JPS5941632B2 - ２次元逐次符号化方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、２次元逐次符号化方式、特に白黒２値ファク
シミリ信号のような２値信号を能率よく伝送又は蓄積す
るために用いられる符号化方式に関するものである。

原画を水平方向に走査線にそつて走査して得られる信号
を順次画素に標本化して得られる２値ファクシミリ信号
においては走査線方向の画素間に強い相関があると同時
に隣接する走査線上の画素間にも強い相関がある。

このような画素間の相関はファクシミリ信号の冗長度と
呼ぱれ、この冗長度を符号化により抑圧することにより
能率よく伝送又は蓄積できることが知られている。従来
２値ファクシミリ信号を符号化する方式として、（１）
走査方向の白画素又ろ黒画素の連続長（ランレングス：
ＲＬ）の長さを順次交互に符号化して伝送するランレン
グス符号化方式、（２）複数例えば２本の走査線の信号
を一括して符号化する方式等が提案されている。

しかし、（１）の方式は、ファクシミリ信号が走査線方
向と垂直の方向に強い相関を有しているという性質を全
く利用していないためにファクシミリ信号の冗長度が十
分抑圧されず、高い圧縮比が得られないという欠点があ
つた。また（２）の方式は一括して符号化する数本の走
査線の信号については走査線と縦方向の相関は利用して
いるがこれ以外の走査線信号との相関は利用していない
ためやはり十分な圧縮率が得られないという欠点があつ
た。本発明はこのような従来方式の欠点を除去するため
に、符号化すべき符号化走査線と符号化走査線の直前の
参照走査線を走査方向に検査して、白から黒あるいは黒
から白に情報が変化する情報変化画素の位置を検知し、
引続いて検知された情報変化画素を順次２個ずつ対にし
、このように検知された情報変化画素対を１個の情報変
化画素が符号化走査線上で検知され、他方が参照走査線
上で検知される第１の状態と、両方の情報変化画素が参
照走査線上で検知される第２の状態と、両方の情報変化
画素が符号化走査線上で検知される第３の状態とに識別
するようにしている。

そして上記第１の状態と第２の状態と第３の状態とを伝
送するに当つて、例えば新聞紙面の如き比較的複雑な画
面の場合に、第３の状態の発生頻度が高い点に着目し、
該第３の状態を指示するフラグをまとめて指示する態様
をとるべく、１走査線毎に第１の状態と第２の状態を符
号化して出力した後、第３の状態のみを第１，第２の状
態とは分離して符号化し出力するようにしている。以下
図面について詳細に説明する。第１図は本発明の符号化
方式の原理を示すための２値フアクシミリ信号の例であ
り、これから符号化すべき符号化走査線と当該符号化走
査線の直前の参照走査線との情報を示している。

この例では１走査線が２０画素からなるものとしている
。１，２は各々白画素及び黒画素を示し３は走査方向を
示し、ここでは左から右に走査するものとする。

なおこれらの取決めにより２値フアクシミリ信号として
の一般性が失われるものではない。本発明による符号化
方式では符号化走査線と参照走査線とを同時に走査方向
に検査して、画素情報が白から黒あるいは黒から白に変
化する情報変化画素の位置を検知する。第１図でＴ１は
情報変化画素を示す。ただし、ＴＯは符号化走査線の第
１画素、Ｔｌ３，Ｔ，４は各々参照走査線及び符号化走
査線上の最終画素の次に仮想した終端画素を示す。検知
された情報変化画素は走査方向に順次発生した順に２個
ずつ対にされる。

最初の情報変化画素対は（Ｔｌ，Ｔ２）であり、以下（
Ｔ３，Ｔ４）、（Ｔ５，Ｔ６）、（Ｔ７，Ｔ８）、（Ｔ
，，ＴｌＯ）、（Ｔｌｌ，Ｔｌ２）が検知された情報変
化画素対となる。検知された情報変化画素対は情報変化
画素の検出された位置により以下の３通りの状態のいず
れかに識別される。第１状態：１個の情報変化画素が符
号化走査線土で検知され、他方の情報変化画素が参照走
査線上で検知される状態。

第２状態：両方の情報変化画素が共に参照走査線上で検
知される状態。

第３状態：両方の情報変化画素が共に符号化走査線上で
検知される状態。

なお、第１，第２，第３状態を各々記号でＳ１、Ｓ２、
Ｓ３と記す。

第１図で情報変化画素対（Ｔ３、Ｔ４）、（Ｔ９，Ｔｌ
Ｏ）は第１状態であり、情報変化画素対（Ｔ７，Ｔ８）
は第２状態であり、情報変化画素対（Ｔｌ，Ｔ２）、（
Ｔ５，Ｔ６）及び（Ｔｌ，，Ｔｌ２）は各々第３状態で
ある。各状態は以下のように符号化する。

第１状態では２個の情報変化画素間の相対距離ｄを極性
符号付で符号化する。２個の情報変化画素がＴ，とＴｌ
Ｏのように参照走査線と符号化走査線の同一位置で発生
した場合は相対距離の値は零とし、参照走査線上の情報
変化画素が符号化走査線上の情報変化画素より左側にあ
る時は相対距離の極性を２＋〃とし、逆に右側にある時
は極性を２−２とする。

なおこの定義の仕方は７＋２と２−７を入れ換えても一
般性を失うことはない。第１状態の符号を記号でＳｌｄ
で示す。第２．状態では、符号化走査線上の情報変化画
素は含まれていないので、変化量は符号化せず、第２状
態の存在を示す符号のみを発生する。

この符号を記号でＳ２と表わす。第３状態では、直前の
第３状態の右端の情報変化画素と現在の第３状態の左端
の情報変化画素との間の第１の距離Ｔ，を符号化しかつ
現在の第３状態の左端の情報変化画素と右端の情報変化
画素間の第２の距離Ｔ２とを符号化する。

ただし、第３状態のみは１走査線の中で第１状態と第２
，状態から分離して符号化する。つまり第２図に示すよ
うに１走査線分の符号化出力は、まず同期信号としての
ＳＹＮＣ符号４を出力した後、第１状態符Ｓ，ｄないし
，第２状態符号Ｓ２を第１状態ないし第２゜状態が識別
された順に出力する。その間第３状態符号は出力せず、
１走査線内の第１状態ないし第２゛状態の符号化の出力
が終了した時点で、まず第３，状態識別符号（Ｓ３）６
を出力し、以下各第３，状態の２つの距離Ｔ，，４の符
号を順次交互にいわゆる従来のランレングス符号化のご
とくまとめて符号列７として送出する。第１及び第２の
距離Ｔ，，ｔ２の符号を各々Ｌ１（ｔ１）、Ｌ２（Ｔ２
）と表わす。つまり本符号化方式では、２個の距離符号
Ｌ１（ｔ１）・Ｌ２（Ｔ２）に対して１個の第３状態識
別符号Ｓ３を出力するのでなく、第３状態識別符号Ｓ３
は全ての第３状態に対して冒頭にただ１回出力されるだ
けである。第１図の例では情報変化画素対（Ｔ３，Ｔ４
）はＳ１（＋１）と符号化され、情報変化画素対（Ｔ７
，Ｔ３）はＳ２と符号化される。情報変化画素対（Ｔ９
，ＴｌＯ）はＳｌＯと符号化される。このあと終端画素
Ｔ，３，Ｔｌ４までの間にはもはや第１状態ないし第２
状態は識別されないので、次に第３状態識別符号Ｓ３を
出力した後、第３，状態の情報変化点対（Ｔ，，Ｔ２）
に対する符号Ｌｌ２Ｌ２３が出力される。ここでｔ１＝
ＴＯＴｌ−２，ｔ２＝Ｔ，Ｔ２＝３である。次に同じく
第３状態の情報変化画素材（Ｔ５，Ｔ６）に対する符号
Ｌ，４Ｌ２２が出力される。ここでＴ，−Ｔ２Ｔ５−４
，ｔ２＝Ｔ５Ｔ６−２である。以下同様に第゛３状態の
情報変化画素対（Ｔ，ｌ，Ｔｌ２）に対する符号Ｌｌ５
Ｌ２２，が出力される。情報変化画素Ｔｌ２と仮想終端
画素Ｔ，４との間にはもはや第３状態はないので、符号
化走査線の符号化が終了し、走査線の区切りを示すＳＹ
ＮＣ符号が出力される。第１表に本符号化方式で用いる
符号表の１例を示す。

一般に第１状態でｄ＝Ｏの場合が約５０％と最も発生頻
度が高く最短の１ビツトの符号を割当てている。次にｄ
＝±１が各々約１５％前後と発生頻度が高いので各々３
ビツトの符号を割当てている。又、第３、状態の第１，
第２の距離符号にはモデフアイドハフマン（ＭＨ）符号
（Ｃ．Ｃ．Ｉ．Ｔ．Ｔ勧告Ｔ．４参照）を使用している
。しかし第１表はあくまでも符号表に対する１実施例で
ありこのような符号の使用に制限されるものでなく、一
般の可変長符号を用いることができることは勿論である
。また上記の説明では、最後の第３状態の右端の情報変
化画素Ｔｌ２と仮想終端画素Ｔｌ４との間の距離を符号
化しなかつたが、この間の距離Ｔｌ２Ｔｌ４＝２を符号
化して送出する方式を考慮することができる。

このことは仮想終端画素Ｔｌ４の位置を符号化したこと
を示しており、このことにより復号器側において、符号
誤りの検出方法として、仮想終端画素を復号した直後に
ＳＹＮＣ符号を検出すれば符号誤りなし、その他の場合
は符号誤りありとする方式が可能となる。しかし仮想終
端画素を符号化することにより符号誤り検出能力は高ま
るが、圧縮効率は低下する。また上記の説明では第３状
態の第１の距離ｔ１として、直前の第３状態の右端の情
報変化画素の位置と現在の第３状態の左端の情報変化画
素との距離を採用したが、直前の第３状態と現在の第３
状態との間に何個かの第１状態あるいは第２状態がある
時には、ｉ番目の第１状態の情報変化画素間の距離をＤ
ｉ，ｊ番目の第２．状態の情報変化画素間の距離をＮｊ
として、ｔ１のかわりにを採用することも考えられる。

この時ｔγくｔ１であるから、一般のランレングス符号
で．Ｔ．（，Ｌ１を符号化すれば、特別な場合を除いて
ｔ１の符号長よりもｔ｝の符号長の方が短かくなり、従
つて圧圧縮効率が向上する。第３図は本発明の符号化方
式による符号化装置の実施例である。

本実施例においては高々２回のモード変化の履歴により
状態の判定を行つている。５モードとは参照走査線と符
号化走査線との対応する同一位置の画素の対からなり、
次のように４種類のモードがある。

モードＭ。

： 参照走査線の画素が白で符号化走査線の画素が白の
モード ｈモードＭ１ ： 参照走査線の画素が白
で符号化走査線の画素が黒のモードモードＭ２： 参照
走査線の画素が黒で符号化走査線の画素が白のモードモ
ードＭ３： 参照走査線の画素が黒で符号化 １．走査
線の画素が黒のモード以下第３図について詳細に説明す
る。

１走査線分の符号化が終了すると、符号化走査線情報を
蓄積した符号化ラインメモリ１２の内容を参照走査線情
報を蓄積する参照ラインメモリ１１へ転送す２，る。

その後フアクシミリ端末から新たな１走査線分の画素情
報を信号線１０を介して符号化ラインメモリ１２に蓄積
する。アドレス制御回路１３は符号化ラインメモリ１２
と参照ラインメモリ１１との同一アドレスの画素情報を
走査方向に同時に２読み出し、モードレジスタＡｌ４に
送出する。その直前にモードレジスタＡｌ４の内容はモ
ードレジスタＢｌ５に転送される。なおモードレジスタ
Ｃｌ６には直前の情報変化画素対の状態が確定した時点
のモードレジスタＡｌ４の内容が蓄積され ３ており、
状態を識別中に変化することはない。モード比較回路１
７は、モード変化がない間にはＲＬカウンタ１８を駆動
し、その間の画素数を計数するとともに、アドレス制御
回路を１駆動して新たなモードを読み出させる。モード
比較回路１７で ３第１回目のモード変化が検出される
とレジスタＢ２Ｏに現在のラインメモリのアドレスが書
込まれる。なお第１回のモード変化がＭ。→Ｍ３あるい
はＭ３→ＭＯの場合には、状態判定回路２２は第１状態
であつて２個の情報変化画素間の相対距離 ４（差分）
ｄが零であるの場合とみて判定し、アドレス制御回路１
３の動作を止め、状態符号発生回路２３を，駆動して符
号ＳｌＯを発生する。第１回目のモード変化がＭ。−＞
Ｍ３あるいはＭ３→ＭＯでない場合には、アドレス制御
回路１３は、さらに第２回目のモード変化を検出すべく
アドレスを順次走査方向に進めてモードを逐次読み出し
、ＲＬカウンタ１８は同一モードの継続長を計数する。
第２回目のモード変化がモード比較回路１７で検出され
ると、アドレス制御回路１３の動作は停止し、モード比
較回路１７の制御により状態判定回路２２はモードレジ
スタＡｌ４、同Ｂｌ５、同Ｃｌ６の内容を参照して状態
を判定する。例えばモードレジスタＣ，Ｂ，Ａの内容が
各々モードＭＯ，Ｍ，，Ｍ３の場合にはモードＭ。→Ｍ
１→Ｍ３のモード変化があつたことを示し、判定回路２
２は第１状態で差分の極性が２−７であつたことを判定
する。又モードレジスタＣ，Ｂ，Ａの内容が各々モード
ＭＯ−）Ｍ，（Ｍ２）→ＭＯの場合にはモードＭ。−）
Ｍ，（Ｍ２）→ＭＯのモード変化があつたことを示し、
判定回路２２は第３（第２）状態が識別されたと判定す
る。第２回目のモード変化が検出された時点でのＲＬカ
ウンタの内容は第１状態の差分の絶対値、あるいは第３
状態の第２の距離に対応していることは明らかである。
第２回目のモード変化で第１状態が識別された場合には
、ＲＬカウンタ１８の内容が１なら、状態符号発生回路
２３でモード変化に応じＳ１（＋１）あるいはＳ１（−
１）の符号が発生される。

ＲＬカウンタ１８の内容が２以上の時には、状態符号発
生回路２３でモード変化に応じ第１状態の極性符号″１
１００Ｉあるいは″１１０１″を発生した後、差分符号
器２４がＲＬカウンタ１８の内容を読出し差分符号を発
生する。６第２状態が識別された場合には、状態符号発
生回路２３は符号Ｓ２（″１１１０″）を発生する。

また第３状態が識別された場合には、減算器２１は、レ
ジスタＢ２Ｏの内容とレジスタＡｌ９の内容の差をとる
。ＲＬ符号器２５はこの値を第１の距離ｔ１とみなして
符号化し、その出力はＲＬ符号レジスタ２６に蓄積され
る。なおレジスタＡｌ９には直前の第３．状態の右端の
情報変化画素のアドレスが格納されているものとする。
引続いてＲＬ符号器２５はＲＬカウンタ１８の内容を第
２の距離Ｔ２として符号化する。この符号はＲＬ符号レ
ジスタ２６に蓄えられる。第３状態の２つの距離Ｔｌ，
ｔ２の符号化が終了すると、レジスタＡにはラインメモ
リ上の現在のアドレスが格納される。このようにして１
走査線の全ての状態識別と第１状態及び第２状態の符号
の送出を終了すると、アドレス制御回路１３の制御によ
り状態符号発生回路２３は第３状態識別符号″１１１１
″を出力し、そのあと引続きＲＬ符号レジスタ２６の内
容が全て読み出される。状態符号発生回路２３、差分符
号器２４及びＲＬ符号レジスタ２６の出力は符号合成回
路２７を経由して出力信号線２８に送出され必要な変調
をほどこして復号器に送られる。又符号合成回路２７は
１走査線の全ての符号を出力するごとに、１走査線の区
切りとしてＳＹＮＣ符号を送出する。第４図は復号化装
置の実施例を示すプロツク図である。

復号化装置はバツフアメモリ制御回路１０３の制御によ
りバツフアメモリ１０２に蓄積された後、状態符号識別
回路１０４により状態符号が検出される。例えば第１状
態で差分がｄ〉＋２の場合の状態符号が検出されると状
態符号識別回路１０４の出力線Ｅ２が″１″となりその
他の出力線は全て″Ｏ／′となる。出力線Ｅ２が″１″
になると差分復号器１０５が動作して、バツフアメモリ
１０２から引続き符号を読出して差分ｄの値を復号し、
この値は差分レジスタ１０６に蓄積される。参照走査線
情報はすでに復号化されて参照ラインメモリ１１２に蓄
積されており、アドレスカウンタＡｌｌＯは順次参照ラ
インメモリの画素情報を変化点検出回路１１１に読み出
し、変化点検出回路１１１は参照ラインメモリ上の情報
変化画素を検出するとアドレスカウンタＡｌｌＯの動作
を止める。この時点でアドレスカウンタＡｌｌＯの内容
は、参照走査線上での情報変化画素の位置を示しており
、この値は加減算器１０９に入力される。Ｅ２出力線が
″１″の時、加減算器１０９は加算器として動作し、差
分レジスタ１０６の内容とアドレスカウンタＡｌｌＯの
内容とを加算して、結果はメモリ匍脚回路１１３にセツ
トされる。符号化ラインメモリ１１４は、これから復号
再生される１ライン分の情報を蓄積するメモリであり、
１ラインの復号化開始時点では全てのアドレスの内容は
″０Ｉにセツトされている。メモリ制御回路１１３にア
ドレスがセツトされると符号化ラインメモリ１１４の対
応するアドレスは″１″に書き換えられ、そこのアドレ
スが情報変化画素の位置であることを示す。状態符号識
別回路１０４により第１状態で差分がｄ〈−２の状態を
検出した場合には信号線Ｅ，がり７になり、加減算器１
０９が減算器として動作してアドレスカウンタＡｌｌＯ
の内容から差分レジスタ１０６の内容を減算して結果を
メモリ制御回路１１３にセツトする以外、その他の回路
については、信号線Ｅ２が″１″となつた時と同様な動
作を行う。

状態符号識別回路１０４で第１状態で差分の値がｄ＝＋
１あるいはｄ−一１の状態を検出すると、信号線Ｅ１あ
るいはＥ−１が各々″１″になり、これらの場合は差分
復号器１０５は動作せず、差分レジスタ１０６に直接＋
１あるいは−１がセツトされ、その他の回路では以下Ｅ
２ないしＥ−２が″１″になつた場合と同様な動作をす
る。又第１状態で差分ｄ−０の状態が状態符号識別回路
１０４で検出されると信号線Ｅ。が／′１７になり、差
分レジスタの値がＯにセツトされ、変化点検出回路１１
１で参照走査線上の情報変化画素の位置が検出された時
点のアドレスカウンタＡｌｌＯの内容が加減算器を経由
して直接メモリ制御回路１１３にセツトされ、符号化ラ
インメモリ１１４の対応するアドレスに″１″が書き込
まれる。次に状態符号識別回路１０４で第２状態符号を
識別すると、アドレスカウンタＡｌｌＯの制御により参
照ラインメモＩ川１２の内容が順次変化点検出回路１１
１に読出されて情報変化画素が検出される。情報変化画
素を２個検出した時点で、アドレスカウンタＡｌｌＯの
動作は停止し、状態符号識別回路１０４は新たにバツフ
アメモリ１０２を読出して、次の状態符号の検出動作に
入る。以上のようにして第１，第２状態の復号化を順次
行い、状態符号識別回路１０４で第３状態を識別すると
、信号線Ｅ３が７ビになりメモリ制御回路１１３の内容
がりセツトされ、以後ＲＬ復号器１０７が動作し、バツ
フアメモｌ川０２の内容を順次読出してＲＬを復号し、
１つのＲＬが復号されるとＲＬ復号器１０７の動作は一
時停止し、加減算器１０９は、メモリ制御回路１１３に
格納されているアドレスの値にＲＬレジスタ１０８の内
容を加算し、結果をメモリ制御回路１１３にセツトし、
メモリ制御回路１１３は符号化ラインメモＩ川１４の対
応するアドレスに″１１′を書込む。このあとＲＬ復号
器１０７は動作を再開し、次のＲＬの復号化を行い、結
果をＲＬレジスタ１０８に蓄え加減算器１０９はメモリ
制御回路１１３にセツトされているアドレスの値にＲＬ
レジスタの内容を加算し、符号化ラインメモＩ川１４の
対応するアドレスに″１″が書込まれる。以上の動作は
１走査線の全てのＲＬの復号化が終了するまで続けられ
る。例えばＳＹＮＣ符号を状態符号識別回路１０４で検
出するとメモリ制御回路１１３は再度りセツトされ、符
号化ラインメモリ１１４を最初のアドレスから順次レベ
ル制御回路１１５に読出して／′０″が読出された時に
は同一アドレスに直前のアドレスと同一の画素レベルを
書込み″１２が検出されると同一アドレスに直前のアド
レスとは反対の画素レベルが書込まれる。この動作を開
始する前の初期条件として、符号化ラインメモリの第１
アドレスを白１ノベルと再生することに決めておけば、
以下第２，第３アドレスの内容を順次チエツクして第ｎ
アドレスで初めて″１″が検出されたとすると符号化ラ
インメモリ１１４の第１アドレスから第ｎ−１アドレス
までは白レベルが書込まれ、次に第ｍアドレスで″１１
が検出されると第ｎアドレスから第ｍ−１アドレスまで
は黒レベルが書込まれる。このようにして、メモリ制御
回路１１３とレベル制御回路１１５との制御により、符
号化ラインメモリ１１４の全てのアドレスの画素レベル
が再生され１走査線の復号化を全て終了し、出力信号線
１１６を介して記録回路に再生された符号化ラインメモ
１川１４の情報が送られる。以上説明したように本発明
は符号化走査線を符号化するために直前の参照走査線情
報を逐次参照しながら、情報変化画素対に着目し、情報
変化画素対を３種類の状態に分け、第３状態のみを第１
第２状態より分離して符号化し送出することにより、２
値フアクシミリ信号の走査線間の相関を有効に利用し、
高能率な符号化が可能となるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を説明するためのフアクシミリ信
号の例、第２図は１走査線分の符号化出力の系列、第３
図は符号装置の実施例、第４図は復号装置の実施例を示
す。 １１は参照ラインメモリ、１２は符号化ラインメモリ、
１３はアドレス制御回路、１４，１５，１６は夫夫モー
ドレジスタ、１７はモー円わ咬回路、１８はＲＬカウン
タ、２２は状態判定回路、２３は状態符号発生回路、２
４は差分符号器、２５はＲＬ符号器、２６はＲＬ符号レ
ジスタ、２７は符号合成回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原画を走査して得られる信号を順次画素に標本化し
   た２値ファクシミリ信号を入力として２値信号値の一方
   から他方に変化した情報変化画素の位置を符号化して出
   力する方式において、符号化すべき符号化走査線の情報
   を記憶する第１の処理部と、符号化走査線の直前の参照
   走査線の情報を記憶する第２の処理部と、符号化走査線
   および参照走査線を走査方向に検査して、引続いて検知
   された情報変化画素を２個ずつ対にする第３の処理部と
   、情報変化画素の対の１方の情報変化画素が符号化走査
   線で検知されかつ、他方が参照走査線上で検知される第
   １の状態、両方の情報変化画素が参照走査線上で検知さ
   れる第２の状態、および両方の情報変化画素が符号化走
   査線上で検知される第３の状態とに識別する第４の処理
   部と、１走査線毎に第１の状態および第２の状態を符号
   化して出力した後に第３の状態のみを第１、第２の状態
   とは分離しておいて各第３の状態の存在位置とラン・レ
   ングスとをもつて符号化し出力する第５の処理部とを備
   えたことを特徴とする２次元逐次符号化方式。