(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを所定の領域単位でブロックに分割する分割手段と、
前記ブロック毎に画像データを複数の高周波成分の係数（ＨＨ，ＨＬ，ＬＨ）と低周波成分の係数（ＬＬ）とからなるWavelet変換係数に変換するWavelet 変換手段と、
αを最高階調値としたとき、｜ＬＨ｜又は｜ＨＬ｜がαの場合、｜ＨＨ｜が２αの場合、｜ＬＨ｜及び｜ＨＬ｜がα／２以上、かつ、｜ＨＨ｜がα以上の場合のいずれかの場合に当該ブロックは２値領域のエッジ部分と判断し、そうでない場合に当該ブロックは自然画像部分と判断する判断手段と、
前記判断手段により２値領域のエッジ部分と判断されたブロックについては当該ブロックの画素値を選択し、自然画像部分と判断されたブロックについては前記Wavelet変換手段により得られる前記Wavelet変換係数を選択する選択手段と、
を備えた画像処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理装置により処理されたWavelet変換係数を復号化する画像処理装置であって、
前記Wavelet変換係数を逆Wavelet変換することでブロック内の各画素値を得る逆Wavelet変換手段と、
前記Wavelet変換係数中の高周波成分の係数（ＨＨ，ＨＬ，ＬＨ）が、αを最高階調値としたとき、｜ＬＨ｜又は｜ＨＬ｜がαの場合、｜ＨＨ｜が２αの場合、｜ＬＨ｜及び｜ＨＬ｜がα／２以上、かつ、｜ＨＨ｜がα以上の場合のいずれかの場合に当該ブロックは２値領域のエッジ部分と判断し、そうでない場合に当該ブロックは自然画像部分と判断する判断手段と、
前記判断手段により２値領域のエッジ部分と判断されたブロックについては前記Wavelet変換係数の各係数を当該ブロック内の各画素の値に対応させることで得られる各画素値を選択し、自然画像部分と判断されたブロックについては前記Wavelet変換係数を前記逆Wavelet変換手段により逆Wavelet変換することで得た各画素値を選択する選択手段と、
を備えた画像処理装置。
【請求項３】
画像データを所定の領域単位でブロックに分割する分割手段と、
前記ブロック毎に画像データを複数の高周波成分の係数（ＨＨ，ＨＬ，ＬＨ）と低周波成分の係数（ＬＬ）とからなるWavelet変換係数に変換するWavelet 変換手段と、
高周波成分の係数（ＨＨ，ＨＬ，ＬＨ）が、αを最高階調値としたとき、｜ＬＨ｜又は｜ＨＬ｜がαの場合、｜ＨＨ｜が２αの場合、｜ＬＨ｜及び｜ＨＬ｜がα／２以上、かつ、｜ＨＨ｜がα以上の場合、又は、ＬＬが最大値の場合、のいずれかの場合に当該ブロックは白地以外の２値領域部分と判断し、そうでない場合に当該ブロックは自然画像部分と判断する判断手段と、
前記判断手段により白地以外の２値領域部分と判断されたブロックについては当該ブロックの画素値を選択し、自然画像部分と判断されたブロックについては前記Wavelet変換手段により得た前記Wavelet変換係数を選択する選択手段と、
を備えた画像処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像処理装置により処理されたWavelet変換係数を復号化する画像処理装置であって、
各ブロックの前記Wavelet変換係数を逆Wavelet 変換することで該ブロック内の各画素値を得る逆Wavelet 変換手段と、
前記ブロックの前記Wavelet変換係数中の高周波成分の係数（ＨＨ，ＨＬ，ＬＨ）が、αを最高階調値としたとき、｜ＬＨ｜又は｜ＨＬ｜がαの場合、｜ＨＨ｜が２αの場合、｜ＬＨ｜及び｜ＨＬ｜がα／２以上、かつ、｜ＨＨ｜がα以上の場合、又は、ＬＬがαの場合、のいずれかの場合に当該ブロックは白地以外の２値領域部分と判断し、そうでない場合には当該ブロックは自然画像部分と判断する判断手段と、
前記判断手段の判断結果に基づいて、白値以外の２値領域部分と判断されたブロックについては前記Wavelet変換係数の各係数を当該ブロック内の各画素の値に対応させることで得られる各画素値を選択し、自然画像部分と判断されたブロックについては前記Wavelet変換係数を前記逆Wavelet変換手段により逆Wavelet変換することで得た各画素値を選択する選択手段と、
を備えた画像処理装置。
【請求項５】
画像データを所定の領域単位でブロック毎に分割する分割手段と、
前記ブロック毎に画像データを複数の高周波成分の係数と低周波成分の係数とからなるWavelet変換係数に変換するWavelet変換手段と、
前記ブロック内の全画素が最小値又は最大値である場合、当該ブロックは２値領域部分と判断し、前記ブロック内のいずれかの画素が最小値又は最大値でない場合、当該ブロックは自然画像部分と判断する判断手段と、
前記判断手段により２値領域部分と判断されたブロックについては、当該ブロックの画素値を選択し、自然画像部分と判断されたブロックについては前記Wavelet変換手段により得た前記Wavelet変換係数を選択する選択手段と、
を備えた画像処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像処理装置により処理されたWavelet変換係数を復号化する画像処理装置であって、
各ブロックの前記Wavelet変換係数を逆Wavelet 変換することで当該ブロック内の各画素値を得る逆Wavelet 変換手段と、
前記ブロックの前記Wavelet変換係数の全係数が最小値又は最大値である場合、当該ブロックは２値領域部分と判断し、前記ブロックの前記Wavelet変換係数の各係数のいずれか１つ以上の係数が最小値又は最大値でない場合、当該ブロックは自然画像部分と判断する判断手段と、
前記判断手段により２値領域部分と判断されたブロックについては前記Wavelet変換係数の各係数を当該ブロック内の各画素の値に対応させることで得られる各画素値を選択し、自然画像部分と判断されたブロックについては前記Wavelet変換係数を前記逆Wavelet変換手段により逆Wavelet変換することで得た各画素値を選択する選択手段と、
を備えた画像処理装置。
【請求項７】
請求項１、４、７のいずれかに記載の画像処理装置において、
前記選択手段により選択された各係数の絶対値をバイナリコードで表した場合に、前記バイナリコードの最も大きな桁に存在する「１」の後に前記係数の正負を表すビットを付加するサインビット付加手段と、
前記サインビット付加手段によりサインビットが付加されたバイナリコードをグレーコード化するグレーコード化手段と、
をさらに備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像処理装置において、エントロピー符号化手段をさらに備えたことを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル画像データを圧縮、伸長する画像処理装置に関し、例えばプリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ装置、スキャナ、画像ファイリング装置、デジタルカメラ、デジタルビデオレコーダ、ＣＤ−ＲＯＭやフロッピディスク等の画像記録装置に好適な画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像圧縮技術としては、画像データを水平周波数方向と垂直周波数方向に複数のブロックに分割すると共に低域周波数のブロックほど細かくするHarr Wavelet変換が知られ、このWavelet 変換は最近、自然階調の画像を効果的に圧縮する方法として注目されている。なお、他の従来例としては、例えば特開平２−２２２３８６号公報に示すようにＤＣＴ（離散コサイン変換）前の画像データから輪郭成分を検出し、輪郭成分が存在するブロックには情報量を多く割り当てる方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Wavelet 変換は、自然階調の画像を効果的に圧縮することができるが、その反面、テキストデータ等のように単純な２値画像に対してはＤＣＴに比べて圧縮率が悪いという欠点が指摘されている。したがって、プリンタによりデータをプリントアウトする場合には、そのデータは一般的に２値の文字データが多いので、Wavelet 変換を用いると高い圧縮率はあまり得られないという問題点がある。
【０００４】
また、この問題点を解決するために、使用者が文字原稿か写真原稿か応じて圧縮方法を切り替える方法が考えられるが、この場合には使用者の負担が増加するという問題点が発生し、また、文字と写真が混在する原稿に対しては良好な画質が得られないという問題点が発生する。更に、原稿上の文字領域と自然階調領域を自動的に判別して異なる処理を行う方法が考えられ、これについては、種々の方法が提案されているが、処理が複雑なものが多く、回路構成が複雑になるという問題点がある。
【０００５】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、使用者に負担をかけることなく自動的に且つ安価な構成で高い圧縮率と良好な画質の両方を実現することができる画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の手段は上記目的を達成するために、画像データを所定の領域単位でブロックに分割する分割手段と、前記ブロック毎に画像データを複数の高周波成分の係数（ＨＨ，ＨＬ，ＬＨ）と低周波成分の係数（ＬＬ）とからなるWavelet変換係数に変換するWavelet 変換手段と、αを最高階調値としたとき、｜ＬＨ｜又は｜ＨＬ｜がαの場合、｜ＨＨ｜が２αの場合、｜ＬＨ｜及び｜ＨＬ｜がα／２以上、かつ、｜ＨＨ｜がα以上の場合のいずれかの場合に当該ブロックは２値領域のエッジ部分と判断し、そうでない場合に当該ブロックは自然画像部分と判断する判断手段と、前記判断手段により２値領域のエッジ部分と判断されたブロックについては当該ブロックの画素値を選択し、自然画像部分と判断されたブロックについては前記Wavelet変換手段により得られる前記Wavelet変換係数を選択する選択手段とを備えたことを特徴とする。
第２の手段は、第１の手段に係る画像処理装置により処理されたWavelet変換係数を復号化する画像処理装置であって、前記Wavelet変換係数を逆Wavelet変換することでブロック内の各画素値を得る逆Wavelet変換手段と、前記Wavelet変換係数中の高周波成分の係数（ＨＨ，ＨＬ，ＬＨ）が、αを最高階調値としたとき、｜ＬＨ｜又は｜ＨＬ｜がαの場合、｜ＨＨ｜が２αの場合、｜ＬＨ｜及び｜ＨＬ｜がα／２以上、かつ、｜ＨＨ｜がα以上の場合のいずれかの場合に当該ブロックは２値領域のエッジ部分と判断し、そうでない場合に当該ブロックは自然画像部分と判断する判断手段と、前記判断手段により２値領域のエッジ部分と判断されたブロックについては前記Wavelet変換係数の各係数を当該ブロック内の各画素の値に対応させることで得られる各画素値を選択し、自然画像部分と判断されたブロックについては前記Wavelet変換係数を前記逆Wavelet変換手段により逆Wavelet変換することで得た各画素値を選択する選択手段とを備えたことを特徴とする。
第３の手段は、画像データを所定の領域単位でブロックに分割する分割手段と、前記ブロック毎に画像データを複数の高周波成分の係数（ＨＨ，ＨＬ，ＬＨ）と低周波成分の係数（ＬＬ）とからなるWavelet変換係数に変換するWavelet 変換手段と、高周波成分の係数（ＨＨ，ＨＬ，ＬＨ）が、αを最高階調値としたとき、｜ＬＨ｜又は｜ＨＬ｜がαの場合、｜ＨＨ｜が２αの場合、｜ＬＨ｜及び｜ＨＬ｜がα／２以上、かつ、｜ＨＨ｜がα以上の場合、又は、ＬＬが最大値の場合、のいずれかの場合に当該ブロックは白地以外の２値領域部分と判断し、そうでない場合に当該ブロックは自然画像部分と判断する判断手段と、前記判断手段により白地以外の２値領域部分と判断されたブロックについては当該ブロックの画素値を選択し、自然画像部分と判断されたブロックについては前記Wavelet変換手段により得た前記Wavelet変換係数を選択する選択手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
第４の手段は、第３の手段に係る画像処理装置により処理されたWavelet変換係数を復号化する画像処理装置であって、各ブロックの前記Wavelet変換係数を逆Wavelet 変換することで該ブロック内の各画素値を得る逆Wavelet 変換手段と、前記ブロックの前記Wavelet変換係数中の高周波成分の係数（ＨＨ，ＨＬ，ＬＨ）が、αを最高階調値としたとき、｜ＬＨ｜又は｜ＨＬ｜がαの場合、｜ＨＨ｜が２αの場合、｜ＬＨ｜及び｜ＨＬ｜がα／２以上、かつ、｜ＨＨ｜がα以上の場合、又は、ＬＬがαの場合、のいずれかの場合に当該ブロックは白地以外の２値領域部分と判断し、そうでない場合には当該ブロックは自然画像部分と判断する判断手段と、前記判断手段の判断結果に基づいて、白値以外の２値領域部分と判断されたブロックについては前記Wavelet変換係数の各係数を当該ブロック内の各画素の値に対応させることで得られる各画素値を選択し、自然画像部分と判断されたブロックについては前記Wavelet変換係数を前記逆Wavelet変換手段により逆Wavelet変換することで得た各画素値を選択する選択手段とを備えたことを特徴とする。
第５の手段は、画像データを所定の領域単位でブロック毎に分割する分割手段と、前記ブロック毎に画像データを複数の高周波成分の係数と低周波成分の係数とからなるWavelet変換係数に変換するWavelet変換手段と、前記ブロック内の全画素が最小値又は最大値である場合、当該ブロックは２値領域部分と判断し、前記ブロック内のいずれかの画素が最小値又は最大値でない場合、当該ブロックは自然画像部分と判断する判断手段と、前記判断手段により２値領域部分と判断されたブロックについては、当該ブロックの画素値を選択し、自然画像部分と判断されたブロックについては前記Wavelet変換手段により得た前記Wavelet変換係数を選択する選択手段とを備えたことを特徴とする。
第６の手段は、第５の手段に係る画像処理装置により処理されたWavelet変換係数を復号化する画像処理装置であって、各ブロックの前記Wavelet変換係数を逆Wavelet 変換することで当該ブロック内の各画素値を得る逆Wavelet 変換手段と、前記ブロックの前記Wavelet変換係数の全係数が最小値又は最大値である場合、当該ブロックは２値領域部分と判断し、前記ブロックの前記Wavelet変換係数の各係数のいずれか１つ以上の係数が最小値又は最大値でない場合、当該ブロックは自然画像部分と判断する判断手段と、前記判断手段により２値領域部分と判断されたブロックについては前記Wavelet変換係数の各係数を当該ブロック内の各画素の値に対応させることで得られる各画素値を選択し、自然画像部分と判断されたブロックについては前記Wavelet変換係数を前記逆Wavelet変換手段により逆Wavelet変換することで得た各画素値を選択する選択手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
第７の手段は、第１、第４、第７のいずれかの手段に係る画像処理装置において、前記選択手段により選択された各係数の絶対値をバイナリコードで表した場合に、前記バイナリコードの最も大きな桁に存在する「１」の後に前記係数の正負を表すビットを付加するサインビット付加手段と、前記サインビット付加手段によりサインビットが付加されたバイナリコードをグレーコード化するグレーコード化手段とをさらに備えたことを特徴とする。
第８の手段は、第７の手段に係る画像処理装置において、エントロピー符号化手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に係る画像処理装置の一実施形態の画像符号化装置を示すブロック図、図２は本発明に係る画像処理装置の一実施形態の画像復号化装置を示すブロック図、図３は入力画素とWavelet 変換係数を示す説明図、図４は２値画像ブロックのWavelet 変換係数を示す説明図、図５は図１の画像符号化装置と図２の画像復号化装置の「自然画像部分」の処理例を示す説明図、図６は図１の画像符号化装置と図２の画像復号化装置の「２値画像のエッジ部分」の処理例を示す説明図である。
【００１４】
本実施形態は一例としてプリンタに適用した場合を示し、図１に示す画像符号化装置は、２×２画素のバッファ３０１、Wavelet 変換部３０２、領域判別部３０３、選択部３０４、符号割り付け部３０５、グレーコード変換部３０６及びエントロピー符号化部３０７を有し、図２に示す画像復号化装置はエントロピー符号化復号化部４０１、グレーコード逆変換部４０２、逆Wavelet 変換部４０３、領域判断部４０４、選択部４０５、符号割り付け解除部４０６及びラインメモリ４０７を有する。
【００１５】
図１において、ホストコンピュータ等から送られてきた画像データは、先ず、不図示の２ラインメモリに読み込まれ、次いで２×２画素のバッファ３０１では図３（ａ）に示すように２×２の画素ａ、ｂ、ｃ、ｄ毎のブロックに分割され、Wavelet 変換部３０２と選択部３０４に印加される。Wavelet 変換部３０２では図３（ｂ）に示すようにこの１ブロックが以下のように１つの低周波成分ＬＬと３つの高周波成分ＬＨ、ＨＬ、ＨＨに分解される。
【００１６】
ＬＬ＝｛（ａ＋ｂ）／２＋（ｃ＋ｄ）／２｝／２
ＬＨ＝｛（ａ−ｂ）＋（ｃ−ｄ）｝／２
ＨＬ＝｛（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）｝／２
ＨＨ＝（ａ−ｂ）−（ｃ−ｄ）
ここで、広義の２値領域部分（以下、「２値領域部分等」）は、「２値領域のエッジ部分」と、「２値領域（白以外）部分」と狭義の２値領域部分（以下、「２値領域部分」）に分類することができる。「２値領域のエッジ部分」とはWavelet 変換のために画像をブロックに分割した場合にブロック内の画素値が最小値と最大値のみで構成され、且つ最小値と最大値の両方を含む部分である。「２値領域（白以外）部分」とは同様にブロックに分割した場合にブロック内の画素値が全て最小値である場合を除く２値領域部分である。「２値領域部分」とは同様にブロックに分割した場合にブロック内の画素値が最小値と最大値のみから成る２値領域部分である。
【００１７】
また、８ビット（２５６階調）の入力画像データを２×２画素毎の各ブロックに分割する場合、「２値領域部分」のブロックとは、２×２の各画素値が「０」と「２５５」のみで構成されているブロックであり、また、「２値領域のエッジ部」のブロックとは２×２画素の内、１つ、２つ又は３つ画素の値が「２５５」であり、残りが「０」であるブロックである。したがって、８ビットデータをWavelet 変換すると、ＬＬ成分は「０」から「２５５」、ＬＨ及びＨＬ成分は「−２５５」から「２５５」、ＨＨ成分は「−５１０」から「５１０」までの値を取り得る。
【００１８】
図４はその一例を示している。図４（ｂ）〜（ｆ）から明らかなように、２値領域のエッジ部をWavelet 変換すると、高周波成分の係数ＬＨ、ＨＬ、ＨＨの絶対値は大きな値となる。また、図４（ａ）、（ｇ）に示すように２値領域ではＬＬ、ＬＨ、ＨＬ、ＨＨの４つの成分の全てが「０」であるか、または少なくとも１つの成分の絶対値は大きな値となる。逆に、自然階調領域では、Wavelet 変換係数ＬＨ、ＨＬ、ＨＨの絶対値は２値領域のそれより大きな値とならない。
【００１９】
そこで、本発明では、領域判別部３０３はこの２値領域と自然階調領域をWavelet 変換した場合の係数の特性を利用して「２値領域等」と自然階調領域を判別する。また、この第１の実施形態では、Wavelet 変換係数ＬＨ、ＨＬ、ＨＨが例えば次の条件Ａを満たした場合にそのブロックを「２値領域のエッジ部」とみなす。
【００２０】
＜条件Ａ＞
▲１▼｜ＬＨ｜、｜ＨＬ｜が「２５５」以上の場合
▲２▼｜ＨＨ｜が「５１０」以上の場合
▲３▼｜ＬＨ｜、｜ＨＬ｜が「１２７」以上、且つ｜ＨＨ｜が「２５５」以上の場合
そして、選択部３０４では領域判別部３０３の判別結果に基づいて、「２値領域のエッジ」のブロックではWavelet 変換部３０２により変換されていない画素値ａ〜ｄをそのまま選択し、他のブロックではWavelet 変換された係数ＬＬ、ＬＨ、ＨＬ、ＨＨを選択する。この場合、画素値ａとWavelet 変換係数ＬＬに、画素値ｂをWavelet 変換係数ＬＨに、画素値ｃをWavelet 変換係数ＨＬに、画素値ｄをWavelet 変換係数ＨＨに対応させ、２値画像の画素値をWavelet 変換係数として伝送する。また、選択部３０４では領域判別部３０３の判別結果に基づいて「２値領域のエッジ」であるブロックでは、画素値ａ〜ｄのいずれかが「２５５」のとき
ａ，ｂ，ｃ＝２５５
ｄ＝５１１
とし、残りａ〜ｄは「０」とする。このとき、ａのみが「２５５」の場合には全ての係数ａ〜ｄを「２５５」とする。その理由は、ａのみが「２５５」である場合、対応する高周波成分の係数ＬＨ、ＨＬ、ＨＨは全て「０」となるので、復号側でそのブロックが「２値領域のエッジ」のブロックと認識できないからである。
【００２１】
続く符号割り付け部３０５は選択部３０４の出力データの絶対値をバイナリコードで表して正負のビットを付加し、続くグレーコード変換部３０６は後段のエントロピー符号化部３０７が効率的に圧縮して高い圧縮率を実現できるように、符号割り付け部３０５により割り付けられたバイナリコードをグレーコード化する。エントロピー符号化部３０７はこのグレーコードをエントロピー符号化し、ページメモリに格納する。
【００２２】
ページメモリに格納されたデータは読み出されて図２に示すエントロピー符号化復号化部４０１に印加される。エントロピー符号化復号化部４０１はエントロピー符号化部３０７によりエントロピー符号化されたデータを復号化し、続くグレーコード逆変換部４０２はグレーコード変換部３０６によりグレーコード化された符号をバイナリコードに逆変換し、逆Wavelet 変換部４０３と、領域判断部４０４と選択部４０５に印加する。
【００２３】
逆Wavelet 変換部４０３はこのバイナリコードに基づいて、Wavelet 変換部３０２により変換された係数ＬＬ、ＬＨ、ＨＬ、ＨＨを画素ａ、ｂ、ｃ、ｄに逆変換し、また、領域判断部４０４は領域判別部３０３と同様に、Wavelet 変換部３０２により変換された係数ＬＬ（＝ａ）、ＬＨ（＝ｂ）、ＨＬ（＝ｃ）、ＨＨ（＝ｄ）と条件Ａに基づいて「２値領域のエッジ」のブロックか否かを判断する。
【００２４】
選択部４０５は領域判断部４０４により「２値領域のエッジ」と判断されないブロックでは逆Wavelet 変換部４０３により逆変換されたデータを選択し、他方、「２値領域のエッジ」と判別されたブロックでは逆Wavelet 変換部４０３により逆変換されないデータを選択する。選択部４０５により選択されたデータの符号は符号割り付け解除部４０６に印加され、前述したように符号割り付け部３０５により割り付けられた符号が解除される。次いで、ラインメモリ４０７により２ライン分蓄えられた後に書き込み系に送られ、プリントアウトされる。
【００２５】
次に、図５を参照してそれぞれ画像符号化装置と画像復号化装置の「自然画像部分」の処理の具体例を説明する。図５において、原画像データ５０１として例えば
ａ＝８０
ｂ＝２００
ｃ＝１４０
ｄ＝２４０
の「自然画像」が入力すると、Wavelet 変換部３０２により
ＬＬ＝１６５
ＬＨ＝−１１０
ＨＬ＝−５０
ＨＨ＝−２０
の係数データ５０２に変換される。
【００２６】
この例では、条件Ａを満たさないのでこのブロックは領域判断部３０３により「２値領域のエッジ」ブロックと判断されない。この場合、係数データ５０２が選択部３０４により選択され、符号割り付け部３０５により
ＬＬ＝１０１００１０１
ＬＨ＝１１００１００１０
ＨＬ＝１１１００１１１０
ＨＨ＝１１１１１０１１００
のバイナリコード５０３が割り付けられる。
【００２７】
次いでグレーコード変換部３０６により
ＬＬ＝１１１１０１１１
ＬＨ＝１０１０１１０１１
ＨＬ＝１００１０１００１
ＨＨ＝１００００１１０１０
のグレーコード５０４に変換され、エントロピー符号化部３０７を介してページメモリに送られる。
【００２８】
復号装置では、ページメモリからエントロピー符号化復号化部４０１を介して入力したグレーコード５０４がグレーコード逆変換部４０２によりバイナリコード５０３に逆変換される。この場合、バイナリコード５０３は条件Ａを満たさないので領域判断部４０４により「２値領域のエッジ」ブロックと判断されず、その結果、逆Wavelet 変換部４０３により係数データ５０２から逆変換されたデータ５０１が選択され、次いで符号割り付け解除部４０６により符号解除が行われた後にラインメモリ４０７に出力される。
【００２９】
次に図６を参照して「２値領域のエッジ部分」の処理例を説明する。原画像データ５１１として例えば
ａ＝０
ｂ＝２５５
ｃ＝０
ｄ＝２５５
「２値画像のエッジ」のブロックが入力すると、Wavelet 変換部３０２により
ＬＬ＝１２７
ＬＨ＝−２５５
ＨＬ＝０
ＨＨ＝０
の係数データ５１２に変換される。
【００３０】
この例では、▲１▼｜ＬＨ｜が「２５５」以上であるので条件Ａを満たし、「２値画像のエッジ」と判断されて原画像データａ〜ｄが選択され、また、ＬＨの絶対値が「２５５」以上であるので原データ５１１のｄ＝２５５がｄ＝５１２に置き換えられる。次いでこのデータは以下のようなバイナリコード５１３
ａ＝００００００００
ｂ＝０１１１１１１１１
ｃ＝０００００００００
ｄ＝０１１１１１１１１１
に変換され、次いで以下のようなグレーコード５１４
ａ＝００００００００
ｂ＝０１０００００００
ｃ＝０００００００００
ｄ＝０１００００００００
に変換される。
【００３１】
復号装置では逆変換されたバイナリコード５１３に基づいて条件Ａを満たすか否かが判断される。この場合、
▲１▼｜ＬＨ｜＝｜ｂ｜＝２５５が以上であるので条件Ａを満たし、「２値領域のエッジ」のブロックと判断される。この場合、逆Wavelet 変換部４０３により逆変換されていないデータ５１１ａが選択されると共にデータ５１１ａのｄ＝５１１がｄ＝２５５に置き換えられ、原データ５１１が復元される。
【００３２】
ここで、ａのみが２５５であって残りｂ〜ｄが「０」の場合、符号化装置の符号割り付け部３０５ではａ＝ｂ＝ｃ＝ｄ＝２５５に置き換えられる。また、復号化装置の符号割り付け解除部４０６ではａ＝ｂ＝ｃ＝ｄ＝２５５の場合、ａ＝２５５、ｂ＝ｃ＝ｄ＝０に置き換えられる。
【００３３】
次に図７〜図１０を参照して第２の実施形態について説明する。図７は本発明に係る画像処理装置の第２の実施形態の画像符号化装置を示すブロック図、図８は本発明に係る画像処理装置の第２の実施形態の画像復号化装置を示すブロック図、図９は図７の画像符号化装置と図８の画像復号化装置の「自然画像部分」の処理例を示す説明図、図１０は図７の画像符号化装置と図８の画像復号化装置の「２値領域（白地以外）部分」の処理例を示す説明図である。
【００３４】
図８に示す画像符号化装置では、ホストコンピュータ等から送られてきた画像データは、先ず、不図示の２ラインメモリに読み込まれ、次いで２×２画素のバッファ３０１では図３（ａ）に示すように２×２の画素ａ、ｂ、ｃ、ｄ毎のブロックに分割され、Wavelet 変換部３０２と選択部３０４に印加される。Wavelet 変換部３０２では図３（ｂ）に示すようにこの１ブロックが以下のように１つの低周波成分ＬＬと３つの高周波成分ＬＨ、ＨＬ、ＨＨに分解され、領域判別部３０３ａと選択部３０４に印加される。
【００３５】
そして、この第２の実施形態の領域判別部３０３ａと復号化側の領域判断部４０４ａでは、以下に示すような条件Ｂを満たした場合にそのブロックを「２値領域（白地以外）部分」とみなす。また、復号化側の領域判断部４０４ａは第１の実施形態と同様に、ＬＬ＝ａ、ＬＨ＝ｂ、ＨＬ＝ｃ、ＨＨ＝ｄのように対応させて判断する。
【００３６】
＜条件Ｂ＞
▲１▼｜ＬＨ｜、｜ＨＬ｜が「２５５」以上の場合
▲２▼｜ＨＨ｜が「５１０」以上の場合
▲３▼｜ＬＨ｜、｜ＨＬ｜が「１２７」以上、且つ｜ＨＨ｜が「２５５」以上の場合
▲４▼ＬＬ＝２５５の場合
次いで、第１の実施形態と同様に、領域判別部３０３ａの判別結果に基づいて「２値領域（白地以外）」のブロックではWavelet 変換部３０２により変換されていない画素値ａ〜ｄを選択し、他のブロックではWavelet 変換された係数ＬＬ、ＬＨ、ＨＬ、ＨＨを選択する。また、選択部３０４では領域判別部３０３の判別結果に基づいて「２値領域（白地以外）」であるブロックでは、ＨＨ＝２５５の場合にはｄ＝５１１に置き換える。
【００３７】
次いで第１の実施形態と同様に、選択部３０４により選択、及び置き換えられたデータは符号割り付け部３０５、グレーコード変換部３０６、エントロピー符号化部３０７を介してページメモリ３０７に格納される。また、復号装置ではページメモリ３０７から読み出されたデータがエントロピー符号化復号化部４０１、グレーコード逆変換部４０２、符号割り付け解除部４０６ａを介して逆Wavelet 変換部４０３と、領域判断部４０４ａと選択部４０５に印加され、また、選択部４０５により選択されたデータが書き込み系に送られる。領域判断部４０４ａは＜条件Ｂ＞に基づいて「２値領域（白地以外）」のブロックか否かを判断し、また、「２値領域（白地以外）」のブロックと判断した場合であってｄ＝５１２のときにはｄ＝２５５に置き換える。
【００３８】
図９を参照して「自然画像」の処理例を説明する。原画像データ５０１として例えば
ａ＝８０
ｂ＝２００
ｃ＝１４０
ｄ＝２４０
が入力すると、Wavelet 変換部３０２により
ＬＬ＝１６５
ＬＨ＝−１１０
ＨＬ＝−５０
ＨＨ＝−２０
の係数データ５０２に変換される。この例では、条件Ｂを満たさないのでこのブロックは領域判断部３０３ａにより「２値領域（白地以外）」のブロックと判断されない。以下の処理は図６に示す場合とほぼ同一であるので説明を省略する。
【００３９】
次に図１０を参照して「２値領域（白地以外）」の処理例を説明する。原画像データ８１１として例えば
ａ＝２５５
ｂ＝２５５
ｃ＝２５５
ｄ＝２５５
が入力すると、Wavelet 変換部３０２により
ＬＬ＝２５５
ＬＨ＝０
ＨＬ＝０
ＨＨ＝０
の係数データ８１２に変換される。
【００４０】
この例では、▲４▼ＬＬ＝２５５であるので条件Ｂを満たし、このブロックは領域判断部３０３ａにより「２値領域（白地以外）」のブロックと判断されて原画像データａ〜ｄが選択され、また、ＨＨ＝２５５であるのでｄ＝５１２に置き換えられる。次いで以下のような割り付け符号８１３
ａ＝１１１１１１１１
ｂ＝０１１１１１１１１
ｃ＝０１１１１１１１１
ｄ＝０１１１１１１１１１
に変換される。
【００４１】
次いで以下のようなグレーコード８１４
ａ＝１０００００００
ｂ＝０１０００００００
ｃ＝０１０００００００
ｄ＝０１００００００００
に変換される。
【００４２】
復号装置では、グレーコード逆変換部４０２によりグレーコード８１４が割り付け符号８１３に逆変換され、次いで符号割り付け解除部４０６ａにより割り付け符号８１３が解除され、次いで領域判断部４０４ａにより条件Ｂを満たすか否かが判断される。この場合、｜ＬＨ｜、｜ＨＬ｜、｜ＨＨ｜が「２５５」以上であるので「２値領域（白地以外）」ブロックと判断されて原画像データａ〜ｄが選択される。また、この場合、ＨＨ＝２５５であるのでｄ＝５１１に置き換えられ、ラインメモリ４０７に出力される。
【００４３】
次に図１１〜図１４を参照して第３の実施形態について説明する。図１１は本発明に係る画像処理装置の第３の実施形態の画像符号化装置を示すブロック図、図１２は本発明に係る画像処理装置の第３の実施形態の画像復号化装置を示すブロック図、図１３は図１１の画像符号化装置と図１２の画像復号化装置の「自然画像」の処理例を示す説明図、図１４は図１１の画像符号化装置と図１２の画像復号化装置の「２値領域」の処理例を示す説明図である。
【００４４】
図１１に示す画像符号化装置では、ホストコンピュータ等から送られてきた画像データは、先ず、不図示の２ラインメモリに読み込まれ、次いで２×２画素のバッファ３０１では図３（ａ）に示すように２×２の画素ａ、ｂ、ｃ、ｄ毎のブロックに分割される。そして、この第３の実施形態の領域判断部３０３ｂでは、ブロック内の画素ａ、ｂ、ｃ、ｄが全て「０」か又は「２５５」である場合に「「２値領域」と判断する。また、復号装置の領域判断部４０４ｂでは、ＬＬ＝ａが「０」か又は「２５５」、且つ｜ＬＨ｜＝ｂ、｜ＨＬ｜＝ｃが「０」か又は「２５５」、且つ｜ＨＨ｜＝ｄが「０」か又は「５１１」である場合に「２値領域」と判断する（条件Ｃ）。
【００４５】
「２値領域」と判断すると、画素置き換え部３０８によりｄ＝２５５のときにｄ＝５１２に置き換えられる。他方、「２値領域」と判断しない場合には画素ａ、ｂ、ｃ、ｄがWavelet 変換部３０２により係数ＬＬ、ＬＨ、ＨＬ、ＨＨに変換される。そして、画素置き換え部３０８又はWavelet 変換部３０２の出力データが符号割り付け部３０４、グレーコード変換部３０６、エントロピー符号化部３０７を介してページメモリに格納される。
【００４６】
図１２に示す復号化装置では、エントロピー符号化復号化部４０１、グレーコード逆変換部４０２、符号割り付け解除部４０６を経たデータが逆Wavelet 変換部４０３と、領域判断部４０４ｂと選択部４０５に印加される。領域判断部４０４ｂにより条件Ｃに基づいて「２値領域」か否かが判断され、判断結果に基づいて逆Wavelet 変換されないデータ又は変換されたデータが選択部４０５により選択される。また、「２値領域」と判断された場合、画素値置き換え解除部４０８によりｄ＝５１１のときにはｄ＝２５５に解除された後、ラインメモリ４０７を介して書き込み系に送られる。
【００４７】
次に図１３を参照して「自然画像」の処理例を説明する。原画像データ５０１として例えば
ａ＝８０
ｂ＝２００
ｃ＝１４０
ｄ＝２４０
の「自然画像」が入力すると、「０」、「２５５」でない画素値が存在するのでWavelet 変換し、第１、第２の実施形態と同様に処理する。また、復号化装置では条件Ｃを満足しないので、逆Wavelet 変換されたデータが選択される。
【００４８】
これに対し、図１４に示す「２値領域」の処理例では、原画像データ１１１１として
ａ＝２５５
ｂ＝２５５
ｃ＝２５５
ｄ＝２５５
の「２値領域」のブロックが入力すると、画素値ａ〜ｄが全て「０」か「２５５」であり、また、ｄ＝２５５であるのでｄ＝５１１に置き換えて画素値ａ〜ｄを同様に処理する。また、復号化装置では条件Ｃを満足し、また、ｄ＝５１１であるのでｄ＝２５５に置き換えて画素値ａ〜ｄを出力する。
【００４９】
次に、図１５を参照して符号割り付け部３０５の他の割り付け処理を説明する。符号割り付け部３０５は選択部３０４の出力データの絶対値を先ず８ビットのバイナリコードで表し、次いで図１５に示すようにデータの正を「０」、負を「１」のサインプレーンで表すために係数ＬＨ（＝ｂ）、ＨＬ（＝ｃ）、ＨＨ（＝ｄ）の８ビットデータの最も大きな桁に存在する「１」の直後にサインプレーン「０」、「１」を付加して９ビットデータとする。
【００５０】
続くグレーコード変換部３０６は後段のエントロピー符号化部３０７が効率的に圧縮して高い圧縮率を実現できるように、符号選択部３０５により割り付けられた２進符号をグレーコード化する。その理由は、符号割り付け部３０５の処理により、絶対値が小さい係数は、負であってもＭＳＢ側に「０」ビットが並ぶからである。
【００５１】
また、「２値領域のエッジ」と判断されたブロックについては、「０」以外の画素値を表すデータとして係数ＬＬに関しては、画素値が取り得る最大値（８ビットの場合には「２５５」＝１１１１１１１１）を割り付け、係数ＬＨ、ＨＬ、ＨＨに関しては、画素値が取り得る最小値「−２５５」＝１１１１１１１１１）を割り付ければ、グレーコード変換により最もＭＳＢ側のビットのみが「１」であり、それ以外のビットは「０」となる（＝１００００００００）ので、最もＭＳＢ側のビットプレーン以外は、画素値が全て「０」のプレーンとなり、したがって、２値画像を効率的に圧縮することができる。
【００５２】
図１６、図１７は上記の符号割り付け処理を第２の実施形態（条件Ｂにより「２値領域（白以外）」を判定）に適用した処理を示している。図１６に示す「自然画像部分」の処理例では、例えば原画像データ１３０１として、
ａ＝２００
ｂ＝２０４
ｃ＝１９６
ｄ＝２００
の「自然画像部分」が入力すると、Wavelet 変換部３０２により
ＬＬ＝２００
ＬＨ＝−４
ＨＬ＝４
ＨＨ＝０
の係数データ１３０３に変換される。
【００５３】
このデータ１３０３は条件Ｂを満たさないので、「２値領域（白地以外）部分」でないと判断される。このデータ１３０３を符号割り付け部３０５によりＬＬを単に８ビットの２進表現とし、他の係数を前述した割り付けを行うと、割り付け符号１３０３は
ＬＬ＝１１００１１１０
ＬＨ＝０００００１１００
ＨＬ＝０００００１０００
ＨＨ＝００００００００００
となり、負のＬＨ成分もＭＳＢ側に「０」が多くなるので、単に８ビットの２進表現と比べてエントロピー符号化の際の圧縮率が向上する。
【００５４】
なお、この割り付け符号１３０３は以下に示すようなグレーコード１３０４
ＬＬ＝１０１０１００１
ＬＨ＝０００００１０１０
ＨＬ＝０００００１１００
ＨＨ＝００００００００００
に符号化され、次いでエントロピー符号化される。また、同様に復号装置では、条件Ｂを満たさないので、係数データ１３０２が逆Wavelet 変換される。
【００５５】
次に、図１７を参照して「２値領域（白地以外）」ブロックの処理を説明する。原画像データ１３１１として
ａ＝０
ｂ＝２５５
ｃ＝０
ｄ＝２５５
をWavelet 変換すると、次のようなデータ１３１２となる。
【００５６】
ＬＬ＝１２７
ＬＨ＝−２５５
ＨＬ＝０
ＨＨ＝０
この場合、ＬＨ成分の絶対値が「２５５」以上であって条件Ｂを満たすので、「２値領域（白地以外）」ブロックと判断され、画素値ａ〜ｄが選択される。また、ＬＨ（ｂ）＝ＨＬ（ｃ）＝−２５５、ＨＨ（ｄ）＝−５１１に置き換えられる。そして、割り付けを行うと、割り付け符号１３１３は
ＬＬ＝００００００００
ＬＨ＝１１１１１１１１１
ＨＬ＝０００００００００
ＨＨ＝１１１１１１１１１１
となる。
【００５７】
次いでグレーコード１３１４は
ＬＬ＝００００００００
ＬＨ＝１００００００００
ＨＬ＝０００００００００
ＨＨ＝１０００００００００
となり、このデータ１３１４がエントロピー符号化部３０７に送られる。このデータ１３１４を参照すると、最もＭＳＢ側がプレーンのみが画素情報を表し、他のプレーンは全て「０」であるので、２値画像を効率的に圧縮されることが判る。
【００５８】
復号化装置において、グレーコードと符号割り付けの逆変換を行うと、ＬＨ成分の絶対値が「２５５」以上であるので、「２値領域（白地以外）」ブロックと判断され、逆Wavelet 変換されないデータが選択される。この場合、ｄ＝５１１はｄ＝２５５に置き換えられる。
【００５９】
以上説明したように本発明によれば、前述のように構成されているので、使用者に負担をかけることなく自動的に且つ安価な構成で高い圧縮率と良好な画質の両方を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像処理装置の一実施形態の画像符号化装置を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る画像処理装置の一実施形態の画像復号化装置を示すブロック図である。
【図３】入力画素とWavelet 変換係数を示す説明図である。
【図４】２値画像ブロックのWavelet 変換係数を示す説明図である。
【図５】図１の画像符号化装置と図２の画像復号化装置の「自然画像部分」の処理例を示す説明図である。
【図６】図１の画像符号化装置と図２の画像復号化装置の「２値画像のエッジ部分」の処理例を示す説明図である。
【図７】本発明に係る画像処理装置の第２の実施形態の画像符号化装置を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る画像処理装置の第２の実施形態の画像復号化装置を示すブロック図である。
【図９】図７の画像符号化装置と図８の画像復号化装置の「自然画像部分」の処理例を示す説明図である。
【図１０】図７の画像符号化装置と図８の画像復号化装置の「２値領域（白地以外）部分」の処理例を示す説明図である。
【図１１】本発明に係る画像処理装置の第３の実施形態の画像符号化装置を示すブロック図である。
【図１２】本発明に係る画像処理装置の第３の実施形態の画像復号化装置を示すブロック図である。
【図１３】図１１の画像符号化装置と図１２の画像復号化装置の「自然画像」の処理例を示す説明図である。
【図１４】図１１の画像符号化装置と図１２の画像復号化装置の「２値領域」の処理例を示す説明図である。
【図１５】他の符号割り付け処理を示す説明図である。
【図１６】図１５に示す符号割り付け処理を用いた場合の図７の画像符号化装置と図８の画像復号化装置の「自然画像部分」の処理例を示す説明図である。
【図１７】図１５に示す符号割り付け処理を用いた場合の図７の画像符号化装置と図８の画像復号化装置の「２値領域（白地以外）部分」の処理例を示す説明図である。
【符号の説明】
３０１  バッファ
３０２  Wavelet 変換部
３０３，３０３ａ，３０３ｂ，４０４，４０４ａ，４０４ｂ  領域判別部
３０４，４０５  選択部
３０５  符号割り付け部
３０６  グレーコード変換部
３０７  エントロピー符号化部
３０８  画素置き換え部
４０１  エントロピー符号化復号化部
４０２  グレーコード逆変換部
４０３  逆Wavelet 変換部
４０６  符号割り付け部解除
４０８  画素置き換え解除部
【図１】
0003683359.tif 000002
【図２】
0003683359.tif 000003
【図３】
0003683359.tif 000004
【図４】
0003683359.tif 000005
【図５】
0003683359.tif 000006
【図６】
0003683359.tif 000007
【図７】
0003683359.tif 000008
【図８】
0003683359.tif 000009
【図９】
0003683359.tif 000010
【図１０】
0003683359.tif 000011
【図１１】
0003683359.tif 000012
【図１２】
0003683359.tif 000013
【図１３】
0003683359.tif 000014
【図１４】
0003683359.tif 000015
【図１５】
0003683359.tif 000016
【図１６】
0003683359.tif 000017
【図１７】
0003683359.tif 000018