JPH1169165A - 文字画像符号化方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の画像符号化装置は、文字画像データに
対して固定的な閾値を用いて量子化を行っているため、
復号画像で階調に不自然な段差が発生し易い。 【解決手段】 閾値不適正ポイント検出器７は、注目画
素と隣接画素との間の差分値を求め、その差分値が小さ
な隣接画素の画素値と注目画素との間の画素値を閾値不
適格値とし、その画素値が閾値不適格値と判断された回
数を加算する。閾値不適正ポイント検出部７は、以上の
動作を全画素に対して行い、入力画像に対する閾値不適
正ポイント情報を検出する。閾値変更部８は、検出され
た閾値不適正ポイント情報と、閾値決定部４で決定され
た閾値の閾値不適正ポイントのうち、閾値に近い画素値
の閾値不適正ポイントを所定の範囲で比較し、小さい値
の閾値不適正ポイントを持つ画素値が範囲内に存在した
場合、量子化閾値をその画素値に変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は文字画像符号化方法
に係り、特に多値ランレングス符号化を用いて文字画像
を圧縮符号化する文字画像符号化方法及び装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の画像符号化装置の一例のブ
ロック図を示す。同図において、入力端子１より入力さ
れた、例えば映画の字幕等の文字画像データは、フレー
ムメモリ２に供給されて記憶された後、読み出されて量
子化器３及び閾値決定部４にそれぞれ供給される。閾値
決定部４は、入力文字画像データに応じた量子化閾値を
決定し、その量子化閾値を量子化器３に供給する。

【０００３】これにより、量子化器３からは複数の階調
に量子化された文字画像データが取り出されて、ランレ
ングス符号化器５に供給され、ここでデータ要素と出現
回数の組み合わせに応じて可変長符号化する公知のラン
レングス符号化方式で符号化して圧縮され、ビットスト
リームとして出力端子６へ出力される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の従来
の画像符号化装置では、文字画像データに対して固定的
な閾値を用いて量子化を行っているため、微妙に階調の
変化する部分の画素値と量子化閾値とが一致することが
あり、そのため、復号画像で階調に不自然な段差が発生
し易いという問題がある。

【０００５】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
入力文字画像を高品質の復号画像が得られるように符号
化し得る文字画像符号化方法及び装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の文字画像符号化方法は、入力文字画像デー
タの量子化閾値を決定すると共に、注目画素とその周辺
画素の画素値の差分値を予め定めた設定値と大小比較
し、その比較結果に応じて決定した量子化閾値を適応的
に変更し、この変更後の量子化閾値に基づいて入力文字
画像データを複数の階調に量子化した後、ランレングス
符号化して圧縮するようにしたものである。

【０００７】また、本発明の文字画像符号化装置は、入
力文字画像データの量子化閾値を決定する閾値決定部
と、入力画像データにおいて注目画素とその周辺画素の
画素値の差分値を求め、その差分値を予め定めた設定値
と大小比較し、その比較結果に応じて決定した量子化閾
値を適応的に変更する閾値変更手段と、変更手段により
変更された量子化閾値に基づいて入力文字画像データを
複数の階調に量子化する量子化器と、量子化器から出力
されたデータをランレングス符号化して圧縮して出力す
る符号化器とよりなる構成としたものである。

【０００８】本発明方法及び装置では、入力画像データ
において注目画素とその周辺画素の画素値の差分値を求
め、その差分値を予め定めた設定値と大小比較し、その
比較結果に応じて量子化閾値を適応的に変更するように
したため、差分値が設定値以下の階調の微妙に変化する
部分の画素値に量子化閾値が設定されにくくできる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。

【００１０】図１は本発明になる文字画像符号化装置の
一実施の形態のブロック図を示す。同図中、図５と同一
構成部分には同一符号を付してある。図１に示す実施の
形態は入力された文字画像データを４値に量子化した
後、ランレングス符号化する例であり、図５に示した従
来装置に、閾値不適正ポイント検出部７及び閾値変更部
８を付加した点に特徴がある。

【００１１】次に、この実施の形態の動作について説明
する。入力端子１を介して入力された、例えば映画の字
幕等の文字画像データは、フレームメモリ２に供給され
て記憶された後、読み出されて量子化器３、閾値決定部
４及び閾値不適正ポイント検出部７にそれぞれ供給され
る。閾値決定部４は、入力文字画像データに応じた量子
化閾値を決定し、その量子化閾値を量子化器３ではな
く、閾値変更器８に供給する。ここで、閾値決定部４に
より決定する量子化閾値は、入力画像の画素値の最大値
と最小値の間の範囲を４等分する点を値の小さな方から
それぞれ閾値ａ、閾値ｂ、閾値ｃとする。

【００１２】また、フレームメモリ２の出力文字画像デ
ータは、同時に閾値不適正ポイント検出部７にも供給さ
れる。閾値不適正ポイント検出器７は、座標（ｘ，ｙ）
の注目画素と、この注目画素に対して上下左右に隣接す
る座標（ｘ，ｙ−１）、（ｘ，ｙ＋１）、（ｘ−１，
ｙ）及び（ｘ＋１，ｙ）の４つの隣接画素との間の差分
値を求め、その差分値が小さな隣接画素の画素値と注目
画素との間の画素値を閾値不適格値とし、その画素値が
閾値不適格値と判断された回数を加算する。ここでは、
座標（ｘ，ｙ−１）、（ｘ，ｙ＋１）、（ｘ−１，ｙ）
及び（ｘ＋１，ｙ）の隣接画素と注目画素との間の差分
値が「１０」以下のとき、その間の画素値を閾値不適格
画素として検出する。また、閾値不適格画素と判断され
た回数を、その画素値の閾値不適正ポイントと呼ぶこと
にする。

【００１３】次に、座標（ｘ，ｙ）の注目画素と、この
注目画素に対して上下左右に隣接する座標（ｘ，ｙ−
１）、（ｘ，ｙ＋１）、（ｘ−１，ｙ）及び（ｘ＋１，
ｙ）の４つの隣接画素と、更にその外側に隣接する画素
（ｘ，ｙ−２）、（ｘ，ｙ＋２）、（ｘ−２，ｙ）、
（ｘ＋２，ｙ）との差分値を観測し、その値が「１０」
以下の時には、それら２つの画素値間の画素値に閾値不
適正ポイントを加算する。更に、差分値が「１０」以上
になる画素が出現するまで、上下、左右方向へそれぞれ
範囲を広げて観測する。閾値不適正ポイント検出部７
は、以上の動作を全画素に対して行い、入力画像に対す
る閾値不適正ポイント情報を検出する。

【００１４】検出された閾値不適正ポイント情報は、閾
値変更部８に与えられる。閾値変更部８は、閾値決定部
４で決定された閾値ａの閾値不適正ポイントと、閾値ａ
に近い画素値の閾値不適正ポイントを所定の範囲で比較
する。ここでは、閾値ａからプラス方向、マイナス方向
それぞれ１０レベルの範囲で比較することとする。比較
を行った結果、閾値ａの閾値不適正ポイントより小さい
値の閾値不適正ポイントを持つ画素値が範囲内に存在し
た場合、閾値ａをその画素値に変更し、閾値ａ’とす
る。これを閾値ｂ、閾値ｃについても行う。変更された
閾値ａ’、閾値ｂ’、閾値ｃ’及び入力された文字画像
データは量子化器３に入力される。

【００１５】量子化器３は閾値ａ’以下の画素をコー
ド”００”、閾値ａ’より大きく、かつ、閾値ｂ’以下
の画素をコード”０１”、閾値ｂ’より大きく、かつ、
閾値ｃ’以下の画素をコード”１０”、閾値ｃ’より大
きな画素をコード”１１”で表し、４値に量子化を行
う。４値に量子化された文字画像データは、ランレング
ス符号化器５に供給され、ここでランレングス符号化さ
れた後出力端子６へ出力される。

【００１６】次に、ランレングス符号化の例について図
２と共に説明する。同じ値が１個から３個連続すると
き、図２（ａ）に２１及び２２で示すように、連続する
画素の数を２ビットで表し、その後にその画素の値を２
ビットで表す。次に、同じ値が４個から１５個連続する
ときは、図２（ｂ）に２３で示すように、２ビットの”
０”を配置した後、連続する画素数を示す４ビットの領
域２４、画素の値を示す２ビットの領域２５を順次に配
置する。

【００１７】また、同じ値が１６個から６３個連続する
ときは、図２（ｃ）に示すように、４ビットの”０”の
領域２６に続けて、連続する画素数を示す６ビットの領
域２７と、画素の値を示す２ビットの領域２８を順次に
配置する。同様に、同じ値が６４個から２５５個連続す
るときは、図２（ｄ）に示すように、６ビットの”０”
の領域２９に続けて、連続する画素数を示す８ビットの
領域３０と、画素の値を示す２ビットの領域３１を順次
に配置する。同様に、同じ値が２５６個からその画素ラ
インの最後まで連続するときは、図２（ｅ）に示すよう
に、１４ビットの”０”の領域３２に続けて、その画素
の値を示す２ビットの領域３３を配置する。

【００１８】次に、上記の実施の形態を具体的な例を用
いて説明する。図１において、閾値決定部４に入力され
た文字画像データの画素値の最大値を「２５５」、最小
値を「０」とする。閾値決定部４は、最大値と最小値の
間を４等分する画素値、すなわち「６４」、「１２８」
及び「１９２」を閾値ａ、閾値ｂ及び閾値ｃとそれぞれ
決定する。同時に、閾値不適正ポイント検出部７は、入
力された文字画像データについて、注目画素とその隣接
画素との差分値を観測する。ここでは、注目画素とその
上下、左右方向の隣接画素との差分値を観測し、注目画
素に対する閾値不適正ポイントを検出する。また、差分
値を観測する範囲は、閾値不適正画素が検出されなくな
るまでとする。

【００１９】図３は座標（ｘ，ｙ）の注目画素と、その
周辺画素の画素値を示す。同図に示すように、注目画素
の画素値は「１９４」であり、また、座標（ｘ，ｙ−
１）の隣接画素の画素値は「２３５」であるから、それ
らの差分値は「４１」であり、また、座標（ｘ，ｙ＋
１）の隣接画素の画素値は「１８」であるので注目画素
との差分値は「１７６」であり、これらはいずれも「１
０」よりも大であるので、閾値不適正画素値は検出され
ない。

【００２０】これに対し、座標（ｘ−１，ｙ）の隣接画
素の画素値は「１９２」であるから、注目画素との差分
値が「２」であるので、その間の画素値「１９２」、
「１９３」を閾値不適正画素値として、「１９２」と
「１９３」に閾値不適正ポイントを加算する。また、座
標（ｘ−１，ｙ）の隣接画素の画素値は「１９２」、座
標（ｘ−２，ｙ）の隣接画素の画素値は「１８８」であ
るので、それらの差分値が「４」なので、同様に画素値
「１８８」、「１８９」、「１９０」及び「１９１」の
閾値不適正ポイントを加算する。更に、座標（ｘ−３，
ｙ）の画素の画素値「１５１」であるので、座標（ｘ−
２，ｙ）の隣接画素との差分値が「３７」であり、「１
０」より大であるので閾値不適正画素値は検出されず、
よって、注目画素の左方向への差分値の観測はここまで
とする。

【００２１】次に、注目画素と画素値が「１８７」であ
る座標（ｘ＋１，ｙ）の隣接画素との差分値は「７」で
あるので、その間の画素値「１８７」、「１８８」、
「１８９」、「１９０」、「１９１」、「１９２」及び
「１９３」の閾値不適正ポイントを加算する。更に、座
標（ｘ＋１，ｙ）の隣接画素と画素値が「１７２」であ
る座標（ｘ＋２，ｙ）の画素との差分値は「１５」であ
るので、閾値不適正画素は検出されない。以上のように
して得られた図３の場合の閾値不適正ポイントを表１に
示す。

【００２２】

【表１】 この作業を全画素に対して行い、全画素に対してそれぞ
れ閾値不適正ポイントを検出する。

【００２３】閾値変更部８は、閾値不適正ポイント検出
部７により検出された上記の閾値不適正ポイントを受け
て閾値を変更する。ここでは、注目画素における閾値ｃ
を例にとって説明する。また、閾値不適正ポイントを比
較する範囲を、閾値ｃからプラス方向、マイナス方向共
に５レベルの範囲で比較を行うものとする。すなわち、
閾値ｃは前記したように「１９２」であるので、画素値
「１８７」から「１９７」までの範囲の閾値を比較し
て、閾値不適正ポイントが最も小さい画素値を閾値ｃ’
とする。

【００２４】表１から、この範囲で最も閾値不適正ポイ
ントが低く、かつ、閾値ｃに近い画素値は「１９４」で
あるので、座標（ｘ，ｙ）の注目画素における閾値ｃを
「１９２」から「１９４」に変更する。これを閾値ｃ
（ｘ，ｙ）とする。同様にして、閾値ａ（ｘ，ｙ）及び
閾値ｂ（ｘ，ｙ）を求める。

【００２５】次に、量子化器３はこれらの量子化閾値ａ
（ｘ，ｙ）、ｂ（ｘ，ｙ）及びｃ（ｘ，ｙ）を用いて、
フレームメモリ２から読み出した文字画像データの量子
化を行う。表２に量子化テーブルを示す。

【００２６】

【表２】 注目画素の画素値は「１９４」であり、また閾値ｃ
（ｘ，ｙ）が「１９４」であるので、表２からわかるよ
うに、コード”１０”で表される。また、座標（ｘ−
１，ｙ）の注目画素の左側の隣接画素の画素値は「１９
２」、座標（ｘ＋１，ｙ）の注目画素の右側の隣接画素
の画素値は「１８７」であり、いずれも表２の量子化テ
ーブルを参照して量子化器３はコード”１０”を出力す
る。他の画素についても同様にして量子化テーブルを参
照することにより、量子化器３は図４に示した値のコー
ドを出力する。

【００２７】従来は、閾値不適正ポイントによる量子化
閾値の変更を行わないと、閾値ｃは「１９２」であるた
め、注目画素はコード”１１”に量子化され、左右に隣
接する画素と量子化後の値が違ってしまい、復号画像に
不自然な段差を生じる。これに対し、この実施の形態で
は、図４から分かるように、座標（ｘ，ｙ）の注目画素
の左右に隣接する画素は、注目画素と同じコード”１
０”に量子化されるため、復号文字画像に不自然な段差
が生じない。

【００２８】このように、この実施の形態では、閾値不
適正ポイントを検出し、その閾値不適正ポイントによっ
て量子化閾値を変更するようにしたため、階調が微妙に
変化する部分の画素値に閾値が設定されにくくなり、復
号画像の階調に不自然な段差が生じない。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
本発明方法及び装置では、入力画像データにおいて注目
画素とその周辺画素の画素値の差分値を求め、その差分
値を予め定めた設定値と大小比較し、その比較結果に応
じて量子化閾値を適応的に変更することで、差分値が設
定値以下の階調の微妙に変化する部分の画素値に量子化
閾値が設定されにくくしたため、復号画像の階調に不自
然な段差が生じにくくでき、高品質の復号文字画像を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のブロック図である。

【図２】ランレングス符号化の一例の説明図である。

【図３】文字画像の画素値の一例を示す図である。

【図４】図３の文字画像の量子化後のデータの一例を示
す図である。

【図５】従来の一例のブロック図である。

【符号の説明】

１ 文字画像データ入力端子 ２ フレームメモリ ３ 量子化器 ４ 閾値決定部 ５ ランレングス符号化器 ６ 符号化データ出力端子 ７ 閾値不適正ポイント検出部（閾値変更手段） ８ 閾値変更部（閾値変更手段）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力文字画像データの量子化閾値を決定
   すると共に、注目画素とその周辺画素の画素値の差分値
   を予め定めた設定値と大小比較し、その比較結果に応じ
   て前記決定した量子化閾値を適応的に変更し、この変更
   後の量子化閾値に基づいて前記入力文字画像データを複
   数の階調に量子化した後、ランレングス符号化して圧縮
   することを特徴とする文字画像符号化方法。
2. 【請求項２】 入力文字画像データの量子化閾値を決定
   すると共に、注目画素とその周辺画素の画素値の差分値
   を予め定めた設定値と大小比較し、前記設定値よりも前
   記差分値が小であるときは比較した２つの画素値の間の
   画素値を不適格値とし、その画素値が不適格値として判
   断された回数を加算し、画面全体における不適格値判断
   回数を検出し、前記量子化閾値を、予め設定した範囲内
   で検出した前記不適格値判断回数が最も少ない画素値に
   対応する値に変更し、この変更後の量子化閾値に基づい
   て前記入力文字画像データを複数の階調に量子化した
   後、ランレングス符号化して圧縮することを特徴とする
   文字画像符号化方法。
3. 【請求項３】 入力文字画像データの量子化閾値を決定
   する閾値決定部と、 前記入力画像データにおいて注目画素とその周辺画素の
   画素値の差分値を求め、その差分値を予め定めた設定値
   と大小比較し、その比較結果に応じて前記決定した量子
   化閾値を適応的に変更する閾値変更手段と、 前記変更手段により変更された量子化閾値に基づいて前
   記入力文字画像データを複数の階調に量子化する量子化
   器と、 前記量子化器から出力されたデータをランレングス符号
   化して圧縮して出力する符号化器とを有することを特徴
   とする文字画像符号化装置。
4. 【請求項４】 前記閾値変更手段は、前記入力画像デー
   タにおいて注目画素とその周辺画素の画素値の差分値を
   求め、その差分値を予め定めた設定値と大小比較し、前
   記設定値よりも前記差分値が小であるときは比較した２
   つの画素値の間の画素値を不適格値とし、その画素値が
   不適格値として判断された回数を加算し、画面全体にお
   ける不適格値判断回数を検出する検出部と、 前記閾値決定部により決定された量子化閾値を、前記検
   出部で予め設定した範囲内で検出した前記不適格値判断
   回数が最も少ない画素値に対応する値に変更する閾値変
   更部とよりなることを特徴とする請求項３記載の文字画
   像符号化装置。
5. 【請求項５】 前記検出部は、前記注目画素殿間で前記
   差分値を求める周辺画素の範囲を、前記不適格値と判断
   される画素値が検出されなくなる周辺画素までとし、前
   記閾値決定部は２^m（ｍは自然数）値に量子化する場
   合、最大画素値と最小画素値との間の範囲をｍ等分する
   （ｍ−１）個の画素値を量子化閾値として決定すること
   を特徴とする請求項４記載の文字画像符号化装置。