WO2001017230A1 - Dispositif de codage d'image et procede correspondant, dispositif de decodage d'image et procede correspondant, et support enregistre lisible par l'ordinateur pour enregistrer un programme de codage et de decodage d'image - Google Patents

Dispositif de codage d'image et procede correspondant, dispositif de decodage d'image et procede correspondant, et support enregistre lisible par l'ordinateur pour enregistrer un programme de codage et de decodage d'image Download PDF

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WO2001017230A1
WO2001017230A1 PCT/JP2000/005450 JP0005450W WO0117230A1 WO 2001017230 A1 WO2001017230 A1 WO 2001017230A1 JP 0005450 W JP0005450 W JP 0005450W WO 0117230 A1 WO0117230 A1 WO 0117230A1
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WO
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data
image
bit
plane
planes
Prior art date
Application number
PCT/JP2000/005450
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hisashi Saiga
Keisuke Iwasaki
Kensaku Kagechi
Original Assignee
Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Kabushiki Kaisha filed Critical Sharp Kabushiki Kaisha
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Priority to US10/049,513 priority patent/US7031531B1/en
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/41Bandwidth or redundancy reduction
    • H04N1/411Bandwidth or redundancy reduction for the transmission or storage or reproduction of two-tone pictures, e.g. black and white pictures
    • H04N1/413Systems or arrangements allowing the picture to be reproduced without loss or modification of picture-information

Definitions

  • the present invention relates to an image encoding apparatus and method, an image decoding apparatus and method, and a computer-readable recording medium on which an image encoding program and an image decoding program are recorded.
  • the present invention relates to an image encoding device and its method, an image decoding device and its method, and a computer-readable recording medium recording an image encoding program and an image decoding program, respectively.
  • the present invention relates to a computer-readable recording medium on which an encrypted program and an image decryption program are respectively recorded.
  • a method of compressing a document image a method of treating the document image as a binary image and compressing it using MMR (Modified Modified Read) or JBIG (Joint Bi-level Image Coding Experts Group). .
  • MMR Modified Modified Read
  • JBIG Joint Bi-level Image Coding Experts Group
  • MMR or JBIG standards are being developed with an emphasis on applications to facsimile (see ISO / IEC JTC1 / SC29 / WG1 N1359, "14492 FCD Information technology-Coaed Representation of Picture and Audio Information. Lossy / Lossless Coding of Bi-level Images ", JBIG committee (1999 July 16)), which is now a practical standard for binary image compression.
  • compression techniques such as MMR or JBIG are reused by modularization with hardware or software.
  • hardware devices are used in devices with low CPU (Central Processing Unit) power, such as mobile information terminals, where it is difficult to perform software processing on image compression in terms of processing speed. High effect.
  • CPU Central Processing Unit
  • a compression method for a document image composed of a multi-valued image the multi-valued image is divided into a plurality of weighted bit planes, and each is represented as a binary image.
  • a method of decomposing and handling binary images has been used.
  • Fig. 1 shows such an example.
  • Fig. 1 shows an octal image in which each pixel can take an octal value (0 to 7).
  • Figs. 2 to 4 show diagrams in which the octal image is divided into three planes. ing.
  • Each plane corresponds to each digit when each original pixel is represented by a 3-digit binary number. At this time, the value of each plane is determined by whether each digit is 0 or 1.
  • the first plane shown in FIG. 2 corresponds to the highest digit of the three digits
  • the second plane shown in FIG. 3 corresponds to the second highest digit
  • the third plane shown in FIG. It corresponds to the lower digit.
  • the first to third planes are each subjected to binary image compression independently of the other planes, and do not use the correlation between the respective planes.
  • the compression capacity increases. For example, in an 8-valued image that can take 8 values from 0 to 7, the value of 0 (0 0 0 when represented by a 3-digit binary number) and the value of 7 (1 1 1 when represented by a 3-digit binary number) ),
  • the contents of the first to third planes are all the same according to the bit plane creation method described above.
  • each plane is compressed independently, the compression capacity has expanded to three times that of the existing plane, despite the fact that there is only one plane worth of information.
  • a compression method that uses the correlation between bit planes to solve the above problem, It is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-2966564.
  • the most significant plane is encoded by the first encoding method, and the planes below it are linearly encoded using the pixels of the bit plane encoded up to that point and the already encoded pixels of the bit plane. It performs encoding while making predictions.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an image coding apparatus and a method thereof which correspond to a standard method of binary image compression and improve the compression efficiency of a multi-valued image.
  • An object of the present invention is to provide a decoding device and its method, and a computer-readable recording medium on which an image encoding program and an image decoding program are respectively recorded.
  • Another object of the present invention is to provide an image encoding apparatus and method, an image decoding apparatus and method, and an image encoding apparatus and method, in which continuous images are adapted to a standard compression method and improved in compression efficiency.
  • An object of the present invention is to provide a computer-readable recording medium on which a decryption program is recorded.
  • An image encoding apparatus includes: a bit plane separator that separates single image data into a plurality of bit planes determined according to the number of bits forming each pixel; And a compression preprocessor that arranges the bit data at the same position forming multiple bit planes at neighboring positions and combines them into a single bit plane, and a single bit connected to the compression preprocessor And a data compressor for image-compressing the plane.
  • the compression preprocessor sequentially decodes one line at a time from a plurality of bit planes.
  • the data compressor is connected to the pre-compression processor, and is a combined plane data compressor for image-compressing a single bit plane. And a bit plane data compressor.
  • the image coding apparatus is further connected to a composite plane data compressor and a bit plane data compressor, and is configured to reduce the data capacity of a single bit plane after image compression and the data capacity of each of a plurality of bit planes after image compression. Includes a capacity comparator that compares the sum and uses the smaller capacity data as compressed data. Both a method of combining a plurality of bit planes into a single bit plane and then compressing the same and a method of individually compressing a plurality of bit planes can be supported. For this reason, an optimal compression method can always be adopted regardless of the characteristics of the data of the original image.
  • an image encoding apparatus in which bit data at the same position constituting a plurality of continuously input image data are arranged at neighboring positions and combined into a single image data before compression. And a data compressor connected to the pre-compression processor and compressing the single image data.
  • bit data at the same position has a correlation.
  • a single image data is synthesized from a plurality of image data and the image is compressed, so that the compression capacity can be reduced. It can also support existing image compression standard methods.
  • an image decoding apparatus comprising: a data decompressor for decompressing compressed data into a single bit plane; and a bit at the same position which is connected to the data decompressor and constitutes a plurality of bit planes.
  • Data was arranged in a nearby position and synthesized A decompressor that separates a single bit plane into a plurality of bit planes, and is connected to the decompressor, and the value of each pixel of the plurality of bit planes is used as the bit value of each pixel.
  • a bit plane integrator that integrates the image data into the image data.
  • the image data encoded by the image encoding device can be decoded.
  • An image decoding apparatus includes a data decompressor that decompresses compressed data to a single bit plane, and a single decompressor connected to the data decompressor and decompressed by the data decompressor.
  • a data type determiner for determining whether a bit plane is a bit plane obtained by combining a plurality of bit planes into a single bit plane and then compressed or a bit plane obtained by individually compressing a plurality of bit planes; and A single bit plane that is connected to the data type determiner and is synthesized by arranging the bit data at the same position forming the A post-decompression processor that selectively executes whether or not to separate into bit planes; and a decompression processor connected to the decompression Was a bit value of each pixel, and a bit plane integrator to integrate a plurality of bit planes to the image data.
  • An image decoding apparatus includes a data decompressor that decompresses compressed data into single image data, and a data decompressor connected to the data decompressor and configured to form a plurality of image data. And a post-decompression processor for separating single image data synthesized by arranging the bit data in the vicinity into a plurality of image data.
  • the image data encoded by the image encoding device can be decoded.
  • An image encoding method includes: a step of separating single image data into a plurality of bit planes determined according to the number of bits forming each pixel; The steps of arranging the bit data at the same position in the vicinity at a nearby position and synthesizing them into a single bit plane, and image compressing the single bit plane.
  • Separate single image data into multiple bit planes combine multiple bit planes at the same position that make up the multiple bit planes, and combine them into a single bit plane to create a single bit plane Image compression of plane.
  • the compression capacity can be reduced during multi-level image compression. It can also support existing binary image compression standards, and can use existing hardware or software modules.
  • an image coding method comprising: arranging bit data at the same position constituting a plurality of continuously input image data at neighboring positions and synthesizing them into a single image data; Performing image compression of the single image data.
  • bit data at the same position has a correlation.
  • an image decoding method comprising the steps of: decompressing compressed data into a single bit plane; synthesizing by arranging bit data at the same position constituting a plurality of bit planes at neighboring positions. Separating the single bit plane into a plurality of bit planes, and setting the value of each pixel of the plurality of bit planes as the bit value of each pixel, and integrating the plurality of bit planes into image data.
  • Image data encoded by the image encoding method can be decoded.
  • an image decoding method comprising the steps of: expanding compressed data into a single bit plane; and decompressing the single bit plane into a single bit plane.
  • Based on the output result of the data type determiner perform decoding of both compressed data and data obtained by combining multiple bit planes into a single bit plane and then compressing multiple bit planes individually. Can be.
  • an image decoding method comprising the steps of: expanding compressed data into single image data; arranging bit data at the same position forming a plurality of image data in the vicinity, and combining the data. Separating the single image data into a plurality of image data.
  • Image data encoded by the image encoding method can be decoded.
  • a computer-readable recording medium includes: a step of separating single image data into a plurality of bit planes determined according to the number of bits forming each pixel; An image encoding program for causing a computer to execute the steps of arranging bit data at the same position forming a plane at adjacent positions and combining them into a single bit plane, and compressing an image of a single bit plane is recorded. ing.
  • a computer-readable recording medium comprising: a step of arranging bit data at the same position constituting a plurality of continuously input image data at a nearby position and combining them into a single image data And a step of image-compressing single image data.
  • bit data at the same position has a correlation.
  • a computer-readable recording medium is Decompressing the combined data into a single bit plane, and separating a single bit plane composed by arranging bit data at the same position forming multiple bit planes at neighboring positions into multiple bit planes
  • An image decoding program for causing a computer to execute the steps and the step of setting the value of each pixel of the plurality of bit planes as the bit value of each pixel and integrating the plurality of bit planes into image data is recorded.
  • Image data encoded by the image encoding method can be decoded.
  • a computer-readable recording medium includes a step of decompressing compressed data into a single bit plane, and the decompressed single bit plane converts a plurality of bit planes into a single bit plane. Determining whether the bit plane is a compressed bit plane after being combined with a bit plane or a bit plane obtained by individually compressing a plurality of bit planes; and forming a plurality of bit planes based on the determination result. Selectively executing whether or not to separate a single bit plane synthesized by arranging the bit data at the positions into neighboring positions into a plurality of bit planes, and determining a value of each pixel of the plurality of bit planes. Integrating a plurality of bit planes into image data as a bit value of each pixel. Records the decryption program.
  • a computer-readable recording medium includes a step of decompressing compressed data into single image data, and arranging bit data at the same position constituting a plurality of image data in the vicinity. And a step of separating a single image data synthesized by the above into a plurality of image data.
  • Image data encoded by the image encoding method can be decoded.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a multi-value image.
  • FIGS. 2 to 4 are diagrams showing an example of a bit plane of the multilevel image shown in FIG.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a hardware configuration of the image encoding device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart of an image encoding process according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a bit plane generation rule of the multi-value image shown in FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a method of creating a composite plane from three bit planes.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a method of combining a combining plane from four bit planes in pixel units.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a hardware configuration of an image decoding apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart of an image decoding process according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a method of separating three bit planes from a composite plane in the second embodiment.
  • FIG. 13 is a block diagram showing a hardware configuration of an image encoding device according to the third embodiment.
  • FIG. 14 is a flowchart of the image encoding process according to the third embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of rules for distinguishing whether compressed data is a composite plane or data compressed for each plane.
  • FIG. 16 is a block diagram showing a hardware configuration of an image decoding apparatus according to the fourth embodiment.
  • FIG. 17 is a flowchart of an image decoding process according to the fourth embodiment.
  • FIG. 18 is a block diagram showing a hardware configuration of an image encoding device according to the fifth embodiment.
  • FIG. 19 is a flowchart of an image encoding process according to the fifth embodiment.
  • FIG. 20 is a block diagram showing a hardware configuration of an image decoding device according to the sixth embodiment.
  • FIG. 21 is a flowchart of an image decoding process according to the sixth embodiment.
  • FIG. 22 is a diagram showing an example of a method of separating four bit planes from a composite brain in pixel units. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • an image encoding device is connected to an image input device 301 for inputting an image, an image input device 301, and is connected to the image input device 301.
  • Bit plane separation that is connected to the image data memory 302 that stores the input image data and the image data memory 302 that separates the image data stored in the image data memory 302 into bit planes
  • a bit plane memory 304 connected to the bit plane separator 303 and storing the bit planes separated by the bit plane separator 303.
  • the image coding apparatus is further connected to a bit plane memory 304, and stores the data of each bit plane stored in the bit plane memory 304 into one plane (hereinafter referred to as a “composite plane”). ), which is connected to the pre-compression processor 305 and the pre-compression processor 305, and which is connected to the data compressor 306 for compressing the composite plane and the data compressor 306. And a compressed data memory 307 for storing compressed data output from the compressor 306.
  • a scanner is used as the image input device 301, but the image input device 301 is not limited thereto.
  • step An image encoding process using the image encoding device shown in FIG. 5 will be described with reference to FIG.
  • Image data input from the image input device 301 is written to the image data memory 302 (step (hereinafter, abbreviated as “step”) S 1 0 0 1) 0
  • the image data stored in the image data memory 302 is separated into bit planes by the bit plane separator 303 and stored in the bit plane memory 304 (S1002).
  • the number of colors (the number of P-tones) of the original image (input image) is eight gradations
  • the image stored in the image data memory 302 is 0-7. Takes one of eight values.
  • bit plane separator 303 is separated into three bit planes, but the present invention is not limited to this. However, a value obtained by raising 2 to the power of the number of bit planes (the maximum number of colors that can be represented by a combination of bit planes) Power S, if the number of colors is smaller than that of the original image, information may be lost when represented as a bit plane You need to be careful.
  • the method of determining the pixel value of each bit plane shall follow the rules shown in FIG. For example, when the pixel value of the original image is 0, the pixel values of planes 1 to 3 are all determined to be 0, and when the pixel value of the original image is 1, the pixel values of plane 1 to plane 2 are set to 0 Is determined, and the pixel value of plane 3 is determined to be 1.
  • FIG. 8 shows a method of synthesizing a composite plane from three bit planes.
  • data is extracted line by line from three planes in order to create a composite plane.
  • line 0 of plane 0 is line 0 of the composite plane
  • line 0 of plane 1 is line 1 of the composite plane
  • line 0 of plane 2 is line 2 of the composite plane
  • line 1 of plane 0 is the composite plane Line 3
  • the width of the created composite plane is the same as that of the original image (or each bit plane before composition), but the height is tripled.
  • the method of assembling the lines when synthesizing the composite plane from each bit plane shown in FIG. 8 is not limited to this as long as the arrangement can enhance the correlation between the lines. Absent.
  • the combined plane is compressed in the data compressor 306 and stored in the compressed data memory 307 (S104).
  • JBIG is assumed as the compression method of the data compressor 306, but the present invention is not limited to this.
  • MMR is known in addition to JBIG.
  • a failure direction line may be used instead of combining along the horizontal direction line.
  • the composition may be performed in pixel units instead of line units.
  • FIG. 9 shows an example of a method of synthesizing a composite plane from four bit planes in pixel units.
  • the number of planes is assumed to be four. Force The present invention is not limited to this.
  • the pixels of plane 0 to plane 3 are regularly arranged in the composite plane.
  • each pixel at the same position in plane 0 to plane 3 (0000 in plane 0) Pixels, 100 pixels in plane 1, 200 pixels in plane 2, and 300 pixels in plane 3) can be located close to 4 in the composite plane, thereby increasing the correlation of each pixel and thus compressing Rate can be increased.
  • a single image data is divided into a plurality of bit planes, and the bit data at the same position constituting the plurality of bit planes are arranged so as to be located in the vicinity. Combines a single bit plane and image compresses the single bit plane. As a result, the compression capacity can be reduced during multi-valued image compression. It can also support existing binary image compression standards, and can use existing hardware or software modules.
  • an image decoding device corresponding to the image encoding device according to the first embodiment includes a compressed data memory for storing compressed data compressed by the image encoding device.
  • bit plane memory 404 connected to the post-decompression processor 403 for storing the bit plane.
  • the image decoding apparatus is further connected to a bit plane memory 404, and connected to a bit plane integrator 405 that integrates bit planes to create a multi-valued image, and a bit plane integrator 405. It includes an image data memory 406 for storing multi-valued images, and an image output device 407 connected to the image data memory 406 for displaying multi-valued images.
  • the image output device 407 is assumed to be a CRT (Cathode-Ray Tube), but is not limited to this.
  • the compressed data stored in the compressed data memory 401 is decompressed by the data decompressor 402 and supplied to the post-decompression processor 403 (S111). Since this embodiment corresponds to the first embodiment, JBIG is also used in the decompression processing of the data decompressor 402.
  • the post-decompressor 403 separates the composite plane, which is the output of the data decompressor 402, into bit planes, and stores them in the bit plane memory 404 (S1102).
  • the process of separating three bit planes from the composite plane will be described with reference to FIG. In other words, the process is the reverse of the procedure for creating the composite plane in the encoding device shown in FIG. 8, in which one line is sequentially extracted from the composite plane and separated into bit planes.
  • line 0 of the composite plane is line 0 of plane 0
  • line 1 of the composite plane is line 0 of plane 1
  • line 2 of the composite plane is line 0 of plane 2
  • line 3 of the composite plane is plane 0.
  • bit plane that is the output of the post-decompression processor 400 is stored in the bit plane memory 4
  • the bit plane integrator 405 creates a multi-valued image from the contents of the planes 1 to 3 stored in the bit plane memory 404 according to the rules shown in FIG. 7 and stores it in the image data memory 406. (S111).
  • the multi-valued image thus decoded is output to the image output device 407 (S 1 104).
  • an image encoding apparatus includes an image input device 301, an image data memory 302 connected to the image input device 301, and an image data memory.
  • Bit plane separator 303 connected to 302, bit plane memory 304 connected to bit plane separator 303, and compression preprocessor connected to bit plane memory 304 3 0 5 is included.
  • the image coding apparatus further includes a bit plane memory 304 and a compression preprocessor.
  • a data compressor 806 connected to the data plane 305 and compressing the bit plane and the composite plane, respectively, and a data compressor 806 connected to the data compressor 806 and temporarily storing the compressed data of the bit plane.
  • a second-compressed data memory 808 connected to the time-compressed data memory 807 and the data compressor 806 for temporarily storing data obtained by compressing the combined plane; and a first temporarily-compressed data memory
  • a capacity comparison which is connected to 807 and the second-time compressed data memory 808 and compares the data capacity stored in the first-time compressed data memory 807 and the second-time compressed data memory 808
  • the first-time compressed data memory 807 or the second-time compressed data memory 808 is connected to the comparator 809 and the capacity comparator 809 based on the comparison result of the capacity comparator 809. Compressed data memory for storing compressed data stored in memory
  • Compressed data memory for storing compressed data stored in memory
  • the data compressor 806 assumes JBIG compression as in the first embodiment, but the present invention is not limited to this, as described in the first embodiment.
  • bit plane memory 304 is compressed for each plane by the data compressor 806 and stored in the first temporary compression data memory 807 (S123).
  • the data of each bitplane stored in the bitplane memory 304 is synthesized into a synthesis plane in the compression preprocessor 304 (S1). 0 0 3).
  • the created composite plane is compressed by the data compressor 806 and stored in the second-time compressed data memory 808 (S125).
  • the capacity comparator 809 determines the capacity (hereinafter referred to as “D 1”) of the data stored in the first-time compressed data memory 807 and the data stored in the second-time compressed data memory 808. —The capacity of the data (hereinafter referred to as “D 2”) (S 1206). If the value of D2 is equal to or greater than the value of D1 (YES in S1206), the contents of the first temporary compressed data memory 807 are copied to the compressed data memory 307 (S1 207). In other cases, the contents of the second-time compressed data memory 808 are copied to the compressed data memory 307 (S122).
  • the meaning of S 1207 and S 1208 will be added.
  • the purpose of creating and compressing composite planes is to use the correlation between planes to achieve a higher compression ratio than compressing plane by plane.
  • the premise is the empirical fact that there is a correlation between planes, as shown in Figs. However, it is logically possible that there is little correlation between the planes. In such cases, creating a composite plane and then compressing it does not necessarily lead to an improvement in the compression ratio. Therefore, in such a case, a high compression rate is obtained regardless of the type of image by compressing each plane as in the past.
  • the method of compressing each plane in S123 and the method of compressing the composite plane in S125 are the same, but different methods may be used.
  • the compressed data contains information such as the number of planes included in the data and the range of the compressed data corresponding to each plane.Therefore, when decoding, the compressed data is compressed for each power plane, which is a composite plane. It is easy to distinguish whether the data is data that has been obtained. However, the method of describing compressed data of multiple planes is not specified. In the case of a different compression method, it is necessary to consider the arrangement of the contents of the first temporary compressed data memory 807 so that the compressed data for each plane can be distinguished during decoding. Such an example is shown in Figure 15. That is, by storing the number of planes and the number of bytes of compressed data of each plane at the head, the existence range of the data of each plane can be clarified.
  • an image decoding apparatus corresponding to the image encoding apparatus includes a compressed data memory 401 and data decompression connected to the compressed data memory 401.
  • Data type determiner 903 connected to the data expander 402 and the data expander 402 to determine the type of plane data expanded by the data expander 402, and the data type determiner 90 3, a decompression post-processor 403 that separates a composite plane into bit planes based on the judgment result of the data type judgment unit 903, a data type judgment unit 903, and a post-decompression processor 4.
  • Bit plane memory 404 that is connected to 03 and stores the bit plane, bit plane integrator 405 connected to bit plane memory 404, and bit plane integrator 405 Image data memory 406 and the image data memory 406 Image output apparatus 4 0 7 and the including.
  • JBIG is also used in the expansion processing of the data expander 402.
  • the compressed data stored in the compressed data memory 401 is decompressed by the data decompressor 402 (S111).
  • the data type judgment unit 9 03 Identifies whether the compressed data is data obtained by combining a plurality of bit planes into a single bit plane and then compressed, or is data obtained by individually compressing a plurality of bit planes (S1304) .
  • This identification method is performed by reading the number of planes included in the compressed data from the compressed data.
  • JBIG which is the compression method of this embodiment, uses the information corresponding to the number of planes stored in the header part of the compressed data according to the regulations.
  • the number of planes and the number of bytes of data to be decompressed easily for example, by using a data format as shown in Fig. 15 You can know. Also, if the size of the original image (or each bit plane before synthesis) is known, the size can be compared with the size of the image decompressed by the data decompressor 402. It is identifiable. This is because the height or width of the composite plane is always an integral multiple of the original image (or each bit plane before composition). For example, in the synthesis method shown in Fig. 8, the vertical width of the synthesis plane is three times that of the original image (or each bit plane before synthesis). It can be easily determined whether there is.
  • the compressed data is a synthesized plane.However, it is determined whether or not the compressed data is a synthesized plane without performing the data expansion. If it can be determined, it is possible to do so.
  • the compression of the composite plane is performed as described in the third embodiment.
  • a higher compression rate can be achieved by using another compression method in the data decompressor 402.
  • both the data obtained by combining a plurality of bit planes into a single bit plane and then compressed and the data obtained by individually compressing a plurality of bit planes are obtained.
  • Decryption can be performed.
  • an image that achieves a higher compression ratio is created by creating a composite plane from a series of highly similar continuous images instead of multiple bit planes created from the same image and performing compression. It is an encoding device.
  • an image coding apparatus is connected to an image input apparatus 1501 for inputting a continuous image, an image input apparatus 1501, and an image input apparatus 1 Image data memory 1502 for storing continuous image data input from 501, and image data memory 1502 before compression for generating a composite plane from continuous image data input Connected to the processor 1503 and the pre-compression processor 1503 to compress the composite plane, and connected to the data compressor 1504 and the data compressor 1504 and connected to the data compressor 1 And a compressed data memory 1505 for storing the compressed data output from the 504.
  • the continuous image input from the image input device 1501 is stored in the image data memory 1502 (S1771).
  • the image data memory 1502 has a structure capable of storing a plurality of image data.
  • the input image is assumed to be a color image of 256 gradations taking values from 0 to 255.
  • the number of gradations and the type of image (color image or binary Is not limited to this.
  • a bit plane is prepared for each color component (RGB, YCbCr, etc.), and a composite plane is generated from each bit plane, thereby applying the present invention. It is possible.
  • the compression preprocessor 1 500 generates a composite plane from the input continuous image. (S1702). That is, pixels at the same position are selected from a predetermined number of images, and a composite plane is generated so that those pixels are located in the vicinity.
  • This embodiment is different from the first embodiment in that the image of each bit plane for synthesizing the synthesized plane is not a binary image but a multi-valued image.
  • the synthesis play is performed such that the correlated pixels between different planes become pixels located nearby.
  • a composite plane is generated from four images according to the correspondence shown in FIG. 9, but a composite plane may be generated from three images according to the correspondence shown in FIG.
  • the present invention is not limited to these synthesis methods.
  • the composite plane generated by the compression preprocessor 1503 is compressed by the data compressor 1504 and stored in the image data memory 1502 (S1703).
  • the compression method of the data compressor 1504 employs JPEG (Joint Photographic Experts Group) compression, but the closer the pixels located in the vicinity are, the higher the compression ratio and the higher the compression ratio.
  • JPEG Joint Photographic Experts Group
  • the compression method that can be expected is not limited to this. It is known that the large correlation between pixels and the small number of high-frequency components are essentially the same (see “Image Information Compression” Ohmsha (1991)). Since any method is used for the method, any ordinary compression method can be applied to the present invention.
  • the image when compressing a plurality of multi-valued images, instead of compressing the plurality of multi-valued images individually, the image is converted to a composite plane and then compressed, which is higher than the compression of individual data. It is intended to obtain a compression ratio. Consecutive frames in a series of moving image sequences, or document images taken from the same book, have high similarity in individual images. Therefore, such an effect can be expected.
  • the present invention when the present invention is applied, only when a higher compression ratio can be obtained, compression is performed using a composite plane. In other cases, compression is performed for each individual image. It is also possible.
  • the bit data at the same position has a correlation.
  • multiple image data can be By combining one image data and compressing the image, the compression capacity can be reduced. It can also support existing image compression standard methods.
  • an image decoding device corresponding to the image encoding device includes a compressed data memory 1601 storing compressed data compressed by the image encoding device, A data plane that is connected to the compressed data memory 1601, expands the compressed data, and a composite plane that is connected to the data expander 1602 and that is output from the data expander 1602.
  • a post-decompression processor 1603 for separating the image into a plurality of images; an image data memory 164 connected to the post-decompression processor 163 for storing a plurality of separated images;
  • an image output device 165 connected to the data memory 164 for displaying a plurality of images.
  • the compressed data extracted from the compressed data memory 1601 is decompressed by the data decompressor 1602, and supplied to the post-decompressor 1603 (S1801).
  • the decoded composite plane is separated into a plurality of images in the post-decompression processor 1603, and is stored in the image data memory 1604 (S1802).
  • the reverse process of the combining method shown in FIG. 9 may be performed as shown in FIG.
  • the separating method will be different accordingly.
  • the plurality of image data stored in the image data memory is output from the image output device 1605. According to this embodiment, it is possible to decode the image data encoded by the image encoding device described in the fifth embodiment.
  • each program is provided by a computer-readable recording medium such as a magnetic disk or a CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory). Further, each program may be supplied to a computer by another computer via a communication line.
  • a computer-readable recording medium such as a magnetic disk or a CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory).
  • each program may be supplied to a computer by another computer via a communication line.
  • the correlation between each bit plane is determined. As well as using standard image compression, higher compression rates can be achieved while using existing hardware or software modules.
  • processing when generating a composite plane can be reduced.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Editing Of Facsimile Originals (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Description

明細書
画像符号化装置およびその方法、 画像復号化装置およびその方法、 ならびに画像 符号化プログラムおよび画像復号化プログラムをそれぞれ記録したコンピュータ 読取可能な記録媒体 技術分野
本発明は、 画像符号化装置およびその方法、 画像復号化装置およびその方法、 ならびに画像符号化プログラムおよび画像復号化プログラムをそれぞれ記録した コンピュータ読取可能な記録媒体に関する。 特に、 既存の画像圧縮処理を行なう ハードウェアまたはソフトウェアモジュールを利用しながらも、 より高い圧縮率 を達成することが可能な画像符号化装置およびその方法、 画像復号化装置および その方法、 ならびに画像符号化プログラムおよび画像複号化プログラムをそれぞ れ記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関する。 背景技術
従来、 文書画像の圧縮方式として、 文書画像を 2値画像として扱い、 MM R (Modified Modified Read ) または J B I G ( Joint Bi - level Image Coding Experts Group) .等を用いて圧縮する方式が行われてきた。 文書画像を 2値画像 として扱う理由は、 文書画像の背景と文字領域とを識別すれば画像処理が可能で あるという文書画像の性質によるものである。
MM Rまたは J B I Gの規格は、 ファタシミリへの応用を主眼に開発が進めら れており (参考文献 ISO/IEC JTC1/SC29/WG1 N1359, " 14492 FCD Information l echnology - Coaed Representation of Picture and Audio Information 一 Lossy/Lossless Coding of Bi - level Images", JBIG committee (1999 July 16) ) 、 今日においては 2値画像圧縮の実質的な標準方式になっている。 また、 MM Rまたは J B I G等の圧縮手法については、 ハ一ドウエアまたはソフトウェ ァによるモジュール化により、 再利用性が図られている。 特にハードウェアデバ イスは、 処理速度の面で画像圧縮をソフトウエア処理することが困難な携帯情報 端末等の C P U (Central Processing Unit) パワーの乏しい機器において利用 効果が高い。
一方、 多値画像からなる文書画像の圧縮方式としては、 多値画像を重み付けさ れた複数のビットプレーンに分割して、 それぞれを 2値画像として表すことによ り、 多値画像を複数の 2値画像に分解して取り扱う方式が行われてきた。 そのよ うな例を第 1図に示す。 第 1図は、 各画素が 8値 (0〜7 ) の値を取り得る 8値 画像を示しており、 第 2図〜第 4図は 8値画像を 3枚のプレーンに分割した図を 示している。 各プレーンは、 元の各画素を 3桁の 2進数で表した際の各桁に対応 しており、 このとき、 各桁が 0か 1かによつて各プレーンの値は決定される。 第 2図に示す第 1プレーンは 3桁のうち最上位桁に対応し、 以下第 3図に示す第 2 プレーンは 2番目に上位の桁に対応し、 第 4図に示す第 3プレーンは最下位桁に 対応している。
このように、 多値画像を 2値ビットプレーンに分割することで、 多値画像の圧 縮に 2値画像の圧縮手法を用いることが可能になる。
しかし、 上述した従来の圧縮方法によれば、 第 1〜第 3プレーンはそれぞれ他 のプレーンとは無関係に独立して 2値画像圧縮されており、 各プレーン間の相関 性を利用していないため圧縮容量が増大するという問題があった。 例えば、 0〜 7の 8通りの値を取りうる 8値画像において、 0の値 (3桁の 2進数で表すと 0 0 0 ) と 7の値 (3桁の 2進数で表すと 1 1 1 ) とのみからなる画像を圧縮する 場合、 上記のビットプレーン作成方法によれば、 第 1〜第 3プレーンの内容はす ベて同一になる。 さらに各プレーンを独立して圧縮するため、 1プレーン分の情 報量しか存在しないにも関わらず、 圧縮容量はその 3倍に膨れ上がっていた。 上記の例は極端な例であるが、 通常の文字画像においても、 各プレーン間には 明らかな相関がある。 第 2図に示す第 1プレーンは若干画質は劣化しているもの の、 第 1図に示す元文書の内容をほぼ読取ることが可能である。 第 3図に示す第 2プレ一ンおよび第 4図に示す第 3プレーンに移るに従って画質は劣化していく 力 元文書の内容を推測できる程度に、 または元文書の文字の位置を認識できる 程度に読取ることが可能である。 このことは、 各プレーンに対応する画素の画素 値は独立ではないこと、 すなわち相関を持っていることを意味している。
上記の問題を解決するためのビットプレーン間の相関を利用した圧縮手法が、 日本国特開昭 6 3— 2 9 6 5 6 4号公報に開示されている。 この圧縮手法は、 最 上位プレーンを第 1の符号化方法で符号化し、 それ以下のプレーンについては、 それまで符号化したビットプレーンの画素および当該ビットプレーンの既に符号 化された画素を用いて線形予測をしつつ、 符号化を行うものである。
しかし、 この圧縮手法によれば圧縮容量が増大するという問題は軽減さるもの の、 MMRまたは J B I G等の 2値画像圧縮の標準方式に対応していない。 この ため、 既存のハードウエアまたはソフトウエアモジュールを再利用できないとい う新たな問題が発生する。 発明の開示
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、 その目的は、 2値画像圧 縮の標準方式に対応し、 多値画像の圧縮効率を向上させた画像符号化装置および その方法、 画像復号化装置およびその方法、 ならびに画像符号化プログラムおよ び画像復号化プログラムをそれぞれ記録したコンピュータ読取可能な記録媒体を 提供することである。
本発明の他の目的は、 連続画像を、 標準の圧縮方式に対応し、 圧縮効率を向上 させた画像符号化装置およびその方法、 画像復号化装置およびその方法、 ならび に画像符号化プログラムおよび画像復号化プログラムをそれぞれ記録したコンビ ュ一タ読取可能な記録媒体を提供することである。
本発明のある局面による画像符号化装置は、 単一の画像データを、 各画素を構 成するビット数に応じて定められる複数のビットプレーンに分離するビットプレ ーン分離器と、 ビットプレーン分離器に接続され、 複数のビットプレーンを構成 する同位置のビットデータを近傍位置に配列して単一のビットプレーンに合成す る圧縮前処理器と、 圧縮前処理器に接続され、 単一のビットプレーンを画像圧縮 するデータ圧縮器とを含む。
単一の画像データを複数のビットプレーンに分離し、 複数のビットプレーンを 構成する同じ位置にあるビットデータが近傍に位置するように配列して単一のビ ットプレーンを合成し、 単一のビットプレーンを画像圧縮する。 このことにより、 多値画像圧縮時に圧縮容量を減少させることができる。 また、 既存の 2値画像圧 縮の標準方式にも対応することができ、 既存のハードウエアまたはソフトウェア モジュールを利用することができる。
好ましくは、 圧縮前処理器は、 複数のビットプレーンから 1ラインずつ順次デ
—タを取出して、 単一のビットプレーンに合成する。
複数のビットプレーンを単一のビットプレーンに合成する際に、 ライン単位で 処理を行うことができる。 このため、 単一のビットプレーン合成時の処理を軽減 することができる。
さらに好ましくは、 データ圧縮器は、 圧縮前処理器に接続され、 単一のビット プレーンを画像圧縮する合成プレーンデータ圧縮器と、 圧縮前処理器に接続され、 複数のビットプレーンをそれぞれ画像圧縮するビットプレーンデータ圧縮器とを 含む。 画像符号化装置は、 さらに、 合成プレーンデータ圧縮器およびビットプレ ーンデータ圧縮器に接続され、 単一のビットプレーンの画像圧縮後のデータ容量 と、 複数のビットプレーンの各々の画像圧縮後のデータ容量の総和とを比較し、 容量の少ない方のデータを、 圧縮後のデータとして採用する容量比較器を含む。 複数のビットプレーンを単一のビットプレーンに合成してから圧縮する方法と 複数のビットプレーンを個々に圧縮する方法との両方に対応することができる。 このため、 元画像のデータの特性に関わらず常に最適な圧縮手法を採用すること ができる。
本発明の他の局面による画像符号化装置は、 連続的に入力される複数の画像デ —タを構成する同位置のビットデータを近傍位置に配列して単一の画像データに 合成する圧縮前処理器と、 圧縮前処理器に接続され、 単一の画像データを画像圧 縮するデータ圧縮器とを含む。
連続する動画像のような複数の画像データでは、 同位置のビットデータは相関 性を有する。 この性質を利用して、 複数の画像データより単一の画像データを合 成し、 画像圧縮することにより、 圧縮容量を減少させることができる。 また、 既 存の画像圧縮の標準方式にも対応することができる。
本発明のさらに他の局面による画像復号化装置は、 圧縮されたデータを単一の ビットプレーンに伸張するデータ伸張器と、 データ伸張器に接続され、 複数のビ ットプレーンを構成する同位置のビットデータを近傍位置に配列して合成された 単一のビットプレーンを、 複数のビットプレーンに分離する伸張後処理器と、 伸 張後処理器に接続され、 複数のビットプレーンの各画素の値を各画素のビット値 とし、 複数のビットプレーンを画像データに統合するビットプレーン統合器とを 含む。
画像符号化装置で符号化された画像データを復号することができる。
本発明のさらに他の局面による画像復号化装置は、 圧縮されたデータを単一の ビッ トプレーンに伸張するデータ伸張器と、 データ伸張器に接続され、 データ伸 張器で伸張された単一のビットプレ一ンが、 複数のビットプレーンを単一のビッ トプレーンに合成してから圧縮したビットプレーンであるかまたは複数のビット プレーンを個々に圧縮したビットプレーンであるかを判定するデータ種類判定器 と、 データ種類判定器に接続され、 データ種類判定器の出力に基づいて、 複数の ビットプレーンを構成する同位置のビットデータを近傍位置に配列して合成され た単一のビットプレーンを、 複数のビットプレーンに分離するか否かを選択的に 実行する伸張後処理器と、 伸張後処理器に接続され、 複数のビットプレーンの各 画素の値を各画素のビット値とし、 複数のビットプレーンを画像データに統合す るビットプレーン統合器とを含む。
データ種類判定器の出力結果に基づいて、 複数のビットプレーンを単一のビッ トプレーンに合成してから圧縮したデータと複数のビットプレーンを個々に圧縮 したデータとの両方の復号化を行うことができる。
本発明のさらに他の局面による画像復号化装置は、 圧縮されたデータを単一の 画像データに伸張するデータ伸張器と、 データ伸張器に接続され、 複数の画像デ ータを構成する同位置のビットデータを近傍に配列して合成された単一の画像デ ータを、 複数の画像データに分離する伸張後処理器とを含む。
画像符号化装置で符号化された画像データを復号することができる。
本発明のさらに他の局面による画像符号化方法は、 単一の画像データを、 各画 素を構成するビット数に応じて定められる複数のビットプレーンに分離するステ ップと、 複数のビットプレーンを構成する同位置のビットデータを近傍位置に配 列して単一のビットプレーンに合成するステップと、 単一のビットプレ一ンを画 像圧縮するステップとを含む。 単一の画像データを複数のビットプレーンに分離し、 複数のビットプレーンを 構成する同じ位置にあるビットデータが近傍に位置するように配列して単一のビ ットプレーンを合成し、 単一のビットプレーンを画像圧縮する。 このことにより、 多値画像圧縮時に圧縮容量を減少させることができる。 また、 既存の 2値画像圧 縮の標準方式にも対応することができ、 既存のハードウェアまたはソフトウェア モジュールを利用することができる。
本発明のさらに他の局面による画像符号化方法は、 連続的に入力される複数の 画像デ一タを構成する同位置のビットデータを近傍位置に配列して単一の画像デ 一タに合成するステップと、 単一の画像データを画像圧縮するステップとを含む。 連続する動画像のような複数の画像データでは、 同位置のビットデータは相関 性を有する。 この性質を利用して、 複数の画像データより単一の画像データを合 成し、 画像圧縮することにより、 圧縮容量を減少させることができる。 また、 既 存の画像圧縮の標準方式にも対応することができる。
本発明のさらに他の局面による画像復号化方法は、 圧縮されたデータ単一のビ ットプレーンに伸張するステップと、 複数のビットプレーンを構成する同位置の ビットデータを近傍位置に配列して合成された単一のビットプレーンを、 複数の ビットプレーンに分離するステップと、 複数のビットプレーンの各画素の値を各 画素のビット値とし、 複数のビットプレーンを画像データに統合するステップと を含む。
画像符号化方法で符号化された画像データを復号することができる。
本発明のさらに他の局面による画像復号化方法は、 圧縮されたデータを単一の ビットプレーンに伸張するステップと、 伸張された単一のビットプレーンが、 複 数のビットプレーンを単一のビットプレーンに合成してから圧縮したビッ トプレ ーンであるかまたは複数のビットプレーンを個々に圧縮したビットプレーンであ るかを判定するステップと、 判定結果に基づいて、 複数のビットプレーンを構成 する同位置のビットデータを近傍位置に配列して合成された単一のビットプレー ンを、 複数のビットプレーンに分離するか否かを選択的に実行するステップと、 複数のビットプレーンの各画素の値を各画素のビット値とし、 複数のビットプレ ーンを画像データに統合するステップとを含む。 データ種類判定器の出力結果に基づいて、 複数のビットプレーンを単一のビッ トプレーンに合成してから圧縮したデータと複数のビットプレーンを個々に圧縮 したデータとの両方の複号化を行うことができる。
本発明のさらに他の局面による画像復号化方法は、 圧縮されたデータを単一の 画像データに伸張するステップと、 複数の画像データを構成する同位置のビット データを近傍に配列して合成された単一の画像データを、 複数の画像データに分 離するステップとを含む。
画像符号化方法で符号化された画像データを復号することができる。
本発明のさらに他の局面によるコンピュータ読取可能な記録媒体は、 単一の画 像データを、 各画素を構成するビット数に応じて定められる複数のビットプレー ンに分離するステップと、 複数のビットプレーンを構成する同位置のビットデー タを近傍位置に配列して単一のビットプレーンに合成するステップと、 単一のビ ットプレーンを画像圧縮するステップとをコンピュータに実行させる画像符号化 プログラムを記録している。
単一の画像データを複数のビットプレーンに分離し、 複数のビットプレーンを 構成する同じ位置にあるビットデータが近傍に位置するように配列して単一のビ ットプレーンを合成し、 単一のビットプレーンを画像圧縮する。 このことにより、 多値画像圧縮時に圧縮容量を減少させることができる。 また、 既存の 2値画像圧 縮の標準方式にも対応することができ、 既存のハードウェアまたはソフトウエア モジュールを利用することができる。
本発明のさらに他の局面によるコンピュータ読取可能な記録媒体は、 連続的に 入力される複数の画像データを構成する同位置のビットデータを近傍位置に配列 して単一の画像データに合成するステップと、 単一の画像データを画像圧縮する ステップとをコンピュータに実行させる画像符号化プログラムを記録している。 連続する動画像のような複数の画像データでは、 同位置のビットデータは相関 性を有する。 この性質を利用して、 複数の画像データより単一の画像データを合 成し、 画像圧縮することにより、 圧縮容量を減少させることができる。 また、 既 存の画像圧縮の標準方式にも対応することができる。
本発明のさらに他の局面によるコンピュータ読取可能な記録媒体は、 圧縮され たデータを単一のビットプレーンに伸張するステップと、 複数のビットプレーン を構成する同位置のビットデータを近傍位置に配列して合成された単一のビット プレーンを、 複数のビットプレーンに分離するステップと、 複数のビットプレー ンの各画素の値を各画素のビット値とし、 複数のビットプレーンを画像データに 統合するステップとをコンピュータに実行させる画像復号化プログラムを記録し ている。
画像符号化方法で符号化された画像データを復号することができる。
本発明のさらに他の局面によるコンピュータ読取可能な記録媒体は、 圧縮され たデータを単一のビットプレーンに伸張するステップと、 伸張された単一のビッ トプレーンが、 複数のビットプレーンを単一のビットプレーンに合成してから圧 縮したビットプレーンであるかまたは複数のビットプレーンを個々に圧縮したビ ットプレーンであるかを判定するステップと、 判定結果に基づいて、 複数のビッ トプレーンを構成する同位置のビットデータを近傍位置に配列して合成された単 一のビットプレーンを、 複数のビットプレーンに分離するか否かを選択的に実行 するステップと、 複数のビットプレーンの各画素の値を各画素のビット値とし、 複数のビットプレーンを画像データに統合するステップとをコンピュータに実行 させる画像複号化プログラムを記録している。
データ種類判定器の出力結果に基づいて、 複数のビットプレーンを単一のビッ トプレーンに合成してから圧縮したデータと複数のビットプレーンを個々に圧縮 したデータとの両方の復号化を行うことができる。
本発明のさらに他の局面によるコンピュータ読取可能な記録媒体は、 圧縮され たデータを単一の画像データに伸張するステップと、 複数の画像データを構成す る同位置のビットデータを近傍に配列して合成された単一の画像データを、 複数 の画像データに分離するステップとをコンピュータに実行させる画像復号化プ口 グラムを記録している。
画像符号化方法で符号化された画像データを復号することができる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 多値画像の一例を示す図である。 第 2〜第 4図は、 第 1図に示す多値画像のビットプレーンの一例を示す図であ る。
第 5図は、 第 1の実施例による画像符号化装置のハードウエア構成を示すプロ ック図である。
第 6図は、 第 1の実施例による画像符号化処理のフローチャートである。 第 7図は、 第 1図に示す多値画像のビットプレーン生成規則の一例を示す図で ある。
第 8図は、 3枚のビットプレーンから合成プレーンを作成する方法の一例を示 す図である。
第 9図は、 ピクセル単位で、 4枚のビットプレーンから合成プレーンを合成す る方法の一例を示す図である。
第 1 0図は、 第 2の実施例による画像複号化装置のハードウェア構成を示すブ 口ック図である。
第 1 1図は、 第 2の実施例による画像復号化処理のフローチャートである。 第 1 2図は、 第 2の実施例における合成プレーンから 3枚のビットプレーンを 分離する方法の一例を示す図である。
第 1 3図は、 第 3の実施例による画像符号化装置のハードウェア構成を示すブ 口ック図である。
第 1 4図は、 第 3の実施例による画像符号化処理のフローチャートである。 第 1 5図は、 圧縮データが合成プレーンであるか、 プレーンごとに圧縮された デ一タであるかを区別するための規則の一例を示す図である。
第 1 6図は、 第 4の実施例による画像複号化装置のハードウェア構成を示すブ 口ック図である。
第 1 7図は、 第 4の実施例による画像復号化処理のフローチャートである。 第 1 8図は、 第 5の実施例による画像符号化装置のハードウェア構成を示すブ 口ック図である。
第 1 9図は、 第 5の実施例による画像符号化処理のフローチャートである。 第 2 0図は、 第 6の実施例による画像復号化装置のハードウェア構成を示すブ 口ック図である。 第 2 1図は、 第 6の実施例による画像復号化処理のフローチャートである。 第 2 2図は、 ピクセル単位で、 合成ブレーンから 4枚のビットプレーンを分離 する方法の一例を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
(第 1の実施例)
第 5図を参照して、 第 1の実施例による画像符号化装置は、 画像を入力する画 像入力装置 3 0 1と、 画像入力装置 3 0 1に接続され、 画像入力装置 3 0 1によ り入力された画像データを記憶する画像データメモリ 3 0 2と、 画像データメモ リ 3 0 2に接続され、 画像データメモリ 3 0 2に記憶された画像データをビット プレーンに分離するビッ トプレーン分離器 3 0 3と、 ビットプレーン分離器 3 0 3に接続され、 ビットプレ一ン分離器 3 0 3で分離されたビットプレーンを格納 するビットプレーンメモリ 3 0 4とを含む。
画像符号化装置は、 さらに、 ビッ トプレーンメモリ 3 0 4に接続され、 ビッ ト プレーンメモリ 3 0 4に格納されている各ビッ トプレーンのデータを一枚のプレ —ン (以下 「合成プレーン」 という) に合成する圧縮前処理器 3 0 5と、 圧縮前 処理器 3 0 5に接続され、 合成プレーンを圧縮するデータ圧縮器 3 0 6と、 デ一 タ圧縮器 3 0 6に接続され、 データ圧縮器 3 0 6より出力される圧縮データを格 納する圧縮データメモリ 3 0 7とを含む。
画像入力装置 3 0 1としては、 スキャナが用いられるが、 それに限定されるも のではない。
第 6図を参照して、 第 5図に示した画像符号化装置を用いた画像符号化処理に ついて説明する。 画像入力装置 3 0 1から入力された画像データは、 画像データ メモリ 3 0 2に書きこまれる (ステップ (以下 「ステップ」 を略す) S 1 0 0 1 ) 0
画像デ一タメモリ 3 0 2に格納されている画像データはビットプレーン分離器 3 0 3にて、 ビッ トプレーンに分離され、 ビッ トプレーンメモリ 3 0 4に格納さ れる (S 1 0 0 2 ) 。 本実施例において、 元画像 (入力画像) の色数 (P皆調数) は 8階調を想定しており、 画像データメモリ 3 0 2に格納される画像は 0〜 7の 8値のいずれかの値を取る。
したがって、 ビットプレーン分離器 3 0 3は 3枚のビットプレーンに分離され ることになるが、 本発明はこれに限定されるものではない。 ただし、 2をビット プレーンの数でべき乗した値 (ビットプレーンの組合せで表せる最大の色数) 力 S、 元画像の色数より小さい場合は、 ビットプレーンとして表した際に、 情報が失わ れることに注意する必要がある。
ビットプレーン分離器 3 0 3において画像データをビットプレーンに分離する 際、 各ビットプレーンの画素値の決定方法は、 第 7図に示した規則に従うものと する。 たとえば、 元画像の画素値が 0の場合は、 プレーン 1〜プレーン 3の画素 値は全て 0に決定され、 元画像の画素値が 1の場合は、 プレーン 1〜プレーン 2 の画素値は 0に決定され、 プレーン 3の画素値は 1に決定される。
ビットプレーンメモリ 3 0 4に格納された各ビットプレーンのデータは、 圧縮 前処理器 3 0 5で合成プレーンに合成される (S 1 0 0 3 ) 。 第 8図は 3枚のビ ットプレーンから合成プレーンを合成する方法を示している。 すなわち、 3つの プレーンから順に 1ラインずつデータを取出して合成プレーンを作成していく。 たとえば、 プレーン 0のライン 0を合成プレーンのライン 0とし、 プレーン 1の ライン 0を合成プレーンのライン 1 とし、 プレーン 2のライン 0を合成プレーン のライン 2とし、 さらにプレーン 0のライン 1を合成プレーンのライン 3とする。 作成された合成プレーンの横幅は、 元画像 (または合成前の各ビットプレーン) の横幅と同じであるが、 縦幅は 3倍になっている。 なお本発明において、 第 8図 に示した各ビットプレーンから合成プレーンを合成する際のラインの組み立て方 法は、 ライン間の相関を高められるような配置であればこれに限定されるもので はない。
次に、 合成プレーンはデータ圧縮器 3 0 6において圧縮され、 圧縮データメモ リ 3 0 7に格納される (S 1 0 0 4 ) 。 本実施例において、 データ圧縮器 3 0 6 の圧縮方式は J B I Gを想定しているが、 本発明はこれに限定されるものではな レ、。 ただし、 本実施例を有効に動作させるためには、 近傍に位置した画素間の相 関が高いことを利用した圧縮方式であることが望ましい。 すなわち、 本実施例の 発明のポイントは、 異なるビットプレーンに属する相関が高い画素を同じビット プレーンの近傍に位置する画素となるように、 新しいビットプレーン上に配列し 直してから一枚の 2値画像として圧縮する点にある。 このため、 近傍に位置する 画素の相関が高ければ圧縮率が高くなるような圧縮方式を用いることにより本発 明は有効に動作することになる。 このような圧縮方式としては J B I Gの他に、 MMRなどが知られている。
また、 合成プレーンを圧縮前処理器 3 0 5で合成する他の方法として、 横方向 ラインに従って合成する代わりに、 綻方向ラインを用いてもよい。 さらに、 ライ ン単位ではなくピクセル単位で合成してもよい。
第 9図はピクセル単位に従って 4枚のビットプレーンから合成プレーンを合成 する方法の一例を示している。 第 9図においてプレーン数は 4枚を想定している 力 本発明はこれに限定されるものでない。 第 9図によれば、 プレーン 0〜プレ ーン 3の各ピクセルは合成プレーンにおいて規則的に配置されている。 例えばデ ータ圧縮器 3 0 6の圧縮方式が近傍に位置する 4つのピクセルを単位として圧縮 する圧縮方式である場合、 プレーン 0〜プレーン 3における同じ位置の各ピクセ ノレ (プレーン 0における 0 0 0ピクセル、 プレーン 1における 1 0 0ピクセル、 プレーン 2における 2 0 0ピクセルおよびプレーン 3における 3 0 0ピクセル) を合成プレーンにおいて 4近傍に位置させることにより、 各画素の相関を高める ことができ、 ひいては圧縮率を高くすることができる。
以上説明したように、 本実施例によれば、 単一の画像データを複数のビットプ レーンに分離し、 複数のビットプレーンを構成する同じ位置にあるビットデータ が近傍に位置するように配列して単一のビットプレーンを合成し、 単一のビット プレーンを画像圧縮する。 このことにより、 多値画像圧縮時に圧縮容量を減少さ せることができる。 また、 既存の 2値画像圧縮の標準方式にも対応することがで き、 既存のハ一ドウエアまたはソフトウエアモジュールを利用することができる。
(第 2の実施例)
第 1 0図を参照して、 第 1の実施例による画像符号化装置に対応する画像復号 化装置は、 画像符号化装置で圧縮された圧縮データを格納する圧縮デ一タメモリ
4 0 1と、 圧縮データメモリ 4 0 1に接続され、 圧縮データを伸張するデータ伸 張器 4 0 2と、 データ伸張器 4 0 2に接続され、 データ伸張器 4 0 2より出力さ れる合成プレーンをビットプレーンに分離する伸張後処理器 4 0 3と、 伸張後処 理器 4 0 3に接続され、 ビットプレーンを格納するビットプレーンメモリ 4 0 4 とを含む。
画像復号化装置は、 さらに、 ビットプレーンメモリ 4 0 4に接続され、 ビット プレーンを統合して多値画像を作成するビットプレーン統合器 4 0 5と、 ビット プレーン統合器 4 0 5に接続され、 多値画像を格納する画像データメモリ 4 0 6 と、 画像データメモリ 4 0 6に接続され、 多値画像を表示する画像出力装置 4 0 7とを含む。
本実施例において、 画像出力装置 4 0 7は C R T (Cathode-Ray Tube) を想定 しているが、 これに限定されるものではない。
第 1 1図を参照して、 第 1 0図に示した画像復号化装置を用いた画像複号化処 理について説明する。 圧縮データメモリ 4 0 1に格納されている圧縮データは、 データ伸張器 4 0 2によって伸張され、 伸張後処理器 4 0 3に供給される (S 1 1 0 1 ) 。 本実施例は第 1の実施例に対応するものであるから、 データ伸張器 4 0 2の伸張処理においても J B I Gが採用される。
伸張後処理器 4 0 3は、 データ伸張器 4 0 2の出力である合成プレーンをビッ トプレーンに分離して、 ビットプレーンメモリ 4 0 4に格納する (S 1 1 0 2 ) 。 第 1 2図を参照して、 合成プレーンから 3枚のビットプレーンを分離する処理 について説明する。 すなわち、 第 8図に示す符号化装置における合成プレーン作 成手順と逆の手順の処理であり、 合成プレーンから順に 1ラインずつ取出して各 ビットプレーンに分離していく。 たとえば、 合成プレーンのライン 0をプレーン 0のライン 0とし、 合成プレーンのライン 1をプレーン 1のライン 0とし、 合成 プレーンのライン 2をプレーン 2のライン 0とし、 さらに合成プレーンのライン 3をプレーン 0のライン 1とする。
伸張後処理器 4 0 3の出力であるビットプレーンは、 ビットプレーンメモリ 4
0 4に格納される。 ビットプレーン統合器 4 0 5は、 ビットプレーンメモリ 4 0 4に格納されたプレーン 1〜プレーン 3の内容から第 7図に示す規則に従って多 値画像を作り、 画像デ一タメモリ 4 0 6に格納する ( S 1 1 0 3 ) 。
このようにして復号された多値画像は、 画像出力装置 4 0 7に出力される (S 1 1 0 4 ) 。
本実施例によると、 第 1の実施例に記載の画像符号化装置で符号化された画像 データを復号することができる。
(策 3の実施例)
第 1 3図を参照して、 第 3の実施例による画像符号化装置は、 画像入力装置 3 0 1と、 画像入力装置 3 0 1に接続された画像データメモリ 3 0 2と、 画像デー タメモリ 3 0 2に接続されたビットプレーン分離器 3 0 3と、 ビットプレーン分 離器 3 0 3に接続されたビットプレ一ンメモリ 3 0 4と、 ビットプレーンメモリ 3 0 4に接続された圧縮前処理器 3 0 5とを含む。
画像符号化装置は、 さらに、 ビットプレーンメモリ 3 0 4および圧縮前処理器
3 0 5に接続され、 ビットプレーンおよび合成プレーンをそれぞれ圧縮するデー タ圧縮器 8 0 6と、 データ圧縮器 8 0 6に接続され、 ビットプレーンを圧縮した データを一時的に格納する第 1—時圧縮データメモリ 8 0 7と、 データ圧縮器 8 0 6に接続され、 合成プレーンを圧縮したデータを一時的に格納する第 2—時圧 縮データメモリ 8 0 8と、 第 1一時圧縮データメモリ 8 0 7および第 2—時圧縮 データメモリ 8 0 8に接続され、 第 1—時圧縮データメモリ 8 0 7および第 2— 時圧縮データメモリ 8 0 8に格納されたデータ容量を比較する容量比較器 8 0 9 と、 容量比較器 8 0 9に接続され、 容量比較器 8 0 9での比較結果に基づいて第 1—時圧縮データメモリ 8 0 7または第 2—時圧縮データメモリ 8 0 8に記憶さ れた圧縮データを記憶する圧縮デ一タメモリ 3 0 7とを含む。
第 5図と同様の構成部品には同様の参照符号を付す。 それらの機能および構成 も同様であるため、 ここではその詳細な説明は繰返さない。
データ圧縮器 8 0 6は、 ここでは第 1の実施例と同様、 J B I G圧縮を想定す るが、 本発明はこれに限定されるものでないことは第 1の実施例で述べたとおり である。
第 1 4図を参照して、 第 1 3図に示した画像符号化装置を用いた画像符号化処 理について説明する。
S 1 0 0 1および S 1 0 0 2の処理は、 第 1の実施例と同様であるため、 その 詳細な説明は繰返さない。 ビッ トプレーンメモリ 3 0 4の内容が、 データ圧縮器 8 0 6においてプレーン ごとに圧縮され第 1一時圧縮デ一タメモリ 8 0 7に格納される (S 1 2 0 3 ) 。 第 1の実施例の S 1 0 0 3と同様に、 ビットプレーンメモリ 3 0 4に格納され た各ビットプレーンのデータが、 圧縮前処理器 3 0 5において合成プレーンに合 成される (S 1 0 0 3 ) 。
作成された合成プレーンはデータ圧縮器 8 0 6で圧縮され、 第 2—時圧縮デー タメモリ 8 0 8に格納される (S 1 2 0 5 ) 。
容量比較器 8 0 9は、 第 1—時圧縮データメモリ 8 0 7に格納されたデータの 容量 (以下 「D 1」 とする) と第 2—時圧縮データメモリ 8 0 8に格納されたデ —タの容量 (以下 「D 2」 とする) とを比較する (S 1 2 0 6 ) 。 D 2の値が D 1の値以上の場合は (S 1 2 0 6で Y E S ) 、 第 1一時圧縮データメモリ 8 0 7 の内容が、 圧縮デ一タメモリ 3 0 7にコピーされる (S 1 2 0 7 ) 。 それ以外の 場合は、 第 2—時圧縮データメモリ 8 0 8の内容が圧縮データメモリ 3 0 7にコ ピーされる (S 1 2 0 8 ) 。
S 1 2 0 7および S 1 2 0 8の意味について付言しておく。 合成プレーンを作 成して圧縮する目的は、 プレーン間の相関を利用して、 プレーンごとに圧縮する よりも高い圧縮率を達成することにある。 その前提となっているのは、 プレーン 間には相関があるという経験的事実であり、 これは第 1図〜第 4図に示される通 りである。 しかし、 プレーン間にほとんど相関が無いことも論理的にはあり得る。 このような場合には、 合成プレーンを作成してから圧縮することが必ずしも圧縮 率の向上には結びつかない。 そこで、 このような場合には、 従来通り、 プレーン ごとに圧縮することで、 画像の種類によらず、 高い圧縮率を得ようとするもので ある。 なお、 ここでは S 1 2 0 3でプレーンごとの圧縮を行う手法と、 S 1 2 0 5で合成プレーンの圧縮を行う手法とを同一としたが、 異なる手法を用いても差 し支えない。
J B I Gでは、 圧縮データの中に、 そこに含まれるプレーン数や、 各プレーン に対応する圧縮データの範囲などの情報が含まれるため、 復号時に、 圧縮データ が合成プレーンである力 \ プレーンごとに圧縮されたデ一タであるかの区別が容 易にできる。 しかし、 複数プレーンの圧縮データの記述方法を特に規定していな い圧縮手法の場合は、 復号時に各プレーンごとの圧縮データを区別できるよう、 第 1一時圧縮データメモリ 8 0 7の内容の配置に配慮が必要である。 そのような —例を第 1 5図に示す。 すなわち、 プレーン数および各プレーンの圧縮データの バイ ト数を先頭に記憶することにより、 各プレーンのデータの存在範囲を明確に することができる。
本実施例によると、 複数のビットプレーンを単一のビットプレーンに合成して から圧縮する方法と複数のビットプレーンを個々に圧縮する方法との両方に対応 することができる。 このため、 元画像のデータの特性に関わらず常に最適な圧縮 手法を採用することができる。
(第 4の実施例)
第 1 6図を参照して、 第 3の実施例による画像符号化装置に対応する画像復号 化装置は、 圧縮データメモリ 4 0 1と、 圧縮データメモリ 4 0 1に接続されたデ ータ伸張器 4 0 2と、 データ伸張器 4 0 2に接続され、 データ伸張器 4 0 2で伸 張されたプレーンデータの種類を判定するデータ種類判定器 9 0 3と、 データ種 類判定器 9 0 3に接続され、 データ種類判定器 9 0 3での判定結果に基づいて合 成プレーンをビットプレーンに分離する伸張後処理器 4 0 3と、 データ種類判定 器 9 0 3および伸張後処理器 4 0 3に接続され、 ビットプレーンを記憶するビッ トプレーンメモリ 4 0 4と、 ビッ トプレーンメモリ 4 0 4に接続されたビッ トプ レーン統合器 4 0 5と、 ビットプレーン統合器 4 0 5に接続された画像デ一タメ モリ 4 0 6と、 画像データメモリ 4 0 6に接続された画像出力装置 4 0 7とを含 む。
本実施例は第 3の実施例に対応するものであるから、 データ伸張器 4 0 2の伸 張処理においても J B I Gを採用する。
第 1 0図と同様の構成部品には同様の参照符号を付す。 それらの機能および構 成も同様であるため、 ここではその詳細な説明は繰返さない。
第 1 7図を参照して、 本実施例の画像符号化装置による画像複号化処理につい て説明する。
まず圧縮データメモリ 4 0 1に格納されている圧縮データは、 データ伸張器 4 0 2によって伸張される (S 1 1 0 1 ) 。 データ種類判定器 9 0 3は、 伸張前の 圧縮データが、 複数のビットプレーンを単一のビットプレーンに合成してから圧 縮したデータであるか、 複数のビットプレーンを個々に圧縮したデータであるか を識別する (S 1 3 0 4 ) 。 この識別方法は、 圧縮データに含まれるプレーン数 を圧縮データから読出すことにより行われる。 本実施例の圧縮方式である J B I Gは、 その規定により圧縮データのヘッダ部分にプレーン数に相当する情報が格 納されているのでこれを利用する。 上記識別方法に相当する情報を含まなレ、圧縮 方式を採用する場合は、 例えば第 1 5図に示すようなデータフォーマツトを用い ることにより容易にプレーン数および伸張すべきデータのバイ ト数を知ることが できる。 また、 元画像 (または合成前の各ビットプレーン) の大きさが分かって いるのであれば、 その大きさとデータ伸張器 4 0 2において伸張された画像の大 きさとを比較することによつても識別可能である。 これは、 合成プレーンは必ず 縦幅または横幅が元画像 (または合成前の各ビットプレーン) の整数倍となって いることによるものである。 例えば、 第 8図で示したような合成方法では、 合成 プレーンの縦幅は、 元画像 (または合成前の各ビットプレーン) の 3倍になって いるため、 入力された圧縮データが合成プレーンであるかどうかを容易に判定す ることができる。
合成プレーンであるかどうかの判定の結果、 合成プレーンであると判定された 場合 (S 1 3 0 4で Y E S ) 、 S 1 1 0 2〜S 1 1 0 4の処理を実行する。 これ らの処理は、 第 1 1図を参照して説明したものと同様である。 このため、 その詳 細な説明はここでは繰返さない。
合成プレーンでなければ (S 1 3 0 4でN〇) 、 合成プレーンを分離する必要 はない。 このため、 データ伸張器 4 0 2の出力が伸張後処理器 4 0 3を介さず、 直接ビットプレーンメモリ 4 0 4に格納される (S 1 3 0 5 ) 。 その後、 S 1 1 0 3および S 1 1 0 4の処理が実行される。
なお、 本実施例においては、 データ伸張を行なった後に、 圧縮データが合成プ レーンであるか否かを判定しているが、 データ伸張を行なうことなく圧縮データ が合成プレーンであるか否かを判定することができるのであればそのようにする ことも可能である。
また、 このような場合は、 第 3の実施例で述べたように、 合成プレーンの圧縮 データであるか、 プレーンごとの圧縮データであるかに応じて、 データ伸張器 4 0 2において別の圧縮手法を取ることにより、 より高い圧縮率の達成を図ること も可能である。
本実施例によると、 データ種類判定器の出力結果に基づいて、 複数のビットプ レーンを単一のビットプレーンに合成してから圧縮したデータと複数のビットプ レーンを個々に圧縮したデータとの両方の復号化を行うことができる。
(第 5の実施例)
本実施例は、 同一画像から作られた複数のビットプレーンの代わりに、 類似性 の高い一連の連続画像から合成プレーンを作成して、 圧縮を行うことにより、 よ り高い圧縮率を達成する画像符号化装置である。
第 1 8図を参照して、 第 5の実施例による画像符号化装置は、 連続画像を入力 する画像入力装置 1 5 0 1と、 画像入力装置 1 5 0 1に接続され、 画像入力装置 1 5 0 1より入力された連続する画像データを記憶する画像データメモリ 1 5 0 2と、 画像データメモリ 1 5 0 2に接続され、 入力された連続する画像データか ら合成プレーンを生成する圧縮前処理器 1 5 0 3と、 圧縮前処理器 1 5 0 3に接 続され、 合成プレーンを圧縮するデータ圧縮器 1 5 0 4と、 データ圧縮器 1 5 0 4に接続され、 データ圧縮器 1 5 0 4より出力される圧縮データを格納する圧縮 データメモリ 1 5 0 5とを含む。
第 1 9図を参照して、 第 1 8図に示した画像符号化装置を用いた画像符号化処 理について説明する。 画像入力装置 1 5 0 1から入力された連続画像は画像デー タメモリ 1 5 0 2に格納される (S 1 7 0 1 ) 。
画像デ一タメモリ 1 5 0 2は複数の画像データを格納することが可能な構造に なっている。 また、 本実施例において、 入力画像は 0〜2 5 5の値を取る 2 5 6 階調のカラー画像を想定しているが、 階調数および画像の種類 (カラー画像であ るか 2値画像であるか) はこれに限定されるものではない。 また、 入力画像が力 ラ一画像の場合、 色の成分 (R G B、 Y C b C rなど) ごとにビットプレーンを 用意し、 各ビットプレーンから合成プレーンを生成することにより、 本発明を適 用することが可能である。
圧縮前処理器 1 5 0 3は、 入力された連続画像から合成プレーンを生成する ( S 1 7 0 2 ) 。 すなわち、 所定枚数の画像から同位置の画素を選択し、 それら の画素を近傍に位置するように合成プレーンを生成する。 本実施例は、 合成プレ ーンを合成する各ビットプレーンの画像が 2値画像ではなくて多値画像であると いう点において、 第 1の実施例と異なる。 しかし、 異なる画像間で相関性の高い 画素を近傍に位置するように合成プレーンを作成するという点に着目すると、 異 なるプレーン間の相関する画素を、 近傍に位置した画素になるように合成プレー ンを生成する第 1の実施例と同じである。 本実施例は、 第 9図で示される対応関 係により 4枚の画像から合成プレーンを生成するが、 第 8図で示される対応関係 により 3枚の画像から合成プレーンを生成してもよく、 本発明はこれらの合成方 法に限定されるものではない。
圧縮前処理器 1 5 0 3において生成された合成プレーンは、 データ圧縮器 1 5 0 4で圧縮され、 画像データメモリ 1 5 0 2に格納される (S 1 7 0 3 ) 。 本実 施例において、 データ圧縮器 1 5 0 4 の圧縮手法は J P E G ( Joint Photographic Experts Group) 圧縮を採用しているが、 近傍に位置した画素が類 似しているほど高レ、圧縮率が期待できる圧縮手法ならばこれに限定されるもので はない。 画素間の相関が大きいことと高周波成分が少ないことは本質的には同じ であることが知られており (参考文献 「画像情報圧縮」 オーム社 (1 9 9 1 年) ) 、 通常の画像圧縮方式はいずれかの性質が利用されているため、 通常の圧 縮手法であれば、 本発明に適用可能である。
本実施例は、 複数の多値画像を圧縮するにあたり、 複数の多値画像を個々に圧 縮する代わりに、 合成プレーンに変換してから圧縮することで、 個々のデータを 圧縮するよりも高い圧縮率を得ようとするものである。 一連の動画シーケンスの 連続するフレーム、 または同一書籍から取出した文書画像は、 個々の画像におい て高い類似性を有する。 このため、 このような効果を期待することができる。 また、 第 3の実施例と同じように、 本発明を適用したときに、 より高い圧縮率 が得られる場合のみ、 合成プレーンを用いて圧縮を行い、 それ以外の場合は個々 の画像ごとに圧縮することも可能である。
本実施例によると、 連続する動画像のような複数の画像データでは、 同位置の ビットデータは相関性を有する。 この性質を利用して、 複数の画像データより単 一の画像データを合成し、 画像圧縮することにより、 圧縮容量を減少させること ができる。 また、 既存の画像圧縮の標準方式にも対応することができる。
(第 6の実施例)
第 2 0図を参照して、 第 5の実施例による画像符号化装置に対応する画像復号 化装置は、 画像符号化装置で圧縮された圧縮データを格納する圧縮データメモリ 1 6 0 1と、 圧縮データメモリ 1 6 0 1に接続され、 圧縮データを伸張するデー タ伸張器 1 6 0 2と、 データ伸張器 1 6 0 2に接続され、 データ伸張器 1 6 0 2 より出力される合成プレーンを複数の画像に分離する伸張後処理器 1 6 0 3と、 伸張後処理器 1 6 0 3に接続され、 分離された複数の画像を格納する画像データ メモリ 1 6 0 4と、 画像デ一タメモリ 1 6 0 4に接続され、 複数の画像を表示す る画像出力装置 1 6 0 5とを含む。
第 2 1図を参照して、 第 2 0図に示した画像復号化装置を用いた画像復号化処 理について説明する。 圧縮データメモリ 1 6 0 1から取出された圧縮データはデ ータ伸張器 1 6 0 2において伸張され、 伸張後処理器 1 6 0 3に供給される (S 1 8 0 1 ) 。
復号された合成プレーンが伸張後処理器 1 6 0 3において複数の画像に分離さ れ、 画像データメモリ 1 6 0 4に格納される (S 1 8 0 2 ) 。 分離の方法は、 第 9図に示す合成方法の逆の処理を、 第 2 2図に示すように行えばよい。 また、 符 号化時の合成方法が異なれば、 分離方法はそれに応じて異なる。 画像データメモ リに格納された複数の画像データは、 画像出力装置 1 6 0 5から出力される。 本実施例によると、 第 5の実施例に記載の画像符号化装置で符号化された画像 データを復号することができる。
以上第 1〜 6の実施例について説明をしてきたが、 各実施例における符号化装 置または復号化装置の処理手順を示すフローチャートは、 コンピュータ上で実行 されるプログラムによって処理をすることが可能である。 この場合、 各プロダラ ムは、 磁気ディスクまたは C D— R O M (Compact Di sc-Read Only Memory) 等 コンピュータ読取り可能な記録媒体によつて提供される。 また各プログラムは他 のコンピュータにより通信回線を経由してコンピュータに供給されても良い。 本発明によると、 単一の画像データ圧縮時に、 各ビットプレーン間の相関性を 利用するとともに標準的な画像圧縮を利用できるため、 既存のハードウエアまた はソフトウエアモジュールを利用しながらも、 より高い圧縮率を達成することが できる。
また、 合成プレーン生成時にライン単位で処理を行うことができるため、 合成 プレーン生成時の処理を軽減することができる。
さらに、 圧縮率に応じて、 合成プレーンを利用するかどうかを選択できるため、 画像の種類によらず、 常に高い圧縮率を達成することができる。 さらに、 その復 号化を行うことができる。
さらにまた、 類似性の高い複数の画像データ圧縮時に、 各ビットプレーン間の 相関を利用するとともに標準的な画像圧縮を利用できるため、 既存のハードゥエ ァまたはソフトウエアモジュールを利用しながらも、 より高い圧縮率を達成する ことができる。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明によると、 既存の画像圧縮処理を行なうハ一ドウエアま たはソフトウエアモジュールを利用しながらも、 より高い圧縮率を達成するのに 適している。

Claims

請求の範囲
1. 単一の画像データを、 各画素を構成するビット数に応じて定められる複数の ビッ トプレーンに分離するビッ トプレーン分離器 (303) と、
前記ビットプレーン分離器 (303) に接続され、 前記複数のビットプレーン を構成する同位置のビットデータを近傍位置に配列して単一のビットプレーンに 合成する圧縮前処理器 (305) と、
前記圧縮前処理器 (305) に接続され、 前記単一のビットプレーンを画像圧 縮するデータ圧縮器 (306) とを含む、 画像符号化装置。
2. 前記圧縮前処理器 (305) は、 前記複数のビットプレーンから 1ラインず つ順次データを取出して、 単一のビットプレーンに合成する、 請求項 1に記載の 画像符号化装置。
3. 前記データ圧縮器 (306) は、
前記圧縮前処理器に接続され、 前記単一のビットプレーンを画像圧縮する合成 プレーンデータ圧縮器 (806) と、
前記圧縮前処理器に接続され、 前記複数のビットプレーンをそれぞれ画像圧縮 するビットプレーンデータ圧縮器 (806) とを含み、
さらに、 前記合成プレーンデータ圧縮器および前記ビットプレーンデータ圧縮 器に接続され、 前記単一のビットプレーンの画像圧縮後のデータ容量と、 前記複 数のビットプレーンの各々の画像圧縮後のデータ容量の総和とを比較し、 容量の 少ない方のデ一タを、 圧縮後のデータとして採用する容量比較器 (809) を含 む、 請求項 1に記載の画像符号化装置。
4. 連続的に入力される複数の画像データを構成する同位置のビットデ一タを近 傍位置に配列して単一の画像データに合成する圧縮前処理器 (1 503) と、 前記圧縮前処理器 (1 503) に接続され、 前記単一の画像データを画像圧縮 するデータ圧縮器 (1 504) とを含む、 画像符号化装置。
5. 請求項 1に記載の画像符号化装置で圧縮されたデータを復号化する画像復号 化装置であって、
前記データを単一のビットプレーンに伸張するデータ伸張器 (402) と、 前記データ伸張器 (402) に接続され、 複数のビットプレーンを構成する同 位置のビットデータを近傍位置に配列して合成された前記単一のビットプレーン を、 前記複数のビットプレーンに分離する伸張後処理器 (4 0 3 ) と、
前記伸張後処理器 (4 0 3 ) に接続され、 前記複数のビットプレーンの各画素 の値を各画素のビット値とし、 前記複数のビットプレーンを画像データに統合す るビッ トプレーン統合器 (4 0 5 ) とを含む、 画像復号化装置。
6 . 請求項 3に記載の画像符号化装置で圧縮されたデータを復号化する画像復号 化装置であって、
前記データを単一のビットプレーンに伸張するデータ伸張器 (4 0 2 ) と、 前記データ伸張器 (4 0 2 ) に接続され、 前記データ伸張器 (4 0 2 ) で伸張 された単一のビッ トプレーンが、 複数のビッ トプレーンを単一のビッ トプレーン に合成してから圧縮したビットプレーンであるかまたは複数のビットプレーンを 個々に圧縮したビットプレーンであるかを判定するデータ種類判定器 (9 0 3 ) と、
前記データ種類判定器 (9 0 3 ) に接続され、 前記データ種類判定器 (9 0 3 ) の出力に基づいて、 複数のビットプレーンを構成する同位置のビットデータ を近傍位置に配列して合成された前記単一のビットプレーンを、 前記複数のビッ トプレーンに分離するか否かを選択的に実行する伸張後処理器 (4 0 3 ) と、 前記伸張後処理器 (4 0 3 ) に接続され、 前記複数のビットプレーンの各画素 の値を各画素のビット値とし、 前記複数のビットプレーンを画像データに統合す るビッ トプレーン統合器 (4 0 5 ) とを含む、 画像複号化装置。
7 . 請求項 4に記載の画像符号化装置で圧縮されたデ一タを復号化する画像復号 化装置であって、
前記データを単一の画像データに伸張するデータ伸張器 (1 6 0 2 ) と、 前記データ伸張器 (1 6 0 2 ) に接続され、 複数の画像データを構成する同位 置のビットデータを近傍に配列して合成された前記単一の画像データを、 前記複 数の画像データに分離する伸張後処理器 (1 6 0 3 ) とを含む、 画像復号化装置。 8 . 単一の画像データを、 各画素を構成するビット数に応じて定められる複数の ビットプレーンに分離するステップ (S 1 0 0 2 ) と、
前記複数のビットプレーンを構成する同位置のビットデータを近傍位置に配列 して単一のビッ トプレーンに合成するステップ (S 1003) と、
前記単一のビッ トプレーンを画像圧縮するステップ (S 1004) とを含む、 画像符号化方法。
9. 合成する前記ステップ (S 1003) は、 前記複数のビットプレーンから 1 ラインずつ順次データを取出して、 単一のビットプレーンに合成するステップ
(S 1 003) を含む、 請求項 8に記載の画像符号化方法。
10. 画像圧縮する前記ステップ (S 1004) は、
前記単一のビットプレーンを画像圧縮するステップ (S 1205) と、 前記複数のビットプレーンをそれぞれ画像圧縮するステップ (S 1203) と を含み、
さらに、 前記単一のビットプレーンの画像圧縮後のデータ容量と、 前記複数の ビットプレーンの各々の画像圧縮後のデータ容量の総和とを比較し、 容量の少な い方のデータを、 圧縮後のデータとして採用するステップ (S 1206〜S 1 2 08) を含む、 請求項 8に記載の画像符号化方法。
1 1. 連続的に入力される複数の画像データを構成する同位置のビットデータを 近傍位置に配列して単一の画像データに合成するステップ (S 1 702) と、 前記単一の画像データを画像圧縮するステップ (S 1 703) とを含む、 画像 符号化方法。
1 2. 請求項 8に記載の画像符号化方法で圧縮されたデータ復号化する画像復号 化方法であって、
前記データを単一のビットプレーンに伸張するステップ (S 1 101) と、 複数のビットプレーンを構成する同位置のビットデータを近傍位置に配列して 合成された前記単一のビットプレーンを、 前記複数のビットプレーンに分離する ステップ (S 1 102) と、
前記複数のビットプレーンの各画素の値を各画素のビット値とし、 前記複数の ビットプレーンを画像データに統合するステップ (S 1 103) とを含む、 画像 復号化方法。
1 3. 請求項 10.に記載の画像符号化方法で圧縮されたデータを複号化する画像 復号化方法であって、 前記データを単一のビットプレーンに伸張するステップ (S 1 101) と、 伸張された単一のビットプレーンが、 複数のビットプレーンを単一のビットプ レーンに合成してから圧縮したビットプレーンであるかまたは複数のビットプレ
—ンを個々に圧縮したビッ トプレーンであるかを判定するステップ (S 1 30 4) と、
判定結果に基づいて、 複数のビットプレーンを構成する同位置のビットデータ を近傍位置に配列して合成された前記単一のビットプレーンを、 前記複数のビッ トプレーンに分離するか否かを選択的に実行するステップ (S 1 102, S 1 3 05) と、
前記複数のビットプレーンの各画素の値を各画素のビット値とし、 前記複数の ビットプレーンを画像データに統合するステップ (S 1 103) とを含む、 画像 複号化方法。
14. 請求項 1 1に記載の画像符号化方法で圧縮されたデータを複号化する画像 復号化方法であって、
前記データを単一の画像データに伸張するステップ (S 1801) と、 複数の画像データを構成する同位置のビットデータを近傍に配列して合成され た前記単一の画像データを、 前記複数の画像データに分離するステップ (S 1 8 02) とを含む、 画像復号化方法。
1 5. 単一の画像データを、 各画素を構成するビット数に応じて定められる複数 のビットプレーンに分離するステップ (S 1002) と、
前記複数のビットプレーンを構成する同位置のビットデータを近傍位置に配列 して単一のビットプレーンに合成するステップ (S 1003) と、
前記単一のビットプレーンを画像圧縮するステップ (S 1 004) とをコンビ ユータに実行させる画像符号化プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記 録媒体。
1 6. 合成する前記ステップ (S 1 003) は、 前記複数のビットプレーンから 1ラインずつ順次データを取出して、 単一のビットプレーンに合成するステップ
(S 1003) を含む、 請求項 1 5に記載のコンピュータ読取可能な記録媒体。
1 7. 画像圧縮する前記ステップ (S 1004) は、 前記単一のビットプレーンを画像圧縮するステップ (S 1 2 0 5 ) と、 前記複数のビットプレーンをそれぞれ画像圧縮するステップ (S 1 2 0 3 ) と を含み、
画像符号化プログラムは、 さらに、 さらに、 前記単一のビットプレーンの画像 圧縮後のデータ容量と、 前記複数のビットプレーンの各々の画像圧縮後のデータ 容量の総和とを比較し、 容量の少ない方のデータを、 圧縮後のデータとして採用 するステップ (S 1 2 0 6〜S 1 2 0 8 ) を含む、 請求項 1 5に記載のコンビュ —タ読取可能な記録媒体。
1 8 . 連続的に入力される複数の画像データを構成する同位置のビットデータを 近傍位置に配列して単一の画像データに合成するステップ (S 1 7 0 2 ) と、 前記単一の画像データを画像圧縮するステップ (S 1 7 0 3 ) とをコンビユー タに実行させる画像符号化プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒 体。
1 9 . 請求項 1 5に記載の画像符号化プログラムを実行することにより圧縮され たデータを復号化する画像復号化プログラムを記録したコンピュータ記録媒体で めってヽ
前記データを単一のビットプレーンに伸張するステップ (S 1 1 0 1 ) と、 複数のビットプレーンを構成する同位置のビットデータを近傍位置に配列して 合成された前記単一のビットプレーンを、 前記複数のビットプレーンに分離する ステップ (S 1 1 0 2 ) と、
前記複数のビットプレーンの各画素の値を各画素のビット値とし、 前記複数の ビットプレーンを画像データに統合するステップ (S 1 1 0 3 ) とをコンビュ一 タに実行させる画像復号化プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒 体。
2 0 . 請求項 1 7に記載の画像符号化プログラムを実行することにより圧縮され たデータを復号化する画像復号化プログラムを記録したコンピュータ記録媒体で あって、
前記データを単一のビットプレーンに伸張するステップ (S 1 1 0 1 ) と、 伸張された単一のビットプレーンが、 複数のビットプレーンを単一のビットプ レーンに合成してから圧縮したビットプレーンであるかまたは複数のビットプレ ーンを個々に圧縮したビットプレーンであるかを判定するステップ (S 1 3 0 4 ) と、
判定結果に基づいて、 複数のビットプレーンを構成する同位置のビットデータ を近傍位置に配列して合成された前記単一のビットプレーンを、 前記複数のビッ トプレーンに分離するか否かを選択的に実行するステップ (S 1 1 0 2 , S 1 3 0 5 ) と、
前記複数のビットプレーンの各画素の値を各画素のビット値とし、 前記複数の ビットプレーンを画像データに統合するステップ (S 1 1 0 3 ) とをコンビユー タに実行させる画像復号化プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒 体。
2 1 . 請求項 1 8に記載の画像符号化プログラムを実行することにより圧縮され たデータを復号化する画像復号化プログラムを記録したコンピュータ記録媒体で あって、
前記データを単一の画像データに伸張するステップ (S 1 8 0 1 ) と、 複数の画像データを構成する同位置のビットデータを近傍に配列して合成され た前記単一の画像データを、 前記複数の画像データに分離するステップ (S 1 8 0 2 ) とをコンピュータに実行させる画像複号化プログラムを記録したコンビュ —タ読取可能な記録媒体。
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