(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色成分信号で構成された画像データを圧縮符号化する画像符号化装置において、
前記複数の色成分信号を第一グループと第二グループとに分類するグループ分類手段と、
前記グループ分類手段で分類した第一グループの色成分信号と、第二グループの色成分信号とを圧縮符号化する圧縮符号化手段と、
前記圧縮符号化手段により圧縮符号化した第一グループの色成分信号を復元する復元手段と、
前記グループ分類手段によって第一グループに分類された色成分信号の値と前記復元手段により復元された第一グループの色成分信号の値との差分の絶対値である歪量と、差分の正負である極性と、を色成分信号毎に計測する歪量計測手段と、
前記歪量計測手段により計測した極性の全てが正又は負である場合に、前記歪量計測手段により計測した全ての極性と逆の極性であり、且つ、計測した歪量のうち最小の値を補正量とする補正量算出手段と、
を有し、
前記圧縮符号化手段は、前記第二グループの色成分信号については、前記補正量算出手段により得た補正量で補正した前記第二グループの色成分信号を、圧縮符号化することを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２】
前記圧縮符号化手段の圧縮符号化処理がＤＣＴ処理であることを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。
【請求項３】
前記複数の色成分信号は、シアン色成分のＣ信号、マゼンダ色成分のＭ信号、イエロー色成分のＹ信号、黒色成分のＫ信号であり、前記グループ分類手段はＣ、Ｍ、Ｙ信号のグループと、Ｋ信号のグループとに分類することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像符号化装置。
【請求項４】
複数の色成分信号で構成された画像データを圧縮符号化する画像符号化方法において、複数の色成分信号を第一グループと第二グループとに分類し、分類した第一グループの色成分信号と、第二グループの色成分信号とを圧縮符号化した後、前記圧縮符号化した第一グループの色成分信号を復元し、前記第一グループに分類された色成分信号の値と復元された第一グループの色成分信号の値との差分の絶対値である歪量と、差分の正負である極性と、を色成分信号毎に計測し、計測した極性の全てが正又は負である場合に、計測した全ての極性と逆の極性であり、且つ、計測した歪量のうち最小の値を補正量として算出すると共に、
前記第二グループの色成分信号については、前記算出した補正量で補正した前記第二グループの色成分信号を圧縮符号化することを特徴とする画像符号化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の色成分で構成された画像データを圧縮符号化する機能を備えた画像符号化装置及び画像符号化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル技術の進歩により、人間の視覚に訴える高精細のカラー画像を扱う機会が増えてきている。そのため、メモリ量の低減や伝送時間の短縮のために画像データを圧縮して扱う圧縮技術の進歩も著しい。例えば、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の４色の版を作成し、これを重ね合せてフルカラーの画像を形成するデジタルカラー複写機の場合は、通常、画像データを保持する大量のメモリが使用されている。そのメモリコストを低減するため、データ圧縮を行なう画像符号化処理技術が使用されている。
このデータ圧縮の処理技術には、大きく分けると可逆圧縮と非可逆圧縮とに大別することができる。可逆圧縮は、圧縮後、復元しても完全に元と同じデータが得られる方式であり、非可逆圧縮とは完全に元と同じデータが得られないが、多少の歪を生じて復元される方式である。但し、圧縮率の性能においては、一般に非可逆圧縮の方式の方が勝っている。複写機のような画像形成装置では、多少の歪は許される場合が多いので、メモリ量の低減には圧縮率の性能において優れている非可逆圧縮が多く用いられる。
但し、非可逆圧縮では、画質と圧縮率とは相反する特性があるため、従来からいかに画質を落とさずに、圧縮率を向上させるかの工夫がなされてきた。例えば、特開平５−１５３３５４号公報では、画質的に重要なＫ版について、非可逆圧縮方式を取らないような工夫を開示している。また、特許第２６９８６４１号の特許公報では、ＣＭＹ信号からＫ信号を予測することで、印刷用画像データを信号間相関のより低い形態に変換可能とし、圧縮効率を高めていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来例の特開平５−１５３３５４号公報では、Ｋ信号はＣＭＹ信号と独立に処理されており、例えば、非可逆圧縮によってＣＭＹ信号の値が全て減少する歪が生ずると、コントラストの落ちた画像になってしまう欠点を有していた。また、前述した従来例の特許第２６９８６４１号の特許公報では、Ｋ信号に対しては圧縮効率を高められるものの、ＣＭＹ信号に対しては非可逆圧縮が行えず、全ての信号から見た場合の圧縮効率は決して高いとは言えなかった。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、簡単な構成で、画像のコントラストを保ちつつ、高い圧縮効率の得られる画像符号化装置及び画像符号化方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、複数の色成分信号で構成された画像データを圧縮符号化する画像符号化装置において、前記複数の色成分信号を第一グループと第二グループとに分類するグループ分類手段と、前記グループ分類手段で分類した第一グループの色成分信号と、第二グループの色成分信号とを圧縮符号化する圧縮符号化手段と、前記圧縮符号化手段により圧縮符号化した第一グループの色成分信号を復元する復元手段と、前記グループ分類手段によって第一グループに分類された色成分信号の値と前記復元手段により復元された第一グループの色成分信号の値との差分の絶対値である歪量と、差分の正負である極性と、を色成分信号毎に計測する歪量計測手段と、前記歪量計測手段により計測した極性の全てが正又は負である場合に、前記歪量計測手段により計測した全ての極性と逆の極性であり、且つ、計測した歪量のうち最小の値を補正量とする補正量算出手段と、を有し、前記圧縮符号化手段は、前記第二グループの色成分信号については、前記補正量算出手段により得た補正量で補正した前記第二グループの色成分信号を、圧縮符号化することを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、前記圧縮符号化手段の圧縮符号化処理がＤＣＴ処理である請求項１に記載の画像符号化装置を特徴とする。
請求項３記載の発明は、前記複数の色成分信号は、シアン色成分のＣ信号、マゼンダ色成分のＭ信号、イエロー色成分のＹ信号、黒色成分のＫ信号であり、前記グループ分類手段はＣ、Ｍ、Ｙ信号のグループと、Ｋ信号のグループとに分類する請求項１又は２に記載の画像符号化装置を特徴とする。
【０００５】
また請求項４記載の発明は、複数の色成分信号で構成された画像データを圧縮符号化する画像符号化方法において、複数の色成分信号を第一グループと第二グループとに分類し、分類した第一グループの色成分信号と、第二グループの色成分信号とを圧縮符号化した後、前記圧縮符号化した第一グループの色成分信号を復元し、前記第一グループに分類された色成分信号の値と復元された第一グループの色成分信号の値との差分の絶対値である歪量と、差分の正負である極性と、を色成分信号毎に計測し、計測した極性の全てが正又は負である場合に、計測した全ての極性と逆の極性であり、且つ、計測した歪量のうち最小の値を補正量として算出すると共に、前記第二グループの色成分信号については、前記算出した補正量で補正した前記第二グループの色成分信号を圧縮符号化することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、圧縮／伸張部を有するカラー複写機の主要部を示すブロック図である。
図１において、原稿をラインセンサーを用いて光学的に読み取り、読み取った結果のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）信号に対し、ガンマ調整部１１によるガンマ調整を行なう。さらに、フィルタ部１２によるフィルタ処理、ＣＭＹ変換部１３によるＣＭＹ色変換処理、下地除去／Ｋ生成部１４による下地除去処理やブラック版生成処理、階調処理部１５による階調処理等を順次画素ごとに行なうことによって、各色の画像を形成している。書き込み手段が一つしかないようなカラー複写機の場合には、ＣＭＹＫの４色版は面順次に形成される。即ち、ある１色の版が形成されてから別の色版が形成され、順次４色版が形成され、それぞれが合わされて一つのカラー画像が形成されることになる。また、書き込み手段を四つ持っているようなカラー複写機の場合には、ＣＭＹＫの４色版は殆ど同時に形成が可能である。但し、装置の構成上、４色版を完全に同時形成することは困難なので、通常、多少の時間をずらして４色版の形成が行なわれる。
また、図１の中のページメモリ部１７は、ＣＭＹＫ信号を１ページ以上に渡って保持するメモリ部分である。これは、特に書き込み手段が一つしかないようなカラー複写機においてスキャン回数を１原稿に対し１回にすれば、電力低下や騒音の低減化、読み取り速度の高速化、及びスキャンごとの速度バラツキによる画質低下の防止等に対して有効であることから必要となる。また、このページメモリ部１７に記憶されたＣＭＹＫの各信号を、多少の時間ずらせて読み出せば、書き込み手段を複数持っているカラー複写機に対する４色版形成の時間ずれも可能である。
【０００９】
また、このページメモリ部１７は、例えば、解像度６００ｄｐｉ、階調性３２ｂｉｔｓ／ｐｉｘｅｌ、用紙サイズＡ３の場合、メモリ容量として２８０ＭＢとなる。そのため、ページメモリ部１７には圧縮したデータを記憶させ、書き込みタイミングになって圧縮／伸張部１６によるデータ伸張技術を適用することで元のデータか、または殆ど元のデータに近い形に復元して階調処理部１５に伝達している。このように圧縮／伸張部１６によるデータ圧縮およびデータ伸張技術を適用することで、ページメモリ部１７のメモリ容量を低減させることができる。また、このデータ圧縮技術によるメモリ容量の低減には、復元して完全に元と同じデータが得られる可逆圧縮よりも、多少の歪を生じて元の形に近いデータが得られる非可逆圧縮の方が、一般に低減効果が大きい。また、復元時に歪量が大きくなれば、その分画質低下を起こすこともよく知られている。
【００１０】
また、図２、図３は、本発明の画像符号化装置の主要部を示すブロック図である。図２において、非可逆圧縮を行なうような情報量削減手段である圧縮符号化部２に入力するＣＭＹＫ信号は、一旦、グループ分類手段であるグループ分類部１に入力され、第一グループの色成分の画像データと第二グループの色成分の画像データとに分類される。ここではグループ分類部１によって、第一グループの色成分の画像データとしてＣＭＹ信号による画像データと、第二グループの色成分の画像データとしてＫ信号による画像データとに分類されている。グループ別に分類されたそれぞれの画像データは、圧縮符号化部２の所定の入力端に入力する。
また、圧縮符号化部２の第一グループ圧縮符号化回路２ａでは、入力した第一グループのＣＭＹ信号に圧縮符号化処理を施す。また、歪量判定部２ｂでは、第一グループ圧縮符号化回路２ａの圧縮符号化処理によって生じた第一グループの歪量の極性を判定し、第二グループ圧縮符号化回路２ｃによって第二グループのＫ信号に圧縮符号化処理を施して生ずる歪量の極性を、前記第一グループの歪量の極性と反対になるように作用させる。ここで、第一グループの歪量と第二グループの歪量のと極性を反対にするような歪量判定部２ｂの作用の仕方は、例えば、第一グループの歪量の極性の判定から、第二グループの歪量とが反対極性となるように第二グループ圧縮符号化回路２ｃに働きかけてもよいし、第二グループ圧縮符号化回路２ｃで処理するＫ信号を操作してもよい。
【００１１】
また、図３は、グループ分類部１は、第一グループの色成分の画像データとしてＫ信号による画像データと、第二グループの色成分の画像データとしてＣＭＹ信号による画像データとに分類する。グループ別に分類されたそれぞれの画像データは、圧縮符号化部２の所定の入力端に入力する。圧縮符号化部２の第一グループ圧縮符号化回路２ａでは、入力した第一グループのＫ信号に圧縮符号化処理を施す。また、歪量判定部２ｂでは、第一グループ圧縮符号化回路２ａの圧縮符号化処理によって生じた第一グループの歪量の極性を判定し、第二グループ圧縮符号化回路２ｃによって第二グループのＣＭＹ信号に圧縮符号化処理を施して生ずる歪量の極性を、前記第一グループの歪量の極性と反対になるように作用させる。
また、図４は、図２に基く画像符号化装置をより詳細に示したブロック図の一例である。図において、グループ分類部１は、第一グループのＣＭＹ信号による画像データと、第二グループのＫ信号による画像データとに分類する。分類された各画像データは、圧縮符号化部２の所定の入力端に入力する。また、圧縮符号化部２の各圧縮符号化回路は、例えば、画像データを８×８画素のブロック単位にＤＣＴ（Discrete  Cosine  Transform）処理を施すＤＣＴ回路、前記ＤＣＴ回路によって生成された変換係数を量子化する量子化回路、及び量子化結果をエントロピー符号化するエントロピー符号化回路等から構成されている。先ず初めに、第一グループのＣ信号がＤＣＴ回路２Ｃ１、量子化回路２Ｃ２及びエントロピー符号化回路２Ｃ３によって圧縮符号化処理されてページメモリ部１７に記憶される。
【００１２】
一方、ＤＣＴ回路２Ｃ１及び量子化回路２Ｃ２によって圧縮処理された信号の一部は復元部５に戻され、逆量子化回路５Ｃ２及び逆ＤＣＴ回路５Ｃ１によって元のＣ信号に近い形に復元処理されて、歪量計測手段である歪量計測部３に入力する。歪量計測部３では、圧縮符号化部２で処理する前のＣ信号と、復元部５によって復元処理されたＣ信号とから、歪量計測回路３Ｃ１によって歪量の大きさと極性を画素単位に計測する。計測された結果は補正量算出手段である補正量算出部４に伝えられる。以上の各処理をＣ信号、Ｍ信号、Ｙ信号について行ない、計測された各信号の歪量の大きさと極性を補正量算出部４に伝える。
また、補正量算出部４では、先ずＣＭＹ信号の歪量の極性を調べる。３信号の歪量の極性の全てが正または負であった場合、３信号の歪量の絶対値の最小値を選択し、出力する。例えば、Ｃ信号の歪量ΔＣ＝６、Ｍ信号の歪量ΔＭ＝２、Ｙ信号の歪量ΔＹ＝５ならば、補正量算出部４の出力Δ補正＝２となり、また、ΔＣ＝−３、ΔＭ＝−５、ΔＹ＝−４ならば、補正量算出部４の出力Δ補正＝−３となる。ここで得られた補正値をＫ信号補正量演算部６によってＫ信号から減算させる。この状態を示した一例を図６に示す。即ち、図６では、Ｃ信号を圧縮符号化処理した際に発生した歪量をΔＣ＝−３とし、Ｍ信号を圧縮符号化処理した際に発生した歪量をΔＭ＝−５とし、Ｙ信号を圧縮符号化処理した際に発生した歪量をΔＹ＝−４とした場合、圧縮符号化処理前のＫ信号に補正すべき補正量は、３信号の歪量の絶対値の最小値であるＣ信号の歪量ΔＣ＝−３となり、Ｋ信号から減算した処置が施されている。このことは、補正量の極性を反対にした値が、Ｋ信号に加えられることと同じである。
【００１３】
このように、ＣＭＹ信号を圧縮符号化処理した際に発生した歪量の一部を、Ｋ信号に置き換えて視覚効果の得られる補正を行なっている。また、本発明の補正量算出部４では、３信号の歪量の極性に正、負が混じっている場合には、補正量算出部４の出力Δ補正＝０としている。また、上記のΔＣ＝−３、ΔＭ＝−５、ΔＹ＝−４の場合のようにＣＭＹ信号が全体的に減少傾向にあると、コントラストの低下した画像になってしまうが、Ｋ信号を３だけ増加させ圧縮符号化処理を施すことによって、画質劣化を低減することが可能である。
また、ＣＭＹ信号が全体的に増加傾向となる場合には、コントラストの強調された画像になってしまうが、Ｋ信号を所定の値だけ減少させ圧縮符号化処理を施すことによって、コントラストの強調を抑制することが可能となる。また、Ｋ信号補正量演算部６によって補正値を減算させられたＫ信号も、ＤＣＴ回路２Ｋ１、量子化回路２Ｋ２及びエントロピー符号化回路２Ｋ３によって圧縮符号化処理されるため、Ｋ信号にも新たな歪が発生する。しかし、圧縮符号化処理されるＫ信号が元のデータよりＣＭＹ信号の歪量に応じた分だけシフトしているので、確実にコントラストの補正がなされることは言うまでもない。
また、補正量算出部４の補正量の算出方法は、上述したものとは限らない。Ｃ信号の歪量ΔＣ、Ｍ信号の歪量ΔＭ、Ｙ信号の歪量ΔＹにおける絶対値の最大値や平均値を利用することも可能である。また、ΔＣ、ΔＭ、ΔＹの絶対値の最大値や平均値に所定値を乗じた値を出力してもよい。また、乗じる所定値を変動させても構わない。
【００１４】
また、図５は、図３に基く画像符号化装置をより詳細に示したブロック図の一例である。図において、グループ分類部１は、第一グループのＫ信号による画像データと、第二グループのＣＭＹ信号による画像データとに分類する。分類された各画像データは、圧縮符号化部２の所定の入力端に入力する。また、圧縮符号化部２の各圧縮符号化回路は、例えば、画像データを８×８画素のブロック単位にＤＣＴ（Discrete  Cosine  Transform）処理を施すＤＣＴ回路、前記ＤＣＴ回路によって生成された変換係数を量子化する量子化回路、及び量子化結果をエントロピー符号化するエントロピー符号化回路等から構成されていることは図４の場合と同じである。
さらに、この場合には、初めに第一グループのＫ信号がＤＣＴ回路２Ｋ１、量子化回路２Ｋ２及びエントロピー符号化回路２Ｋ３によって圧縮符号化処理されてページメモリ部１７に記憶される。また、ＤＣＴ回路２Ｋ１及び量子化回路２Ｋ２によって処理された信号の一部は復元部５に戻され、逆量子化回路５Ｋ２及び逆ＤＣＴ回路５Ｋ１によって元のＫ信号に近い形に復元処理されて、歪量計測部３に入力する。歪量計測部３では、処理する前のＫ信号と、復元部５によって復元処理されたＫ信号とから、歪量計測回路３Ｋ１によって歪量の大きさと極性を画素単位に計測する。計測された結果は補正量算出部４に伝えられる。
【００１５】
また、補正量算出部４は、次に圧縮符号化処理する信号がＣ信号ならば、Ｃ信号補正量演算部７に歪量計測回路３Ｋ１によって得た歪量の大きさと極性を補正値として出力する。Ｃ信号補正量演算部７は、得られた補正値をＣ信号から減算させる。このようにして補正処理の行われたＣ信号は、圧縮符号化部２のＤＣＴ回路２Ｃ１、量子化回路２Ｃ２及びエントロピー符号化回路２Ｃ３によって圧縮符号化処理が行われ、ページメモリ部１７に記憶される。同様にしてＭ信号補正量演算部８、Ｙ信号補正量演算部９によって補正処理の行われたＭ信号、Ｙ信号は、圧縮符号化部２によって圧縮符号化処理が行われ、次々にページメモリ部１７に記憶される。ここで、補正量算出部４の出力は、上述したように歪量計測回路３Ｋ１によって得た歪量の大きさと極性を補正値として出力してもよいし、所定値を乗じた値で出力してもよい。
また、圧縮符号化部２の圧縮符号化処理を図４、図５ではブロック単位にＤＣＴ（Discrete  Cosine  Transform）処理を施すことで説明したが、ＤＣＴ処理に限ったものではなく、アダマール変換等の他の直交変換、サブバンド変換、ウェーブレッド変換、またはＢＴＣ（Block  Truncation  Coding）等を用いてもよい。エントロピー符号化も、圧縮率の向上には効果的であるが、固定長圧縮を行なう場合には不要である。また、補正を受けた信号に対しては、圧縮符号化処理をしない場合もある。
また、実施形態の説明には、情報量削減手段として非可逆圧縮を行なうような圧縮符号化部２で説明したが、ＬＳＢ側ｎビットの切り捨てやテーブルを用いたビット数削減等の単なる画素単位の量子化でも構わない。また、ＣＭＹ信号に対し切り捨ての量子化、Ｋ信号に対し切り上げの量子化、またはその逆を行なうように構成されたものでもよい。
【００１６】
【発明の効果】
以上のよう本発明によれば、複数の色成分信号を第一グループと第二グループとに分類し、分類した第一グループの色成分信号と、第二グループの色成分信号とを圧縮符号化した後、圧縮符号化した第一グループの色成分信号を復元し、第一グループに分類された色成分信号の値と復元された第一グループの色成分信号の値との差分の絶対値である歪量と、差分の正負である極性と、を色成分信号毎に計測し、計測した極性の全てが正又は負である場合に、計測した全ての極性と逆の極性であり、且つ、計測した歪量のうち最小の値を補正量として算出すると共に、前記第二グループの色成分信号については、算出した補正量で補正した第二グループの色成分信号を圧縮符号化することで、全体の画像のコントラストを保ちつつ、高い圧縮効率を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】圧縮／伸張部を有するカラー複写機の主要部を示すブロック図である。
【図２】第一グループの色成分の画像データをＣＭＹ信号とした本発明の画像符号化装置の主要部を示すブロック図である。
【図３】第一グループの色成分の画像データをＫ信号とした本発明の画像符号化装置の主要部を示すブロック図である。
【図４】上記図２の本発明の実施形態を示す画像符号化装置において、より詳細に示したブロック図である。
【図５】上記図３の本発明の実施形態を示す画像符号化装置において、より詳細に示したブロック図である。
【図６】第一グループのＣＭＹ信号による歪量に基いて第二グループのＫ信号を補正する様子を示した説明図である。
【符号の説明】
１  グループ分類部（グループ分類手段）
２  圧縮符号化部（情報量削減手段）
２ａ  第一グループ圧縮符号化回路
２ｂ  歪量判定部
２ｃ  第二グループ圧縮符号化回路
２Ｃ１、２Ｍ１、２Ｙ１、２Ｋ１  ＤＣＴ回路
２Ｃ２、２Ｍ２、２Ｙ２、２Ｋ２  量子化回路
２Ｃ３、２Ｍ３、２Ｙ３、２Ｋ３  エントロピー符号化回路
３  歪量計測部（歪量計測手段）
３Ｃ１、３Ｍ１、３Ｙ１、３Ｋ１  歪量計測回路
４  補正量算出部（補正量算出手段）
５  復元部
５Ｃ１、５Ｍ１、５Ｙ１、５Ｋ１  逆ＤＣＴ回路
５Ｃ２、５Ｍ２、５Ｙ２、５Ｋ２  逆量子化回路
６  Ｋ信号補正量演算部
７  Ｃ信号補正量演算部
８  Ｍ信号補正量演算部
９  Ｙ信号補正量演算部
１１  ガンマ調整部
１２  フィルタ部
１３  ＣＭＹ変換部
１４  下地除去／Ｋ生成部
１５  階調処理部
１６  圧縮／伸張部
１７  ページメモリ部
【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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