JPS6244459B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、画像信号のデイジタル符号化方法の
改良に係り、画像情報量を効率良く圧縮して、伝
送もしくは蓄積することを目的とする。本発明は
とくに網点化された写真画像に適し、フアクシミ
リ伝送や電算機による新聞自動編集システム等に
供して、伝送時間の短縮や画像メモリの節約など
に効果を上げるものである。

従来、フアクシミリ信号の高能率符号化伝送に
ついては、書画の白黒の統計的性質に着目した各
種符号化方式が考案されており、ランレングス符
号化法を中心としてすでに事務用フアクシミリ装
置に実用化されている。

しかしながら、これらの方法は主として文書に
適したものであり、同じ２値信号であつても網点
写真に対しては十分な圧縮効果を得ることができ
ない。これは書画情報のもつ統計的性質が文書と
網点写真とでは大きく異なるためであり、単一の
符号化手段では両方を同時に満足することができ
ないことにある。

このため、第１図に例示するような文書と網点
写真が混在する原画、たとえば新聞紙面や網点印
刷物などの電送には効率が低下する。すなわち、
第１図ａにおいて、１０１は文字、１０２，１０
３は網点写真の部分を示すものとすれば、走査線
１０４にはｂのような書画信号が現われる。この
ときQ₁Q₂間には網ドツトに対応して黒白の変化
の激しい信号が発生するが、文字部のP₁Q₁及び
Q₂P₂間では長い白ランの間に短い黒ランがQ₁Q₂
部よりは粗な密度で現われる。したがつて、従来
のランレングス符号化法は、文字部P₁Q₁及び
Q₂P₂に対しては圧縮効果を発揮するが、Q₁Q₂部
では符号の適合性が悪いため、全体として効率を
低下させる。

そこで、符号化手段を一通りに限定せず、たと
えば文字の部分と網点の部分を区別して、それぞ
れに適した符号化方式を適宜選択的に切り替えて
使用すれば、一段と圧縮率を上げうることは言う
までもない。このような複数の符号化手段を使い
分けする方法や周辺の絵素情報の性質を検知して
符号化アルゴリズムを適応させていく方式も考案
されている。

本発明は、第１図のような書画に対して、文字
部と写真部に別個に符号化手段を適用する場合の
とくに写真部分に適用性の良い新規な符号化手段
を提供するものである。以下に図面を用いて、本
発明の詳細を説明する。

第２図は本発明の基本原理の説明図である。周
知のように、網点画像は一定の網ドツトピツチを
もつコンタクトスクリーンを原画像に重ね合わせ
て写真処理により形成されたものであるから、各
網点の面積は原画像を網ドツトピツチでサプリン
グしたときのハーフトーン濃度に対応している。

ａはこのような網点画像の一部を示したもので
あり、走査線XY上の画信号、ｂはハーフトーン
濃度に対応してパルス幅が変化する一種のパルス
幅変調信号と見ることができる。

このような網点画像信号の第一の特徴は、波形
ｂに例示されるごとく網ドツトのもつ周期性であ
る。すなわち信号波のパルス幅は原画像の濃淡に
より変化するが、ほぼコンタクトスクリーンの網
ドツトピツチＴ_Sに等しい標本化周期をもつこと
は明白である。

当然ながら、この周期性を情報の圧縮に利用す
ることが考えられ、予測符号化にこれをとり入れ
た例もある。ところが、一般にこの周期は正確に
一定のピツチではなく、使用するコンタクトスク
リーンの種類や写真処理時の条件によつて微妙に
異なるほか、走査装置に入力するときの原画の傾
斜角等によつてもその都度変動する。このためあ
らかじめ周期を予知することは困難であり、また
信号波から厳密に周期を抽出するには複雑な処理
が必要となるので、周期性のあいまいさに影響さ
れないアルゴリズムがより望ましいことは言うま
でもない。

そこで本発明では、先ず第２図ｃのごとく網点
信号列をパルスの立上りから次の立上りまでの
（黒、白）の対と、逆にパルスの立下りから次の
立下りまでの（白、黒）の対からなる系列に変換
する。すなわち、原信号のｉ番目の黒ラン及び白
ランをＢ_i及びＷ_i、変換された（黒、白）対を
BW_i，（白、黒）対をWB_iと現わせば BW_i＝Ｂ_i＋Ｗ_i (1) WB_i＝Ｗ_i-1＋Ｂ_i (2) となる。原信号列｛Ｂ_i，Ｗ_i｝は、初期値W₀（B₀
でもよい）が与えられれば、変換列｛WB_i，
BW_i｝から遂次復元されることは明らかである。
そこで｛Ｗ_i，Ｂ_i｝の代りに（W₀）及び｛WB_i，
BW_i｝を送ることを考える。簡単化のために （W₀，WB₁，BW₁，WB₂，BW₂，……，
WB_i，BW_i，……）＝（W₀，P₁，P₂，……，Ｐ_j，
……） (3) とおき、変換列を｛Ｐ_j｝で表記する。

ここで｛Ｐ_j｝のランレングス分布に着目する
と(1)及び(2)式から容易に推察されるように、Ｐ_j
のラン長はほぼ網点の周期Ｔ_S近傍に集中するで
あろう。第２図ｄ中の２０５は｛Ｐ_j｝の出現頻
度分布の観測例を示したもので、網点周期の近傍
に鋭い集中特性をもつた分布が得られることがわ
かる。

さらに｛Ｐ_j｝の分布の特徴として、｛Ｐ_j｝の
ランの最小値は零ではなくある大きさの正の値を
もつ点に注目しよう。すなわち第２図ｄに示すご
とく、Ｐ_jの最小値を、min｛Ｐ_j｝＝Ｐ_nとすれば Ｐ_j≧Ｐ_n＞０ なる正の値Ｐ_nが存在し、Ｐ_n以下の短いランは出
現しない。

そこで全てのＰ_jよりあらかじめＰ_nを差引くこ
とにより、分布の原点を移動して見掛けのラン長
を短縮することができる。すなわち系列｛Ｐ_j｝
の代りに｛Ｐ_j−Ｐ_n｝＝｛Ｑ_j｝を送つてもよい。
最小値Ｐ_nは初期値B₀（又はW₀）と共に｛Ｑ_j｝に
先行して伝送すればよい。ここでBo及び最小値
Ｐ_nは、走査の一ライン毎に伝送してもよいし、
画面を適当なブロツクに分割して各ブロツク毎に
伝送してもよい。受信端では、復号時に最小値Ｐ
_nを加算して再生するようにする。

以上を一般化して、本発明の書画信号符号化方
法を要約すると次のように述べることができる。

１ 原画像の走査線信号を適当なブロツク（区
間）に分割する。分割は第３図ａに例示するご
とく一定のデータ数毎に一走査線を複数区間に
分割するか、第４図のごとく走査線を一定長毎
に分割してもよいし、複数の走査線を一区間と
してもよい。

２ 各区間について、網点化された画信号の時間
軸を量子化してランレングス信号列を得る。ｋ
番目の区間のランレングス信号列を ｛Ｒ_j｝^k＝（Ｗ^ｋ _０，Ｂ^ｋ _１，Ｗ^ｋ _１，Ｂ^ｋ _２，Ｗ^ｋ
_２，……，
Ｂ^ｋ _ｉ，Ｗ^ｋ _ｉ……）と表記する。

３ ｛Ｒ_j｝^kの相隣る黒ランと白ランもしくは相
隣る白ランと黒ランを加算して変換例｛Ｐ_j｝^k
を得る。すなわち、 ｛Ｐ_j｝＝（Ｗ^ｋ _０，Ｗ^ｋ _０＋Ｂ^ｋ _１，Ｂ^ｋ _１ ＋Ｗ^ｋ _１，Ｗ^ｋ _１＋Ｂ^ｋ _２，……，Ｗ^ｋ _ｉ−１ ＋Ｂ^ｋ _ｉ，Ｂ^ｋ _ｉ＋Ｗ^ｋ _ｉ，……） ただしＷ^ｋ _０は区間の先頭を白ランとしたとき
の初期値ランデータを示す。

４ 各区間毎に｛Ｐ_j｝^kの最小値を検出する。最
小値をmin｛Ｐ_j｝^k＝Ｐ_n ^kと表記する。

５ 各区間毎に変換列｛Ｐ_j｝^kの各要素よりＰ_n ^k
を差引き新しい変換列｛Ｑ_j｝^kをつくる。｛Ｑ
_j｝^kの先頭データとしてＷ^ｋ _０及びＰ^ｋ _ｎを付加す
る。

すなわち、 ｛Ｑ_j｝^k＝（Ｗ^ｋ _０，Ｐ^ｋ _ｎ，｛Ｐ_j−Ｐ_n｝^k） ＝（Ｗ^ｋ _０，Ｐ^ｋ _ｎ，Ｐ^ｋ _１−Ｐ^ｋ _ｎ，Ｐ^ｋ _２ −Ｐ^ｋ _ｎ，……，Ｐ^ｋ _ｎ，……） ＝（Ｗ^ｋ _０，Ｐ^ｋ _ｎ，Ｑ^ｋ _１，Ｑ^ｋ _２，……， Ｑ^ｋ _ｊ，……Ｑ^ｋ _Ｎ） ６ 最后に、適当なブロツク数毎に、ブロツクの
長さ（項数）Ｎを付加する。Ｎは一画面に一回
でもよいし、複数ブロツク毎に一回付加しても
よく、Ｎの値は画面の性質に応じて変えること
もできる。

７ ６の変換列の各要素をランレングス符号化法
により符号化圧縮して伝送する。

最終の符号化信号列の一般形は （Ｎ｛Ｑ_j｝^１，｛Ｑ_j｝^２，……，｛Ｑ_j｝^M）
（Ｎ，｛Ｑ_j｝^１，……）……となる。符号化は第
３図ａ、第４図に示したようにランレングスの発
生順、すなわち書画の走査順に行われ、伝送も通
常はこの順序で行なわれるが、必らずしも符号化
の順序通りである必要はない。

符号化するための回路構成は周知のランレング
ス符号化回路を利用することができる。たとえ
ば、第５図に示すように、書画原稿５０１の画像
情報は光源５０２で走査され、その反射光はレン
ズ５０３を通して光電変換素子５０４に送られ、
ここで書画の濃淡に応じた電気信号に変換され
る。この電気信号は二値化器５０５に送られ、た
とえば白レベルに対応する信号は０、黒レベルに
対応する信号は１に２値化しメモリ５０６に記憶
される。メモリ５０６から読み出された２値化信
号は黒ランカウンタ５０７および白ランカウンタ
５０８で各々黒のランレングスＢ_i、白のランレ
ングスＷ_iおよび初期値、たとえば走査線の最初
の部分が白であればW₀をカウントする。黒ラン
Ｂ_iと白ランＷ_iは に加算器５０８で(1)式、２の演算を行ない、
BW_iおよびWB_iを得る。これらはそれぞれ黒の起
点から次の黒の起点までの距離および白の起点か
ら次の白の起点までの距離に対応する。これらの
BW_iおよびWB_iは第２図ｄで説明したようにある
正の最小値Ｐ_nより上方に広がつているので、こ
の最小値Ｐ_nを減じてBW_i−Ｐ_n，WB_i−Ｐ_nを符
号化した方が効率が上る。したがつて減算器５０
９でＰ_nを減じ符号器５１０で符号化する。な
お、初期値W₀および最小値Ｐ_nも符号器５１０で
符号化される。

以上の変換処理により各ブロツクのランレング
ス分布は、第３図ｂに示すごとく、鋭い集中分布
特性をもつと共に、各ブロツク毎に最小値Ｐ^ｋ _ｎだ
け分布の原点を移動することによりラン長が短縮
さるので符号化効率を改善することができる。さ
らにつけ加えれば、ブロツク長を適当に定めるこ
とにより原画像の情報の粗密の変化に対してもＰ
^ｋ _ｎがこれに適応して変化するので、｛Ｑ_j｝^kのラン
レングス分布は定形化される傾向をもつことにな
り常に効果的な圧縮特性が保持される。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは網点写真と文字とが混在する書画の
例を示す図、同ｂは同走査線上の書画信号例を示
す図、第２図は本発明の方式の符号化のための信
号変換原理図で、ａは網点画像の模型図、ｂは網
点化された書画信号波形例を示す図、ｃは信号を
（白、黒）および（黒、白）対に変換する原理
図、ｄは変換された信号列のランレングス分布の
形状を示す図、第３図はブロツクに分割して符号
化する場合の説明図で、ａは一定数の変化点毎に
分割した場合のブロツク毎のデータ配列を示す
図、ｂは同各ブロツク毎の｛Ｑ_j｝^kのランレング
ス分布の様子を示す図、第４図はデータ配列の他
の例を示す図である。図、第５図は本発明方法を
実施するための回路構成の一例を示すブロツク図
である。 ５０５……二値化器、５０６……黒ランカウン
タ、５０７……白ランカウンタ、５０８……加算
器、５０９……減算器、５１０……符号器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 白黒２値の書画信号を適当なブロツク単位に
   分割し、各ブロツクに含まれる該書画信号の先頭
   の白信号もしくは黒信号のランレングスを初期値
   として符号化し、更に前記画信号の黒の起点から
   次の黒の起点までの距離と、白の起点から次の白
   の起点までの距離を交互に逐次符号化することを
   特徴とする書画信号符号化方法。 ２ 各ブロツク毎に黒の起点間距離および白の起
   点間距離の最小値を検出し、前記黒、白の起点間
   距離から前記最小値を減算したのち逐次これを符
   号化することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の書画信号符号化方法。 ３ 各ブロツクに含まれる書画信号のランレング
   スのデータ数が一定数となるようにブロツク単位
   を分割することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の書画信号符号化方法。