JPS62284591A - 符号化処理方法およびその装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 １１）　　発明の属する分野の説明 本発明は白または黒の画素によって疑似的に濃淡を表し
た画像を高能率に符号化する処理方法およびその装置に
関するものである。

（２）　　従来技術の説明 疑似中間調表現の方法としては１代表的なものにディザ
法がある。ｍ織的ディザ法では、第１７図に示すような
空間的に値の異なる周期的な閾値を配置し１画信号レベ
ルとこれら閾値とを比較した上で、閾値よりも画信号レ
ベルの方が大きければ黒、小さければ白というようにし
て２値化処理を行い、黒画素の密度の大小によって疑似
的に濃淡を表現する。

ディザ法によって形成された濃淡画像は黒画素。

白画素それぞれの連続性が悪いため、白黒２値画像用に
用いられているランレングス形式の符号化方式をそのま
ま適用したのでは符号化効率が悪くなる。そのため従来
よく用いられている方法は。

これら疑似中間調表現された画像よりも、黒あるいは白
の同色となる確率の高い画素が連続するように画信号の
順序を入れかえた上でランレングス形式の符号化を行う
方式がいくつか提案されている。しかしながら、これら
の方式では１通常原画像の濃淡変化が少ない場合を前提
にしており１文字部分のように濃淡変化の大きい画像に
対してはむしろ符号化効率が悪くなる欠点があった。第
１８ないし２０図によりこれを説明する。第１８図は具
体的な画信号例であって、破線で示す小さい正方形は１
画素を表している。また実線で示す大きい正方形１ない
し８は、それぞれ１６の画素からな墨１つのブロックを
表している。また各画素ごとに示されている数字は、原
稿より読み取った画信号レベルであっ−て０が白、１６
が黒、その間のレベルは中間調の灰色を示す。なお、第
１８図の画信号レベルは便宜上整数で表されているが必
ずしも整数である必要はない。第１９図は、第１７図に
示したＢａｙｅｒの閾値マトリクスを用いて組織的なデ
ィザ法により第１８図の画像を２値化した例を示す。第
１９図において、斜線で示す画素は黒、他は白であるこ
とを示す。第１９図より明らかなようにディザ法で表現
した画像では多くの場合、黒画素が多数孤立して存在す
るため、ランレングス形式の符号化を行うと効率が悪く
なる。

そのため９例えば第２０図に示すように閾値の近い画信
号を近接させる方法で画信号の順序入れかえを行うｒｅ
ｏｒｄｅｒｉｎｇ法が知られている。

この場合、第１７図における閾値がｊである画素位置の
２値化された画信号を第２０図の数字ｊで示される位置
に持ってくる。第２１図がこのようにして順序入れかえ
を行った結果である。第１９図と第２１図とを比較する
とブロック２，５゜６等では第１９図では孤立していた
黒画信号が連続するようになっているが、ブロック４の
ように信号レベルの変化の激しいブロックの場合、第１
９図では黒画信号が連続していたのが、第２１図のよう
にｒｅｏｒｄｅｒｉｎｇの処理を行うと逆に孤立黒画信
号が多くなる。従って原画像中に文字等の濃淡変化の激
しい領域があるとｒｅｏｒｄｅｒｉｎｇにより逆に効率
が悪くなる場合が生じる欠点があった。

（３）発明の目的 本発明は、これらの欠点を除去するため、濃淡変化の激
しい部分では前述の画信号の順序入れかえを行わないよ
うにしたものであって、以下図面について詳細に説明す
る。

（４）発明の構成および作用の説明 第１図は９本発明の方法を実施した中間調処理回路の例
を示すブロック図である。図において。

９．１０は画像メモリ、１１はコンパレータ、１２．１
３は画信号メモリ、１４は組織的ディザの閾値メモリ、
１５は最大・最小検出回路、１６は領域判別回路、１７
．１８はスイッチである。

まず、スイッチ１７．１８が図の位置と反対側にあった
とき、原稿から読みとられた画情報は。

スイーツチ１７のｂ側を経て画像メモリ９に記憶される
。１ブロツクを４×４の１６画素で構成した場合に４走
査線に相当する画情報が記憶されたところで、スイッチ
１７はｂ側からａ側に、スイッチ１８はａ側からｂ側に
切り換わり２画情報を画像メモリ１０に書き込みしなが
ら、同時に画像メモリ９の内容を順次処理してゆく。画
像メモリ９の内容については、まず１ブロツク相当の画
情報が順次コンパレータ１１および最大・最小検出回路
１５に転送される。コンパレータ１１は個々の画信号レ
ベルを閾値メモリ１４の出力と比較して。

画信号レベルのその大小に応じてＨｉｇｈ　レベル（１
）またはＬｏｗレベル（０）の信号を出力し１画信号メ
モリ１２および１３にメモリする。同時に最大・最小検
出回路１５は各ブロック内の画信号レベルより最大値Ｌ
　ＩＩｍＸと最小値Ｌ　＋＋＋ｉｎとを求め。

これよりその差Ｌ　Ｄ　””　Ｌ　１１１１１１　　　
Ｌ　ｍｉｎの値を求める。しわの値が大ならば画信号レ
ベルの変化、すなわち、原稿上で濃淡の変化が大きく、
Ｌｏの値が小ならば原稿上で濃淡の変化が少ないことを
示す。従って、Ｌｎの値が大ならば前記画信号の順序入
れかえを行わず、　　Ｌｏが小の場合のみ順序入れかえ
を行うようにすればよい。領域判別回路１６はＬ　ｆｆ
１ａｌｌ　＋　　ＬｍｉｎよりＬｏの値を求め、このＬ
Ｄの値をあらかじめ定められた値Ｐと比較してＬｏがＰ
以上ならばＨ４ｇｈレベル（１）を＋ＬＤがＰより小な
らばＬＯ−レベル（０）の選択信号Ｓ０を出力する。　
この選択信号Ｓ０は符号化回路２３に入力されるととも
にセレクタ１９に入力される。セレクタ１９には画信号
メモリ１２．１３の出力がそれぞれ入力されている。画
信号メモリ１２より人力される信号Ｓ１は順序入れかえ
を行わない信号であり９画信号メモリ１３より入力され
る信号Ｓ２は順序入れかえを行った画信号である。セレ
クタ１９に入力される選択信号Ｓ０がＨｉｇｈレベル（
１）ならば、セレクタは信号Ｓ、を選択し、Ｌ咋しベル
（０）ならば信号Ｓ２を選択し、Ｓ、として出力する。

１ブロツクの処理が終わると次のブロックの処理に移る
。これを第１８図の画信号を例にとってさらに具体的に
説明する。閾値メモリ１４には第１７図の閾値マトリク
スがメモリされている。

コンパレータ１１．最大・最小検出回路１５には、まず
ブロック１の画信号が入力される。そして、コンパレー
タ１１において画信号と閾値メモリ１４より出力される
値を比較して画信号レベルが閾値以上なら１．他の場合
はＯを出力して画信号メモリ１２．１３にメモリする。

画信号メモリ１２では順序入れかえを行わない信号を出
力するため、第１９図の順序のままで１画信号メモリ１
３には第２１図のように順序入れかえを行った上でメモ
リする。ここで第２１図のように順序入れかえをすると
いう意味は、見かけ上第２１図の画像が形成されたとし
て符号化することを意味する。

ブロック１の場合、Ｌ、、、＝２．Ｌ、、、、＝Ｏなの
で、ｔ、ｏ＝２となる。従って、Ｐ＝８と定めておくと
Ｌｏ＜Ｐであるので８０はＬＯ−レベル（０）となり、
セレクタは順序入れかえを行う信号Ｓ２を選択して出力
する。コンパレータ１１においてブロック１の処理が終
了すれば続いてブロック２の信号を順次コンパレータ１
１．最大・最小検出回路１５に入力する。このようにし
てブロック１゜２．３．４の順に順次処理を行い、その
処理結果は信号Ｓ、としてブロック順次に出力される。

ここで１画信号メモリ１２．１３はブロック１の信号を
出力している間にブロック２の信号を入力するような形
で動作する。

ブロック１，２．３．４の処理画信号は順次画像メモリ
２１に入力する。コンパレータ１１でブロック１，２．
３．４の処理が終了するとスイッチ１８はｂからａに切
り換わり続いてブロック５゜６．７．８の処理を行う。

スイッチ２４．２５についても同様にブロック１ないし
４の入力が終了するとｂからａに切り換わり、ブロック
５ないし８の処理画信号を画像メモリ２０に順次入力す
る。

同時に画像メモリ２１にメモリされているブロソクエな
いし４の処理画信号は走査線順次に出力され符号化回路
２２において、前記ランレングス形式の符号化方式（例
えばグループ４フアクシミリ用の２次元逐次処理による
符号化方式であるＭＭＲ符萼化方式）等によって符号化
処理を行う（これを８４とする）。この結果Ｓ３の信号
は第２図のようになる。また１選択信号Ｓ０はｌブロッ
クに１ビツトの信号であって第３図のようになる。

すなわちブロック１．２，３，５．６．７は順序入れか
えあり、ブロック４，８は順序入れかえなしとなる。選
択信号Ｓ０はこれをやはり前記ＭＭＲ符号化方式等を用
いて符号化する（これをＳｓとする）。信号Ｓ、は第２
図から明らかなように第１９図の信号Ｓ、と比べて、ま
た第２１図の従来方法に比べても、黒の孤立信号が少な
くなっており１本方法により、高い符号化効率が得られ
ることがわかる。

受信側ではＳ、の信号を復号することにより選択信号Ｓ
０が得られる。また、信号Ｓ４を復号して信号Ｓ、が復
元できる。ここで、信号Ｓ０の内容よりブロックごとに
順序入れかえの有無がわかるので、送信側で順序入れか
えが行われているブロックのみについて２元の順序に戻
した後出力すればよい、すなわち、第１８図の画像を送
信した場合、順序入れかえする以前の第１９図の画像が
復元できることとなる。なお、この場合Ｓ、の信号すな
わち第２図の信号は、濃淡変化の大きい部分は第１９図
と同じであり、順序入れかえが行われている濃淡変化の
小さい部分は順序を元通りに戻さなくても影響は小さい
ため、Ｓ、の信号のままでもかなりの高品質画像が復元
できる。従うて。

信号Ｓ、を受信する能力のない受信装置においてもＳ、
の信号としてかなりの高品質の画像を受信できる特徴が
ある。

以上の説明では各ブロックの順序入れかえを同じにする
場合を説明したが、必ずしも各ブロック同じにする必要
はない。たとえば次のようにすれば、より高い符号化効
率が得られる。

例えば第１７図のような閾値マトリクスを用いた場合、
奇数番目のブロックは第４図左側のように、偶数番目の
ブロックは第４図右側のように順序入れかえを行う。例
えば第１ブロツクの閾値１の画素の処理画信号は３０の
位置へ、閾値２の画素の処理画信号は３１の位置へ、一
方策２ブロックの閾値１の画素の処理画信号は３２の位
置へ。

閾値２の処理画信号は３３の位置へもってくるように順
序入れかえを行う。このようにした場合。

第１図の５３に相当する画信号は第５図のようになる。

すなわち、ブロック５，６の黒画信号が連続し、さらに
効率がよくなることを示している。

次に順序入れかえの他の方法について説明する。

第６図はＯ（白）ないし３２（黒）の３３階調表現の閾
値マトリクス例である。この場合５例えば第７図のよう
に順序入れかえをする。すなわち。

第６図の閾値ｊの位置にある画信号は第７図のｊと記載
されている位置に配置されるように順序入れかえを行う
。なお、この場合閾値マトリクスサイズは８×８の６４
画素が単位となっているが。

これはブロックサイズとは独立にとることができる。例
えばブロックサイズ４×４の１６画素としたとき同一閾
値マトリクス内であってもブロックサイズごとに順序入
れかえの有無に違いがあっても差し支えない。

第８図は本発明の他の実施例である。コンパレータ１１
１は入力される画信号を一定閾値にと比較して２値化す
る。従って画信号メモリ１２より出力される信号Ｓｌは
この場合ディザ表現されないので濃淡表現は行わない。

他の回路の動作は第１図と同じである。この場合、セレ
クタ１９より出力される信号Ｓ、は、ＳｏがＨｉｇｈ　
レベル（１）すなわち、原稿の濃淡変化が激しい文字等
の部分では、一定閾値により２値化された信号が、Ｓ。

がＬｏ−レベル（０）の部分では、ディザ閾値により２
値化され濃淡変化を表した２値化信号が選択されて出力
される。このようにすれば、特願昭５６−１０２０５７
号でも述べられているように文字等の濃淡変化の激しい
部分でも分解能がよく画品質が劣化しないが、さらに符
号化効率の点からも有利である。一定閾値Ｋを８とし、
第１７図の閾値マトリクスを用い、第１８図の画信号を
処理した場合の信号Ｓ３を第９図に示す。図から明らか
なようにブロック４．ブロック８にわたって黒画信号の
連結性がよくなっており、黒白画信号の境界情報を送る
ＭＭＲのような符号化方式ではさらに効率がよ【なる。

順序入れかえを復元した復号画信号を第１０図に示す。

なお、この場合、第８図のようにコンパレータ１１１を
コンパレータ１１と別に設けることは必ずしも必要でな
く、コンパレータの動作より先行して１選択信号Ｓ０を
求めるような構成にしておけば、コンパレータ１１に人
力される比較信号として、閾値メモリ１４からの出力と
一定閾値のいずれかを８０により選択して入力するよう
にしてもよいことは勿論である。

以上の説明では、復号時に画信号順序入れかえの有無を
知るために選択信号Ｓ０を別に符号化してＳ、として送
信する方法を説明したが、この手段は次のようにして実
現することができる。

第１１図はそのような実施例であって、第１７図の閾値
マトリクスと第１８図の画信号を例にとって説明する。

ｓｏ、ｓｌ　、Ｓｔの信号は第８図の場合と同様にして
形成する。セレクタ１１９は選択信号Ｓ０がＬｏｗレベ
ルのときのみＳｔを選択して他の場合は一定値（例えば
白レベルに固定）とする。セレクタ１２０は選択信号Ｓ
、がＨｉｇｈレベルのときのみＳｌを選択して、他の場
合は白レベル固定などの一定値とする。セレクタ１１９
゜１２０の出力をそれぞれＳ、、Ｓ、とすると第１８図
の画信号を処理した結果はＳ、が第１２図。

Ｓ、が第１３図のようになる。ただし順序入れかえは第
４図のようにした。これら信号Ｓｈ、Ｓ７はそれぞれ１
画像メモリ２２０と２２１．２２２と２２３を用いて第
８図の画像メモリ２０．２１と同様の動作により９画素
順次の信号に変換した後、それぞれをＭＭＲ符号化方式
等により符号化する。受信側では、まず信号Ｓｉ、Ｓｔ
を復号する。信号Ｓ、の中に白レベルでない黒レベルの
信号があればそのブロックは濃淡変化が大きいことがわ
かる。第１３図より、それらのブロックは。

第４および第８のブロックである。従って、まずＳ、の
信号の順序入れかえを元に戻した信号３６１を形成した
後、これらのうち第４．第８ブロツクについては８６′
の信号をＳ、の信号でおきかえる。

このようにして受信側では順序入れかえを行う前の第１
０図に示す信号が復元できる。なおこの場合、第１２図
に示すＳ、の信号においては、濃淡変化の大である４、
８のブロックの画信号については情報を持たないので必
ずしもＯにする必要はなく、符号量が少なくなるように
白、黒いずれに設定してもよい。

以上の説明では画信号の順序入れかえの方法として、近
傍で閾値の近い画素の処理画信号を近くに配置する場合
を説明したが、この順序入れかえの方法は種々考えられ
る。例えば−画面上で閾値が同じになる画素を一箇所に
集中して配置するように構成してもよい。

第１４図はそのような実施例である０選択信号ＳＯ＋　
セクレタ１２０の出力信号Ｓ、とその後の処理は第１１
図と同じである。第１１図の場合と比べて異なる点は画
信号メモリ１１３では画信号の順序入れかえを行わず１
画像メモリ１３０で順序入れかえを行う点である。以下
第１７図の閾値マトリクスを用いて第１８図の画信号を
処理する場合を説明する。セレクタ１１９へ画信号メモ
リ１１３より入力される信号Ｓ８は順序入れかえを行わ
ずｌ５ＩＩがＨｉｇｈレベルのときは０として形成され
第１５図のようになる。画信号の処理はブロック順次に
行い一画面分を画像メモリ１３０にメモリする。画像メ
モリ１３０から画信号を読み出し、符号化回路３２２に
入力するとき、同一閾値の画信号が２次元的に集中する
ように順序入れかえを行う。即ち、第１５図の画信号２
０１−１゜２０１−２．−−−−・　２０１−８をそれ
ぞれ第１６図の２１１−１，２１１−２　　・−・２１
１−８の位置に、２０２−１．２０２−２　−・・を第
１６図の２１２−１，２１２−２　　・−・−・の位置
に配置する。

第１６図で実線で囲まれた８画信号は同一閾値に対応す
る画信号であることを示す。画信号Ｓ、′は第１６図の
左上から右下へ向かって順次転送され符号化される。第
１６図から明らかなように黒画信号が集中しやすくなる
ので前記ＭＭＲ符号化等により、高能率に符号化できる
。なお、ＳｏがＨｉｇｈレベルとなるブロックについて
は第１１図の場合と同様に第１３図で示されるＳ７の信
号を符号化回路３２３によりＭＭＲ符号化する。受信側
では復号してＳ　、　ｌ　およびＳ、の信号を求める。

Ｓ、′の信号の順序入れかえを元に戻してＳ、の信号を
求めた後、信号Ｓ７で黒レベルのあるブロックはＳ、の
信号をＳｔの信号でおきかえれば第１０図の画信号が復
元できる。

なお２以上の説明では濃淡変化の大なる領域か小なる領
域かを識別して処理する場合を説明したが、あらかじめ
文字領域か写真領域かがわかっている場合は、この識別
は必ずしも必要ない。即ち。

文字領域等の濃淡表現を必要としない場合は１画信号内
容にかかわらず選択信号Ｓ０を常にＨｉｇｈレベルにし
てもよい。

（５）効果の説明 以上説明したように１本発明によれば、閾値に依存して
白黒の変化が生じやすい濃淡変化の小なる領域では画信
号の順序を閾値マトリクスに従って入れかえ、白黒の変
化が閾値に依存しにくい濃淡変化の大なる領域では順序
入れかえを行わないので、高い符号化効率が得られる。

特に１文字のように濃淡変化の大きい領域でディザ閾値
を使わず一定閾値により２値化するような選択的閾値を
使う場合には効果が大きい。特に第１図等で説明したよ
うに閾値の近い画信号が近接するように局所的な順序入
れかえを行う方法をとれば、濃淡変化の大なる領域は送
信側で順序入れかえがなされてないので、受信側で画信
号の順序を元に戻さなくてもかなりの高品質の画像が復
元できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例、第２図、第３図、第５図は第
１図の回路による形成信号例、第８図。 第１１図、第１４図は本発明の他の実施例、第９図は第
８図の回路により形成される被符号化画信号例、第１０
図は第８図の回路による復号画側。 第１２図、第１３図は第１１図の実施例による形成信号
例、第１５図、第１６図は第１４図の実施例による形成
信号例、第１７図、第６図はディザ表現の閾値例、第１
８図は画信号例、第１９図。 第２１図は従来方法で符号化回路に入力される信号例、
第２０図、第４図、第７図は本発明による画信号順序入
れかえ例を表す。 １ないし８・・・ブロック名称、９．１０・・・画像メ
モリ、１１・・・コンパレータ、１２．１３・・・画信
号メモリ、１４・・・閾値メモリ、１５・・・最大・最
小検出回路、１６・・・領域判別回路、１９・・・セレ
クタ。 ２０．２１・・・画像メモリ、２２．２３・・・符号化
回路、１１１・・・コンパレータ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）濃淡画像を疑似中間調表現の画信号に変換した後
   、これを冗長度抑圧する符号化処理方法において、 ブロックごとに濃淡変化の大なる領域か小なる領域かを
   区別する手段と、 前記濃淡変化の大なる領域においては画信号の配置を変
   更することなく、濃淡変化の小なる領域においては画信
   号の配置を変更することにより第１の信号を形成する手
   段と、 前記濃淡変化の大なる領域か小なる領域かを区別する第
   ２の信号を形成する手段と、 前記第１の信号および第２の信号を符号化する手段とを
   有することを特徴とする符号化処理方法。
2. （２）ブロックごとに画信号レベルの最大値Ｌ＿ｍ＿ａ
   ＿ｘと最小値Ｌ＿ｍ＿ｉ＿ｎとを求め、Ｌ＿ｍ＿ａ＿ｘ
   −Ｌ＿ｍ＿ｉ＿ｎの値をあらかじめ定められた値Ｐと比
   較することにより、濃淡変化の大なる領域か小なる領域
   かを識別する手段を有することを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項記載の符号化処理方法。
3. （３）濃淡画像を疑似中間調表現の画信号に変換した後
   、これを冗長度抑圧する符号化処理方法において、 ブロックごとに濃淡変化の大なる領域か小なる領域かを
   区別する手段と、 前記濃淡変化の大なる領域においては画信号の順序を変
   更せず、濃淡変化の小なる領域においては画信号を白レ
   ベルもしくは黒レベルの一定値におきかえることにより
   、第１の画信号を形成する手段と、 前記濃淡変化の小なる領域においては画信号の順序を変
   更し、濃淡変化の大なる領域においては画信号を白レベ
   ルもしくは黒レベルの一定値におきかえることにより、
   第２の画信号を形成する手段と、 前記第１の画信号と第２の画信号をそれぞれ符号化する
   手段とを有することを特徴とする符号化処理方法。
4. （４）ブロックごとに画信号レベルの最大値Ｌ＿ｍ＿ａ
   ＿ｘと最小値Ｌ＿ｍ＿ｉ＿ｎとを求め、Ｌ＿ｍ＿ａ＿ｘ
   −Ｌ＿ｍ＿ｉ＿ｎの値をあらかじめ定められた値Ｐと比
   較することにより、濃淡変化の大なる領域か小なる領域
   かを識別する手段を有することを特徴とする特許請求の
   範囲第（３）項記載の符号化処理方法。
5. （５）画信号をディザ閾値により２値化する第１の比較
   回路と一定閾値により２値化する第２の比較回路と、ブ
   ロックごとに画信号レベルの最大値Ｌ＿ｍ＿ａ＿ｘと最
   小値Ｌ＿ｍ＿ｉ＿ｎの差Ｌ＿Ｄを求める演算回路と、前
   記Ｌ＿Ｄを所定値と比較する第３の比較回路と前記第１
   の比較回路より出力される２値化画信号の順序入れかえ
   を行うメモリ回路と、 少なくとも、前記メモリ回路の出力を選択的に使用して
   第１の信号を形成する選択回路と、前記第１の信号を符
   号化する符号化回路と、前記第１の信号の各ブロックご
   とに前記メモリ回路の出力が使用されたか否かを示す情
   報を含む第２の信号を符号化する符号化回路とを有する
   ことを特徴とする符号化装置。