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JP2011040970A - データ処理装置、および、データ処理方法 - Google Patents

データ処理装置、および、データ処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】境界ムラを低減し、画質の品質の低下を防ぐデータ処理装置を提供する。
【解決手段】画像データを圧縮するデータ処理装置であって、画像データを複数のバンド領域に分割し、バンド領域ごとに、全ての画素が特定色で表される第1のバンド領域であるか否かを判定し、第1のバンド領域と判定されなかった場合に、バンド領域ごとに、第1のバンド領域に隣接する第2のバンド領域であるか、または、隣接しない第3のバンド領域であるかを判定し、第2のバンド領域の画像データの圧縮率を第3のバンド領域の画像データの圧縮率より小さくして、第2および第3のバンド領域の画像データを圧縮する。
【選択図】図3

Description

本発明は、データを圧縮するデータ処理装置、および、データ処理方法に関する。
従来、ホスト端末等に保存されているデータをプリンタで印刷する場合に、ホスト端末でプリンタが処理可能なデータ形式に変換し、変換後のデータをプリンタに送信し、プリンタでデータ列の並べ替えや解像度変換を行っていた。この時にホスト端末が行う処理として色空間変換処理や誤差拡散処理等がある。これらの処理は、用紙の種類や、印刷品位等の印刷設定によって、一般的に異なっている。
近年、プリンタの高性能化や高機能化に伴い、プリンタでも、色空間変換処理や誤差拡散処理等を行うことが可能となってきている。例えば、ホスト端末において、データの符号化処理のみを行い、符号化後のデータをプリンタに送信し、プリンタにおいて、復号化処理や色空間変換処理、誤差拡散処理、解像度変換処理等を行い、印刷するシステムがある。
そのようなシステムにおけるホスト端末では、画像データの符号化処理の符号化方式として、JPEG(Joint Photographic Experts Group)が用いられる。JPEGは、デジタルカメラ等の記録方式として広く普及している規格であり、一般的なデータ形式であることや、圧縮率が高く転送するデータサイズを小さくできるために用いられる場合が多い。さらには、プリンタにはコピー機能を実現するためにハードウェアのJPEGデコーダを搭載しているものがあり、高速に復号化処理が可能であること等の理由からも広く用いられる。
JPEGは、高周波成分について人間の視覚特性は敏感でないという特徴に着目し、画像信号を空間領域から周波数領域に変換した後に高周波成分を削減することで高圧縮を実現している。ここで、周波数領域への変換処理は、MCUと呼ばれるブロック単位で行われる。
特許文献1では、文字領域に対しては文字用の圧縮処理を行い、線画領域に対しては可逆の圧縮を行い、写真領域に対しては非可逆の圧縮を行うことで、圧縮率と画質を向上させるシステムが提案されている。特許文献2では、着目領域に対しては可逆圧縮を行い、その他の領域に対しては着目領域から距離が大きくなるに従って圧縮率が大きい非可逆圧縮を行うことで、圧縮率を向上させるシステムが提案されている。
特開2000−13612号公報 特開平11−215498号公報
しかしながら、特許文献1では、文字画像や線画領域の画質の劣化を防ぐことができても、復号化時に、可逆圧縮を行った文字画像や線画領域と非可逆圧縮を行った写真領域との境界に境界ムラが発生し、結果として画質が劣化してしまうことが考えられる。また、特許文献2では、着目領域をユーザの視線検知等によって決定するが、着目領域以外が全て非可逆圧縮されてしまうので、同様に境界ムラが発生し、結果として画質が劣化してしまうことが考えられる。
本発明は上記の点に鑑み、境界ムラを低減し、画質の品質の低下を防ぐデータ処理装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明に係るデータ処理装置は、画像データを圧縮するデータ処理装置であって、
前記画像データを複数のバンド領域に分割する分割手段と、
バンド領域ごとに、全ての画素が特定色で表される第1のバンド領域であるか否かを判定する第1の判定手段と、
前記第1のバンド領域と判定されなかった場合に、バンド領域ごとに、前記第1のバンド領域に隣接する第2のバンド領域であるか、または、隣接しない第3のバンド領域であるかを判定する第2の判定手段と、
前記第2のバンド領域の画像データの圧縮率を前記第3のバンド領域の画像データの圧縮率より小さくして、前記第2および第3のバンド領域の画像データを圧縮する圧縮手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明に係るデータ処理装置は、画像データを圧縮するデータ処理装置であって、
前記画像データを予め定められた画素数単位のブロックに分割する分割手段と、
ブロックごとに、文字画像を表す画像データが含まれる第1のブロックであるか否かを判定する第1の判定手段と、
前記第1のブロックと判定されなかった場合に、ブロックごとに、前記第1のブロックに隣接する第2のブロックであるか、または、隣接しない第3のブロックであるかを判定する第2の判定手段と、
前記第2のブロックの画像データの圧縮率を前記第3のブロックの画像データの圧縮率より小さくして、前記第2および第3のブロックの画像データを非可逆に圧縮し、前記第1のブロックの画像データを可逆に圧縮する圧縮手段とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、境界ムラを低減し、画質の品質の低下を防ぐことができる。
データ処理装置の構成を示す図である。 プリンタの構成を示す図である。 第1の実施例における画像データを圧縮する手順を示す図である。 画像データをバンド領域に分割することを説明する図である。 ブロックごとに圧縮率を異ならせることを説明する図である。 印刷用の画像データを生成する手順を示すフローチャートである。 第2の実施例における画像データを圧縮する手順を示す図である。 画像データをバンド領域に分割することを説明する図である。 ブロックごとに圧縮率を異ならせることを説明する図である。
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
[実施例1]
図1は、印刷システムにおけるデータ処理装置100の構成を示すブロック図である。データ処理装置100は、CPU101と表示部102とマウス103キーボード104とROM105とRAM106と外部記憶装置107とを含む。また、データ処理装置100は、インタフェース108を介してプリンタ200と接続されている。外部記憶装置107は、例えばハードディスクやフラッシュROMであり、プリントデータの生成及びプリンタ200を制御するためのプリンタドライバプログラム109を格納する。尚、外部記憶装置がない場合に、プリンタドライバプログラム109は、ROM105に格納されても良い。
プリンタドライバプログラム109は、スキップデータ生成処理、PackBits形式等で可逆に圧縮された符号化データ生成処理を行う。また、プリンタドライバプログラム109は、直交変換方式の1つであるDCT変換、量子化、ハフマン符号化等を用いてJPEG形式等での非可逆に圧縮された符号化データ生成処理も行う。生成されたスキップデータと符号化データはプリントデータとして、インタフェース108を介してプリンタ200に転送される。
図2は、印刷システムにおけるプリンタ200の構成を示すブロック図である。プリンタ200は、CPU201と表示部202と操作部203とROM204とRAM205と不揮発性RAM206と記録部207と読取部208と駆動部209とセンサ部210とを含む。さらに、プリンタ200は、インタフェース211を含み、データ処理装置100と接続されている。ROM204は、符号化データを復号化するための復号化処理、及び色空間変換処理、誤差拡散処理等を行う画像処理プログラム212を格納する。画像処理プログラム212は、復号化したデータに対して色空間変換及び誤差拡散等の変換処理を行い、記録部207の記録形式に対応した印刷データを記録部207に供給する。さらに、画像処理プログラム212は、記録部207に対して用紙の給紙要求を発行する。
不揮発性RAM206は、バッテリバックアップされたSRAM等であり、プリンタ200固有のデータなどを記憶する。記録部207は、画像処理プログラム212が生成したプリントデータが記録動作するために必要な所定量に達すると、記録動作を実行する。また、画像処理プログラム212から給紙要求が発行されると、指定された量だけ記録媒体上の記録位置を移動させる。読取部208は、原稿画像を読み取り、赤(R)、緑(G)および青(B)色の輝度データを出力する。駆動部209は、記録部207や読取部208のそれぞれの動作における給排紙ローラを駆動するためのステッピングモータやステッピングモータの駆動力を伝達するギヤを制御するドライバ回路を含む。センサ部210は、記録紙幅センサ、記録紙有無センサ、原稿幅センサ、原稿有無センサ、記録媒体検知センサ等を含む。CPU201は、これらセンサから得られた情報に基づいて、原稿と記録媒体の状態を検知する。
図3は、データ処理装置100のプリンタドライバプログラム109で行われる印刷用の画像データを圧縮する手順を示すフローチャートである。本フローチャートは、データ処理装置100のCPU101により実行される。まず、S301において、プリンタドライバプログラム109のプリントデータ生成処理部に対して、画像データが供給される。S302において、画像データが8ラインから構成される複数のバンド領域のデータに分割される。S303において、分割されたバンド領域のデータに含まれる全ての画素値が、白(R、G、B)=(255、255、255)である(第1のバンド領域とする)か否か判定される(第1の判定)。ここで、全ての画素値が白と判定されたバンド領域である場合に、S304において、そのバンド領域のデータについてスキップデータが生成されて、S310に進む。一方、全ての画素値が白でないと判定されたバンド領域である場合に、S305に進む。
S305において、8ライン×8画素から構成される画素ブロックに分割する。S306において、分割された画素ブロックが、全ての画素値が白であるバンド領域のデータと隣接するか否か判定される(第2の判定)。S306において、画素ブロックが、全ての画素値が白であるバンド領域のデータと隣接すると判定された場合に、S307に進む。S307において、DCT変換、量子化、ハフマン符号化が行われて、後述するS308で用いられる第2の圧縮率よりも小さい第1の圧縮率で、JPEG形式等で非可逆に圧縮された符号化データが生成される。第1のバンド領域に隣接する画素ブロックは、図5に示すようにバンド領域を構成するので、本実施例において、そのように判定された画素ブロックから構成されるバンド領域を第2のバンド領域とする。
一方、S306において、全ての画素値が白であるバンド領域のデータに隣接しないと判定された場合には、S308に進む。S308において、DCT変換、量子化処理、ハフマン符号化が行われて、S307で用いられる第1の圧縮率よりも大きい第2の圧縮率で、JPEG形式等で非可逆に圧縮された符号化データが生成される。第1のバンド領域に隣接しない画素ブロックも、図5に示すようにバンド領域を構成するので、本実施例において、そのように判定された画素ブロックから構成されるバンド領域を第3のバンド領域とする。S307とS308で圧縮率を変更しているが、例えば、S308での量子化処理に使用される量子化テーブルの圧縮率を、S307の量子化処理に使用される量子化テーブルの圧縮率よりも大きくすることで実現しても良い。
S309において、分割された画素ブロックを全て処理したかが判定される。ここで、全ての画素ブロックの処理が終了していないと判定された場合に、S306に戻る。一方、全ての画素ブロックの処理が終了したと判定された場合に、S310に進む。S310において、スキップデータまたは符号化データをプリンタ200に転送する。S311において、分割されたバンド領域のデータを全て処理したか否かが判定される。ここで、全てのバンド領域のデータの処理が終了していないと判定された場合に、S303に戻る。一方、S311において、全てのバンド領域のデータの処理が終了したと判定された場合に、本処理を終了する。図3に示す処理の後、インタフェース108からプリンタ200に符号化された符号化データが送信される。
図4及び図5は、データ処理装置100のプリンタドライバプログラム109で行われるプリントデータ生成処理を説明する図である。図4の(a)は、プリンタドライバプログラム109のプリントデータ生成処理部に入力される画像データを示す図であり、幅96ピクセル、高さ64ピクセルから構成されるとする。図4の(b)は、図4の(a)に示す画像データを8ラスタから構成されるバンド領域のデータに分割した状態を示す図である。画像データは高さ64ピクセルから構成されるため、1から8で示す8個のバンド領域のデータに分割される。分割されたバンド領域のデータのうち2と7のバンド領域のデータは全ての画素値が白(R、G、B)=(255、255、255)から構成されるため、スキップデータが生成される。
図5は、図4の(b)に示すバンド領域のデータを8ライン×8画素の画素数単位の画素ブロックに分割した状態を示す図である。画像データは幅96ピクセルから構成されるため、1バンドあたり、AからLで示す12個の画素ブロックに分割される。1、3、6、8のバンド領域のデータに含まれる画素ブロックは、全ての画素値が白(R、G、B)=(255、255、255)のバンド領域のデータ2と7に隣接する。そのため、4と5のバンド領域のデータに含まれる画素ブロックよりも、低い圧縮率でJPEG形式等で非可逆に圧縮された符号化データが生成される。
図6は、画像処理プログラム212で行われるプリントデータ制御処理(印刷処理)の手順を示すフローチャートである。図6の処理は、プリンタ200のCPU201により実行される。S601において、プリンタ200の画像処理プログラム212は、データ処理装置100からインタフェース211を介して、スキップデータまたは符号化データから構成されたプリントデータを受信する。S602において、入力されたプリントデータがスキップデータか否かが判定される。ここで、入力されたプリントデータがスキップデータと判定された場合に、記録部207に対して用紙の給紙要求を発行し記録位置のスキップを実行して、本処理を終了する。記録部207は、用紙の給紙要求が発行されると、指定された量だけ記録位置を移動させる。一方、入力されたプリントデータがスキップデータでなく、可逆又は非可逆に圧縮された符号化データと判定された場合に、S604に進む。S604において、復号化処理が行われる。
次に、S605において、全ての画素ブロックが処理されたかが判定される。ここで、全ての画素ブロックの処理が終了していないと判定された場合に、S604に戻る。一方、全ての画素ブロックの処理が終了したと判定された場合に、S606に進む。S606において、色空間変換、誤差拡散処理等の変換処理が行われて、記録部207に対応した記録形式のデータが生成される。S607において、記録部207に対して記録部207の記録形式に対応した印刷データを供給して、本処理を終了する。記録部207は、印刷データが記録動作するために必要な所定量に達すると記録動作を実行する。
以上説明したように、本実施例によれば、全ての画素が白色(特定色)で表されたバンド領域を印刷対象外とし、スキップデータの付加によりスキップさせるようにする。さらに、その白色で表されたバンド領域からの距離に応じて、圧縮率を変化させて圧縮された符号化データを生成する。その結果、可逆の圧縮領域と非可逆の圧縮領域との境界をスキップさせる空白領域とするので、従来、発生していた境界ムラを防ぐことができる。
[実施例2]
次に、実施例2について説明する。尚、本実施の形態に係るデータ処理装置100及びプリンタ200の構成を示すブロック図は、前述の実施例1と同様であるので、その説明を省略する。また、実施例2における画像処理プログラム212で行われるプリントデータ制御処理を説明するフローチャートも実施例1と同様であるので、図6を引用してその説明を省略する。
図7は、データ処理装置100のプリンタドライバプログラム109で行われるプリントデータ生成処理の手順を示すフローチャートである。本フローチャートは、データ処理装置100のCPU101により実行される。まず、S701において、プリンタドライバプログラム109のプリントデータ生成処理部に対して、画像データが供給される。S702において、画像データを8ラインから構成されるバンド領域のデータに分割する。S703において、分割されたバンド領域のデータの全ての画素値が白(R、G、B)=(255、255、255)か否か判定される。ここで、バンド領域のデータの全ての画素値が白と判定された場合に、S704において、スキップデータが生成されてS712に進む。一方、バンド領域のデータの全ての画素値が白でないと判定された場合に、S705に進む。S705において、8ライン×8画素から構成される画素ブロックに分割される。
次に、S706において、分割された画素ブロックに文字画像が含まれるか否か判定される(第1の判定)。ここで、文字画像が含まれるブロック(第1のブロックとする)と判定された場合に、S707においてPackBits形式等で可逆に圧縮された符号化データが生成されてS711に進む。一方、文字画像が含まれないと判定された場合に、S708に進む。S708において、画素ブロックが、全ての画素値が白であるバンド領域のデータ、または、文字画像を含む画素ブロックに隣接するか否かが判定される(第2の判定)。ここで、全ての画素値が白のバンド領域のデータ、または、文字画像を含む画素ブロックに隣接するブロック(第2のブロックとする)と判定された場合に、S709に進む。S709において、DCT変換、量子化、ハフマン符号化が行われて、後述するS710で用いられる第2の圧縮率よりも小さい第1の圧縮率で、JPEG形式等で非可逆に圧縮された符号化データが生成されてS711に進む。一方、全ての画素値が白のバンド領域のデータ、または、文字画像を含む画素ブロックのどちらにも隣接しないブロック(第3のブロックとする)と判定された場合に、S710に進む。S710において、DCT変換、量子化処理、ハフマン符号化が行われて、S709で用いられる第1の圧縮率よりも大きい第2の圧縮率で、JPEG形式等で非可逆に圧縮された符号化データが生成されてS711に進む。S709とS710で圧縮率を変更しているが、例えば、S709での量子化処理に使用される量子化テーブルの圧縮率を、S710の量子化処理に使用される量子化テーブルの圧縮率よりも大きくすることで実現しても良い。
S711において、分割された画素ブロックを全て処理したかが判定される。ここで、全ての画素ブロックの処理が終了していないと判定された場合に、S706に戻る。一方、全ての画素ブロックの処理が終了したと判定された場合に、S712に進む。S712において、スキップデータまたは符号化データをプリンタ200に転送する。S713において、分割されたバンド領域のデータを全て処理したかが判定される。ここで、全てのバンド領域のデータの処理が終了していないと判定された場合に、S703に戻る。一方、全てのバンド領域のデータの処理が終了したと判定された場合に、本処理を終了する。
図8及び図9は、データ処理装置100のプリンタドライバプログラム109で行われるプリントデータ生成処理を説明する図である。図8の(a)は、プリンタドライバプログラム109のプリントデータ生成処理部に入力される画像データを示す図であり、幅96ピクセル、高さ64ピクセルから構成されるとする。図8の(b)は、図8の(a)の画像データを8ラスタから構成されるバンド領域のデータに分割した状態を示す図である。画像データは高さ64ピクセルから構成されるため、1から8に示す8個のバンド領域のデータに分割される。分割されたバンド領域のデータのうち7のバンド領域のデータは、全ての画素値が白(R、G、B)=(255、255、255)から構成されるため、プリントデータ生成処理において、スキップデータが生成される。
図9は、図8のバンド領域のデータを8ライン×8画素の画素ブロックに分割した状態を示す図である。画像データは幅96ピクセルから構成されるため、1バンドあたりAからLの12個の画素ブロックに分割される。画像データの左上の画素ブロックを(1、A)、右下の画素ブロックを(8、L)で表すと、(2、D)、(3、E)、(4、F)、(5、G)、(6、H)の5個の画素ブロックには文字画像が含まれる。従って、そのブロックに対しては、PackBits形式等で可逆に圧縮された符号化データが生成される。また、7のバンド領域のデータに隣接する画素ブロック及び上述の文字画像が含まれる画素ブロックに隣接する画素ブロックは、他の画素ブロックよりも低い圧縮率でJPEG形式等で非可逆に圧縮された符号化データが生成される。
本実施例においては、文字画像を含む画素ブロックを可逆に圧縮して符号化し、さらに、可逆に圧縮して符号化した画素ブロックからの距離に応じて、圧縮率を切り替えて非可逆に圧縮して符号化データを生成する。その結果、復号化時に、可逆の圧縮領域と非可逆の圧縮領域との境界に発生する境界ムラを低減することができる。尚、上述の実施例2では、可逆に圧縮して符号化する画素ブロックを文字画像を含む画素ブロックと定義したが、例えば画像の境界など非可逆に圧縮すると画質が劣化する領域を含む画素ブロックと定義しても良い。
また、上述の実施例1及び2では、符号化処理と復号化処理が異なる機器上で動作する場合について説明したが、同一の機器上で動作するように構成しても良い。例えばコピー機において、読み取り時に原稿データに対して符号化処理を行って、内部メモリ上に蓄積しておき、記録時に内部メモリ上の符号化されたデータに対して復号化処理を行い、印刷を行うシステムとしても良い。

Claims (5)

  1. 画像データを圧縮するデータ処理装置であって、
    前記画像データを複数のバンド領域に分割する分割手段と、
    バンド領域ごとに、全ての画素が特定色で表される第1のバンド領域であるか否かを判定する第1の判定手段と、
    前記第1のバンド領域と判定されなかった場合に、バンド領域ごとに、前記第1のバンド領域に隣接する第2のバンド領域であるか、または、隣接しない第3のバンド領域であるかを判定する第2の判定手段と、
    前記第2のバンド領域の画像データの圧縮率を前記第3のバンド領域の画像データの圧縮率より小さくして、前記第2および第3のバンド領域の画像データを圧縮する圧縮手段と
    を備えることを特徴とするデータ処理装置。
  2. 前記特定色は、印刷対象外の色であることを特徴とする請求項1に記載のデータ処理装置。
  3. 画像データを圧縮するデータ処理装置であって、
    前記画像データを予め定められた画素数単位のブロックに分割する分割手段と、
    ブロックごとに、文字画像を表す画像データが含まれる第1のブロックであるか否かを判定する第1の判定手段と、
    前記第1のブロックと判定されなかった場合に、ブロックごとに、前記第1のブロックに隣接する第2のブロックであるか、または、隣接しない第3のブロックであるかを判定する第2の判定手段と、
    前記第2のブロックの画像データの圧縮率を前記第3のブロックの画像データの圧縮率より小さくして、前記第2および第3のブロックの画像データを非可逆に圧縮し、前記第1のブロックの画像データを可逆に圧縮する圧縮手段と
    を備えることを特徴とするデータ処理装置。
  4. 画像データを圧縮するデータ処理装置において実行されるデータ処理方法であって、
    前記データ処理装置の分割手段が、前記画像データを複数のバンド領域に分割する分割工程と、
    前記データ処理装置の第1の判定手段が、バンド領域ごとに、全ての画素が特定色で表される第1のバンド領域であるか否かを判定する第1の判定工程と、
    前記データ処理装置の第2の判定手段が、前記第1のバンド領域でないと判定された場合に、バンド領域ごとに、前記第1のバンド領域に隣接する第2のバンド領域であるか、または、隣接しない第3のバンド領域であるかを判定する第2の判定工程と、
    前記データ処理装置の圧縮手段が、前記第2のバンド領域の画像データの圧縮率を前記第3のバンド領域の画像データの圧縮率より小さくして、前記第2および第3のバンド領域の画像データを圧縮する圧縮工程と
    を備えることを特徴とするデータ処理方法。
  5. 画像データに対して圧縮を伴う符号化を行うデータ処理装置において実行されるデータ処理方法であって、
    前記データ処理装置の分割手段が、前記画像データを予め定められた画素数単位のブロックに分割する分割工程と、
    前記データ処理装置の第1の判定手段が、ブロックごとに、文字画像を表す画像データが含まれる第1のブロックであるか否かを判定する第1の判定工程と、
    前記データ処理装置の第2の判定手段が、前記第1のブロックでないと判定された場合に、ブロックごとに、前記第1のブロックに隣接する第2のブロックであるか、または、隣接しない第3のブロックであるかを判定する第2の判定工程と、
    前記データ処理装置の圧縮手段が、前記第2のブロックの画像データの圧縮率を前記第3のブロックの画像データの圧縮率より小さくして、前記第2および第3のブロックの画像データを非可逆に圧縮し、前記第1のブロックの画像データを可逆に圧縮する圧縮工程と
    を備えることを特徴とするデータ処理方法。
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