは比較的空間相関の高い画像となっており、空間相関
の低い画像成分、即ち周波数の高い画像成分を減じるよ
う直交変換で得られる係数を量子化したとしても、元画
像への再現性を著しく損なうことはない。これにより、
この態様によれば元画像への再現性を維持しつつ好適に
画像圧縮を施すことができる。

【００１３】また、本発明の一態様においては、前記画
像圧縮手段は、前記第１画像データにランレングス法を
含む画像圧縮処理を施す。すなわち、前記第１画像デー
タ生成手段により生成される第１画像データは、文字又
は図形の輪郭により区画される非階調画像であり、比較
的長いランが多く含まれる場合が一般的であるため、２
値あるいは多値のランレングス法により、元画像への再
現性を殆ど損なうことなく好適に画像圧縮を施すことが
できる。

【００１４】また、本発明の一態様においては、前記画
像圧縮手段は、前記第１画像データに減色処理を含む画
像圧縮処理を施す。本発明における前記非階調画像は主
として文字又は図形を表すものであり、それら文字又は
図形は比較的色数が少ない。したがって、前記第１画像
データに減色処理を施したとしても元画像への再現性を
殆ど損なうことなく、好適に画像圧縮を施すことができ
る。また、特に前記非階調画像領域決定手段が元画像デ
ータが表す画像のうちエッジに囲まれて内部の色の変化
が少ない画像領域を前記非階調画像領域として決定した
場合には、前記第１画像データに減色処理を施しても元
画像への再現性をより損なわない。このため、前記第１
画像データに含まれる文字又は図形を例えば一色に減色
して高い効率で画像圧縮を施すことが可能となる。ま
た、この場合は非階調画像に長いランが多く含まれるよ
うになるため、上記ランレングス法による圧縮をさらに
施せば、元画像への再現性を殆ど損なうことなく、さら
に高い効率で画像圧縮ができる。

【００１５】また本発明に係る画像処理装置において、
元画像データが表す画像のうち、内部の色の変化が所定
基準以下の画像領域であって領域境界線を構成する画素
と該画像領域の外側の画素との色の差が所定基準以上で
あるものを抽出し、該画像領域の画像を表す画像データ
を生成する。すなわち、一般的に見て画像データに含ま
れる文字又は図形を表す画像は、エッジ、即ち所定基準
以上周囲との色差がある画素により構成される境界線を
有しており、且つその境界線内部の色の変化が少ない。
したがって、かかるエッジに囲まれて内部の色の変化が
所定基準以下の画像領域を抽出することにより、好適に
文字又は図形に区画される非階調画像領域を抽出するこ
とができる。そして、例えばこうして生成される画像デ
ータを、文字認識領域等の認識対象データとして好適に
用いることができる。

【００１６】また、本発明の一態様においては、前記非
階調画像領域を決定するため、前記元画像データが表す
画像を所定基準よりも色の変化の少ない部分画像に分割
する部分画像分割手段と、前記元画像データが表す画像
の各画素毎に高周波成分値を算出する高周波成分値算出
手段と、前記部分画像の輪郭部分又は領域内部に位置す
る画素の高周波成分値に基づいて、前記部分画像から前
記非階調画像領域を選択する非階調画像領域選択手段
と、を含む。

【００１７】本態様によれば、まず部分画像分割手段に
より前記元画像データが表す画像を所定基準よりも色の
変化が所定基準以下の部分画像に分割する。一方、前記
高周波成分値算出手段は、元画像の画素毎に高周波成分
値を算出する。たとえば、ある着目画素の色が周囲の画
素に付された色に比してどれだけ異なっているかを表す
情報を高周波成分値として算出ればよい。そして、前記
非階調画像領域選択手段は、前記部分画像分割手段によ
り分割された前記部分画像の輪郭部分又は領域内部に位
置する画素の高周波成分値に基づき、前記部分画像から
前記非階調画像領域であるものを選択する。たとえば、
前記部分画像の輪郭線を構成する複数の画素について、
その高周波成分値が所定基準値よりも大きいものが多け
れば、その部分画像を非階調画像領域として選択すれば
よい。こうすれば、エッジに囲まれて内部の色の変化が
所定基準以下の画像領域を好適に抽出することができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面に基づき詳細に説明する。

【００１９】まず、本実施の形態に係る画像処理装置に
おける画像圧縮の原理について、図１に基づき説明す
る。同図（ａ）は、本画像処理装置が圧縮対象とする画
像の一例を示す図であり、同図に示す元画像１には、背
景として電子スチルカメラで撮像された自然画像が表さ
れている。そして、元画像１の左下部分には「ＳＡＮＹ
Ｏ」の文字が合成されている。この「ＳＡＮＹＯ」の文
字は、キーボード又はマウス等の入力装置と所定のソフ
トウエアにより背景画像の上に合成されたものであり、
それらは非階調画像領域１０ａ〜１０ｅを構成してい
る。これら非階調画像領域１０ａ〜１０ｅはそれぞれ単
色で着色されており、それら領域と背景となる自然画像
との境界領域にはエッジが表れている。

【００２０】そして、本画像処理装置は、この元画像１
を同図（ｂ）に示す階調画像２と同図（ｃ）に示す非階
調画像３とに分離する処理を行う。ここで、非階調画像
３には元画像１における非階調画像領域１０ａ〜１０ｅ
の位置と同じ位置に、同じく「ＳＡＮＹＯ」の文字が表
されており、階調画像２と非階調画像３を重ね合わせて
合成することにより、元画像１が再現できる。また、階
調画像２における左下の部分には、画素補間領域１１ａ
〜１１ｅが形成されている。この画素補間領域１１ａ〜
１１ｅは、元画像１における非階調画像領域１０ａ〜１
０ｅにそれぞれ対応するものであり、この階調画像２に
おける画素補間領域１１ａ〜１１ｅは各領域の周囲に付
された色に基づく色が内部に表されている。このため、
階調画像２は比較的空間相関の高い画像となっている。
その後、本画像処理装置においては、同図（ｂ）に示す
階調画像２を表す画像データをＤＣＴ圧縮するととも
に、同図（ｃ）に示す非階調画像３を表す画像データを
ＤＣＴによらない画像圧縮手法を用いて圧縮する。

【００２１】以上のようにすれば、元画像１を、ＪＰＥ
ＧやＭＰＥＧ等による圧縮に適した階調画像２と、その
他の圧縮手法に適した非階調画像３と、に分離すること
ができ、これにより少なくとも階調画像２に対してはＤ
ＣＴによる画像圧縮を施してもモスキートノイズが発生
することなく、高い圧縮率で好適に画像圧縮を施すこと
ができる。また、非階調画像３を表すデータに対して
も、後述するようにしてランレングス法や減色等の処理
を施すことにより、ＪＰＥＧやＭＰＥＧ等を用いるより
も、元画像への再現性を維持しつつ高い圧縮率で画像圧
縮を施すことができる。

【００２２】図２は、本発明の実施の形態に係る画像処
理装置の構成を示す図であり、上述のように元画像１を
階調画像２と非階調画像３に分離して、それぞれに対し
て好適な圧縮法により画像圧縮を施すことのできる画像
処理装置の構成を示すものである。同図に示す画像処理
装置は、画像データ入力部１２と、非階調画像領域決定
部１４と、非階調画像データ生成部１６と、階調画像デ
ータ生成部１８と、画像圧縮部２２と、を含んで構成さ
れている。また、階調画像データ生成部１８は領域補間
部２０を含んでおり、画像圧縮部２２は非階調画像デー
タ圧縮部２４と階調画像データ圧縮部２６とを含んでい
る。

【００２３】画像データ入力部１２は、本画像処理装置
の処理対象となる元画像データを入力する部分であり、
ビデオカメラや電子スチルカメラから入力される画像デ
ータや、ネットワークを介して取得される画像データ
等、階調画像領域と非階調画像領域とが混在した画像を
表すデータを、非階調画像領域決定部１４、非階調画像
データ生成部１６、及び階調画像データ生成部１８に入
力できるようになっている。

【００２４】非階調画像領域決定部１４は、画像データ
入力部１２から入力された元画像データに基づき、その
非階調画像領域が元画像の何処に位置しているかを決定
する処理を行う。そして、非階調画像データ生成部１６
は、非階調画像領域決定部１４により出力される非階調
画像領域の位置を表す情報（以下、「領域位置情報」と
いう。）に基づき、画像データ入力部１２から入力され
た元画像データから非階調画像領域を抽出し、その領域
の画像を含む画像データを非階調画像データとして生成
する。一方、階調画像データ生成部１８の領域補間部２
０は、非階調画像領域決定部１４から出力される領域位
置情報に基づき、画像データ入力部１２により入力され
る元画像データのうち、その領域位置情報により特定さ
れる領域に画素補間処理を施し、階調画像データ生成部
１８が階調画像データを生成する。

【００２５】ここで、階調画像データ生成部１８に含ま
れる領域補間部２０での領域補間の手法についてさらに
詳細に説明する。図３はこの領域補間部２０による処理
を説明する図である。

【００２６】同図（ａ）は第１の手法を説明するもので
あり、ここでは一例として５×６画素により構成された
矩形の非階調画像領域５０の画素補間処理について説明
する。この処理においては、非階調画像領域５０の構成
する画素５４ａ〜５４ｅの延長線上に位置する該非階調
画像領域５０の外側に位置する画素５２ａ及び５２ｂの
色がまず参照される。そして、これら５２ａ及び５２ｂ
に付された色が画素５４ａ〜５４ｅにおいて滑らかに色
変化するよう、各画素５４ａ〜５４ｅの色が決定され
る。非階調画像領域５０を構成する他の画素についても
同様にして着色がなされる。このようにして画素補間す
れば、階調画像内での空間相関を高めることにより、好
適に階調画像データ圧縮部２６による圧縮が可能とな
る。なお、ここでは画素５２ａ及び５２ｂの間が滑らか
に色変化するよう画素５４ａ〜５４ｅの色が決定された
が、その他、画素５２ａの色と画素５２ｂの色との平均
にあたる色を画素５４ａ〜５４ｅに付するようにしても
よい。あるいは、ここでは列方向の画素が連続に連なる
ようにしたが、その他行と列の両方向についても色が滑
らかに変化するように着色する色を決定してもよい。

【００２７】また、同図（ｂ）は画素補間の第２の手法
を説明するものである。ここでは、同図に示す非階調画
像領域５０が、階調画像データ圧縮部２６でのデータ圧
縮単位であるブロック５６及びブロック５８にまたがっ
て表されているものとする。すなわち、一般にＪＰＥＧ
やＭＰＥＧでは圧縮対象となる画像を例えば８×８画素
のブロックに分割し、それらブロック毎に直交変換等を
施しているが、それらブロックにおいて空間相関が高く
なるよう内部を構成する画素の色を決定すれば好適にＤ
ＣＴ圧縮を施すことができる。この場合、非階調画像領
域５０を、ブロック５６に含まれる部分とブロック５８
に含まれる部分とに分割し、それぞれの部分について、
例えば同図（ａ）により説明された手法、あるいはブロ
ック５６又は５８の各代表色でそれぞれ埋めるようにす
ればよい。こうすれば、階調画像データを階調画像圧縮
部２６により好適に圧縮することができる。

【００２８】階調画像データ生成部１８により生成され
た階調画像データは画像圧縮部２２に含まれる階調画像
データ圧縮部２６に入力され、ここで静止画にあっては
ＪＰＥＧ、動画にあってはＭＰＥＧ等のＤＣＴ圧縮が施
される。こうして、階調画像データ圧縮部２６から階調
画像圧縮データが出力される。一方、非階調画像データ
生成部１６により生成された非階調画像データは、次に
画像圧縮部２２に含まれる非階調画像データ圧縮部２４
に入力される。該非階調画像データ圧縮部２４ではこの
非階調画像データに対してＤＣＴによらない好適なデー
タ圧縮処理を施し、非階調画像圧縮データを生成する。

【００２９】すなわち、本画像処理装置では画像データ
入力部１２によって入力された元画像データは非階調画
像圧縮データと階調画像圧縮データとに分割されて圧縮
保存される。また、これら圧縮データに基づいて元画像
を再生する場合、まず階調画像圧縮データをＪＰＥＧ又
はＭＰＥＧにより展開するとともに、非階調画像圧縮デ
ータを前記非階調画像データ圧縮部２４による圧縮とは
逆の手順で展開し、元の文字や図形を表す非階調画像デ
ータを展開する。そして、こうして展開された階調画像
データと非階調画像データとに基づき、階調画像と非階
調画像を合成して元画像を再現する。

【００３０】以上のようにすれば、元画像を、ＪＰＥＧ
やＭＰＥＧでの圧縮に適した部分と、そうでない文字や
図形を表す画像データと、に分離することができ、個々
の画像特性に最適な圧縮手法を採用することができる。
こうして、自然画像等の階調画像にあっては、その高周
波成分を減じても元画像の持つ情報を大きく損なうこと
なく高い圧縮率で圧縮することができ、また、文字や図
形等の非階調画像にあっては、それら文字や図形の輪郭
のシャープさを維持しつつ、好適に画像圧縮することが
できる。

【００３１】次に、上述した本画像処理装置に含まれる
非階調画像領域決定部１４の処理について具体的に説明
する。図４は、非階調画像領域決定部１４の構成をさら
に詳細に示す図である。同図に示すように、非階調画像
領域決定部１４は、等色領域分割部２８と、色特徴抽出
部３０と、高周波成分抽出部３２と、領域種別判定部３
４と、を含んで構成されている。

【００３２】等色領域分割部２８は、１）元画像データ
の表す画像を、色の変化の少ない部分領域、すなわち等
色領域に分割し、２）それら分割された各等色領域にラ
ベリングを行い、各等色領域のラベル情報を出力する。
また、等色領域分割部２８はさらに、３）各等色領域の
位置を表す情報（以下、「等色領域位置情報」とい
う。）を出力する。たとえば、この等色領域分割部２８
によれば、図１に示す元画像１が図５に示すように等色
領域４４ａ〜４４ｇ，４６ａ〜４６ｅに分割され、それ
ら複数の等色領域４４，４６に各々ラベルが付される。
この等色領域分割部２８の処理においては、元画像１を
構成する各画素に付された色が所定の色の範囲内にある
か否かにより、元画像１が複数の等色領域に分割され
る。

【００３３】色特徴抽出部３０には、等色領域分割部２
８から出力される等色領域位置情報とラベル情報とが入
力されるとともに、画像データ入力部１２からの元画像
データも入力されている。そして、色特徴抽出部３０で
は、等色領域位置情報に基づき、元画像データから各等
色領域の内部に位置する画素の色情報を読み出し、それ
ら色情報に基づき各等色領域の色分散値を求める。この
色分散値としては、統計的な分散値を用いてもよいし、
それに準ずる情報を用いてもよい。そして、色特徴抽出
部３０は、元画像に含まれる各等色領域に対する色分散
値を出力する。

【００３４】一方、元画像データは高周波成分抽出部３
２にも入力されている。高周波成分抽出部３２では、元
画像を構成する各画素につき、その高周波成分値を算出
する。ここでいう高周波成分値は、着目画素の色情報
と、その周囲に位置する画素の色情報との差分を表す情
報、又はそれに準ずる情報であり、着目画素に周囲の画
素に比べてどれだけ異なった色が付されているか否かを
表すものである。

【００３５】領域種別判定部３４には、等色領域分割部
２８から出力される等色領域位置情報及びラベル情報
と、高周波成分抽出部３２から出力される高周波成分値
と、色特徴抽出部３０から出力される色分散値と、画像
データ入力部１２から出力される元画像データと、が入
力される。そして領域種別判定部３４では、まず色分散
値と等色領域位置情報とラベル情報とに基づいて各等色
領域４４，４６のうち、いずれの領域が所定閾値よりも
小さい色分散値を有するかを調べる。そして、所定閾値
よりも小さな色分散値を有する等色領域４４，４６を非
階調画像領域の候補としてまず選択する。次に、領域種
別判定部３４はこの選択された等色領域について、その
境界線を構成する画素の位置情報を等色領域位置情報か
ら特定する。

【００３６】そして、その選択された等色領域の境界線
を構成する画素が、どのような高周波成分値を有するか
を調べ、例えば境界線を構成する複数の画素が各々有す
る高周波成分値の平均値が所定閾値以上である場合に、
その等色領域を非階調画像領域であると決定する。

【００３７】たとえば、図６に示すように等色領域分割
部２８で三角形の領域が等色領域として選ばれ、且つそ
の領域の色分散値が所定閾値よりも小さいと判断された
場合、この等色領域の境界線を構成する画素５１につい
て、それらの高周波成分値の平均値と所定閾値とを比較
する。そして、境界線を構成する画素５１の高周波成分
値の平均値が所定閾値以上である場合に、その等色領域
４８を非階調画像領域であると決定する。なお、その他
にも、境界線を構成する複数の画素５１のうち、所定閾
値以上の高周波成分値を有するものの割合に基づいて、
その等色領域４８が非階調画像領域であるかを決定して
もよい。

【００３８】以上のようにして、本画像処理装置の非階
調画像領域決定部１４では、比較的簡易な構成により、
エッジに囲まれ内部の色の変化が比較的少ない領域を文
字又は図形を表す非階調画像領域であると決定すること
ができる。

【００３９】次に、非階調画像データ圧縮部２４の構成
について説明する。図７は、本画像処理装置に含まれる
非階調画像データ圧縮部２４の構成を示す図である。同
図に示すように、非階調画像データ圧縮部２４は、領域
代表色変換部３６と、色データ変換部３８と、ランレン
グス圧縮部４０と、ｇｚｉｐ圧縮部４２と、を含んで構
成されている。

【００４０】領域代表色変換部３６は、非階調画像に含
まれる非階調画像領域について、それら領域の内部の色
を領域代表色に変換する。すなわち、この非階調画像デ
ータ圧縮部２４に入力される非階調画像データは、例え
ば図１（ｃ）に示される非階調画像３のように、無色の
背景上の一部に複数の非階調画像領域１０が設けられて
いる。そして、この非階調画像領域１０は上述のように
元々等色領域分割部２８で比較的内部の色の変化が少な
いものであるとして検出されたものであり、これらの色
を例えば代表的な色で一色に置換することにより、その
データ量を大幅に圧縮することができる。また、こうし
ても一般的には文字又は図形であってその内部の色の変
化が比較的少ないものは、多くは元々単色で着色されて
いたものであると想定されることから、その非階調画像
上のノイズを削減して好適な元画像の再現をすることが
できる。なお、領域代表色変換部３６はその領域に含ま
れる代表的な色に全画素の色を変換することが望ましい
が、その他任意の一画素の色に置換する、あるいは全画
素の色の平均にあたる色に変換する、など種々の方法を
採用してもよい。また、場合により一色に変換するので
はなく２色以上の色に置換するようにしてもよい。

【００４１】次に、色データ変換部３８は、各画素に付
された色に番号付けを行い、画像データの形式のうち色
情報の部分の形式を、色番号と色テーブルにより構成さ
れるものに変換する。たとえば、図１（ｃ）に示す非階
調画像３において、非階調画像領域１０ａが赤色に着色
されており、非階調画像領域１０ｂ〜１０ｅが青色に着
色されている場合、赤色に対して番号「１」を付与する
とともに青色に対して番号「２」を付与し、それら赤及
び青の色を表す情報、例えばＲＧＢ情報を色テーブルに
格納する。そして、各画素についてＲＧＢ情報等の色情
報を格納する方式に代えて、各画素について「１」又は
「２」の番号を記憶しておくとともに、非階調画像デー
タのヘッダ部分に色テーブルを含めておく。こうすれ
ば、領域代表色変換部３６により色数を減色した非階調
画像データにおいて着色に関する情報を大幅に減らすこ
とができる。

【００４２】次に、ランレングス圧縮部４０は、こうし
て色情報の記憶形式が変換された非階調画像データに対
し、ランレングス法による圧縮を施す。領域代表色変換
部３６及び色データ変換部３８により、元画像データは
既に比較的ランの長いデータに変換されていることか
ら、このランレングス圧縮部４０にて大幅にデータを圧
縮することができる。またｇｚｉｐ圧縮部４２は、こう
してランレングス法により圧縮されたデータに対し、さ
らにその繰り返しの成分を符号化するようｇｚｉｐ圧縮
処理を施す。こうして、非階調画像圧縮データが生成さ
れる。

【００４３】次に、本発明の実施の形態に係る画像処理
装置での処理について説明する。図８は、本実施の形態
に係る画像処理装置の動作を説明するフロー図である。
同図に示すように、本画像処理装置は、まず画像データ
入力部１２より元画像データの入力が行われる（Ｓ１０
１）。次に、非階調画像領域決定部１４に含まれる等色
領域分割部２８は、こうして入力された元画像データに
基づき元画像を複数の等色領域に分割する。そして、そ
の等色領域位置情報及びラベル情報を出力する（Ｓ１０
２）。

【００４４】一方、非階調画像領域決定部１４に含まれ
る高周波成分抽出部３２は、Ｓ１０１で入力された元画
像データに基づき元画像を構成する各画素の高周波成分
値を算出する（Ｓ１０３）。その後、色特徴抽出部３０
及び領域種別判定部３４は、等色領域のうち、内部の色
の変化が少なく、且つ周囲がエッジ、即ち当該領域の周
囲との色差が大きい画素により境界線が構成されている
ものを非階調画像領域として選択し、元画像を階調画像
と非階調画像とに分離する（Ｓ１０４）。最後に、こう
して決定された非階調画像領域を含む非階調画像を表す
非階調画像データを非階調画像データ生成部１６により
生成するとともに、元画像のうち非階調画像領域を所定
手法により画素補間して階調画像データを階調画像デー
タ生成部１８により生成する。

【００４５】その後、非階調画像データについては上述
のように減色処理、ランレングス法による圧縮、ｇｚｉ
ｐによる圧縮を、それぞれ施して非階調画像圧縮データ
を生成し、一方、階調画像データについては従来通りの
ＪＰＥＧ及びＭＰＥＧによる圧縮を階調画像データ圧縮
部２６により施し、階調画像圧縮データを生成する（Ｓ
１０５）。

【００４６】以上説明した本実施の形態に係る画像処理
装置によれば、元画像のうちエッジに囲まれて内部の色
の変化の少ない領域を非階調画像領域として抽出し、そ
の非階調画像領域を表すデータを非階調画像データとし
て生成し、その非階調画像データに適切な圧縮法により
データ圧縮を施している。一方、元画像のうち非階調画
像があった部分については適色で画素補間し、比較的空
間相関の高い画像を生成している。そして、その比較的
空間相関の高い画像を表すデータを、従来通りＪＰＥＧ
やＭＰＥＧ等の階調画像の圧縮に適した圧縮法を採用し
てデータ圧縮処理を施している。こうして、比較的簡易
な構成で階調画像と非階調画像とが混在する画像データ
に対する圧縮を、モスキートノイズ等を発生させること
なく好適に行うことができる。

【００４７】なお、以上説明した本実施の形態に係る画
像処理装置は種々の変形実施が可能である。たとえば、
以上の説明では画像処理装置の元画像データとして、自
然画像に入力デバイス等で文字や図形を合成入力したも
のを想定したが、雑誌の表紙など自然画像と文字とが混
在した印刷物をマクロ撮影して得られる画像データなど
に対しても、それを高周波成分を多く含む非階調画像デ
ータと高周波成分を多く含まない階調画像とに分離し
て、好適に画像圧縮を施すことができる。また、本実施
の形態に係る画像処理装置は、静止画に対してのみ適用
されるものではなく、動画に対しても同様に適用できる
ものである。この場合、非階調画像データに対する圧縮
にあっては、フレーム間の文字や図形の動きを補償する
ことにより、さらに圧縮効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係る画像処理装置の圧
縮原理を説明する図である。

【図２】 本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構
成を示す図である。

【図３】 本発明の実施の形態に係る画像処理装置の画
素補間処理について説明する図である。

【図４】 非階調画像領域決定部の構成を示す図であ
る。

【図５】 本発明の実施の形態における画像処理装置の
等色領域分割処理を説明する図である。

【図６】 本発明の実施の形態に係る画像処理装置の非
階調画像領域決定処理を説明する図である。

【図７】 非階調画像データ圧縮部の構成を示す図であ
る。

【図８】 本発明の実施の形態に係る画像処理装置の処
理を説明するフロー図である。

【符号の説明】

１ 元画像、２ 階調画像、３ 非階調画像、１０ 非
階調画像領域、１１画素補間領域、１２ 画像データ入
力部、１４ 非階調画像領域決定部、１６非階調画像デ
ータ生成部、１８ 階調画像データ生成部、２０ 領域
補間部、２２ 画像圧縮部、２４ 非階調画像データ圧
縮部、２６ 階調画像データ圧縮部、２８ 等色領域分
割部、３０ 色特徴抽出部、３２ 高周波成分抽出部、
３４領域種別判定部、３６ 領域代表色変換部、３８
色データ変換部、４０ ランレングス圧縮部、４２ ｇ
ｚｉｐ圧縮部、４４，４６，４８ 等色領域、５１，５
２，５４ 画素、５６，５８ ブロック。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 元画像データが表す画像から文字又は図
   形の輪郭により区画される非階調画像領域を決定する非
   階調画像領域決定手段と、 前記非階調画像領域の画像を表す第１画像データを生成
   する第１画像データ生成手段と、 前記元画像データが表す画像の前記非階調画像領域に該
   非階調画像領域の周辺領域の色に基づく色の画像を埋め
   込んでなる、第２画像データを生成する第２画像データ
   生成手段と、 前記第１画像データと前記第２画像データとにそれぞれ
   異なる画像圧縮処理を施す画像圧縮手段と、 を含むことを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像処理装置におい
   て、 前記非階調画像領域決定手段は、内部の色の変化が所定
   基準以下の画像領域であって領域境界線を構成する画素
   と該画像領域の外側の画素との色の差が所定基準以上で
   あるものを、前記非階調画像領域として決定することを
   特徴とする画像処理装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の画像処理装置におい
   て、 前記非階調画像領域決定手段は、 前記元画像データが表す画像を所定基準よりも色の変化
   の少ない部分画像に分割する部分画像分割手段と、 前記元画像データが表す画像の各画素毎に高周波成分値
   を算出する高周波成分値算出手段と、 前記部分画像の輪郭部分又は領域内部に位置する画素の
   高周波成分値に基づいて、前記部分画像から前記非階調
   画像領域を選択する非階調画像領域選択手段と、 を含むことを特徴とする画像処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の画像
   処理装置において、 前記画像圧縮手段は、前記第２画像データが表す画像に
   直交変換を施し、該画像の高周波成分を減じるよう直交
   変換で得られる係数を量子化する、ことを特徴とする画
   像処理装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の画像
   処理装置において、 前記画像圧縮手段は、前記第１画像データにランレング
   ス法を含む画像圧縮処理を施すことを特徴とする画像処
   理装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載の画像
   処理装置において、 前記画像圧縮手段は、前記第１画像データに減色処理を
   含む画像圧縮処理を施すことを特徴とする画像処理装
   置。
7. 【請求項７】 元画像データが表す画像のうち、内部の
   色の変化が所定基準以下の画像領域であって領域境界線
   を構成する画素と該画像領域の外側の画素との色の差が
   所定基準以上であるものを抽出し、該画像領域の画像を
   表す画像データを生成する画像処理装置。
8. 【請求項８】 元画像データが表す画像から文字又は図
   形の輪郭により区画される非階調画像領域を決定する非
   階調画像領域決定ステップと、 前記非階調画像領域の画像を表す第１画像データを生成
   する第１画像データ生成ステップと、 前記元画像データが表す画像の前記非階調画像領域に該
   非階調画像領域の周辺領域の色に基づく色の画像を埋め
   込んでなる、第２画像データを生成する第２画像データ
   生成ステップと、 前記第１画像データと前記第２画像データとにそれぞれ
   異なる画像圧縮処理を施す画像圧縮ステップと、 を含むことを特徴とする画像処理方法。
9. 【請求項９】 元画像データが表す画像のうち、内部の
   色の変化が所定基準以下の画像領域であって領域境界線
   を構成する画素と該画像領域の外側の画素との色の差が
   所定基準以上であるものを抽出し、該画像領域の画像を
   表す画像データを生成する画像処理方法。