JPS621372A - Multigradation picture signal encoder - Google Patents

Multigradation picture signal encoder

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JPS621372A
JPS621372A JP60138946A JP13894685A JPS621372A JP S621372 A JPS621372 A JP S621372A JP 60138946 A JP60138946 A JP 60138946A JP 13894685 A JP13894685 A JP 13894685A JP S621372 A JPS621372 A JP S621372A
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JP
Japan
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block
density level
pixel
pixels
mismatched
Prior art date
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Application number
JP60138946A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michiaki Okano
岡野 道商
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS621372A publication Critical patent/JPS621372A/en
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T9/00Image coding
    • G06T9/004Predictors, e.g. intraframe, interframe coding

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  • Multimedia (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)

Abstract

PURPOSE:To compress information of a multigradation picture signal by comparing a signal train obtained by binarizing individual picture elements of a display picture block with a standard binary signal train corresponding to an average density level of each block and encoding the state where the position of a disaccording picture element can be forecasted and the state where it cannot be forecasted. CONSTITUTION:A CPU 1 binarizes the multigradation picture signal by calculation of the average density level of the display picture block and comparison between this density level and a threshold value of a dither pattern ROM 7. The binary signal train and the standard pattern corresponding to the average density level are compared with each other to compare positions of disaccording bits and disaccording picture elements with contents of a forecasting ROM 9. The state where the number of disaccording picture element is 9, the state where the number of them is (n) and positions of them can be forecasted, and the state where the number of them is (n) and positions of them cannot be forecasted are defines as modes 1, 2, and 3 respectively. In the mode 1, the mode code and the density level code are outputted to a P/S converter 10; and in modes 2 and 3, the picture element number code, the number of disaccording picture elements, and the picture element position code are added to the output of the mode 1 and the result is outputted to the P/S converter 10.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は多階調からなる画像信号を効率よく伝送また
は蓄積し得る多階調画像信号の符号化装置に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a multi-gradation image signal encoding device that can efficiently transmit or store multi-gradation image signals.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

従来、ファクシミリ装置においては、原稿を走査して得
九画偉信号を白黒2値信号に変換した後、種々の符号化
方式に基づいて符号化し、伝送すべき情報量を削減し、
効率よく伝送する方法が実施されている。符号化方式と
してはCCITT (国際電信電話諮問委員会)が勧告
しているMH(Modif−ied Huffman 
)符号化方式やMR(Mod目ied Read)符号
化方式がよく知られている。
Conventionally, in facsimile machines, a document is scanned and the output signal is converted into a black and white binary signal, and then encoded based on various encoding methods to reduce the amount of information to be transmitted.
Efficient transmission methods have been implemented. The encoding method is MH (Modif-ied Huffman), which is recommended by CCITT (International Telegraph and Telephone Consultative Committee).
) encoding method and MR (Modified Read) encoding method are well known.

これらの符号化方式は白黒2値の原稿をデジタル化して
得られた信号の確率分布特性に着目して情報量を等価に
保ちながら信号の帯域圧縮をはかるために開発されたも
のである。
These encoding systems were developed to compress the signal band while keeping the amount of information equivalent by focusing on the probability distribution characteristics of the signal obtained by digitizing a black and white binary original.

ところが、近年、写真のような多階調を含む原稿やカラ
ー画像を処理することが要望されている。
However, in recent years, there has been a demand for processing documents and color images that include multiple gradations, such as photographs.

しかしながら、2電信号符号化用として開発されたMH
符号化方式やMR符号化方式を多階調画像に適用すると
、信号の圧縮効率を十分に得ることができない問題が生
じる。
However, MH which was developed for 2 electric signal encoding
When a coding method or an MR coding method is applied to a multi-tone image, a problem arises in that sufficient signal compression efficiency cannot be obtained.

一方、白黒2値レベルしか再現できない表示装置または
記録装置において、擬似的に中間調を再現する方法とし
てディザ法や濃度パターン法が知られている。濃度パタ
ーン法はNXNドツトを1つの表示画面ブロックとして
取り扱い、これを中間調画像を構成する1個の画点に対
応させたものであり、ディザ法は表示装置のドツトを中
間調画像の1個の画点に対応させたものである。ディザ
法では原画を走査して得られた多階調画像信号と各画素
位置く対応して予め与えられた閾値とを比較して信号の
大小に応じて白または黒を決定するものである。すなわ
ち、走査して得られた各画素の濃度レベルをxij (
ただしijは画素位置を示す。)とし、予め定められた
閾値をC1jとすると、濃度レベルXijが閾値C1j
より大きい場合にはその位置の出力画素Yijに対して
1を、また等しいかあるいは小さい場合には0を置換え
て表示する。
On the other hand, in display devices or recording devices that can only reproduce black and white binary levels, the dither method and the density pattern method are known as methods for reproducing halftones in a pseudo manner. The density pattern method treats NXN dots as one display screen block and associates this with one pixel constituting a halftone image, while the dither method treats a dot on the display device as one pixel of the halftone image. This corresponds to the pixel of . In the dither method, a multi-gradation image signal obtained by scanning an original image is compared with a predetermined threshold value corresponding to each pixel position, and white or black is determined depending on the magnitude of the signal. That is, the density level of each pixel obtained by scanning is expressed as xij (
However, ij indicates the pixel position. ) and a predetermined threshold value is C1j, the density level Xij is equal to the threshold value C1j
If it is larger, 1 is substituted for the output pixel Yij at that position, and if it is equal or smaller, 0 is substituted and displayed.

このようにして、ディザ法によって2値化された画像信
号は通常1またはOの信号系列により表わされるが、1
または0の続く長さが短いため、従来のMH符号化方式
やMR符号化方式では全体としての符号長を十分に圧縮
することができず能率的な符号構成を得ることができな
い問題があった。
In this way, the image signal binarized by the dither method is usually represented by a signal sequence of 1 or O, but 1
Or, because the length of consecutive 0s is short, the conventional MH encoding method or MR encoding method has a problem in that the overall code length cannot be sufficiently compressed and an efficient code structure cannot be obtained. .

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明は上述した問題点を解決するため釦なされたも
ので、多階調画像信号を効率よく伝達して、伝送時間の
短縮をはかるとともに、画像ファイル装置におけるメモ
リ量を大幅に削減し得る多階調画像信号の符号化装置を
提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is capable of efficiently transmitting multi-tone image signals to shorten the transmission time, and to significantly reduce the amount of memory in an image file device. It is an object of the present invention to provide a coding device for a gradation image signal.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この発明はN画素に分割された各表示画像ブロックの各
画素を予め定められた閾値と比較して得た2電信号列と
、各ブロックの平均濃度レベルに対し予め定められた標
準2値信号列とを比較して、不一致画素の位置を検出し
、その不一致画素の位置が予測可能な状態と、予測不可
能な状態に分離して、各状態を適宜符号化することによ
り多階調画像信号の情報圧縮を行なうものである。
This invention uses a binary signal train obtained by comparing each pixel of each display image block divided into N pixels with a predetermined threshold value, and a predetermined standard binary signal for the average density level of each block. A multi-gradation image is created by comparing the columns and detecting the position of the mismatched pixel, separating the mismatched pixel into a state where the position is predictable and a state where it is unpredictable, and encoding each state appropriately. It compresses the information of the signal.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば膨大な情報量を持つ多階調画像信号を
大幅に情報圧縮することができるため、多階調画像を効
率的に伝送する事により通信コストの経済化を実現する
According to the present invention, a multi-gradation image signal having a huge amount of information can be compressed to a large extent, so that communication costs can be reduced by efficiently transmitting a multi-gradation image.

また画像ファイル装置においては、メモリ量の削減によ
り、装置の小屋化、低価格化を実現する。
Furthermore, in image file devices, by reducing the amount of memory, the device can be made smaller and lower in price.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明による中間調画像の符号化方式をマイク
ロコンピュータ制御により実現した符号化装置の概略的
な構成を示すもので、マイクロコンピュータ(以後CP
Uと略す)1 %ROM (Reaaonly mem
ory )  2、 RAM(Random acce
ss memory)3、D/A変換器(Digtal
 to 人nalog Converter )4、ラ
インメモリ5、ラインメモリ制御部6、ディザパターン
ROM 7、標準ノくターンl’LOM 8、予測RO
M 9、P/8 (パラレル−シリアル)変換器10に
より構成されている。CPU 1は装置全体の制御を行
ない、ROM 2の内容を参照して符号化処理を実行す
るもので、ここでは8ビツトのデータノ(スを持つもの
を使用している。ROM2には符号化処理の制御ソフト
ウェアが格納されている。RAM 3はCPU 1によ
る符号化処理の過程で必要なデータを一時的に格納する
ものである。D/A変換器4は外部から供給される画像
信号クロックに、同期して外部のスキャナにより各画点
を走査して得た多階調画像信号を入力し、各画点の濃度
情報を4ビツト(16レベル)の画像信号として量子化
するものである。ラインメモリ5は4本のラインメモリ
5a〜5d  より構成され、後述するライン制御部6
の制御を受けてめ変換器4でディジタル化された画像信
号を書き込むもので、例えば1ライン当りの画素数を2
048画素とすれば2048画素×4ビット×4ライン
の容量を有する。ラインメモリ制御部6はルヘ、変換器
4でディジタル化された画像信号をCPU 1からの書
き込み指示により画像信号クロックに同期してラインメ
モリ53〜5dに書き込む制御を行なうとともに1この
書き込みが終了した時点でCPU 1へ例えば割り込み
機能を用いて入力の終了を知らせる機能を有している。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an encoding device that realizes the halftone image encoding method according to the present invention by microcomputer control.
abbreviated as U) 1% ROM (Reaa only mem
2, RAM (Random access)
ss memory) 3, D/A converter (Digital
to person analog converter) 4, line memory 5, line memory control unit 6, dither pattern ROM 7, standard turn l'LOM 8, prediction RO
It is composed of an M9, P/8 (parallel-serial) converter 10. The CPU 1 controls the entire device and executes the encoding process by referring to the contents of the ROM 2. Here, a CPU 1 with an 8-bit data node is used. control software is stored in the RAM 3. The RAM 3 temporarily stores data necessary for the encoding process by the CPU 1.The D/A converter 4 uses an externally supplied image signal clock. , a multi-gradation image signal obtained by scanning each pixel with an external scanner synchronously is input, and the density information of each pixel is quantized as a 4-bit (16-level) image signal. The line memory 5 is composed of four line memories 5a to 5d, and includes a line control section 6 to be described later.
It writes the image signal digitized by the converter 4 under the control of
If it is 048 pixels, it has a capacity of 2048 pixels x 4 bits x 4 lines. The line memory control unit 6 performs control to write the image signal digitized by the converter 4 into the line memories 53 to 5d in synchronization with the image signal clock according to a write instruction from the CPU 1, and also when this writing is completed. It has a function of notifying the CPU 1 of the end of input at a certain point, for example, using an interrupt function.

ディザパターンROM 7はラインメモリ5から入力し
た1画素4ビツトの画像信号を2値化するための閾値レ
ベルが記憶されたテーブルで、第2図に示すように4×
4で構成される1ブロツクに1〜16の閾値が記憶され
ている。ここでCPU 1により読み出された画像信号
の濃度レベルXijとディザパターン 、ROM 7の
閾値C1jを各々対応する画素位置を順次比較すること
で多階調画像信号より2仮借号列を得ることができる。
The dither pattern ROM 7 is a table storing threshold levels for binarizing the image signal of 4 bits per pixel inputted from the line memory 5. As shown in FIG.
1 to 16 threshold values are stored in one block consisting of 4 thresholds. Here, by sequentially comparing the density level Xij of the image signal read out by the CPU 1, the dither pattern, and the threshold value C1j of the ROM 7 at the corresponding pixel positions, it is possible to obtain two temporary borrowed symbol sequences from the multi-tone image signal. can.

標準パターンROM 8は4×4のブロック内の各画素
の濃度レベルがほぼ均一な場合に得られる2仮借号列の
パターンを記憶しているもので、第3図(a) K示す
ように濃度レベルθ〜16の17種の標準2値信号パタ
ーンが記憶されている。ここでは、CPUIKより各ブ
ロックの平均濃度レベルに対して標準パターンPijと
ディザ化して得た2仮借号列Yijを比較し不一致ビッ
ト位置の検出および計数を行なう。
The standard pattern ROM 8 stores a pattern of 2 temporary borrowed symbols obtained when the density level of each pixel in a 4 x 4 block is almost uniform, and the density is as shown in Fig. 3(a) K. Seventeen standard binary signal patterns of levels θ to 16 are stored. Here, CPUIK compares the standard pattern Pij with the two temporary borrowed symbol sequences Yij obtained by dithering with respect to the average density level of each block, and detects and counts mismatched bit positions.

予測ROM 9は、画像信号をディザ化して得た2仮借
号列Yijと、ブロックの平均濃度レベルに応じた標準
2値信号パターンPijとを比較した場合の不一致画素
の画素位置別の出現確率Hijを平均濃度レベル別に記
憶したものである。ここでは第3図(b)に示す様に、
各平均濃度レベル別に、不一致画素の画素位置別の出現
確率の順位に従って、各平均濃度レベルごとに、不一致
画素の発生順位Kijが予測ROM 9に書き込まれて
いる。
The prediction ROM 9 calculates the appearance probability Hij for each pixel position of a mismatched pixel when comparing the two temporary borrowed symbol sequences Yij obtained by dithering the image signal and the standard binary signal pattern Pij corresponding to the average density level of the block. are stored by average density level. Here, as shown in Figure 3(b),
For each average density level, the occurrence order Kij of mismatched pixels is written in the prediction ROM 9 according to the order of appearance probability of mismatched pixels for each pixel position.

P/8 (パラレル−シリアル)変換器10は、CPU
1で符号化された符号を外部に出力するもので、CPU
 1から8ビット単位で出力された符号・を出力クロッ
クに同期してシリアル信号に変換する。
The P/8 (parallel-serial) converter 10 is a CPU
It outputs the code encoded in 1 to the outside, and the CPU
The code output in units of 1 to 8 bits is converted into a serial signal in synchronization with the output clock.

以下に、この装置の動作を説明する。The operation of this device will be explained below.

第4図(a) 、 (b) 、 (C)はROM 2に
格納された符号化処理の制御ソフトウェアのフローチャ
ーートである。
FIGS. 4(a), 4(b), and 4(c) are flowcharts of the control software for encoding processing stored in the ROM 2. FIG.

最初は、第4図(a)の70−チャートに示すようKC
PU 1からラインメモリ制御部へ書き込み指示が出さ
れると、外部のスキャナからの多階調画像信号がD/A
変換器4でディジタル化されたのちラインメモリ制御部
6の制御によりラインメモリ58〜5d K書き込まれ
る。ラインメモリ5a〜5dの書き込みが終了すると、
ラインメモリ制御部6からの書き込み終了側や込みで符
号化の処理が開始される。
Initially, as shown in the 70-chart in Figure 4(a), KC
When a write instruction is issued from PU 1 to the line memory control unit, the multi-gradation image signal from the external scanner is transferred to the D/A
After being digitized by the converter 4, it is written into the line memories 58 to 5dK under the control of the line memory control section 6. When writing to the line memories 5a to 5d is completed,
Encoding processing is started upon input from the line memory control unit 6 at the end of writing.

ここで、CPU1はまず各ラインメモリ5a〜5dの先
頭から4ビツトの画像信号を入力する。その結果特定の
位置関係に当る4×4ドツトの画素マトリックスの各画
点の濃度が、例えば第5図(a)に示すように入力され
る。次に、CPU 1は各ブロック内の各画素の濃度レ
ベルXijの総和を求め、それを画素数16で除算(小
数点以下は切捨とする)して平均濃度レベルを算出する
。第1及び第2ブロツクの場合の平均濃度レベルは4と
なり、第3ブロツクの場合の平均濃度レベルは5、第4
ブロツクの場合の平均濃度レベルは3となる。この平均
濃度レベルはR,AM 3に一時的に記憶される。
Here, the CPU 1 first inputs a 4-bit image signal from the beginning of each line memory 5a to 5d. As a result, the density of each pixel of a 4.times.4 dot pixel matrix corresponding to a specific positional relationship is inputted, for example, as shown in FIG. 5(a). Next, the CPU 1 calculates the sum of the density levels Xij of each pixel in each block, and divides it by the number of pixels, 16 (rounding down to the nearest whole number), to calculate the average density level. The average density level for the first and second blocks is 4, the average density level for the third block is 5, and the average density level for the fourth block is 4.
The average density level for blocks is 3. This average density level is temporarily stored in R, AM 3.

次に、CPUIはブロック1の各画素の濃度レベルXi
jとディザパターンROM 7の閾値とを比較し、多階
調画像信号を2値化する。以後、この1ブロツクの多階
調画像信号を2値化することをディザ化と呼ぶ。このデ
ィザ化を第4図(b)のフローチャートを用いて説明す
る。同図において、1ブロツク内の参照画素アドレス(
i、j)は(0,0)から順次ディザ化が行なわれる。
Next, the CPUI determines the density level Xi of each pixel in block 1.
j is compared with the threshold value of the dither pattern ROM 7, and the multi-gradation image signal is binarized. Hereinafter, the process of binarizing this one block of multi-gradation image signals will be referred to as dithering. This dithering will be explained using the flowchart of FIG. 4(b). In the figure, the reference pixel address (
i, j) are sequentially dithered starting from (0, 0).

ディザ化は入力された1ブロツクの各画素の濃度レベル
XijとディザパターンROM7の閾値C1jの大小を
比較し、Xij<C1jO時は2値信号yij=o、X
ij ≧Cij ノ時は2値信号y:j=1とし、画素
アドレスij をインクリメントしなから1j(4,4
)まで処理した時にディザ化を終了する。
Dithering is performed by comparing the density level Xij of each pixel of one input block with the threshold value C1j of the dither pattern ROM7, and when Xij<C1jO, a binary signal yij=o,
When ij ≧Cij, the binary signal y:j is set to 1, and the pixel address ij is not incremented but 1j (4, 4
) ends dithering.

次に、第5図(b) K示す各平均濃度レベルに対して
予め定められた標準パターンPijと、第5図(C)に
示すディザ化して得た2短信号列Yijを比較し、不一
致ビット位置の検出及び計数を行なう。
Next, the standard pattern Pij predetermined for each average density level shown in FIG. 5(b) K is compared with the two short signal sequences Yij obtained by dithering shown in FIG. Detects and counts bit positions.

この動作の詳細を第4図(C)の70チヤートを用いて
説明する。同図において、不一致画素カウンタの計数値
n=Qとして1ブロツク内の参照画素アドレス(’、j
)を(0,0)から順次比較する。
The details of this operation will be explained using chart 70 in FIG. 4(C). In the figure, the reference pixel address (', j
) are compared sequentially starting from (0,0).

そして、各ブロックの平均濃度レベルに対応する第3図
(a) K示す標準パターンPijとディザ花して得た
2値信号列XijをR,AM 3より順に取り出し、P
ij〜Yijの時に不一致画素カウンタnを1加算し、
その時の画素アドレスi、jtaAM3に記憶する。第
5図(a) K示す第1ブロツクの場合は同図(b)。
Then, the standard pattern Pij shown in FIG. 3(a) K corresponding to the average density level of each block and the binary signal sequence Xij obtained by dithering are taken out in order from R and AM 3, and P
When ij to Yij, add 1 to the mismatched pixel counter n,
The pixel address i at that time is stored in jtaAM3. FIG. 5(a) and FIG. 5(b) for the first block shown in FIG.

(C)かられかる様に標準パターンPijt  Z仮借
号列Yijは比較の結果、全画素が一致するので不一致
画素数カウンタの計数値は0となる。第2ブロツクの場
合は、第5図(b) K示す標準パターンPijと同図
(C)に示した第2ブロツクをディザ化して得、2短信
号列Yijとを比較した結果、同図(C)中0印で示し
た画素位置5が不一致となるので不一致画素数カウンタ
の計数値は1となる。第3ブロツクの場合は、第5図(
b) K示す標準パターンpijと同図(C)に示した
第3ブロツクをディザ化して得た2短信号列Yijとを
比較した結果、同図(C)中0印で示した画素位置5と
15が不一致となるので不一致画素カウンタの計数値は
2となる。第4ブロツクの場合は、第5図(b)に示す
標準パターンP1jと、同図(C)に示した第3ブロツ
クをディザ化して得た2短信号列Yijを比較した結果
、同図(C)中のO印で示した画素位置4と8が不一致
となるので不一致画素カウンタの計数値は2となる。
As shown in (C), as a result of the comparison of the standard pattern PijtZ tentative borrowed sign sequence Yij, all pixels match, so the count value of the mismatched pixel number counter becomes 0. In the case of the second block, the standard pattern Pij shown in FIG. 5(b) K was obtained by dithering the second block shown in FIG. C) Since the pixel position 5 indicated by the middle 0 mark is a mismatch, the count value of the mismatch pixel number counter becomes 1. In the case of the third block, see Figure 5 (
b) As a result of comparing the standard pattern pij shown in K with the 2 short signal sequence Yij obtained by dithering the third block shown in the same figure (C), it was found that the pixel position 5 indicated by the 0 mark in the same figure (C) and 15 do not match, so the count value of the mismatch pixel counter becomes 2. In the case of the fourth block, as a result of comparing the standard pattern P1j shown in FIG. 5(b) with the two short signal sequences Yij obtained by dithering the third block shown in FIG. Since pixel positions 4 and 8 indicated by O marks in C) do not match, the count value of the mismatch pixel counter becomes 2.

上述した不一致画素の検出処理の各ブロックの処理終了
時には、不一致画素カウンタの計数値nとともにn個の
不一致画素位置ijがRAM 3に記憶されている。
At the end of each block of the above-described mismatch pixel detection process, n mismatch pixel positions ij are stored in the RAM 3 along with the count value n of the mismatch pixel counter.

次にCPU 1は、上述の処理で求めた不一致画素の発
生位置を予測ROM 9の内容と比較する。予測ROM
 9には各平均濃度レベルの標準パターンPijとディ
ザ化した2短信号列Yijの不一致画素の発生確率を統
計的性質に基づき、各画素位置の発生順位を記憶して偽
る。
Next, the CPU 1 compares the occurrence position of the mismatched pixel obtained through the above-described processing with the contents of the prediction ROM 9. Prediction ROM
9, the probability of occurrence of mismatched pixels between the standard pattern Pij of each average density level and the dithered two short signal sequences Yij is falsified by storing the occurrence order of each pixel position based on statistical properties.

この動作の詳細を第4図(d)の70−チャートを用い
て説明する。
Details of this operation will be explained using chart 70 in FIG. 4(d).

同図の処理では、第4図(C)で求めた不一致画素の計
数値nと不一致画素位置i、jを参照して1.予測RO
M 9と比較の結果を三つの状態に分離する。
In the process shown in FIG. 4, 1. Predicted RO
Separate the results of M9 and comparison into three states.

同図においてまず一致画素の計数値nを几AM3から取
り出し、n = Qかどうかを比較する。n=0の場合
は不一致画素が01すなわち標準パターンPijとディ
ザ化して得た2短信号列Yijが全て一致する場合で、
この状態をmode = Oとして処理を終了する。第
5図では第1ブロツクがこの状態に相当する。
In the figure, first, the count value n of matching pixels is taken out from the AM3 and compared to see if n=Q. When n=0, the unmatched pixel is 01, that is, the standard pattern Pij and the two short signal sequences Yij obtained by dithering all match.
This state is set to mode=O and the process ends. In FIG. 5, the first block corresponds to this state.

第4図(d)においてn←Oの場合には、不一致画素の
発生位置を予測RAM 9の内容と比較する処理を行な
う。
In the case of n←O in FIG. 4(d), processing is performed to compare the occurrence position of the mismatched pixel with the contents of the prediction RAM 9.

まず比較回数カウンタmt−nとして、第1の不一致画
素位置ijをRAM 3より取り出す。次にこのij 
 と、ブロックの平均濃度レベルを参照アドレスとして
Kijを取り出す。予測ROM 9の内容xiJは各平
均濃度レベル別に各画素位置毎の不一致発生順位が記憶
されているので、不一致画素数がn個の時、不一致画素
位置ijを参照アドレスとした予測ROM 9の内容x
ijがK(i、j)≦nならば予測が可能な状態である
。またK(i、j)>nならば予測は不可能な状態であ
る。この比較をm=0、すなわち1ブロツク内の不一致
画素位置を順次行っていくが% x(i、j)>nが検
出された時はその時点で処理を終了する。ここで不一致
画素の発生位置がn個全て予測可能な状態のブロックを
mode =: 1とし、不一致画素の発生位置が予測
不可能な状態のブロックをmode=2としてCPU 
1は処理を終了する。
First, the first mismatched pixel position ij is taken out from the RAM 3 as the comparison number counter mt-n. Next this ij
Then, Kij is extracted using the average density level of the block as a reference address. The contents of the prediction ROM 9 xiJ store the order of occurrence of mismatch for each pixel position for each average density level, so when the number of mismatched pixels is n, the contents of the prediction ROM 9 using the mismatch pixel position ij as a reference address is stored. x
If ij satisfies K(i, j)≦n, prediction is possible. Further, if K(i, j)>n, prediction is impossible. This comparison is performed sequentially for m=0, that is, mismatched pixel positions within one block, and when % x (i, j)>n is detected, the process is terminated at that point. Here, a block in which the occurrence positions of all n mismatched pixels can be predicted is set to mode = 1, and a block in which the occurrence positions of mismatched pixels are unpredictable is set to mode = 2, and the CPU
1 ends the process.

第5図(a)において、第2ブロツクは、平均濃度レベ
ル4で同図(b)に示す標準パターンPijと比較し、
同図(C)の○印で示す画素位置5の一画素が異ってい
るが、第3図(b)に示す予測ROM 9の内容のレベ
ル4の画素位置5は予測順位が1位であシmoae=t
となる。同様に第3ブロツクは、平均濃度レベル5で、
同図(b) K示す標準パターンPijとディザ化して
得た2仮借号列Yijを比較すると同図(C)の0印で
示す画素位置5と15が異っているが、第3図(b)に
示す予測ROM 9の内容のレベル5の画素位置5と1
5は予測頴位が2.1位であり、2画素とも予測が可能
でmode=1となる。
In FIG. 5(a), the second block is compared with the standard pattern Pij shown in FIG. 5(b) at an average density level of 4,
Although one pixel at pixel position 5 marked with a circle in FIG. 3(C) is different, pixel position 5 at level 4 of the contents of prediction ROM 9 shown in FIG. 3(b) has the first prediction order. Ashimoae=t
becomes. Similarly, the third block has an average density level of 5,
Comparing the standard pattern Pij shown in FIG. 3(b) with the two temporary borrowed symbol sequences Yij obtained by dithering, pixel positions 5 and 15 indicated by the 0 mark in FIG. 3(C) are different. pixel positions 5 and 1 of level 5 of the contents of prediction ROM 9 shown in b)
5 has a prediction rank of 2.1, and prediction is possible for both pixels, resulting in mode=1.

次に第5図(a) K示す第4ブロツクは、平均濃度レ
ベル3で、同図(b)に示す標準パターンPijとディ
ザ化して得た2仮借号列Yijを比較すると、同図(C
)の0印で示す画素位置4と8が異なっているが、第3
図(b)の予測ROM9のレベル3の内容は予測頴位が
3.1位置であり画素位置5の不一致の予測が不可能で
ありmode=2となる。
Next, the fourth block shown in FIG. 5(a) K has an average density level of 3, and when comparing the standard pattern Pij shown in FIG.
), pixel positions 4 and 8 indicated by the 0 mark are different, but the third
In the content of level 3 of the prediction ROM 9 in FIG. 9B, the predicted position is 3.1, and it is impossible to predict a mismatch at pixel position 5, resulting in mode=2.

第4図(a)の全体の70−チャートに示す様に、不一
致画素位置を予測ROM 9と比較した結果、各ブロッ
クがmode 1 、2 * 3の三つの状態に分離さ
れたので、cptj lはこの三つの状態を以下の符号
化処理を行なう。
As shown in the overall 70-chart in FIG. 4(a), as a result of comparing the mismatched pixel positions with the prediction ROM 9, each block was separated into three states: mode 1, 2*3, and therefore cptj l performs the following encoding process on these three states.

第6図(a)、 (b)はこの実施例で使用される符号
の一覧である。
FIGS. 6(a) and 6(b) are a list of symbols used in this embodiment.

同図(a)はモード符号で、標準パターンPiJとディ
ザ化して得た2仮借号列Yijが全て一致するmode
 = 1の状態を鳩と表わし、n画素の不一致が検出さ
れたが、n画素全てが予測可能な状態をM。
Figure (a) shows the mode code, and the mode in which the standard pattern PiJ and the two temporary borrowed code sequences Yij obtained by dithering all match.
= 1 is expressed as a pigeon, and a state in which mismatches of n pixels are detected but all n pixels are predictable is expressed as M.

と表わし、n画素の不一致が検出され、このうち1画素
以上の予測が不可能な状態をM、と表わしている。
A state in which mismatches of n pixels are detected and prediction of one or more of these pixels is impossible is expressed as M.

第6図(b)はブロック内の平均濃度レベルを示す濃度
レベル符号L0〜Lll+とブロック内の不一致画素数
を示す画素数符号N0〜N111と、その不一致画素の
位置を特定する画素位置符号^〜A1gを各々、4ビツ
トの符号で表わしている。
FIG. 6(b) shows density level codes L0 to Lll+ indicating the average density level within the block, pixel number codes N0 to N111 indicating the number of mismatched pixels within the block, and pixel position codes ^ which specify the position of the mismatched pixel. ~A1g are each represented by a 4-bit code.

第4図(e)に符号化の詳細なフローチャートを示す。FIG. 4(e) shows a detailed flowchart of encoding.

まずCPU 1は符号化するブロックのmodeが1か
、2か3かを判断しmode=oの場合は、モード符号
″′鳩”と濃度レベル符号を出力する。
First, the CPU 1 determines whether the mode of the block to be encoded is 1, 2, or 3, and if mode=o, outputs the mode code ``pigeon'' and the density level code.

例えば第5図に示す第1ブロツクの場合には、第6図(
C)に示す様にモード符号n MOsと濃度レベル符号
り、”0100”がCPU 1からP/8変換器10に
出力される。
For example, in the case of the first block shown in FIG.
As shown in C), the mode code nMOs and the density level code "0100" are output from the CPU 1 to the P/8 converter 10.

次にmode=1の場合には、モード符号M、”ol”
と濃度レベル符号と画素数符号を出力する。例えば第5
図に示す、第2ブロツクの場合は第6図(C)〈示す様
にモード符号M1′″O1″と濃度レベル符号L4″’
0100”K続き、不一致の画素数が、1個である事を
示す画素数符号No′″oooo ”がCPU 1から
P/S変換器10に出力される。第3ブロツクの場合は
第6図(C) K示す様に、モード符号M−01”と濃
度レベル符号L―″’0101”と不一致の画素数が2
個である事を示す画素数符号N、”0001″がCPU
 1からP/8変換器10に出力される。
Next, if mode=1, the mode code M, “ol”
outputs the density level code and pixel number code. For example, the fifth
In the case of the second block shown in FIG. 6(C), the mode code M1''O1'' and the density level code L4''
0100"K continues, and a pixel number code No'"oooo" indicating that the number of mismatched pixels is 1 is output from the CPU 1 to the P/S converter 10. In the case of the third block, as shown in FIG. (C) As shown in K, the number of pixels that do not match the mode code M-01'' and the density level code L-''0101 is 2.
The pixel number code N, "0001" indicating that the CPU
1 to the P/8 converter 10.

またmode〜1の場合はmode = 2であり、こ
の場合、CPU 1はモード符号M!″10”と濃度レ
ベル符号と、不一致画素数と、不一致画素、全ての画素
位置を特定する画素位置符号をn種出力する。例えば第
5図(a)に示す第4ブロツクの場合、第6図(C)に
示す様にモード符号M、 ” 10”と、濃度レベル符
号り、’0011″と、2画素の不一致がある事を示す
画素数符号N1′″0001 ”とこの2画素の位置を
特定する画素位置符号AI″0101”とA8″’10
00″がCPU 1からP/S変換器10へ出力される
Also, in the case of mode~1, mode = 2, and in this case, CPU 1 has the mode code M! It outputs "10", a density level code, the number of mismatched pixels, mismatched pixels, and n types of pixel position codes that specify all pixel positions. For example, in the case of the fourth block shown in FIG. 5(a), as shown in FIG. 6(C), there is a mismatch between two pixels: the mode code M, "10", and the density level code, '0011'. The pixel number code N1'''0001'' indicating that the
00'' is output from the CPU 1 to the P/S converter 10.

同様にして各ブロックの符号化を操り返す。例えば1ラ
インを2048画素にすれば5】2ブロツクに分割され
るので、4ライン単位で同様の処理を1頁分繰り返す事
で1頁分の符号化を終了する。
The encoding of each block is manipulated in the same way. For example, if one line has 2048 pixels, it will be divided into 2 blocks, so the same process is repeated for one page in units of four lines to complete the encoding for one page.

ところで、写真等の多階調画像信号は一般的に濃度レベ
ルの変化が比較的、緩やかな変化をする事から、例えば
8画素/IIBの解像度で4×4画素(0,5mmX0
.5m)の各ブロックの各画素はほぼ均一な濃度レベル
を示す場合が多く、ディザ化して得た2短信号列の50
〜60%は標準パターンに合致する。一方、標準パター
ンに合致しないブロックの大半も1画数〜数画素の不一
致にとどまり、さらにその不一致画素の位置も各平均濃
度レベル別に特定の位置に集中する傾向が強い。すなわ
ち、ブロック内がほぼ均一の濃度レベルにあるとすれば
、ディザ化の際の閾値及びその前後の濃度レベルの画素
が不一致になる傾向が強くなるのである。
By the way, since the density level of multi-gradation image signals such as photographs generally changes relatively slowly, for example, 4 x 4 pixels (0.5 mm x 0
.. Each pixel in each block of 5 m) often exhibits a nearly uniform density level, and the
~60% matches the standard pattern. On the other hand, most of the blocks that do not match the standard pattern only have mismatches of one to several pixels, and the positions of the mismatched pixels also tend to be concentrated at specific positions for each average density level. That is, if the density level within the block is approximately uniform, there is a strong tendency for pixels at the threshold value during dithering and the density levels before and after the threshold value to become inconsistent.

例えば、ブロックの平均濃度レベルが4の場合は、閾値
が3.4.5の画素位置の不一致の確率が高くなる。
For example, if the average density level of a block is 4, the probability of mismatch between pixel positions with a threshold of 3.4.5 is high.

この各平均濃度レベル別の不一致画素の予測順位は、一
般的に各種の多階調画像を統計的にその性質を調べる事
により最も不一致の確率を求めることができる。
As for the predicted ranking of mismatched pixels for each average density level, the highest probability of mismatch can generally be determined by statistically examining the properties of various multi-tone images.

以上の様にして本発明によれば従来のMH符号化方式や
MR符号化方式等に比し、大幅に符号化効率を向上させ
ることができる。従ってファクシミリ装置等においては
伝送の効率化〈よる通信コストの低減、また画像ファイ
ル装置等においては、メモリ量の削減による装置の小凰
化、低価格化を実現する。なお、本発明は、主旨を変更
しない範囲で種々変形する事が出来・る。
As described above, according to the present invention, encoding efficiency can be significantly improved compared to conventional MH encoding systems, MR encoding systems, and the like. Therefore, in facsimile machines and the like, it is possible to improve transmission efficiency and thereby reduce communication costs, and in image file machines and the like, it is possible to reduce the size and cost of the device by reducing the amount of memory. Note that the present invention can be modified in various ways without changing the spirit thereof.

例えば上記実施例では不一致画素の発生したブロックを
符号化する際、n画素の不一致に対し1画素でも予測が
不可能なら、予測可能な画素も含めて9画素位置を符号
化する場合について述べたが、これは、不一致画素数と
、予測できない画素位置のみを符号化する様にしてもよ
い。この様にすればさらに圧縮率の向上をする事が出来
る。
For example, in the above embodiment, when encoding a block in which mismatched pixels occur, if even one pixel cannot be predicted for n mismatched pixels, 9 pixel positions including the predictable pixels are encoded. However, in this case, only the number of mismatched pixels and unpredictable pixel positions may be encoded. In this way, the compression ratio can be further improved.

また、上記実施例では、不一致画素の発生したブロック
を平均濃度レベルと不一致画素数と不一致画素位置を符
号化する様にしたが、不一致画素数は必ずしも符号化す
る必要は無い。例えば、平均濃度レベルと不一致画素位
置と、画素位置の終了を示す3種の符号により符号化す
る事も出来る。
Further, in the above embodiment, the average density level, the number of mismatched pixels, and the position of the mismatched pixels are encoded for a block in which mismatched pixels occur, but the number of mismatched pixels does not necessarily need to be encoded. For example, it is also possible to encode using three types of codes indicating the average density level, the mismatched pixel position, and the end of the pixel position.

また、上記実施例では、多階調画像信号を1画素当#)
4ピツトで量子化し、4×4のブロックに分割する場合
について述べたが、この発明は量子化のビット数および
ブロックの画素数にはこだわらない。
In addition, in the above embodiment, a multi-gradation image signal is transmitted per pixel (#)
Although the case of quantizing with 4 pits and dividing into 4×4 blocks has been described, the present invention is not concerned with the number of quantization bits or the number of pixels in a block.

また、ディザ化する際の閾値の配列、さらに符号の割り
当ては上記実施例に限定されるものではない。
Further, the arrangement of threshold values for dithering and the assignment of codes are not limited to the above embodiments.

また、予測ROMの内容も上記実施例に限定されるもの
ではなく、複数の予測ROMを用意して文書により切替
える事も出来る。
Further, the contents of the prediction ROM are not limited to the above embodiments, and a plurality of prediction ROMs can be prepared and switched according to a document.

さらに、上記実施例では白黒多階調画像の場合について
述べたが、この発明はこれに限られるものではなく、カ
ラー画像信号例えば多階調三原色信号(R−G−B )
の各々に本発明を適用することができる。
Furthermore, although the above embodiment describes a case of a black-and-white multi-gradation image, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this.
The present invention can be applied to each of the following.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、例によ
り得られた符号化を示す説明図である。 】・・・マイクロコンピュータ 2・・・ROM        3・・・RAM4・・
D/A変換器     5,5a〜5d・・・ラインメ
モリ6・・・ラインメモリ制御部 7・・・ディザパタ
ーンROM8・・・標準パターン几OM   9・・・
予測FLOM10・・・Pカ変換器 (≦しン              <b)(α) 
   第  4 図 (、C)             (tL)第  4
 図 (e) 第  4 図 第  5 図
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and an explanatory diagram showing encoding obtained by the example. ]...Microcomputer 2...ROM 3...RAM4...
D/A converter 5, 5a to 5d...Line memory 6...Line memory control unit 7...Dither pattern ROM8...Standard pattern OM 9...
Prediction FLOM10...P converter (≦shin <b) (α)
Figure 4 (,C) (tL) 4th
Figure (e) Figure 4 Figure 5

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)多階調画像信号を入力してN画素からなるブロッ
クに分割する第1の手段と、 各ブロックの各画素を予め定められた閾値と比較して2
値信号列に変換する第2の手段と、各ブロックの平均濃
度レベルを得る第3の手段と、 平均濃度レベルに対応して予め定められた標準2値信号
列を得る第4の手段と、 上記第2の手段により得られた2値信号列と、このとき
のブロックの平均濃度レベルに対応した標準2値信号列
とを比較して不一致画素を検出する第5の手段と、 第5の手段により検出された不一致画素のブロック内の
画素位置を予測する第6の手段と、上記第5の手段によ
り検出された不一致画素と、第6の手段により得られた
不一致画素の予測結果に応じて、各ブロックの画素を適
宜符号化して情報を圧縮する第7の手段とを具備したこ
とを特徴とする多階調画像信号の符号化装置。
(1) A first means of inputting a multi-gradation image signal and dividing it into blocks consisting of N pixels, and comparing each pixel of each block with a predetermined threshold value.
a second means for converting into a value signal sequence; a third means for obtaining an average density level of each block; a fourth means for obtaining a predetermined standard binary signal sequence corresponding to the average density level; a fifth means for detecting mismatched pixels by comparing the binary signal sequence obtained by the second means with a standard binary signal sequence corresponding to the average density level of the block at this time; a sixth means for predicting the pixel position within the block of the mismatched pixel detected by the means; and the mismatched pixel detected by the fifth means, and according to the prediction result of the mismatched pixel obtained by the sixth means. and seventh means for appropriately encoding pixels of each block to compress information.
(2)第5の手段により全画素が全て一致する第1の状
態と 少なくとも1画素以上が不一致の第2の状態に分離する
とともに、 第1の状態のブロックは平均濃度レベルを符号化し、 第2の状態において、第6の手段により不一致画素が全
て予測できたブロックは平均濃度レベルと不一致画素数
を符号化し、不一致画素が予測できなかつたブロックは
平均濃度レベルと不一致画素位置を符号化する事を特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の多階調画像信号の符
号化装置。
(2) The fifth means separates the block into a first state in which all pixels match and a second state in which at least one pixel does not match, and the block in the first state encodes an average density level; In state 2, a block in which all mismatched pixels could be predicted by the sixth means encodes the average density level and the number of mismatched pixels, and a block in which no mismatched pixels could be predicted encodes the average density level and the mismatched pixel position. A multi-gradation image signal encoding device according to claim 1, characterized in that:
(3)第5の手段により全画素が全て一致する第1の状
態と 少なくとも1画素以上が不一致の第2の状態に分離する
とともに、 第1の状態のブロックは平均濃度レベルを符号化し、 第2の状態のブロックは、第6の手段による不一致画素
の予測結果に応じ、平均濃度レベルと不一致画素数と予
測できなかつた画素の画素位置を符号化する事を特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の多階調画像信号の符号
化装置。
(3) The fifth means separates the block into a first state in which all pixels match and a second state in which at least one pixel does not match, and the block in the first state encodes an average density level; The block in the second state encodes the average density level, the number of mismatched pixels, and the pixel position of the unpredicted pixel according to the prediction result of the mismatched pixels by the sixth means. 2. The multi-gradation image signal encoding device according to item 1.
JP60138946A 1985-06-27 1985-06-27 Multigradation picture signal encoder Pending JPS621372A (en)

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