JPS6145429B2

JPS6145429B2 -

Info

Publication number: JPS6145429B2
Application number: JP53024095A
Authority: JP
Inventors: Shoji Mizuno
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1978-03-02
Filing date: 1978-03-02
Publication date: 1986-10-08
Also published as: JPS54116822A; US4215374A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はフアクシミリなどの画像伝送に用いる
画像符号化装置に関する。フアクシミリなどの画像伝送装置においては、
画像情報のもつ相関性を利用して符号化し、伝送
すべき信号量を減少させて、伝送路の効率化をは
かる試みが多くなされている。従来の符号化装置は、実際に符号化する前に予
め原画像信号を修正する前処理を行なうものと行
なわないものとに分類でき、前者の有力なものに
細め処理を用いた符号化装置がある。これは原画
像信号をほぼ線幅１に細め、線幅情報を削除後符
号化するもので原画像信号そのものを符号化する
装置より高い圧縮率を得ることができる。この符
号化装置に対応する復号化装置では、細め処理符
号化された画像信号を復号化後逆に太めて原画像
に近い再生画像を得ている。種々の送信画像の中には、細め処理を用いて高
速伝送を行なうことが適当なものと、細めなしで
忠実に原画像を送る高品質伝送による方が適当な
ものとがあり、高速伝送（細めあり）及び高品質
伝送（細めなし）を任意に選択できると便利であ
る。一方、細めなどの前処理のあとの実際の符号化
において有力な方式に、予測符号化方式がある。
これは送信画像を順次走査し、白黒２値の画像信
号に変換し、標本化及び符号化するとき、既に走
査ずみの画素の白黒を用いて、新たに走査する画
素の白黒を予測し、その予測誤差を符号化するも
のである。通常、予測のために参照される画素
は、被予測画素と強い相関関係にある被予測画素
の近傍の画素である。例えば、第１図に示すよう
に、被予測画素ｍに隣接する４画素ａ，ｂ，ｃ，
ｄが用いられる。ここで点線は主走査線を示し、
画像はこの線に沿つて左から右へと走査され、右
端に到達すると、一つ下の主走査線に沿つて左か
ら右へと順次走査される。ａ，ｂ，ｃ，ｄはｍ以
前に既に走査された画素である。このようにａ，
ｂ，ｃ，d4画素を参照画素に選んだとき、ｍ予
測関数ｍ＝ｆ（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）をｍがｍと一致する確率が高くなるように定め、
ｍの誤差ｅ＝ｍｍを符号化する。ここで白画素は０、黒画素は１に
対応し、は排他的論理和を示すものとする。ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｍ，ｍ，ｅは１から０どちら
かの値をとる。予測符号化方式では一般に(1)式による予測適中
率が高ければ高いほど高い圧縮率を得ることがで
きる。細め画像信号と細めなし画像信号ではその
性質が異なるので、細め画像信号に合つた予測関
数は、細めなし画像信号に合つた予測関数とは異
なる。例えば、参照画素信号が第２図に示すよう
な場合、細め画像信号に対しては次の画素信号は
白と予測するのが適当であるが、細めなし画像信
号に対しては黒と予測するのが適切である。第２
図において、斜線は黒画素を空白は白画素を示
す。従来の符号化装置では、予測関数ｆは１個のみ
用意されており、細め画像信号に合うようｆを定
めれば細めなし画像信号に対する適中率が下り、
逆に細めなし画像信号に合うようｆを定めれば細
め画像信号に対し適中率が下がり、細め画像及び
細めなし画像を任意に選択し符号化する場合、効
率のよい符号化ができないという欠点がある。本発明の目的はこのような欠点を除去し細め画
像にも細めなし画像に対しても効率のよい符号化
を行なう画像符号化装置を提供することにある。本発明の装置は、２値画像信号が順次入力され
既に入力ずみの２値画像信号に基づき新たに入力
される２値画像信号を予測しその予測誤差を符号
化する画像号化装置であり、予測を行なう前に予
め画像の線幅を細める細め処理手段と、前記細め
処理手段によつて得られた細め画像信号に対応し
予測を行ないその予測誤差信号を発生する第１の
予測手段と、前記細め処理を受ける前の入力画像
信号に対応した予測を行ないその予測誤差信号を
発生する第２の予測手段と、入力画像信号に対し
細め処理を実行するか否かの決定に基づき第１及
び第２の予測手段のどちらかを選択する手段と、
前記予測手段の選択結果及び選択された予測手段
からの予測誤差信号を符号化する手段を有するこ
とを特徴とする画像符号化装置である。本発明によれば、細め及び細めなし画像信号に
対する予測誤差信号符号化回路を共通にした簡易
な装置構成のもとで細め画像信号及び細めなし画
像信号それぞれ合つた予測を行なうことにより常
に効率のよい符号化を実現できる。次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。第３図は本発明の一実施例のブロツク図であ
る。送信原画像１は、光電変換回路２により白黒
２値の画像信号に変換される。これは、スイツチ
２５が上方に倒れていると、細め処理回路３に入
力されほぼ線幅１に細められ、予測回路４により
細め画像信号に合つた予測処理を受けた後、スイ
ツチ７を介して予測誤差信号符号化回路５に入力
され、符号化されて伝送路に送出される。もしス
イツチ２５が下方に倒れていると、前記白黒２値
に変換された画像信号は予測回路６に入力され、
細めなし画像信号に合つた予測処理を受けた後、
スイツチ７を介して予測誤差信号符号化回路５に
入力される。第３図には示されてないが、送信原
画像が本装置に挿入されたことを検知し送信原画
像検出信号４１を発生する送信原画像挿入検出回
路から制御回路８は前記信号４１を受けクロツク
信号、同期信号および制御信号を発生し、各回路
を制御する。スイツチ２５とスイツチ７は連動す
るスイツチであり、オペレーターにより手動で上
下の切換えが行なわれる。なお、前記送信画像挿
入検出回路は送信原画像の検出を光学的に行ない
これを電気信号４１にするような構成でよく前記
回路８は前記信号４１がなくなると動作を停止す
る。第４図は第３図の細め処理回路３の一例を示
す。第４図において、第３図の光電変換回路２の
出力を（2n＋３）ビツトのシフトレジスタ９に
取込み、３×３画素の中心画素i₁が最終点である
かを８近傍点a₁〜h₁を用いて読出し専用メモリ
（ROM）１０により判定し、最終点であれば信号
k₁を出力する。ここで、ｎは１主走査線当りの画
素数であり、最終点とはその点を白画素に変換す
ると画像の連結性が保存されない点で白画素に変
換不可能な点、すなわち、削除不可能点である。論理積i₁・d₁＝１のときは、d₁＝１であるから
黒画素i₁の上方に白画素は隣接していない。ま
た、論理積i₁・k₁＝１のときは、k₁＝１であるか
ら黒画素i₁は最終点である。結局、OR回路１３
の出力i₁・d₁＋i₁・k₁は、上方に白画素の隣接し
ている境界黒画素のうち最終点でないものを除い
たものである。このOR回路１３の出力は（2m＋
３）ビツトシフトレジスタ１４の入力となる。同
様に、シフトレジスタ１４、ROM１５、AND回
路１６，１７およびOR回路１８を用いてi₂・b₂
＋i₂・k₂を出力し、右方に白画素の隣接している
境界黒画素のうち最終点でないものを削除する。
第４図には示していないが、同様の回路がさらに
２段続きそれぞれ下方、左方に白画素の隣接して
いる境界黒画素でかつ最終点でないものが削除さ
れる。第５図は第４図のROM１０および１５を示す
図である。行アドレスの４ビツトが画素ａ_i，ｂ
_i，ｃ_i，ｄ_i（ｉ＝１，２）列アドレスの４ビツト
が画素ｅ_i，ｆ_i，ｇ_i，ｈ_i（ｉ＝１，２）にそれぞ
れ対応する。×印で示されたアドレスビツトは
０，１どちらでもよいことを示し、行アドレスと
列アドレスの交点の〇印は該当アドレスのデータ
ｋ_i（ｉ＝１，２）が０であり、無印は１である
ことを示す。以上説明した細め処理回路では、境界の黒画素
が白画素に変換されるので、線幅を２画素細くで
きる。細める前の画像の太さがｎ画素のときは、
前記の細め処理回路をｎ／２個直列に接続すれ
ば、線幅を１画素にできる。第６図は第４図の細め処理回路による細め処理
例を示す図である。第６図ａは入力画像の文字
「ｔ」であり、上方に白画素の隣接している黒画
素を削除すると、図ａは図ｂのようになり、さら
に右方に白画素の隣接している黒画素を削除する
と、図ｂは図ｃのようになる。第６図ｃは線幅が
１画素であるのでさらに細め処理を受けてもこれ
以上黒画素は削除されない。第７図は細め画像信号に対する第３図の予測回
路４の一例である。参照画素は４画素とし、その
配置は第１図と同じである。第３図の細め処理回
路３１の出力は、（ｎ＋２）ビツトシフトレジス
タ１９（ｎは一主走査線当りの画素数）に入力さ
れる。前記シフトレジスタ１９内のａ，ｂ，ｃ，
ｍは、第１図の参照画素信号ａ，ｂ，ｃ，ｄと被
予測画素信号ｍに対応する。前記信号ａ，ｂ，
ｃ，ｄはROM２０（アドレスデータ４ビツト、
出力データ１ビツト）のアドレスとなるが、その
アドレスの内容はｍの予測信号ｍ_H＝ｆ_H（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）である。ここでｆ_H，ｍ_Hの添字Ｈは、細め画像信
号に合つた予測関数及び予測信号であることを示
す。ｆ_Hの一例を第１表に示す。第１表において、左欄に前記信号ａ，ｂ，ｃ，
ｄを、中央の欄にｍの予測信号ｍ_Hを記してあ
る。右欄のｍ_pは後に説明する。例えば、第２図のごとく、参照画素信号が（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝（１，１，１，０）

【表】のとき、ｍの予測信号ｍ_Hはｍ_H＝ｆ_H（１，１，１，０）＝０である。ここで１は黒画素を０は白画素に対応す
るとしている。参照数字21は排他的論理和であり、ｍ_Hとｍと
が入力され、予測誤差信号を出力する。細めなし画像信号に対する第３図の予測回路６
の構成は細め画像信号に対する予測回路４と同様
であるが、予測関数を与えるROMの内容のみ異
なる。第１表にその一例を示す。第１表左欄の
ａ，ｂ，ｃ，ｄは参照画素信号（ROMのアドレ
ス）、右欄のｍ_pは前記信号ａ，ｂ，ｃ，ｄに基づ
く予測信号ｍ_p＝ｆ_p（ａ，ｂ，ｃ，ｄ） …(5) である。中央の欄のｍ_Hは細め画像信号に対する
予測信号である。ｍ_pおよびｆ_pの添字〇はそれぞ
れ細めなし画像信号に対する予測信号および予測
関数であることを示す。ｆ_pとｆ_Hは異なる関数で
同じ参照画素信号に対して異なる予測信号を与え
る。例えば、細め画像信号に対しては参照画素信
号が（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝（１，１，１，０）（第
２図参照）のとき予測信号は、ｍ_H＝ｆ_H（１，１，１，０）＝０であつたが、細めなし画像信号に対しては、ｍ_p＝ｆ_p（１，１，１，０）＝１である。これは参照画素信号が第２図のような場
合、細め画像の線幅は１画素であることを考えれ
ば、細め画像に対してはｍを白画素と予測するの
が適当であり、細めなし画像の線幅は一般に２画
素以上であることを考えれば、細めなし画像に対
してはｍを黒画素と予測するのが適当なためであ
る。第８図は第３図の予測誤差信号符号化回路５を
示す図である。第８図において、第３図のスイツ
チ７を介して入力された予測誤差信号ｅは、ラン
レングスカウンタ２２に与えられる。ランレング
スカウンタ２２は、予測誤差信号ｅを入力するご
とにカウントアツプされ、予測誤差信号が１から
０（予測はずれから予測当り）及び０から１（予
測当りから予測はずれ）に変化すると、カウント
アツプが停止され、その内容（予測当りまたは予
測はずれのランレングス）をランレングス符号発
生器２３に送出し、クリアされる。ランレングス
符号発生器２３は、予測当り及び予測はずれのラ
ンレングスに対応したランレングス符号を発生し
マルチプレクサ４０を介して伝送路に送出する。
予測誤差信号変化点検出回路２４は予測誤差信号
の変化点を検出し、ランレングスカウンタ２２お
よびランレングス符号発生器２３にそれぞれカウ
ントアツプの停止および符号発生のタイミング信
号を与える。なお、ランレングス符号の送信に先
立つて細めなしであるか細めありであるかのモー
ド符号３９がマルチプレクサ４０を介して送信さ
れる。このモード符号３９は制御回路８より送ら
れてくる。予測誤差信号符号化回路５については
この他にも種々の構成が考えられる。例えば、予
測誤差信号を予測に用いられる参照画素信号に応
じていくつかのグループに分割して符号化する方
式（例えば、特開昭52―79610号記載の書画通信
方式）を用いることも考えられる。これを第２の
例として以下に説明する。この方式は、予測適中
率が参照画素信号があるパターンのときは高く、
あるパターンの場合は低いということに注目し、
予測誤差信号を参照画素信号に基づき、高い適中
率のグループと低い適中率のグループとの２つの
グループ分け、それぞれのグループに合つた符号
化を行ない、より高い圧縮率を実現するものであ
る。第９図に本発明の第２の実施例のブロツク図を
示す。第９図において第３図と同じ番号で示され
たものは、第３図におけるものと全く同一であ
る。第３図の構成と異なる点は、細め画像及び細
めなし画像用予測回路４′，６′が予測誤差信号の
みでなく、予測誤差信号が上記２グループのどち
らかに属するかを示すモード信号を出力する点で
ある。このモード信号は、スイツチ２５及びスイ
ツチ７と連動するスイツチ３８を介して予測誤差
符号化回路５′に加えられる。第１０図に第２の実施例の細め画像用予測回路
４′を示す。第１０図において、第７図と同じ番
号で示されたものは、第７図におけるものと全く
同一である。第７図の構成と異なる点は、予測関
数を与えるROM２０′が予測信号のほかにその属
するグループを示すモード信号Ｓ_Hを出力する点
である。ROM２０′はアドレスデータ（ａ，ｂ，
ｃ，ｄ）４ビツト、出力データ２ビツトで、信号
Ｓ_Hのために新たに出力データ１ビツトが追加さ
れている。同様に、細めなし画像用予測回路５′
においても予測関数を与えるROMに出力データ
１ビツトが追加され、予測信号の属するグループ
を示すモード信号Ｓ_pのために使用される。モー
ド信号Ｓ_p，Ｓ_Hと参照画素信号ａ，ｂ，ｃ，ｄと
の関係について以下に具体的に説明する。ここで、参照画素信号ａ，ｂ，ｃ，ｄを予測適
中率順に並べた結果、細め画像に対しては第２表
細めなし画像に対しては第３表のようになつたと
しよう。両表において、ｍ_pおよびｍ_Hはそれぞれ
細めなし画像及び細め画像における予測信号、Ｐ
_pおよびＰ_Hはその適中率である。添字Ｏ，Ｈは細
めなし画像及び細め画像についての変数であるこ
とを示す。予測適中率Ｐ_p，Ｐ_Hは送信画像の種類
によつて多少の変動がありここに上げた数値は代
表的な１例であるが、これに基づき、例えば、
0.9以上の予測適中率の場合を高い適中率のグル
ープ、それ以下の予測適中率のグループを低い適
中率のグループとすれば、表中の横線を境にして
参照画素信号（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を２グループに
分類できる。両表に示すように、モード信号Ｓ
_p，Ｓ_Hは、高い適中率のグループに対し１、低い
適中率のグループに対し０とする。以下モード信
号が１のときを強予測モード０のときを弱予測モ
ードと称する。

【表】

【表】第１１図に第９図の予測誤差信号符号化回路
５′を示す。第９図に予測回路４′あるいは６′か
らスイツチ７及び３８を介して予測誤差信号e′と
モード信号Ｓが第１１図の回路に入力され、それ
ぞれANDゲート２７，２８及びNOTゲート２
６、ANDゲート２８に加えられる。信号Ｓが‘
１’（高い予測的中率）のとき、予測誤差信号ｅ
はANDゲート２８を通り強予測モードランレン
グスカウンタ３２に入力される。信号Ｓが‘０’
（低い予測的中率）のとき、予測誤差信号Ｓは
ANDゲート２７を通り弱予測モードランレング
スカウンタ３１を入力される。カウンタ３２，３
１は、予測誤差信号を入力するごとにカウントア
ツプされ、予測誤差信号が１から０（予測はずれ
から予測当り）及び０から１（予測当りから予測
はずれ）に変化すると、カウントアツプを停止さ
れ、その内容（予測当りまたは予測はずれのラン
レングス）をランレングス符号発生器３４，３３
に送出し、クリアされる。強予測モードランレン
グス符号発生器３４は、弱予測モードランレング
ス符号発生器と比較して、長い予測当りランレン
グスに対し短い符号を予測はずれランレングスに
対し長い符号を割当て、高い予測適中率を考慮し
た符号を発生する。これに対し弱予測モードラン
レングス符号発生器３３は、長い予測当りランレ
ングスに対し長い符号を、長い予測はずれランレ
ングスに対し短い符号を割当て、低い予測適中率
を考慮した符号を発生する。強予測および弱予測
モードのランレングス符号はそれぞれメモリ３５
および３６に書込まれ、一主走査線の符号化が完
了するごとにまず、強予測モードの符号がメモリ
３６から読み出されアルチプレクサ３７を介して
伝送路に送出され、メモリ３６が空になると、弱
予測モードの符号がメモリ３５から読み出されマ
ルチプレクサ３７を介して伝送路に送出される。
なお、ランレングス符号の送信に先立つて細めな
しであるか細めありであるかのモード符号３９が
マルチプレクサ３７を介して送信される。このモ
ード符号３９は制御回路８より送られてくる。第１及び第２の実施例において、予測誤差符号
化回路５，５′は、細め画像及び細めなし画像に
共通であつたが、それぞれ別なものを用意し、細
め画像の予測誤差信号あるいは細めなし画像の予
測誤差信号に合つた符号化をしてもよい。また予
測誤差信号の符号化は、すべてランレングス符号
化を用いるとしたが、ブロツク符号化など他の符
号化を用いてもよい。以上述べたように本発明によれば、細め及び細
めなし画像信号に対する予測誤差信号符号化回路
を共通にした簡易な装置構成のもとで高速伝送
（細めあり）及び高品質伝送（細めなし）のいず
れかを任意に選択できるとともにその選択に基づ
きそれぞれに合つた予測を行なうことにより常に
効率のよい符号化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は予測に用いる参照画素と被予測画素と
の位置関係を示す図、第２図は参照画素信号の１
例を示す図、第３図は本発明の第１の実施例を示
すブロツク図、第４図は第３図の細め処理回路３
を示す図、第５図は細め処理回路３に用いられる
ROMの内容の１例を示す図、第６図ａからｃは
文字「ｔ」の細め処理した例を示す図、第７図は
第３図の予測回路４を示す図、第８図は第３図の
予測誤差信号符号化回路５を示す図、第９図は本
発明の第２の実施例のブロツク図、第１０図は第
９図の予測回路４′を示す図および第１１図は第
９図の予測誤差符号化回路５′を示す図である。第３図から第１１図において、１…送信原画
像、２…光電変換回路、３…細め処理回路、４，
６，４′，６′…予測回路、５，５′…予測誤差信
号符号化回路、２５，７，３８…切換えスイツ
チ、８…制御回路、９，１４，１９…シフトレジ
スタ、１０，１５，２０，２０′…ROM、１１，
１２，１６，１７，２７，２８…ANDゲート、
１３，１８…ORゲート、２１…排他的論理和ゲ
ート、２２…予測誤差信号ランレングスカウン
タ、２４…予測誤差信号変化点検出回路、２３…
ランレングス符号発生器、２６…NOT回路、２
９…弱予測誤差信号変化点検出回路、３０…強予
測誤差信号変化点検出回路、３１…弱予測誤差信
号ランレングスカウンタ、３２…強予測誤差信号
ランレングスカウンタ、３３…弱予測誤差信号ラ
ンレングス符号発生器、３４…強予測ランレング
ス符号発生器、３５，３６…メモリ、３７，４０
…マルチブレクサ。

Claims

【特許請求の範囲】１２値画像信号が順次入力され既に入力ずみの
２値画像信号に基づき新たに入力される２値画像
信号を予測しその予測誤差信号を符号化する画像
符号化装置において、前記予測を行なう前に予め画像の線幅を細める
細め処理手段と、前記細め処理手段によつて得ら
れた細め画像信号に対応した予測を行ないその予
測誤差信号を発生する第１の予測手段と、前記細
め処理を受ける前の入力画像信号に対応した予測
を行ないその予測誤差信号を発生する第２の予測
手段と、前記入力画像信号に対し前記細め処理を
実行するか否かの決定に基づき前記第１及び第２
の予測手段のいずれかを選択する手段と、前記予
測手段の選択結果及び選択された予測手段からの
予測誤差信号を符号化する手段とを有することを
特徴とする画像符号化装置。