(57)【要約】【課題】画像データを高い圧縮率で圧縮する。【解決手段】単位領域毎に多段階の階調値を有する画像情報と、前記単位領域毎に対応させた閾値を設定したフィルター情報を記憶部から読み出し、前記階調値と前記閾値とを比較して擬似階調情報を生成し、前記擬似階調情報を符号化情報に基づいて圧縮する画像処理を行う際に、予測を行う対象となる一の単位領域に対応する前記フィルター情報の閾値に基づき、予測を行う際に参照する他の単位領域を決定し、該他の単位領域が有する擬似階調値を該一の単位領域に対する予測値として設定することにより、前記擬似階調情報が有する前記擬似階調値を前記予測値に変換した予測情報を生成し、かつ、前記擬似階調情報が有する擬似階調値と前記予測情報が有する予測値とを比較し、２値の符号を割り当てた前記符号化情報を生成する画像圧縮方法である。【選択図】図２
2011223459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単位領域に区画され該単位領域毎に多段階の階調値を有する画像情報と、前記単位領域毎に対応させた閾値を設定したフィルター情報とを記憶部から読み出すことと、
複数の前記単位領域のそれぞれについて前記画像情報の階調値と前記フィルター情報の閾値とを比較して、前記画像情報が単位領域毎に有する多段階の階調値を擬似階調化した擬似階調値に変換した擬似階調情報を生成することと、
前記擬似階調情報を符号化情報に基づいて圧縮する画像処理を行う際に、
予測を行う対象となる一の単位領域を複数の前記単位領域のうちから選択し、該一の単位領域に対応する前記フィルター情報の閾値に基づき、予測を行う際に参照する他の単位領域を決定し、該他の単位領域が有する擬似階調値を該一の単位領域に対する予測値として設定することにより、前記擬似階調情報が前記単位領域毎に有する前記擬似階調値を前記予測値に変換した予測情報を生成することと、かつ、
前記擬似階調情報が有する擬似階調値と前記予測情報が有する予測値とを前記単位領域毎に比較し、値の一致又は不一致に応じて符号化を行って、前記単位領域毎に２値の符号を割り当てた前記符号化情報を生成することと、
を実行することと、
を有することを特徴とする画像圧縮方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像圧縮方法であって、
複数の前記単位領域のうち、前記一の単位領域に対応する前記フィルター情報の閾値に最も近い値の閾値が設定された設定単位領域を、前記一の単位領域について予測を行う際に参照する前記他の単位領域として決定することを特徴とする画像圧縮方法。
【請求項３】
請求項２に記載の画像圧縮方法であって、
前記一の単位領域に対応する前記フィルター情報の閾値に最も近い値の閾値が設定された前記他の単位領域が、複数存在する場合に、
前記一の単位領域及び複数の前記他の単位領域それぞれについて設定された位置情報を取得し、
これら位置情報に基づいて、前記一の単位領域と複数の前記他の単位領域それぞれとの距離を算出し、
前記一の単位領域と最も近い距離に存在する前記他の単位領域を、前記一の単位領域について予測を行う際に参照する前記他の単位領域として決定することを特徴とする画像圧縮方法。
【請求項４】
請求項１に記載の画像圧縮方法であって、
前記一の単位領域に対応する前記フィルター情報の閾値に基づき、予測を行う際に参照する前記他の単位領域を奇数個決定し、
前記一の単位領域に設定された擬似階調値を、決定された奇数個の前記他の単位領域それぞれに設定された予測値のうち、多く設定されている予測値と同一の予測値に変換することを特徴とする画像圧縮方法。
【請求項５】
複数の単位領域に区画され該単位領域毎に多段階の階調値を有する画像情報と、前記単位領域毎に対応させた閾値を設定したフィルター情報とを記憶する記憶部と、
複数の前記単位領域のそれぞれについて前記画像情報の階調値と前記フィルター情報の閾値とを比較して、前記画像情報が単位領域毎に有する多段階の階調値を擬似階調化した擬似階調値に変換した擬似階調情報を生成する処理と、
前記擬似階調情報を符号化情報に基づいて圧縮する画像処理を行う際に、
予測を行う対象となる一の単位領域を複数の前記単位領域のうちから選択し、該一の単位領域に対応する前記フィルター情報の閾値に基づき、予測を行う際に参照する他の単位領域を決定し、該他の単位領域が有する擬似階調値を該一の単位領域に対する予測値として設定することにより、前記擬似階調情報が前記単位領域毎に有する前記擬似階調値を前記予測値に変換した予測情報を生成する処理と、かつ、
前記擬似階調情報が有する擬似階調値と前記予測情報が有する予測値とを前記単位領域毎に比較し、値の一致又は不一致に応じて符号化を行って、前記単位領域毎に２値の符号を割り当てた前記符号化情報を生成する処理と、
を実行するコントローラーと、
を有することを特徴とする画像圧縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像圧縮方法及び画像圧縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンターとコンピューターとを備え、プリンターで画像の印刷が行えるようにするため、画像データを印刷データに変換する際、ハーフトーン処理等の画像処理をコンピューターに実行させる印刷システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５-１３８５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる印刷システムでは、高精細な画像を印刷する場合に、メモリーに記憶される画像データの情報量や、コンピューターからプリンターへ送信される画像データの情報量が増加するため、ハーフトーン処理等の画像処理後の画像データを高い圧縮率で圧縮する技術が必要とされる。
本発明は、高精細な画像であっても高速で印刷できるように、かかる画像データを高い圧縮率で圧縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための主たる発明は、
複数の単位領域に区画され該単位領域毎に多段階の階調値を有する画像情報と、前記単位領域毎に対応させた閾値を設定したフィルター情報とを記憶部から読み出すことと、
複数の前記単位領域のそれぞれについて前記画像情報の階調値と前記フィルター情報の閾値とを比較して、前記画像情報が単位領域毎に有する多段階の階調値を擬似階調化した擬似階調値に変換した擬似階調情報を生成することと、
前記擬似階調情報を符号化情報に基づいて圧縮する画像処理を行う際に、
予測を行う対象となる一の単位領域を複数の前記単位領域のうちから選択し、該一の単位領域に対応する前記フィルター情報の閾値に基づき、予測を行う際に参照する他の単位領域を決定し、該他の単位領域が有する擬似階調値を該一の単位領域に対する予測値として設定することにより、前記擬似階調情報が前記単位領域毎に有する前記擬似階調値を前記予測値に変換した予測情報を生成することと、かつ、
前記擬似階調情報が有する擬似階調値と前記予測情報が有する予測値とを前記単位領域毎に比較し、値の一致又は不一致に応じて符号化を行って、前記単位領域毎に２値の符号を割り当てた前記符号化情報を生成することと、
を実行することと、
を有することを特徴とする画像圧縮方法である。
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】システム全体１００の構成例を説明するブロック図である。
【図２】コンピューター１１０の機能的な構成例を説明するブロック図である。
【図３】ディザ法によるドットのオン・オフ判定の様子を示す図である。
【図４】ディザマトリクス（左図）と２値化した画像情報（右図）の構成例を示す図である。
【図５】情報モデル化を行う処理の例を示すフローチャートである。
【図６】予測情報テーブルを作成する処理の例を示すフローチャートである。
【図７】予測情報テーブルの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
＝＝＝開示の概要＝＝＝
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。
複数の単位領域に区画され該単位領域毎に多段階の階調値を有する画像情報と、前記単位領域毎に対応させた閾値を設定したフィルター情報とを記憶部から読み出すことと、
複数の前記単位領域のそれぞれについて前記画像情報の階調値と前記フィルター情報の閾値とを比較して、前記画像情報が単位領域毎に有する多段階の階調値を擬似階調化した擬似階調値に変換した擬似階調情報を生成することと、
前記擬似階調情報を符号化情報に基づいて圧縮する画像処理を行う際に、
予測を行う対象となる一の単位領域を複数の前記単位領域のうちから選択し、該一の単位領域に対応する前記フィルター情報の閾値に基づき、予測を行う際に参照する他の単位領域を決定し、該他の単位領域が有する擬似階調値を該一の単位領域に対する予測値として設定することにより、前記擬似階調情報が前記単位領域毎に有する前記擬似階調値を前記予測値に変換した予測情報を生成することと、かつ、
前記擬似階調情報が有する擬似階調値と前記予測情報が有する予測値とを前記単位領域毎に比較し、値の一致又は不一致に応じて符号化を行って、前記単位領域毎に２値の符号を割り当てた前記符号化情報を生成することと、
を実行することと、
を有することを特徴とする画像圧縮方法である。
このような画像圧縮方法によれば、擬似階調化した後の画像情報を高い圧縮率で圧縮することができる。
【０００８】
また、かかる画像圧縮方法であって、
複数の前記単位領域のうち、前記一の単位領域に対応する前記フィルター情報の閾値に最も近い値の閾値が設定された設定単位領域を、前記一の単位領域について予測を行う際に参照する前記他の単位領域として決定することとしてもよい。
このような画像圧縮方法よれば、参照する他の単位領域が簡単に特定されるため、高速に予測することができる。
【０００９】
また、かかる画像圧縮方法であって、
前記一の単位領域に対応する前記フィルター情報の閾値に最も近い値の閾値が設定された前記他の単位領域が、複数存在する場合に、
前記一の単位領域及び複数の前記他の単位領域それぞれについて設定された位置情報を取得し、
これら位置情報に基づいて、前記一の単位領域と複数の前記他の単位領域それぞれとの距離を算出し、
前記一の単位領域と最も近い距離に存在する前記他の単位領域を、前記一の単位領域について予測を行う際に参照する前記他の単位領域として決定することとしてもよい。
このような画像圧縮方法よれば、参照する他の単位領域が簡単に特定されるため、高速に予測することができる。
【００１０】
また、かかる画像圧縮方法であって、
前記一の単位領域に対応する前記フィルター情報の閾値に基づき、予測を行う際に参照する前記他の単位領域を奇数個決定し、
前記一の単位領域に設定された擬似階調値を、決定された奇数個の前記他の単位領域それぞれに設定された予測値のうち、多く設定されている予測値と同一の予測値に変換することとしてもよい。
このような画像圧縮方法よれば、参照する他の単位領域が簡単に特定されるため、高速に予測することができる。
【００１１】
また、複数の単位領域に区画され該単位領域毎に多段階の階調値を有する画像情報と、前記単位領域毎に対応させた閾値を設定したフィルター情報とを記憶する記憶部と、
複数の前記単位領域のそれぞれについて前記画像情報の階調値と前記フィルター情報の閾値とを比較して、前記画像情報が単位領域毎に有する多段階の階調値を擬似階調化した擬似階調値に変換した擬似階調情報を生成する処理と、
前記擬似階調情報を符号化情報に基づいて圧縮する画像処理を行う際に、
予測を行う対象となる一の単位領域を複数の前記単位領域のうちから選択し、該一の単位領域に対応する前記フィルター情報の閾値に基づき、予測を行う際に参照する他の単位領域を決定し、該他の単位領域が有する擬似階調値を該一の単位領域に対する予測値として設定することにより、前記擬似階調情報が前記単位領域毎に有する前記擬似階調値を前記予測値に変換した予測情報を生成する処理と、かつ、
前記擬似階調情報が有する擬似階調値と前記予測情報が有する予測値とを前記単位領域毎に比較し、値の一致又は不一致に応じて符号化を行って、前記単位領域毎に２値の符号を割り当てた前記符号化情報を生成する処理と、
を実行するコントローラーと、
を有することを特徴とする画像圧縮装置である。
このような画像圧縮装置によれば、擬似階調化した後の画像情報を高い圧縮率で圧縮することができる。
【００１２】
以下の実施形態では、画像圧縮装置として汎用的なコンピューター（以下、コンピューター１１０ともいう）を例に挙げて説明する。
【００１３】
＝＝＝実施の形態＝＝＝
＜＜＜システム１００の構成について＞＞＞
図１は、画像処理システム１００の構成例を説明する図である。本実施形態の画像処理システム１００は、プリンター１、コンピューター１１０を有する。
【００１４】
コンピューター１１０は、コントローラー１２０を有しており、プリンター１に印刷させる画像（画像情報）を圧縮してプリンター１へ送信する。
【００１５】
コントローラー１２０は、プリンター１に印刷させる画像情報に関する各種処理を実行する等、コンピューター１１０の制御を行うための制御ユニットであり、インターフェース１１１と、ＣＰＵ１１２と、メモリー１１３を有する。インターフェース１１１は、プリンター１との間でデータの送受信を行う。ＣＰＵ１１２は、コンピューター１１０の全体的な制御を行うための演算処理装置であり、当該コンピューター１１０にインストールされた各種プログラムを実行する。メモリー１１３は、ＣＰＵ１１２が使用する各種のコンピュータプログラムやデータを格納する領域や作業領域等を確保するためのものであり、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＯＭ、磁気ディスク装置等によって構成される。このメモリー１１３に格納されるコンピュータプログラムとしては、アプリケーションプログラムやプリンタドライバがある。
【００１６】
プリンター１は、印刷用紙やフィルムシート等の複数種の媒体にインクを噴射して、該媒体に画像を形成する印刷装置であり、本実施形態ではインクジェットプリンターである。このプリンター１は、搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０、検出器群５０、コントローラー６０、駆動信号生成回路７０を有する。プリンター１は、コントローラー６０によって各ユニットが制御される。プリンター１は、コンピューター１１０から送信された圧縮後の画像情報を受信し、その画像情報を伸長し、各ユニットを制御して、媒体にその画像を印刷する。
【００１７】
コントローラー６０は、インターフェース６１と、ＣＰＵ６２と、メモリー６３とを有し、プリンターの制御を行うための制御ユニットである。搬送ユニット２０は、媒体を搬送機構により搬送方向に搬送させるためのものである。キャリッジユニット３０は、ヘッドをモーター駆動により移動方向に往復移動（「走査」とも呼ばれる）させるためのものである。インクを収容するインクカートリッジを着脱可能に保持している。ヘッドユニット４０は、複数のノズルを有するヘッドにより媒体にインクを吐出するためのものである。ヘッドが移動方向に移動中にインクを断続的に吐出することによって、移動方向に沿ったドットラインが媒体に形成される。検出器群５０は、プリンター１の各部の情報を検出してコントローラー６０に送る様々な検出器をあらわす。駆動信号生成回路７０は、ヘッドに含まれるピエゾ素子などの駆動素子に印加してインク滴を噴射させるための駆動信号を生成する。
【００１８】
＜＜＜コンピューター１１０の機能的な構成について＞＞＞
図２は、コンピューター１１０の機能的な構成例を説明するブロック図である。
コンピューター１１０はコントローラー１２０を有し、コントローラー１２０は画像処理部１２１と、伝送部１２４と、記憶部１２５とを有する。画像処理部１２１は、ハーフトーン処理部１２２と、圧縮処理部１２３とを有する。
【００１９】
コントローラー１２０は、画像情報を圧縮し、その圧縮後の画像情報をプリンター１へ送信する機能を有している。そして、プリンター１によって受信された画像情報は伸長された後に印刷される。
【００２０】
画像処理部１２１は、多階調（例えば２５６階調）のオリジナル画像を、媒体を搬送する搬送方向およびヘッドが移動する移動方向に区画して、マトリクス状に並べた単位領域を画定する機能を有している。本実施形態においては、オリジナル画像を構成するそれぞれの画素が単位領域となる。
【００２１】
また、画像処理部１２１は、オリジナル画像を擬似階調化した２値化画像を圧縮符号化することにより、データを圧縮する画像処理を行う機能を有している。擬似階調化とは、色の濃淡を多段階の階調により表現したオリジナル画像情報を、プリンターが形成可能な階調値（擬似階調値）を有する擬似階調情報に変換することにより、擬似的な階調表現を行うことをいう。具体的には、後述するハーフトーン処理により、画像情報が画素毎に２５６段階の階調値（８ビットデータ）を有する場合、２段階の階調値（１ビットデータ）又は４段階の階調値（２ビットデータ）に変換される。本実施形態においては、後述するハーフトーン処理により、画素毎に多段階の階調値を有する画像情報（オリジナル画像）を、２階調（１ビット）により表現した画像情報（２値化画像）に変換して、擬似階調化を行う。
【００２２】
ハーフトーン処理部１２２は、記憶部１２５から、オリジナル画像とディザマトリクスとを読み出し、ディザ法を用いたハーフトーン処理によりディザマトリクスを利用してオリジナル画像について擬似階調化を行い、擬似階調化によって生成された２値化画像を記録部１２５に格納する機能を有している。なお、ディザ法を用いたハーフトーン処理については追って詳述する。
【００２３】
圧縮処理部１２３は、情報モデル化に関する処理と、エントロピー符号化に関する処理とを行う機能を有している。画像データの圧縮は、情報モデル化とエントロピー符号化の２段階の処理にて行われる。
【００２４】
この圧縮処理部１２３は、情報モデル化に関する処理において、記憶部１２５から読み出したディザマトリクスと、２値化画像と、予測情報テーブルを用いることにより、２値化画像の画素毎に対応する２階調の予測値（１ビット）を割り当てた予測画像を生成する機能を有している。また、この予測モデル化を行って生成された予測画像を、記録部１２５に格納する機能を有している。すなわち、情報モデル化に関する処理では、２値化画像の各画素の取る値を周囲画素の状態により予測し、その予測結果に基づいて２値化画像情報を符号化する予測モデル化が行われることになる。情報の圧縮効果は、各画素の取る値の予測精度が高いほど向上することになる。予測精度は、予測対象画素について予測を行う際に参照する参照画素の数を増やすことにより向上するが、高速に圧縮処理を行うことができない。本実施形態では、予測情報テーブルを用いることにより、参照画素の数を減らすべく、参照画素の特定パターンを最適化し、予測精度を高めることができる。なお、予測情報テーブル作成処理については追って詳述する。
【００２５】
また、圧縮処理部１２３は、エントロピー符号化に関する処理においては、記憶部１２５から、２値化画像と予測画像とを読み出し、２値化画像の画素値（擬似階調値）と予測画像の画素値（予測値）とを画素毎に比較することによって、値の一致・不一致に応じたシンボル（１又は０の１ビット情報）を割り当てた符号化情報を生成し、その符号化情報を記憶部１２５に書き込む機能を有している。エントロピー符号化に関する処理において、エントロピーを低くするほどデータの圧縮率は高くなる。つまり、シンボル「１」又は「０」の出現確率が大きく異なれば、エントロピーは低くなる。従って、２値画像情報に対して符号化を行った結果、シンボル「１」又は「０」の出現確率が大きく異なる符号化情報に変換することができれば、エントロピー符号化によってデータの圧縮率を高くすることができる。
【００２６】
記憶部１２５は、データを圧縮する画像処理に必要な情報（データ）を記憶する。主なデータとしては、オリジナル画像情報、ディザマトリクス、２値化画像、予測情報テーブル、予測画像、符号化情報などである。
【００２７】
オリジナル画像は、複数の画素をマトリクス状に並べて構成され、画素毎にＲＧＢ又はＣＭＹＫの各色について多段階（たとえば２５６階調）の階調値を有する画像情報である。
【００２８】
ディザマトリクスは、ディザ法によるハーフトーン処理を行う際に用いられるフィルター情報（マスク情報）であり、ドットのオン・オフを判定して２値化するための閾値がオリジナル画像の各画素に対応させて設定されている。
【００２９】
２値化画像は、ハーフトーン処理による擬似階調化を行った結果として得られる画像情報であって、オリジナル画像の各画素に対応させて２段階の画素値（擬似階調値）を有する画像情報（擬似階調情報）である。
【００３０】
予測情報テーブルは、情報モデル化処理を行う際に用いられる情報であって、予測を行う対象となる画素に関する情報と、その予測のために利用される他の画素に関する情報とを対応付けて定義した情報である。
【００３１】
予測画像は、情報モデル化に関する処理を行った結果として得られる情報であって、２値化画像の各画素に対応させて２段階の画素値（予測値）を有する情報（予測情報）である。
【００３２】
符号化情報は、２値化画像及び予測画像の各画素に２値のシンボル（１又は０）を対応させた情報であって、エントロピー符号化に関する処理において利用される情報である。
【００３３】
伝送部１２４は、記憶部１２５に記憶された符号化情報をプリンター１へ送信する。
【００３４】
＜＜＜画像情報の圧縮について＞＞＞
高精細な画像情報を高速にプリントするプリントシステムでは、この画像情報をプリントするために膨大な情報量を扱うことから、情報の伝送や蓄積のため、画像情報をより高い圧縮率で圧縮する技術が必要とされている。
【００３５】
一般的に、画像データを圧縮する方法として、ＪＢＩＧ（Joint Bi-level Image Experts Group）圧縮方式（２値の静止画像に対する可逆圧縮方法）など、様々な方式が知られている。画像データの圧縮処理は、情報モデル化とエントロピー符号化の２つを組合せて行われることが知られている。情報モデル化では、入力された画像情報がエントロピー（平均情報量）を低下させた情報に変換される。エントロピー符号化では、情報モデル化された情報に対して符号（シンボル’0’又はシンボル’1’）の割り当てが行われる。そして、一般的に、画像データを効率良く圧縮するためには（高い圧縮率で圧縮するためには）、エントロピーを小さくすれば良いことが知られている。また、それぞれのシンボル（’0’または’1’）に対する出現確率が大きく異なるときに、エントロピーが小さくなることが知られている。すなわち、入力された画像情報に対して、シンボルの出現確率が大きく異なるような情報にモデル化できれば、エントロピー符号化による圧縮率を高くすることができる。
【００３６】
情報モデル化の手法として、画像情報の各画素が取る値を周囲画素から予測し、その予測結果に基づいて画像情報をモデル化する予測モデル化が知られている。各画素が取る値を予測する予測精度が高いほど、シンボルの出現確率が大きく異なる情報に変換することになるため、エントロピー符号化による圧縮率を高くすることができる。
【００３７】
一方、かかるプリントシステムでは、多段階の階調値（たとえば８ビットの２５６階調）を有する画像をプリンターで印刷する場合、その多値画像情報を擬似階調化して、プリンターが出力可能な階調数までに減らす必要がある。擬似階調化はハーフトーン処理により行われ、多値画像情報は２値画像情報に変換される。高精細な画像情報を擬似階調化した場合には、２値化された画像情報も膨大な情報量となる。
【００３８】
ここで、このようにして２値化された画像情報を圧縮しようとする場合、各画素が取る値を周囲画素から予測し、その予測結果に基づいて２値画像情報をモデル化した結果、各画素が取る値を予測する予測精度が高ければ、予測結果に偏りが生じてエントロピー符号化による圧縮率を高くすることができる。
【００３９】
しかしながら、多値画像情報を構成する画素間の相関性が高くても、ハーフトーン処理を行って変換した結果、２値画像情報を構成する画素間の相関性は低下してしまうため、正しく予測することができない。そうすると、予測モデル化において出現確率に差がない情報が得られることなるので、エントロピー符号化による圧縮率を高くすることができない。また、予測精度を上げるために、予測をする際に参照する画素の数を増やすなどの処理を行うとすれば、エントロピーを低下させた情報へ変換するために複雑な処理を行うため、演算を行うＣＰＵ等に対して高い負荷を与えることになる。
【００４０】
そこで、情報モデル化において、フィルター情報の閾値が近い画素は２値化結果も近いことから、ハーフトーン処理の際に用いるフィルター情報（ハーフトーンマスク）を活用することにより、ハーフトーンマスクの位置に応じて参照する位置を未知の画素に対応して予め決めておき、未知の画素を予測する際には、その予め決めた画素を参照して、その参照画素の値を用いて未知画素の取る値を予測する。
【００４１】
これにより、高確率で未知の画素を予測することができるので、高圧縮率によりデータを圧縮することができる。また、参照する画素の数を少なくすることができるため、速く予測ができ、ひいては、圧縮処理を高速化することができる。
【００４２】
以下、本実施形態におけるコンピューター１１０を用いて行う画像圧縮処理について、具体的に説明する。
【００４３】
＜＜＜画像情報を圧縮する動作について＞＞＞
画像情報を圧縮する際にコンピューター１１０が行う動作について説明する。画像情報を圧縮する処理は、コントローラー１２０における画像処理部１２１によって主に実行される。画像処理部１２１は、ハーフトーン処理部１２２にハーフトーン処理を実行させ、圧縮処理部１２３に情報モデル化処理及びエントロピー符号化処理を実行させる。ハーフトーン処理部１２２は、ディザマトリクスを用いてオリジナル画像を２値化画像に変換する。そして、圧縮処理部１２３は、そのディザマトリスクを利用して効率よく予測モデル化することにより、ハーフトーン処理部１２２によって変換された２値化画像を高圧縮率で圧縮する。以下、各処理について具体的に説明する。
【００４４】
＜ハーフトーン処理＞
先ず、ハーフトーン処理部１２２によって実行されるハーフトーン処理について説明する。図３は、ディザマトリクス（ハーフトーンマスク）を用いたドットのオン・オフ判定の様子を示す図である。図示の都合上、４×４画素についてのみ示している。なお、実施形態においては、ディザ法によりハーフトーン処理が行われるものとして説明する。
【００４５】
ハーフトーン処理部１２２は、記憶部１２５から、オリジナル画像とディザマトリクスとを読み出す。そして、ハーフトーン処理部１２２は、各画素について、オリジナル画像の階調値とディザマトリクス上の閾値とを比較し、オリジナル画像の階調値がディザマトリクス上の閾値よりも大きいと判定した場合にその画素の階調値を「１」に変換し、大きくないと判定した場合には「０」に変換することにより、ハーフトーン処理を実行する。このような擬似階調化が行われることにより、オリジナル画像情報は２値化された２値画像情報に変換され、その２値化画像は記憶部１２５に格納される。
【００４６】
例えば、図３に示すように、オリジナル画像の左上の画素に関して、階調値が「１８０」に設定されたとする。この画素に対応するディザマトリクス上の閾値は「１」である。ハーフトーン処理部１２２は、階調値「１８０」と閾値「１」とを比較する。この場合、階調値「１８０」が閾値「１」よりも大きいと判定される。この画素の右隣の画素では、階調値「１３０」が閾値「１７７」よりも小さいと判定される。その結果、左上の画素に設定された階調値「１８０」は擬似階調値「１」に変換され、その右隣の画素に設定された階調値「１３０」は擬似階調値「０」に変換されることになる。
【００４７】
＜情報モデル化処理＞
次に、圧縮処理部１２３によって実行される情報モデル化処理について、図４、図５、図７を用いて説明する。図４は、ディザマトリクス（左図）と２値化した画像情報（右図）の構成例を示す図である。図５は、情報モデル化を行う処理の例を示すフローチャートである。図７は、予測情報テーブルの構成例を示す図である。
【００４８】
情報モデル化処理（予測モデル化処理）において、ある画素について予測を行う場合、その画素に設定されたディザマトリクス上の閾値と近い閾値が設定された他の画素を、予測を行う際に参照する予測画素として選択する。これは、ハーフトーン処理によって擬似階調化した際、近い閾値をもつ画素は等しい擬似階調値をもつことが多いことから、近い閾値をもつ画素を参照して予測すれば、予測が正しいとされる確率が高くなるからである。たとえば、図４に示すように、ディザマトリクス上の閾値「８９」が対応付けられた画素について予測を行う場合、その値に近い閾値「９２」が設定された他の画素を用いるようにする。当該他の画素に設定された２値化画像上の擬似階調値が１ならば、擬似階調値が１となる可能性が高いと予測できるからである。
【００４９】
このように、予測が正しいとされる確率が高くなれば、エントロピーの値も小さくすることができるので、高い圧縮率で２値化画像情報を圧縮することができる。
【００５０】
圧縮処理部１２３は、記憶部１２５から読み出したディザマトリクスと、２値化画像と、予測情報テーブルを用いることにより、各画素の取る画素値を周囲画素の状態により予測し、その予測結果に基づいて２値化画像を符号化する予測モデル化を行う。これにより、２値化画像の各画素に対応させた予測値をもつ予測画像が生成され、この予測画像は予測情報として記憶部１２５に格納される。
【００５１】
具体的には、圧縮処理部１２３は、予測モデル化処理を開始すると、予測モデル化を行う際に必要となる各種情報の初期値を設定する（ステップＳ１０１）。たとえば、予測を行う対象となる画素（対象画素）の位置情報（対象位置  w,h）、予測情報テーブル（posTable）、全ての画素に対応させた予測値をもつ予測画像（予測画像バッファ  mBuf）を初期化する。なお、予測情報テーブルを作成する処理については、追って詳述する。
【００５２】
２値化画像における全ての対象画素について以下の処理を繰り返す（ステップＳ１０２）。すなわち、２値化画像における全ての画素を対象画素と設定した場合には処理を終了し、設定していない場合にはステップＳ１０３へ進む。
【００５３】
次いで、圧縮処理部１２３は、対象位置（w,h）に基づいて、２値化画像における対象画素を特定し、その対象画素が有する擬似階調値（Val）を取得する（ステップＳ１０３）。
【００５４】
次いで、圧縮処理部１２３は、図７に示す予測情報テーブルを用いることにより、その対象画素の対象位置（w,h）に対応付けられた予測位置（w’,h’）に存在する他の画素（予測画素）を決定し、その予測画素が有する擬似階調値（Val’）を取得する（ステップＳ１０４）。本実施形態においては、図７に示す予測情報テーブルを用いることによって予測画素を１つに決定することにより、予測の高速化を実現している。しかし、このように１つに限らず、たとえば３つの予測画素を選択するような予測情報テーブルを用いることとしてもよい。かかる場合には、予測に用いる画素が増える分、高速化に悪影響を与えるものの、予測が正しいとされる確率が上がるため、高い圧縮率で２値化画像情報を圧縮することができるようになる。
【００５５】
次いで、圧縮処理部１２３は、取得した予測画素の擬似階調値（Val’）を、対象画素に対する予測値（＝Val’）として予測画像バッファ（mBuf）に書き込む（ステップＳ１０５）。すなわち、予測画素の擬似階調値（Val’）が‘0’の場合には、対象画素の予測値を‘0’として設定する。一方、予測画素の擬似階調値（Val’）が‘1’の場合には、対象画素の予測値を‘1’として設定する。
【００５６】
次いで、圧縮処理部１２３は、対象位置（w,h）を更新し、ステップＳ１０２へ戻る（ステップＳ１０６）。すなわち、２値化画像に含まれる全ての対象画素のうち、対応する予測値（0又は1）を決定すべき次の対象画素を特定し、ステップＳ１０３以降の処理を引き続き行う。一方で、２値化画像上の全ての対象画素について、対応する予測値（0又は1）を全て決定し終えた場合（２値化画像における全ての画素を対象画素と設定した場合）には、処理を終了する。
【００５７】
＜予測情報テーブル作成処理＞
次に、予測情報テーブルを作成する処理について、図６及び図７を用いて説明する。図６は、予測情報テーブルを作成する処理の例を示すフローチャートである。図７は、予測情報テーブルの構成例を示す図である。
【００５８】
圧縮処理部１２３は、上述の情報モデル化処理を実行する前に、もしくは、上述の情報モデル化処理と並行して、記憶部１２５から読み出したディザマトリクスを用いて予測情報テーブルを作成する処理を実行する。
【００５９】
図６において、圧縮処理部１２３は、予測情報テーブル作成処理を開始すると、予測情報テーブル作成するために必要となる各種情報について初期値を設定する（ステップＳ２０１）。具体的には、予測を行う対象となる画素（対象画素）の位置情報（対象位置  w,h）を初期化する。
【００６０】
ディザマトリクス上の全ての対象画素について以下の処理を繰り返す（ステップＳ２０２）。すなわち、ディザマトリクスにおける全ての画素を対象画素と設定し終えた場合には処理を終了し、設定していない場合にはステップＳ２０３へ進む。
【００６１】
次いで、圧縮処理部１２３は、対象位置（w,h）に基づいて、ディザマトリクスにおける対象画素を特定し、その対象画素に設定された閾値（Th）を取得する（ステップＳ２０３）。図４の左図に示すように、左上の画素の位置を（1,1）とし、９×９画素の解像度に設定したディザマトリクスにおいて、たとえば、対象位置（9,9）の画素を対象画素として選択し、閾値「８９」を取得する。
【００６２】
次いで、対象画素について予測位置の算出を行うために必要となる各種情報に初期値を設定する（Ｓ２０４）。具体的には、対象画素について予測を行う際に参照する画素（参照画素）の位置情報（参照位置  w’,h’）、対象画素の閾値との差分が最小となる画素（予測画素）の位置情報（予測位置  dw,dh）、対象画素の閾値と参照画素の閾値との差分の最小値（差分最小値  MinDelTh）を初期化する。
【００６３】
次いで、圧縮処理部１２３は、ディザマトリクスにおける全ての参照画素について以下の処理を繰り返す（ステップＳ２０５）。すなわち、対象画素の参照範囲に含まれる全ての画素を参照画素と設定した場合には処理を終了し、設定していない場合にはステップＳ２０６へ進む。
【００６４】
圧縮処理部１２３は、参照位置（w’,h’）に基づいて、対象画素の参照範囲のうちから参照画素を特定し、その参照画素に設定された閾値（Th’）を取得する（ステップＳ２０６）。たとえば、図４の左図にように、閾値「８９」をもつ対象画素に対して設定された参照範囲（図中の色が付された領域）から、参照位置（5,9）の画素を参照画素として決定し、閾値「９２」を取得する。参照範囲は、対象画素の周辺に設定され、画素間の相関性の高い領域に限定される。対象画素の周辺では画素値が等しいことが多く、正しく予測できるからである。
【００６５】
次いで、圧縮処理部１２３は、DelTh = |Th−Th’|の算出式により、対象画素の閾値と参照画素の閾値との差分絶対値を算出する（ステップＳ２０７）。たとえば、対象画素の閾値が「８９」、参照画素の閾値が「９２」のとき、差分絶対値は３となる。
【００６６】
次いで、圧縮処理部１２３は、ステップＳ２０７で算出された差分絶対値（DelTh）と差分最小値（MinDelTh）とを比較して、差分絶対値（DelTh）が差分最小値（MinDelTh）よりも大きいか否か判定する（ステップＳ２０８）。差分絶対値（DelTh）が差分最小値（MinDelTh）よりも小さい場合、もしくは、差分最小値（MinDelTh）が未設定である場合は、ステップＳ２０９へ進む。一方、差分絶対値（DelTh）が差分最小値（MinDelTh）よりも大きい場合には、ステップＳ２１０へ進む。
【００６７】
次いで、圧縮処理部１２３は、ステップＳ２０８において、差分最小値（MinDelTh）よりも小さいと判定された差分絶対値（DelTh）もしくは未設定であると判定された差分絶対値（DelTh）を、新たな差分最小値（MinDelTh）に設定することにより、差分最小値データを更新する（MinDelTh = DelTh）。また、圧縮処理部１２３は、ステップＳ２０８において、差分絶対値（DelTh）が差分最小値（MinDelTh）よりも小さいと判定された際の参照画素、又は、差分絶対値（DelTh）が未設定であるとされた際の参照画素を、新たな予測画素に決定し、その参照画素の参照位置（w’,h’）を新たな予測画素の予測位置（dw,dh）に設定し、予測位置データを更新する（[dw,dh] = [w’,h’]）。たとえば、対象画素の閾値が「８９」、参照画素の閾値が「９２」のとき、差分絶対値は３となり、その差分絶対値が差分最小値となる場合には、MinDelTh = 3  と設定される。また、その際の参照位置が予測位置に設定されるから、（dw,dh） = （5,9）となる。
【００６８】
なお、同じ閾値をもつ参照画素が複数存在する場合、差分絶対値が差分最小値として設定される組合せ（対象画素と参照画素との組合せ）が２以上存在することになる。かかる場合には、対象位置（w,h）と参照位置（w’,h’）との距離を算出し、算出した距離が最も短くなる組合せの参照画素を、予測画素として決定する。
【００６９】
次いで、圧縮処理部１２３は、参照位置（w’,h’）を更新し、ステップＳ２０５へ戻る（ステップＳ２１０）。すなわち、対象画素の参照範囲に含まれる全て画素のうち、次に参照されるべき参照画素を特定し、ステップＳ２０６以降の処理を引き続き行う。一方で、対象画素の参照範囲に含まれる全て画素を参照し終えた場合（対象画素の参照範囲に含まれる全ての画素を参照画素と設定した場合）には、処理を終了する。
【００７０】
次いで、圧縮処理部１２３は、対象位置（w,h）を更新し、ステップＳ２０２へ戻る（ステップＳ２１０）。すなわち、ディザマトリクスに含まれる全ての対象画素のうち、対応する予測画素を決定すべき次の対象画素を特定し、ステップＳ２０３以降の処理を引き続き行う。一方で、ディザマトリクスに含まれる全ての対象画素について、対応する予測画素を全て決定し終えた場合（ディザマトリクスにおける全ての画素を対象画素と設定した場合）には、処理を終了する。
【００７１】
＜符号化処理＞
圧縮処理部１２３は、上述の情報モデル化処理が終了すると、エントロピー符号化処理を実行する。
【００７２】
具体的には、圧縮処理部１２３は、記憶部１２５から、ハーフトーン処理によって生成された２値化画像と、モデル化処理によって生成された予測画像とを読み出し、２値化画像の画素値（擬似階調値（Val））と予測画像の画素値（予測値（Val’））とを画素毎に比較する。そして、圧縮処理部１２３は、その値が一致する場合は、予測が正しいものとしてシンボル「０」を、一致しない場合には、予測が間違ったものとしてシンボル「１」を割り当てることにより、画素毎にシンボルを設定した符号化情報（予測結果）を生成する。その後、生成した符号化情報を記憶部１２５に書き込む。なお、２値化画像、予測画像、符号化情報、の各々が有する各画素は、マトリクス状の各位置においてそれぞれ対応することになる。
【００７３】
このような処理がなされることによって得られた符号化情報には、ディザマトリクスを活用した予測モデル化により予測精度が向上しているので、シンボル「０」の数が多く含まれることとなる（シンボル「１」の数は少なくなる）。すなわち、この符号化情報において、予測が当たっている確率（シンボル「０」の出現確率）が大きくなるため、予測結果に偏りが生じることになる。つまり、シンボル「１」の出現確率とシンボル「０」の出現確率とが大きく異なることになるため、エントロピーが低くなり、データの圧縮率を高くすることができる。そして、エントロピー符号化によって圧縮されたデータを、伝送部１２４によってプリンター１へ高速に送信することができるようになる。
【００７４】
上述したように、本実施形態では、符号化処理において、２値化画像の擬似階調値（Val）と予測画像の予測値（Val’）とを画素毎に比較して、その値が一致するか否かの判定を行っていたが、情報符号化処理の際にこの判定を行うようにして、画素毎にシンボル(０又は１)を割り当てた画像情報（予測結果）を生成してもよい。
【００７５】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
上述の実施形態では、画像圧縮装置として汎用的なコンピューターを例にあげて説明したが、これに限られるものではない。例えば、ネットワークを介してプリンターと接続されたワークステーションであってもよい。
【００７６】
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。
【００７７】
＜ディザマトリクス＞
上述の実施形態では、９×９画素のディザマトリクスを例にあげて説明したが、これに限られるものではない。また、記憶部１２５に複数パターンのディザマトリクスを格納しておき、適宜選択して利用してもよい。
【００７８】
＜プリンター＞
上述の実施形態では、プリンター１としてインクジェットプリンターを例にあげて説明したが、これに限られるものではなく、インク以外の他の流体（液体や、機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルのような流状体）を噴射したり吐出したりする液体吐出装置に具現化することもできる。例えば、カラーフィルタ製造装置、染色装置、微細加工装置、半導体製造装置、表面加工装置、三次元造形機、気体気化装置、有機ＥＬ製造装置（特に高分子ＥＬ製造装置）、ディスプレイ製造装置、成膜装置、ＤＮＡチップ製造装置などのインクジェット技術を応用した各種の装置に、上述の実施形態と同様の技術を適用してもよい。また、これらの方法や製造方法も応用範囲の範疇である。また、レーザープリンターであってもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１  プリンター、２０  搬送ユニット、３０  キャリッジユニット、
４０  ヘッドユニット、５０  検出器群、６０  コントローラー、
６１  インターフェース、６２  ＣＰＵ、６３  メモリー、
７０  駆動信号生成回路、１００  システム、１１０  コンピューター、
１１１  インターフェース、１１２  ＣＰＵ、１１３  メモリー、
１２０  コントローラー、１２１  画像処理部、１２２  ハーフトーン処理部、
１２３  圧縮処理部、１２４  伝送部、１２５  記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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