JPS60127876A - 画像情報圧縮方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、画像情報圧縮方式番二関し、特に符号化、復
号化の処理が簡単で、メモリ容量を削減できるパターン
・データの圧縮方式に関するものである。

（発明の背景〕 従来、ファクス等に採用されているデータ圧縮方法は、
　Ｍ　Ｈ（Ｍ　ｏｄｉｆｉｅｄ　Ｈｕｆｆ＋ｉａｎ　）
またはＭＲ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ　Ｒｅａｄ）符号を用い
た符号化によるデータ圧縮であり、圧縮率を高くできる
利点はあるが。

符号化データをドツト・パターンに戻す復号化処理にお
いて、複雑な処理手順を要し、これを高速化するＬこは
、符号化および復号化のための専用ハードウェアを多く
必要とするため高価となる欠点があった。

また、圧縮効果のないパターンが存在し−ｉ悪ノやター
ンでは、ＭＨ符号の場合、符号化前のデータが符号化後
には４．５倍にも増大されることが知られている。従っ
て、パターン・データを格納する記憶装置の記憶容量は
、最悪パターンの出現頻度を考慮して決めなければなら
ないため、平均圧縮率が高い割にはあまり大幅な容量削
減を望めない。

また９紙葉上の画像データをスキャンして取込む際、ス
キャンの等速性を保つためにある一定時間以内に当該ス
キャンのデータを記憶装置内へ格納しなければならない
ような要件がある場合には。

最悪パターンに合せたスループット（格納速度）を確保
しなければならない等の問題があった。

また、各ラインとも連続した複数画素ずつのブロックに
区切り、各ブロック内にｌピッ１−でも情報があるとき
は”　１　”、全熱情報がないときは１１０７′として
テーブルを作り、”　１　”であるブロックの画素情報
のみを記憶する方式が提案されている（特開昭５８−５
３２７２号公報参照）。しかし、この方式では、オール
ｒｒ　１　ｕのものは圧縮できず、特に帳票の背景部を
黒にする装置に対しては、圧縮効果が少ない欠点がある
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、これらの従来の欠点を改善し、符号化
および復号化の処理が簡単な回路で実現でき、かつ最悪
パターンに対しても圧縮効果があり、パターン格納用メ
モリの容量を削減することができる画像情報圧縮方式を
提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明の画像情報圧縮方式
は、時系列の２値画像信号を複数ビット単位のワード・
データに分割して、メモリに格納する場合、上記ワード
・データの全ピッ１−が白または黒のとき以外はメモリ
に格納するが、全ビットが白または黒のときには、該ワ
ード・データの直前のワード・データの内容と比較した
結果により、メモリに格納するか否かを決定し、かつ各
ワード・データごとに、当該ワード・データがメモリに
格納されているか否かを示すフラグ・ビットを発生して
、該フラグ・ビットもメモ４ノに格納することに特徴が
ある。

すなわち、本発明の第１のポイントは、紙葉上の画像デ
ータをラスタ・スキャン方式で走査し、２値化データと
してメモリに取り込む際に、２値データのビット列を複
数ビット単位（ワード単位）に分割し、ワードを構成す
るビットがすべて白データまたはすべて黒データのとき
は、当該ワードをメモリに格納しないようにして、それ
以外のデータのワードのみをメモリに格納することであ
る。

したがって、紙葉上の大部分を占める余白を白データと
して表わすとともに、紙葉の背景を黒データとして取り
込むことにより、これらはメモリに格納されないため、
画像データを格納するメモリ容量を大幅に削減すること
ができる。

本発明の第２のポイントは、各ワードに対応して当該ワ
ードがメモリに格納されているか否かを示すフラグ・ビ
ットを設け、これをメモリのパターン格納エリアとは別
個のエリアにマツプ・データとして格納するようにした
点である。すなわち、前記第１のポイントで、ワード単
位にその内容によって格納したり、あるいは格納しなか
ったりするのみでは、復号化する際に不十分であるため
、フラグを設ける。このようにすれば、復号化の際に、
先ず、マツプ・データを読み出し、当該ワードがメモリ
に格納されているか否かを判定して、格納されているこ
とを示すフラグ・ビットが立っているときは、パターン
格納エリアより対応するワードを読み出し、フラグ・ビ
ットが立っていないときは全ピッ１−白データまたは全
ピッ１−黒データのワードを発生させればよい。

次に、本発明の第３のポイントは、メモリに格納しない
ことを判定する条件として、直前のワードの内容との比
較結果、あるいは先頭のときには白または黒のいずれか
に初期値を決めておく点にある。

すなわち、第１．第２のポイントだけの符号方式では、
フラグ・ピントを各ワード当り１ビツトとしているため
、当該ワードをメモリに格納していないことを示す意味
付けは１通りしかなく、全ビット白データあるいは全ピ
ッ１−黒データのうち、いずれか一方のみが圧縮対象と
なる。したがって、大部分が白データあるいは黒データ
のいずれかに限られる場合には、大きな圧縮効果を期待
できるが、白データおよび黒データのいずれも混在する
場合はどちらであるか判別できない。そこで、白データ
および黒データのいずれも圧縮対象とする必要がある場
合には、フラグ・ビットを各ワード当り２ビツトとし、
当該ワードを格納しないとき白データか黒データかを区
別できるようにする方法が考えられる。しかし、これで
は圧縮効果がフラグ・ビットの増加分だけ減ることにな
る。したがって、第３のポイントを、メモリに格納しな
いことを判定する条件として直前のワ−１くとの比較結
果によることにするのである。例えば、直１１１１のワ
ードと同一内容の場合には、格納しないことにしてフラ
グ・ピッ１〜を増加することなく、白データおよび黒デ
ータの両方を圧縮対象にすることが可能となる。

格納を省略する判定条件としての比較対象は、直前のワ
ードの全ピッ１〜とするが、または以下の実施例で示す
ように直前のワードの最後のビットの内容とするか、あ
るいは直前のワードの内容で白か黒のビット数が多い方
とする等種々の方法が考えられるが、いずれの場合も復
号化の際は、フラグ・ビン１〜がメモリに格納されてい
ないことを示す場合は、直前のワードの内容を参照すれ
ばよい。なお、スキャンの先頭等、直前のワードを、定
義できない場合では、あらかじめ白または黒のし゛（“
ずれかに初期値を決めておけば良い。本発明の圧縮方式
によれば、仮にワードを構成するピッ１〜数を１６、フ
ラグ・ピッ１−を１ビン（−とすれば、圧縮効果の出な
い最悪パターンにおいても、データ景の４．５倍に比較
すると大幅に改近され、最悪パターン取込みのためスル
ープットを上げなければならない等の問題点をＭ消でき
る。一方、最大圧縮率について見ると、ＭＨコードでは
約１００倍であるのに対し、本方式では前記の例で−＝
１６倍となす、ワードを構成するピッ１−数を増さない
限り。

そｊし程大きい圧縮率とはならないが、確実な圧縮効果
を期待できる。また、パターン格納用のメモリ容量は、
想定される最大データ星を含む紙葉をカバーするように
決めらＪＬなければならないことに考慮すると、本方式
によっても用意されるべきメモリ容量は従来のＭｌ−１
コード等に比較して同程度となり、実質的なメモリ削減
効果は殆んど変わらない。

なお、ワードのビット数を決定する場合には、圧縮対象
のパターンの特性に合わせて最適な値に決めるようにす
ることが望ましい。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の一実施例を図面により説明する。

第１図は、本発明を適用した光学文字読取り装置のブロ
ック図である。

第１図において、■は紙票、２はセンサ、３は２値化回
路、４は符号化回路、５はメモリ、６はプロセッサ、７
は表示装置、８は出力装置、９は紙送り機構である。

プロセッサ６の指令により、紙送り機構９は、紙票１を
搬送する。搬送された紙票ｌ上の画像データは、センサ
２によって光電変換さ汎、２値化回路３で２値化された
後、符号化回路４によってデータ圧縮され、メモリ５に
格納される。プロセッサ６は、メモリ５に格納された画
像データを順次復号化処理し、文字部分を切出し、認識
処理して、認識結果を表示装置７に表示あるいは、出力
装置８に出力する。

第２図は第１図の符号化回路の具体例図である。

第２図において、４０１はＤタイプ・フリップ・フロッ
プ、４０２は排他的論理和ゲート、４０３はＪＫタイプ
・フリップ・プロップ、４０４，４０５はシフト・レジ
スタ、４０６，４１２はマルチプレクサ、４０７．４０
９はカウンタ、４１０゜４１１はアドレス・カウンタ、
４０８は非圧縮モード・スイッチ、４１３は書込み制御
回路である。

２値化回路３で２値化されたデータ４２１は、シフ１−
・レジスタ４０４でクロック４２２によりｎビットシフ
トされ、ｎビットのワード・データに変換される。一方
、２値化データ４２１は、シフト・レジスタ４０４で変
換されるワードの直前のワ−１（の最終ビットを記憶し
たフリップ・フロップ４０１の出力と排他的論理和ゲー
ト４０２で比較されて、ワード・データ中で１ビツトで
も不一致があった場合、フリップ・フロップ４０３がセ
ットされる。このセットで、フラグ・ビットが立ったこ
とになる。なお、フリップ・フロップ４０１は、各スキ
ャンの先頭では直前のデータがないため、あらかじめ初
期化しておき、セットまたはすセット出力を供給する。

カウンタ４０７は、シフト・レジスタ４０４のシフト回
数を計数するカウンタであって、シフ１−・レジスタ４
０４がｎビット・シフトさ才したとき、カウンタ４０７
の出力がｌ″となり、この出力ＩＩ　１　Ｂをシフト・
レジスタ４０５の端子′ｒに送って、フリップ・フロッ
プ４０３の内容をシフト・レジスタ４０５にシフトさせ
るための同期信号とする。

フリップ・フロップ４０３の内容がシフトされると、次
のワ−１へ・データとのために、２値化データ４２１の
ｎビット目の内容をフリップ・フロップ４０１にセット
しておく。シフト・レジスタ４０５にフリップ・フロッ
プ４０３の内容をシン１〜するとき、その内容がｒｒ　
１　＋＋であれば、あらかじめ設定されたアドレス・カ
ウンタ４１０にカウントアツプのための信号を送ると同
時に、メモリ５にデータを格納するため、メモリ書込み
制御回路４１３に書込み信号を送る。

書込み制御回路４１３は、フリップ・フロップ４０３か
ら書込み信号を受けると、マルチプレクサ４０６と４１
２を制御してカウンタ４１０の内容をアドレスとし、シ
フト・レジスタ４０４の内容をデータとして、メモリ５
にこれらを送出し格納する。アドレス・カウンタ４１０
は、データ格納終了後、フリップ・フロップ４０３から
受け取ったカウント・アップ信号によりトリガされ、内
容にプラス１する。

なお、フリップ・フロップ４０３の内容がＩＩ　Ｏ＃１
であれば、書込み信号が出力されないため、パターン・
データはメモリ５には格納されない。また、カウンタ４
０９は、シフト・レジスタ４０５のシフ］−回数を計数
するカウンタであり、シフト・レジスタ４０５がｎビッ
ト・シン１〜されたとき、あらかじめ設定されたアドレ
ス・カウンタ４１１にカウント・アップのための信号を
送ると同時に、メモリ５に格納するため、メモリ書込み
制御回路４１３に書込み信号を送る。書込み制御回路４
１３は、カウンタ４０９から書込み信号を受け取ると、
マルチプレクサ４０６，４１２を制御して、カウンタ４
１１の内容をアドレスとし、シフト・レジスタ４０５の
内容をデータとして、メモリ５に格納する。これにより
、ｎビット（１ワード）分のフラグ・ビットがメモリ５
に格納される。アドレス・カウンタ４１１はメモリ５へ
の格納終了後、カウンタ４０９から送られるカラン１−
・アップ１１号により１−リガされて、内容をプラス１
する。

なお、第２図では、各スキャンの先頭でフリップ・プロ
ップ４０３をセットしているが、逆にリセットさせても
よいし、また符号化の最初のスキャンすなわち第１番目
の走査のみでセラ１〜あるいはリセットさせるようにし
てもよい。

第３図および第４図は、それぞれメモリに格納される符
号化データの説明図である。

第３図では、シフト・レジスタ４０４．／１０５をそれ
ぞれ４ビツト、アドレス・カウンタ４１０の初期値を（
００）１６Ｔアドレス・カウンタ／Ｉｌ＋の初期値を（
１００）、６．各スキャンの先頭ビット１０（フリップ
・フロップ４０１の各スキャンの初期値）を′ｌ″とし
、各スキャンの２値化入力データ１１Ａ−１３Ａに対す
るメモリ５に格納されるデータを示す。図中、ＩＩＢ−
１３Ｂは、２値化入力データＩＩＡ〜１３Ａに対するフ
ラグ・ビットを示す。パターン・データ１４は、フラグ
・ビットがｉｔ　１　ｎの部分のデータのみ格納された
ものであり、またマツプ・データ１５は、フラグ・ビッ
トが格納さ」したものである。すなわち入力データ１１
Δでは、直前の４ピツ１〜の最終ビット１０と比較して
、同一の４ピツ１〜であるため記憶せず、フラグ・ピッ
ド′０”とし、次の４ピツ１へ・パターン”　１０１０
　”はテーブル１４のアドレス（００）１６に格納する
。次のデータはオール″′０”のため記憶せず、その次
のデータのパターン”０１０１”、はテーブル１４のア
ドレス（０１）１６に格納する。入力データ１２Ａでは
、直前の４ビツトの最終ピッ１〜ＩＯと比較して異なる
４ピッ１−であるため、オールｕ　Ｏｔｚであってもテ
ーブル１４のアドレス（０３）、６に格納する。このよ
うに、メモリ５のテーブル１４にはフラグ・ビット″′
ｌ″に対応するパターン・データのみが格納さ４１、ま
たテーブル１５には４ビツトずつ区切ってフラグ・ビッ
トのマツプ・データが格納される。

また、第３図において、パターン・データ１４の容量は
、２値化入カデータ４２１の内容により、圧縮されたり
、圧縮さオしなかったりして可変となるので、任意のス
キャン位置からの復号化が出来ない。そこで、第４図に
示すように、アドレス・カウンタ４１０の内容をマルチ
プレクサ／１０６で選択出来るようにし、各スキャンに
１回、アドレス・カウンタ４１１をアドレスとし、アド
レス・カウンタ４１０の内容をデータとしてメモリ５に
格納するようにすれば５パターン・データ格納アドレス
が任意のスキャン位置で分かるようになり、復号化を任
意のスキャン位置から行えるようにできる。第４図にそ
の場合のメモリ５のマツプ・データを示す。第４図のテ
ーブル１６では、マツプ・データの最初の４つのフラグ
・ビットに対応するパターン・データの先頭アドレスが
アドレス”　ｏ　ｏ　。

ｏ”　＝　（ｏｏ）１６に格納されており１次の４つの
フラグ・ビットに対応するパターン・データの先頭アド
レスもアドレス”ｏｏｏｏ”　＝　（ｏｏ）　に格納さ
れているこ６ とが判る。また、任意のスキャン位置であるデータ１３
Ａの最後の４ビツト・パターンは、アドレス”ｏｘｏｘ
”　＝　（０５）　に格納されていることが判る。

６ 第５図は、本発明のおける圧縮対象領域を示す図である
。

第５図に示す点線内のみがメモリ５に記憶され、それ以
外は圧縮されることを表している。すなわち紙票上の枠
線と数字、アルファベラ１−のみの符号を記憶するのみ
でよく、背景の黒と紙票中の余白は記憶されないため、
メモリ容量は少なくてよし）。

また、第２図において、プログラムで切替可能なモード
スイッチ４０８を設け、アドレス・カウンタ４０３のセ
ット端子およびカウンタ４０９のリセッ１〜端子に接続
することにより、マツプ・データはメモリ５に格納せず
、パターン・データは常に格納するようにできるため、
大形紙葉用にメモリ５の容量が設定された装置において
、小形紙葉など画像データ量が少ない場合は、２値化入
力データ４２１をそのままワード・データに変換だけ行
って、メモリ５に格納するようにすれば、復号化処理が
不要となり高速化することができる。

なお、本発明は、紙葉上からのパターン・データにその
適用が限定されるものではなく、広く一般のパターン・
データを圧縮する方法として利用できるものである。

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、符号化。

復号化処理を簡単かつ安価な回路で構成でき、がち復元
が容易であり、また最悪パターンに対してデータが逆に
増加することがないため、パターンを格納するメモリ容
量を削減することができる。

また、全ビット黒パターンおよび全ビット白パターンと
も圧縮されるため、帳票背景部が黒の装置でも、背景の
黒と帳票上の白を圧縮できる。したがって１紙葉上の大
部分ないし全面のパターン・データを扱う画像入力装置
あるいは光学文字読取装置に適用すれば、その効果は大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した光学文字読取り装置のブロッ
ク図、第２図は第１図の符号化回路の具体例図、第３図
、第４図はメモリに格納される符号化データの説明図、
第５図は本発明における圧縮対象領域を示す帳票の図で
ある。 に紙票、２：センサ、３：２値化回路、４：符号化回路
、５：メモリ、６：プロセジヤ、７：表示装置、８：出
力装置、９：紙送り機構、４０１：Ｄタイプ・フリップ
・フロップ、４０２：排他的論理和ゲート、４０３：Ｊ
Ｋタイプ・フリップ・フロップ、４０４．４０５　：シ
フ１へ・レジスタ、４０６．４１２：マルチプレクサ、
　４０７．４０９　：カウンタ、４１０．４１１　ニア
ドレス・カウンタ、４１３：書込み制御回路。 特許出願人　株式会社日立製作所 代理人弁理士磯村雅俊 第３図 第４図 ］６ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）時系列の２値画像信号を複数ビット単位のワード
   ・データに分割して、メモリに格納する場合、上記ワー
   ド・データの全ビットが白または黒のとき以外はメモリ
   に格納するが、全ビットが白または黒のときには、該ワ
   ード・データの直前のワード・データの内容と比較した
   結果により、メモリに格納するか否かを決定し、かつ各
   ワード・データごとに、当該ワード・データがメモリに
   格納されているか否かを示すフラグ・ビットを発生して
   、該フラグ・ビットもメモリに格納することを特徴とす
   る画像情報圧縮方式。