JP4627670B2

JP4627670B2 - 画像形成装置、画像形成方法、その方法を実行させるプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体

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Publication number: JP4627670B2
Application number: JP2005077632A
Authority: JP
Inventors: 浩久稲本; 徳子宮城
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-03-17
Filing date: 2005-03-17
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2025-03-17
Also published as: JP2006262161A

Description

本発明は、画像データを記憶媒体に蓄積する際に画像データの圧縮処理を行う画像処理装置、画像処方法、その方法を実行させるプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関するものである。

近年、ハードディスクを搭載した複写機が数多く登場しつつある。このような複写機においては、複写した画像をハードディスク（ＨＤ）に保存して、原稿無しで印刷出力を行ったり、ハードディスク内に蓄積された画像をパーソナルコンピュータ（ＰＣ）などで閲覧したりすることが可能となっている。

また、ハードディスクへ保存する場合には、ハードディスク容量を節約するため、何らかの圧縮が施されるのが一般的であるが、一般ユーザへの普及率の高さと高い圧縮率からＪＰＥＧ圧縮が多用されている。

このＪＰＥＧデータの作成方法について簡単に説明する。まず、画像を８×８画素のブロックに分割して、直行変換の一種である離散コサイン変換（ＤＣＴ）が施される。このＤＣＴの後のブロック内の値については、一番左上の画素にはＤＣ成分と呼ばれるブロック内画素の平均値が格納される。また、それ以外の値は積算すると「０」になるような様々な周波数や振幅を持った波形成分が格納され、これはＡＣ成分と呼ばれる。なお、ブロック内において左上に行くほど低周波、右下に行くほど高周波の成分が格納される。

次に、ＤＣＴ後の各ブロックに対し、８×８の量子化マスクを用いた量子化を施す。この量子化とは、ある数値を所定の値の何倍に最も近いかという数値に置き換える作業であって、例えば５０という数値を８で量子化すると、５０≒８×６により量子化後の値は６となる。この例では、本来２５５階調であった各画素の値が、前述した例に於いては２５５÷８＝３２階調に減らされるため情報量が削減される。さらに、量子化する数値を大きくすれば、階調情報はより削減されることになる。通常は８×８の量子化マスクにおいて左上に小さい数字、右下に大きい数字が設定され、低周波成分ほど情報量を多くし、高周波成分ほど情報量を少なく保持する。これは人間の目が低周波成分に敏感で高周波成分に対して鈍感であるという人間の視覚特性を考慮した処理である。

また、圧縮率を高めたいときには、量子化マスクの右下の領域に、大きな数字を配して積極的に高周波情報を削減するようにする。そして、その後ハフマン符号化を行うことによりＪＰＥＧ画像が作成される。

前述した通り、ＪＰＥＧは高圧縮であり、一般への普及率が高いことから、様々なＰＣ上のアプリケーションから閲覧が可能であるという点で特に優れている。なお、一般的に普及しているＪＰＥＧの階調数は８ビット、つまり２５６階調である。ＪＰＥＧの標準書によると１６ビットつまり６５５３６階調のＪＰＥＧも規定されているが、８ビットのＪＰＥＧほど一般的ではない。

一方、近年では複写機の高画質化への要求から、より階調数の大きい処理系(例えば、１０ビット程度)が望まれている。しかし、前述した通り一般的なＪＰＥＧは８ビットであるため、ハードディスクへの保存は８ビットで行われることが望ましい。そこで、ＪＰＥＧの汎用性を失わずに、８ビット以上の情報を保持する方法が要望されている。

このような要求にこたえる手法としては、以下の２つの方法が考えられる。一つ目は、上位８ビットデータを下位２ビットのデータと別個に保存する方法であり、テープレコーダやビデオテープに於いて上位ビットと下位ビットのデータへ分割しそれぞれ別のチャンネルに保存するという方法が考案されている（特許文献１参照）。

二つ目は、上位ビットの画像データに下位２ビットの画像データを埋め込む方法であり、特許文献２では、ＤＣＴを施して量子化したデータの高周波領域を下位ビットのデータで置き換えることで、閲覧の際には通常のＪＰＥＧとして扱え、かつ下位ビットのデータを保持するという方法が考案されている。

特開２０００−１４９４５４号公報特開２０００−３１２２９６号公報

しかしながら、上記特許文献１の手法を用いた場合は、文字領域のような階調性が殆ど問題にならないような領域においても下位ビットデータを保存するためにハードディスク容量を必要以上に圧迫するという問題があった。

また、上記特許文献２の手法を用いた場合は、エッジ領域等も同様に高周波領域が削られて、下位ビットデータを埋め込むのでエッジが鈍ってしまう恐れがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、下位ビットのデータを保持しつつ、記録容量を低減し、画像が劣化し難い画像圧縮を行うことができる画像処理装置、画像処方法、その方法を実行させるプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、画像の注目領域の特徴として所定の勾配以上の階調変化が見られたか否かを判定する第一の特徴判定手段と、前記画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割する第一の画像分割手段と、前記上位ビットの画像データを直行変換する直行変換手段と、前記直行変換された画像データを量子化する量子化手段と、前記下位ビットの画像データを圧縮する圧縮手段と、前記量子化された上位ビットの画像データに前記圧縮された下位ビットの画像データを付加して、データが付加されたことを示すフラグを保持させるデータ付加手段と、前記データが付加された画像データを記憶する記憶手段と、前記記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行う伸張手段と、前記伸張された画像に対して所定の画像処理を行う画像処理手段と、を備え、前記第一の特徴判定手段が所定の勾配以上の階調変化が見られたと判定すると、前記データ付加手段は、前記所定の勾配以上の階調変化が見られる領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加せずに、前記データが付加されていないことを示すフラグを保持させることを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明は、画像の注目領域の属性が文字領域か否かを判定する第一の属性判定手段と、前記画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割する第一の画像分割手段と、前記上位ビットの画像データを直行変換する直行変換手段と、前記直行変換された画像データを量子化する量子化手段と、前記下位ビットの画像データを圧縮する圧縮手段と、前記量子化された上位ビットの画像データに前記圧縮された下位ビットの画像データを付加して、データが付加されたことを示すフラグを保持させるデータ付加手段と、前記データが付加された画像データを記憶する記憶手段と、前記記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行う伸張手段と、前記伸張された画像に対して所定の画像処理を行う画像処理手段と、を備え、前記第一の属性判定手段が前記注目領域の属性を文字領域と判定すると、前記データ付加手段は、前記文字領域を含む領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加せずに、前記データが付加されていないことを示すフラグを保持させることを特徴とする。

また、請求項３にかかる発明は、画像の注目領域の特徴として所定の勾配以上の階調変化が見られたか否かを判定する第一の特徴判定手段と、前記画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割する第一の画像分割手段と、前記上位ビットの画像データを直行変換する直行変換手段と、前記直行変換された画像データを量子化する量子化手段と、前記下位ビットの画像データを圧縮する圧縮手段と、前記量子化された上位ビットの画像データに前記圧縮された下位ビットの画像データを付加するデータ付加手段と、前記データが付加された画像データを記憶する記憶手段と、前記記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行う伸張手段と、前記伸張された画像に対して所定の画像処理を行う画像処理手段と、前記伸張された画像に対して所定の勾配以上の階調変化が見られたか否かを判定する第二の特徴判定手段と、前記第二の特徴判定手段の判定結果に応じて前記付加された画像データを分割する第二の画像分割手段と、を備え、前記第一の特徴判定手段が所定の勾配以上の階調変化が見られたと判定すると、前記データ付加手段は、前記所定の勾配以上の階調変化が見られる領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加しないようにし、前記第一の特徴判定手段が所定の勾配以上の階調変化は見られないが、前記第二の特徴判定手段が所定の勾配以上の階調変化が見られたと判定すると、前記第二の画像分割手段は、前記付加された画像データを分割することを特徴とする。

また、請求項４にかかる発明は、画像の注目領域の属性が文字領域か否かを判定する第一の属性判定手段と、前記画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割する第一の画像分割手段と、前記上位ビットの画像データを直行変換する直行変換手段と、前記直行変換された画像データを量子化する量子化手段と、前記下位ビットの画像データを圧縮する圧縮手段と、前記量子化された上位ビットの画像データに前記圧縮された下位ビットの画像データを付加するデータ付加手段と、前記データが付加された画像データを記憶する記憶手段と、前記記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行う伸張手段と、前記伸張された画像に対して所定の画像処理を行う画像処理手段と、前記伸張された画像が文字領域か否かを判定する第二の属性判定手段と、前記第二の属性判定手段の判定結果に応じて前記付加された画像データを分割する第二の画像分割手段と、を備え、前記第一の属性判定手段が前記注目領域の属性を文字領域と判定すると、前記データ付加手段は、前記文字領域を含む領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加しないようにし、前記第一の属性判定手段が文字領域と判定しなかったが、前記第二の特徴判定手段が文字領域と判定すると、前記第二の画像分割手段は、前記付加された画像データを分割することを特徴とする。

また、請求項５にかかる発明は、請求項１または３に記載の画像処理装置において、前記圧縮手段は、前記下位ビットの画像データの平均値を算出する平均値算出手段、前記下位ビットの画像データの勾配値を算出する勾配量算出手段、および、前記下位ビットの画像データの勾配方向を算出する勾配方向算出手段のうち少なくとも一つを備えていることを特徴とする。

また、請求項６にかかる発明は、画像処理装置で実行される画像処理方法であって、前記画像処理装置は、第一の特徴判定手段と、第一の画像分割手段と、直行変換手段と、量子化手段と、圧縮手段と、データ付加手段と、記憶手段と、伸張手段と、画像処理手段とを備え、前記第一の特徴判定手段が、画像の注目領域の特徴として所定の勾配以上の階調変化が見られたか否かを判定する第一の特徴判定ステップと、前記第一の画像分割手段が、前記画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割する第一の画像分割ステップと、前記直行変換手段が、前記上位ビットの画像データを直行変換する直行変換ステップと、前記量子化手段が、前記直行変換された画像データを量子化する量子化ステップと、前記圧縮手段が、前記下位ビットの画像データを圧縮する圧縮ステップと、前記データ付加手段が、前記量子化された上位ビットの画像データに前記圧縮された下位ビットの画像データを付加して、データが付加されたことを示すフラグを保持させるデータ付加ステップと、前記記憶手段が、前記データが付加された画像データを記憶する記憶ステップと、前記伸張手段が、前記記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行う伸張ステップと、前記画像処理手段が、前記伸張された画像に対して所定の画像処理を行う画像処理ステップと、を含み、前記第一の特徴判定ステップで所定の勾配以上の階調変化が見られたと判定されると、前記データ付加ステップでは、前記所定の勾配以上の階調変化が見られる領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加せずに、前記データが付加されていないことを示すフラグを保持させることを特徴とする。

また、請求項７にかかる発明は、画像処理装置で実行される画像処理方法であって、前記画像処理装置は、第一の属性判定手段と、第一の画像分割手段と、直行変換手段と、量子化手段と、圧縮手段と、データ付加手段と、記憶手段と、伸張手段と、画像処理手段とを備え、前記第一の属性判定手段が、画像の注目領域の属性が文字領域か否かを判定する第一の属性判定ステップと、前記第一の画像分割手段が、前記画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割する第一の画像分割ステップと、前記直行変換手段が、前記上位ビットの画像データを直行変換する直行変換ステップと、前記量子化手段が、前記直行変換された画像データを量子化する量子化ステップと、前記圧縮手段が、前記下位ビットの画像データを圧縮する圧縮ステップと、前記データ付加手段が、前記量子化された上位ビットの画像データに前記圧縮された下位ビットの画像データを付加して、データが付加されたことを示すフラグを保持させるデータ付加ステップと、前記記憶手段が、前記データが付加された画像データを記憶する記憶ステップと、前記伸張手段が、前記記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行う伸張ステップと、前記画像処理手段が、前記伸張された画像に対して所定の画像処理を行う画像処理ステップと、を含み、前記第一の属性判定ステップで前記注目領域の属性が文字領域と判定されると、前記データ付加ステップでは、前記文字領域を含む領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加せずに、前記データが付加されていないことを示すフラグを保持させることを特徴とする。

また、請求項８にかかる発明は、画像処理装置で実行される画像処理方法であって、前記画像処理装置は、第一の特徴判定手段と、第一の画像分割手段と、直行変換手段と、量子化手段と、圧縮手段と、データ付加手段と、記憶手段と、伸張手段と、画像処理手段と、第二の特徴判定手段と、第二の画像分割手段とを備え、前記第一の特徴判定手段が、画像の注目領域の特徴として所定の勾配以上の階調変化が見られたか否かを判定する第一の特徴判定ステップと、前記第一の画像分割手段が、前記画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割する第一の画像分割ステップと、前記直行変換手段が、前記上位ビットの画像データを直行変換する直行変換ステップと、前記量子化手段が、前記直行変換された画像データを量子化する量子化ステップと、前記圧縮手段が、前記下位ビットの画像データを圧縮する圧縮ステップと、前記データ付加手段が、前記量子化された上位ビットの画像データに前記圧縮された下位ビットの画像データを付加するデータ付加ステップと、前記記憶手段が、前記データが付加された画像データを記憶する記憶ステップと、前記伸張手段が、前記記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行う伸張ステップと、前記画像処理手段が、前記伸張された画像に対して所定の画像処理を行う画像処理ステップと、前記第二の特徴判定手段が、前記伸張された画像に対して所定の勾配以上の階調変化が見られたか否かを判定する第二の特徴判定ステップと、前記第二の画像分割手段が、前記第二の特徴判定ステップの判定結果に応じて前記付加された画像データを分割する第二の画像分割ステップと、を含み、前記第一の特徴判定ステップで所定の勾配以上の階調変化が見られたと判定されると、前記データ付加ステップでは、前記所定の勾配以上の階調変化が見られる領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加しないようにし、前記第一の特徴判定ステップで所定の勾配以上の階調変化は見られないが、前記第二の特徴判定ステップで所定の勾配以上の階調変化が見られたと判定されると、前記第二の画像分割ステップでは、前記付加された画像データを分割することを特徴とする。

また、請求項９にかかる発明は、画像処理装置で実行される画像処理方法であって、前記画像処理装置は、第一の属性判定手段と、第一の画像分割手段と、直行変換手段と、量子化手段と、圧縮手段と、データ付加手段と、記憶手段と、伸張手段と、画像処理手段と、第二の属性判定手段と、第二の画像分割手段とを備え、前記第一の属性判定手段が、画像の注目領域の属性が文字領域か否かを判定する第一の属性判定ステップと、前記第一の画像分割手段が、前記画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割する第一の画像分割ステップと、前記直行変換手段が、前記上位ビットの画像データを直行変換する直行変換ステップと、前記量子化手段が、前記直行変換された画像データを量子化する量子化ステップと、前記圧縮手段が、前記下位ビットの画像データを圧縮する圧縮ステップと、前記データ付加手段が、前記量子化された上位ビットの画像データに前記圧縮された下位ビットの画像データを付加するデータ付加ステップと、前記記憶手段が、前記データが付加された画像データを記憶する記憶ステップと、前記伸張手段が、前記記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行う伸張ステップと、前記画像処理手段が、前記伸張された画像に対して所定の画像処理を行う画像処理ステップと、前記第二の属性判定手段が、前記伸張された画像が文字領域か否かを判定する第二の属性判定ステップと、前記第二の画像分割手段が、前記第二の属性判定ステップの判定結果に応じて前記付加された画像データを分割する第二の画像分割ステップと、を含み、前記第一の属性判定ステップで前記注目領域の属性が文字領域と判定されると、前記データ付加ステップでは、前記文字領域を含む領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加しないようにし、前記第一の属性判定ステップで文字領域と判定されなかったが、前記第二の特徴判定ステップで文字領域と判定されると、前記第二の画像分割ステップでは、前記付加された画像データを分割することを特徴とする。

また、請求項１０にかかる発明は、請求項６または８に記載の画像処理方法において、前記圧縮ステップは、前記下位ビットの画像データの平均値を算出する平均値算出ステップ、前記下位ビットの画像データの勾配値を算出する勾配量算出ステップ、および、前記下位ビットの画像データの勾配方向を算出する勾配方向算出ステップのうち少なくとも一つを含んでいることを特徴とする。

また、請求項１１にかかる発明は、前記請求項６〜１０のいずれか一つに記載の画像処理方法を実行させるプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。

請求項１にかかる画像処理装置は、第一の特徴判定手段により画像の注目領域の特徴として所定の勾配以上の階調変化が見られたか否かを判定すると、第一の画像分割手段により画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割し、直行変換手段により上位ビットの画像データを直行変換し、量子化手段により直行変換された画像データを量子化し、圧縮手段により下位ビットの画像データを圧縮し、データ付加手段により量子化された上位ビットの画像データに圧縮された下位ビットの画像データを付加すると共に、データが付加されたことを示すフラグを保持させ、記憶手段によりデータが付加された画像データを記憶し、伸張手段により記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行い、画像処理手段により伸張された画像に対して所定の画像処理を行う。そして、第一の特徴判定手段が所定の勾配以上の階調変化が見られたと判定すると、データ付加手段は、所定の勾配以上の階調変化が見られる領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加せずに、データが付加されていないことを示すフラグを保持させるようにする。このように、下位ビットのデータを上位ビットのデータ列に埋め込むことで、上位ビットデータと下位ビットデータとを一つのファイルとして扱うことが可能となり、ファイルのハンドリングが容易になるという効果を奏する。また、上位ビットが比較的下位ビットデータの影響を受けないエッジ領域において、下位ビットデータを破棄することで情報量の削減が見込まれ、圧縮率の向上が見込まれるという効果を奏する。さらに、下位ビットデータの付加が行われたか否かのフラグ情報を持つことで、伸張時にデータの付加を判断する必要がなくなり、回路規模の縮小が見込まれるという効果を奏する。

請求項２にかかる画像処理装置は、第一の属性判定手段により画像の注目領域の属性が文字領域か否かを判定し、第一の画像分割手段により画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割し、直行変換手段により上位ビットの画像データを直行変換し、量子化手段により直行変換された画像データを量子化し、圧縮手段により下位ビットの画像データを圧縮し、データ付加手段により量子化された上位ビットの画像データに圧縮された下位ビットの画像データを付加して、データが付加されたことを示すフラグを保持させ、記憶手段によりデータが付加された画像データを記憶し、伸張手段により記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行い、画像処理手段により伸張された画像に対して所定の画像処理を行う。そして、第一の属性判定手段が注目領域の属性を文字領域と判定すると、データ付加手段は、文字領域を含む領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加せずに、データが付加されていないことを示すフラグを保持させるようにする。このように、下位ビットのデータを上位ビットのデータ列に埋め込むことで、上位ビットデータと下位ビットデータとを一つのファイルとして扱うことが可能となり、ファイルのハンドリングが容易になるという効果を奏する。また、上位ビットが比較的下位ビットデータの影響を受けない文字領域で下位ビットデータを破棄することで情報量の削減が見込まれ、圧縮率の向上が見込まれるという効果を奏する。さらに、下位ビットデータの付加が行われたか否かのフラグ情報を持つことで、伸張時にデータの付加を判断する必要がなくなり、回路規模の縮小が見込まれるという効果を奏する。

請求項３にかかる画像処理装置は、第一の特徴判定手段により画像の注目領域の特徴として所定の勾配以上の階調変化が見られたか否かを判定し、第一の画像分割手段により画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割し、直行変換手段により上位ビットの画像データを直行変換し、量子化手段により直行変換された画像データを量子化し、圧縮手段により下位ビットの画像データを圧縮し、データ付加手段により量子化された上位ビットの画像データに圧縮された下位ビットの画像データを付加し、記憶手段によりデータが付加された画像データを記憶し、伸張手段により記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行い、画像処理手段により伸張された画像に対して所定の画像処理を行い、第二の特徴判定手段により伸張された画像に対して所定の勾配以上の階調変化が見られたか否かを判定し、第二の画像分割手段により第二の特徴判定手段の判定結果に応じて前記付加された画像データを分割する。そして、第一の特徴判定手段が所定の勾配以上の階調変化が見られたと判定すると、データ付加手段は、所定の勾配以上の階調変化が見られる領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加しないようにし、第一の特徴判定手段が所定の勾配以上の階調変化は見られないが、第二の特徴判定手段が所定の勾配以上の階調変化が見られたと判定すると、第二の画像分割手段は、付加された画像データを分割するようにする。このように、下位ビットのデータを上位ビットのデータ列に埋め込むことで、上位ビットデータと下位ビットデータとを一つのファイルとして扱うことが可能となり、ファイルのハンドリングが容易になるという効果を奏する。また、上位ビットが比較的下位ビットデータの影響を受けないエッジ領域で下位ビットデータを破棄することで、情報量の削減が見込まれ、圧縮率の向上が見込まれるという効果を奏する。さらに、データの付加が行われたか否かのフラグ情報を持たなくて済むことから、画像ファイルに埋め込む情報量が縮小し、外部機器などで閲覧する際にデータ埋め込みによる画像劣化を防ぐことができるという効果を奏する。また、データの付加が行われたか否かのフラグ情報を持たなくて済むことから、画像ファイルに埋め込む情報量が縮小し、外部機器などで閲覧する際にデータ埋め込みによる画像劣化が防げるという効果を奏する。

請求項４にかかる画像処理装置は、第一の属性判定手段により画像の注目領域の属性が文字領域か否かを判定すると、第一の画像分割手段により画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割し、直行変換手段により上位ビットの画像データを直行変換し、量子化手段により直行変換された画像データを量子化し、圧縮手段により下位ビットの画像データを圧縮し、データ付加手段により量子化された上位ビットの画像データに前記圧縮された下位ビットの画像データを付加し、記憶手段によりデータが付加された画像データを記憶し、伸張手段により記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行い、画像処理手段により伸張された画像に対して所定の画像処理を行い、第二の属性判定手段により伸張された画像が文字領域か否かを判定し、第二の画像分割手段により第二の属性判定手段の判定結果に応じて前記付加された画像データを分割する。そして、第一の属性判定手段が注目領域の属性を文字領域と判定すると、データ付加手段は、文字領域を含む領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加しないようにし、第一の属性判定手段が文字領域と判定しなかったが、第二の特徴判定手段が文字領域と判定すると、第二の画像分割手段は、付加された画像データを分割するようにする。このように、下位ビットのデータを上位ビットのデータ列に埋め込むことで、上位ビットデータと下位ビットデータとを一つのファイルとして扱うことが可能となり、ファイルのハンドリングが容易になるという効果を奏する。また、上位ビットが比較的下位ビットデータの影響を受けない文字領域で下位ビットデータを破棄することで情報量の削減が見込まれ、圧縮率の向上が見込まれるという効果を奏する。さらに、データの付加が行われたか否かのフラグ情報を持たなくて済むことから、画像ファイルに埋め込む情報量が縮小し、外部機器などで閲覧する際にデータ埋め込みによる画像劣化が防げるという効果を奏する。また、データの付加が行われたか否かのフラグ情報を持たなくて済むことから、画像ファイルに埋め込む情報量が縮小し、外部機器などで閲覧する際にデータ埋め込みによる画像劣化が防げるという効果を奏する。

請求項５にかかる画像処理装置は、圧縮手段において、下位ビットの画像データの平均値を算出する平均値算出手段、下位ビットの画像データの勾配値を算出する勾配量算出手段、および、下位ビットの画像データの勾配方向を算出する勾配方向算出手段のうち少なくとも一つを備えている。このため、上位ビットに付加する下位ビットデータをこのように圧縮することにより、上位ビットの画像ファイルに埋め込む情報量が縮小し、外部機器で閲覧する際にデータ埋め込みによる画像の劣化が防げるという効果を奏する。

請求項６にかかる画像処理方法は、画像の注目領域の特徴として所定の勾配以上の階調変化が見られたか否かを判定する第一の特徴判定ステップと、画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割する第一の画像分割ステップと、上位ビットの画像データを直行変換する直行変換ステップと、直行変換された画像データを量子化する量子化ステップと、下位ビットの画像データを圧縮する圧縮ステップと、量子化された上位ビットの画像データに圧縮された下位ビットの画像データを付加して、データが付加されたことを示すフラグを保持させるデータ付加ステップと、データが付加された画像データを記憶する記憶ステップと、記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行う伸張ステップと、伸張された画像に対して所定の画像処理を行う画像処理ステップとを含み、第一の特徴判定ステップで所定の勾配以上の階調変化が見られたと判定されると、データ付加ステップでは、所定の勾配以上の階調変化が見られる領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加せずに、データが付加されていないことを示すフラグを保持させるようにする。このように、下位ビットのデータを上位ビットのデータ列に埋め込むことで、上位ビットデータと下位ビットデータとを一つのファイルとして扱うことが可能となり、ファイルのハンドリングが容易になるという効果を奏する。また、上位ビットが比較的下位ビットデータの影響を受けないエッジ領域において、下位ビットデータを破棄することで情報量の削減が見込まれ、圧縮率の向上が見込まれるという効果を奏する。さらに、下位ビットデータの付加が行われたか否かのフラグ情報を持つことで、伸張時にデータの付加を判断する必要がなくなり、回路規模の縮小が見込まれるという効果を奏する。

請求項７にかかる画像処理方法は、画像の注目領域の属性が文字領域か否かを判定する第一の属性判定ステップと、画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割する第一の画像分割ステップと、上位ビットの画像データを直行変換する直行変換ステップと、直行変換された画像データを量子化する量子化ステップと、下位ビットの画像データを圧縮する圧縮ステップと、量子化された上位ビットの画像データに前記圧縮された下位ビットの画像データを付加して、データが付加されたことを示すフラグを保持させるデータ付加ステップと、データが付加された画像データを記憶する記憶ステップと、記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行う伸張ステップと、伸張された画像に対して所定の画像処理を行う画像処理ステップとを含み、第一の属性判定ステップで注目領域の属性が文字領域と判定されると、データ付加ステップでは、文字領域を含む領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加せずに、データが付加されていないことを示すフラグを保持させるようにする。このように、下位ビットのデータを上位ビットのデータ列に埋め込むことで、上位ビットデータと下位ビットデータとを一つのファイルとして扱うことが可能となり、ファイルのハンドリングが容易になるという効果を奏する。また、上位ビットが比較的下位ビットデータの影響を受けない文字領域で下位ビットデータを破棄することで情報量の削減が見込まれ、圧縮率の向上が見込まれるという効果を奏する。さらに、下位ビットデータの付加が行われたか否かのフラグ情報を持つことで、伸張時にデータの付加を判断する必要がなくなり、回路規模の縮小が見込まれるという効果を奏する。

請求項８にかかる画像処理方法は、画像の注目領域の特徴として所定の勾配以上の階調変化が見られたか否かを判定する第一の特徴判定ステップと、画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割する第一の画像分割ステップと、上位ビットの画像データを直行変換する直行変換ステップと、直行変換された画像データを量子化する量子化ステップと、下位ビットの画像データを圧縮する圧縮ステップと、量子化された上位ビットの画像データに圧縮された下位ビットの画像データを付加するデータ付加ステップと、データが付加された画像データを記憶する記憶ステップと、記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行う伸張ステップと、伸張された画像に対して所定の画像処理を行う画像処理ステップと、伸張された画像に対して所定の勾配以上の階調変化が見られたか否かを判定する第二の特徴判定ステップと、第二の特徴判定ステップの判定結果に応じて付加された画像データを分割する第二の画像分割ステップとを含み、第一の特徴判定ステップで所定の勾配以上の階調変化が見られたと判定されると、データ付加ステップでは、所定の勾配以上の階調変化が見られる領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加しないようにし、第一の特徴判定ステップで所定の勾配以上の階調変化は見られないが、第二の特徴判定ステップで所定の勾配以上の階調変化が見られたと判定されると、第二の画像分割ステップでは、付加された画像データを分割するようにする。このように、下位ビットのデータを上位ビットのデータ列に埋め込むことで、上位ビットデータと下位ビットデータとを一つのファイルとして扱うことが可能となり、ファイルのハンドリングが容易になるという効果を奏する。また、上位ビットが比較的下位ビットデータの影響を受けないエッジ領域で下位ビットデータを破棄することで、情報量の削減が見込まれ、圧縮率の向上が見込まれるという効果を奏する。さらに、データの付加が行われたか否かのフラグ情報を持たなくて済むことから、画像ファイルに埋め込む情報量が縮小し、外部機器などで閲覧する際にデータ埋め込みによる画像劣化を防ぐことができるという効果を奏する。また、データの付加が行われたか否かのフラグ情報を持たなくて済むことから、画像ファイルに埋め込む情報量が縮小し、外部機器などで閲覧する際にデータ埋め込みによる画像劣化が防げるという効果を奏する。

請求項９にかかる画像処理方法は、画像の注目領域の属性が文字領域か否かを判定する第一の属性判定ステップと、画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割する第一の画像分割ステップと、上位ビットの画像データを直行変換する直行変換ステップと、直行変換された画像データを量子化する量子化ステップと、下位ビットの画像データを圧縮する圧縮ステップと、量子化された上位ビットの画像データに圧縮された下位ビットの画像データを付加するデータ付加ステップと、データが付加された画像データを記憶する記憶ステップと、記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行う伸張ステップと、伸張された画像に対して所定の画像処理を行う画像処理ステップと、伸張された画像が文字領域か否かを判定する第二の属性判定ステップと、第二の属性判定ステップの判定結果に応じて前記付加された画像データを分割する第二の画像分割ステップとを含み、第一の属性判定ステップで注目領域の属性が文字領域と判定されると、データ付加ステップでは、文字領域を含む領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加しないようにし、第一の属性判定ステップで文字領域と判定されなかったが、第二の特徴判定ステップで文字領域と判定されると、第二の画像分割ステップでは、付加された画像データを分割するようにする。このように、下位ビットのデータを上位ビットのデータ列に埋め込むことで、上位ビットデータと下位ビットデータとを一つのファイルとして扱うことが可能となり、ファイルのハンドリングが容易になるという効果を奏する。また、上位ビットが比較的下位ビットデータの影響を受けない文字領域で下位ビットデータを破棄することで情報量の削減が見込まれ、圧縮率の向上が見込まれるという効果を奏する。さらに、データの付加が行われたか否かのフラグ情報を持たなくて済むことから、画像ファイルに埋め込む情報量が縮小し、外部機器などで閲覧する際にデータ埋め込みによる画像劣化が防げるという効果を奏する。また、データの付加が行われたか否かのフラグ情報を持たなくて済むことから、画像ファイルに埋め込む情報量が縮小し、外部機器などで閲覧する際にデータ埋め込みによる画像劣化が防げるという効果を奏する。

請求項１０にかかる画像処理方法は、圧縮ステップにおいて、下位ビットの画像データの平均値を算出する平均値算出ステップ、下位ビットの画像データの勾配値を算出する勾配量算出ステップ、および、下位ビットの画像データの勾配方向を算出する勾配方向算出ステップのうち少なくとも一つを含んでいる。このため、上位ビットに付加する下位ビットデータをこのように圧縮することにより、上位ビットの画像ファイルに埋め込む情報量が縮小し、外部機器で閲覧する際にデータ埋め込みによる画像の劣化が防げるという効果を奏する。

請求項１１にかかるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、前記請求項６〜１０のいずれか一つに記載の画像処理方法を実行させるプログラムを格納して利用できるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかる画像処理装置、画像処理方法、その方法を実行させるプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置の構成を説明するブロック図であり、図２−１は、入力された画像データの波形図であり、図２−２は、図２−１の波形を上位ビットと下位ビットに分割したときの上位ビットの波形図であり、図２−３は、下位ビットの波形図であり、図３−１は、入力された画像データの波形図であり、図３−２は、図３−１の波形を上位ビットと下位ビットに分割したときの上位ビットの波形図であり、図３−３は、下位ビットの波形図であり、図４は、図１の画像処理部の構成例を示す詳細ブロック図である。

図１に示す画像処理装置１０は、特徴判定手段としてのエッジ判定部１１、画像分割手段としての画像分割部１２、第一の画像圧縮手段としての第一の画像圧縮部１３、第二の画像圧縮手段としての第二の画像圧縮部１４、記憶手段としての記憶部１５、および画像処理手段としての画像処理部１６などで構成されている。

エッジ判定部１１は、入力画像データのエッジ判定を行うもので、例えばある注目領域に対して隣接する８つの画素夫々との差の絶対値に対し、所定の閾値判定を行うことでエッジ判定を行うことができる。

画像分割部１２は、入力される１０ビットの画像データの下位２ビットを抽出した後、２ビットのビットシフトを行うことで上位８ビットおよび下位２ビットに分割する。

第一の画像圧縮部１３は、画像分割部１２で分割された上位８ビットをＪＰＥＧ圧縮する。

第二の画像圧縮部１４は、画像分割部１２のもう一方の出力である下位２ビットデータを上記エッジ判定部１１の判定結果に応じてＪＰＥＧ圧縮するか否かを決める。例えば、８×８画素のＤＣＴブロックごとにエッジ判定部１１の出力が真である画素があるか否かを判定し、その判定結果が真である画素が存在する場合には、当該ＤＣＴブロックの画素値を全て「０」として出力する。エッジ判定結果が真である画素が存在しない場合は、入力下位２ビットデータをそのまま出力する。なお、第二の画像圧縮部１４の圧縮率は、第一の画像圧縮部１３よりも低い圧縮率を用いるものとする。

記憶部１５は、第一の画像圧縮部１３でＪＰＥＧ圧縮された上位ビットデータを保持すると共に、第二の画像圧縮部１４の出力を保持する。

画像処理部１６は、図４に示すように、第一の伸張部１７と、第二の伸張部１８と、両者の出力の和をとる加算器１９などで構成され、記憶部１５に保持された下位ビットデータを第一の伸張部１７に入力し、記憶部１５に保持された上位ビットデータを第二の伸張部１８に入力して伸張した後、上位ビットに関しては２ビットビットシフトを行って、加算器１９で両者の和をとり、出力するものである。

第１の実施の形態における動作は、図１に示すように、画像処理装置１０に入力される１０ビットの画像データがエッジ判定部１１でエッジ判定すると共に、画像分割部１２によって下位２ビットを抽出後、２ビットのビットシフトを行うことで上位８ビットおよび下位２ビットに分割される。分割された上位８ビットは、第一の画像圧縮部１３によってＪＰＥＧ圧縮され、その圧縮された上位ビットデータは記憶部１５に保持される。保持された上位ビットデータは外部機器で閲覧の際に利用される。

また、画像分割部１２のもう一方の出力である下位２ビットデータは、エッジ判定部１１の結果に応じて第二の画像圧縮部１４によりＪＰＥＧ圧縮される。８×８画素のＤＣＴブロックごとにエッジ判定部１１の出力が真である画素があるか否かを判定し、その判定結果が真である画素が存在する場合には、当該ＤＣＴブロックの画素値を全て「０」として出力する。エッジ判定結果が真である画素が存在しない場合は、入力下位２ビットデータをそのまま出力する。この第二の画像圧縮部１４の出力も記憶部１５に保持される。

そして、図４に示すように、画像処理部１６は、記憶部１５に保持された下位ビットデータと上位ビットデータをそれぞれ第一の伸張部１７と第二の伸張部１８に入力して伸張した後、上位ビットに関しては２ビットビットシフトを行って、加算器１９にて両者の和をとった後、出力される。

なお、上記したエッジ判定部１１の判定結果に応じて下位２ビットデータを破棄する理由は、一般的に画像にとって階調性が最も大事な領域とは階調が滑らかに変化する領域であると云えるからである。このように、滑らかな階調を表現する場合、階調数が足りないと実際には無い場所に輪郭線が現れる、いわゆる擬似輪郭が発生する恐れがある。一方、文字等に代表されるエッジ量の高い領域においては、急激に画素値が変化しているため、その変化量が少々変化してもその不具合が目に付き難いことから、比較的下位ビットの恩恵を受けやすい領域についてだけ下位ビットを保持しておくことで、高階調数にするメリットを最大限残しつつ、記憶部１５の容量を節約するためである。

また、第二の画像圧縮部１４の圧縮率を第一の画像圧縮部１３よりも低いものとする理由は、下位２ビットデータは高周波成分、低周波成分のどちらが重要かが一概に云えないためである。これについて一次元での例を挙げて説明する。例えば、図２−１にみられるような波形を上位ビットと下位ビットに分けると、それぞれ図２−２（上位ビット）と図２−３（下位ビット）のように分けられる。この例における下位ビットは、頻繁に数値が変化しており、その波形は高周波であるといえる。一方、図３−１に見られるような波形を上位ビットと下位ビットに分けると、それぞれ図３−２（上位ビット）と図３−３（下位ビット）のように分けられる。この例における下位ビットはなだらかな変化をしており、その波形は低周波であるといえる。しかし、上記図２および図３の波形ともなだらかな変化を示す画像データであるため、これらを忠実に再現するには、下位ビットについては高周波、低周波のどちらも保持しておくことが望ましいと思われるからである。

このように、第１の実施の形態によれば、圧縮処理する画像データを上位ビットと下位ビットに分け、画像の注目領域における特徴を判定することにより、それぞれの画像データに応じた圧縮処理や画像処理を施すことが可能なことから、画像の劣化を防止しつつ、画像のデータ量をできるだけ低減した圧縮処理を行うことができる。

（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る画像処理装置の構成を説明するブロック図であり、図６は、図５の文字判定部の構成例を示す詳細ブロック図である。

図５に示す画像処理装置２０は、属性判定手段としての文字判定部２１、画像分割手段としての画像分割部２２、第一の画像圧縮手段としての第一の画像圧縮部２３、第二の画像圧縮手段としての第二の画像圧縮部２４、記憶手段としての記憶部２５、および画像処理手段としての画像処理部２６などで構成されている。

第２の実施の形態は、その構成の殆んどが上記第１の実施の形態と同じであるが、どの領域の下位ビットデータを破棄するかという点と、画像圧縮部において第１の実施の形態と異なっている。そこで、同じ構成部に関する構成説明は省略し、異なる点に重点をおいて以下説明する。

どの領域の下位ビットデータを破棄するかについては、画像データの注目領域における属性を判定する文字判定部２１により決定される。図６に示す文字判定部２１は、濃度判定部２７、パタンマッチ部２８、膨張部２９、収縮部３０、エッジ判定部３１、およびＡＮＤ回路３２などで構成されている。

図６に示すように、文字判定部２７に画像データが入力されると、濃度判定部２７により所定の濃度よりも低い濃度を持つか否かの判定が行われる。そして、続くパタンマッチ部２８では、パタンマッチが行われるが、ここでは注目画素の両側５画素が全て低濃度であった場合に真を出力するようにする。その後段の膨張部２９と収縮部３０とを経てＡＮＤ回路３２へと導かれる。

一方、エッジ判定部３１では、上記第１の実施の形態における図１のエッジ判定部１１と同様の動作が行われるので、構成説明は省略する。そして、このエッジ判定部３１の出力もＡＮＤ回路３２へ導かれる。このため、ＡＮＤ回路３２では、エッジがあり低濃度領域であると判定された領域のみを文字領域と判定し、この結果が真である場合にのみ下位ビットデータを破棄するようにする。

このように、白地上の文字等の領域のみで下位ビットデータを破棄するのは、以下の理由による。すなわち、前記に該当しないエッジ領域としては、例えば人物写真画像中の頭髪等がある。本第２の実施の形態では、ＪＰＥＧ圧縮を前提とし、８×８画素で処理を行って行くため、単純にエッジ領域で下位ビットを破棄してしまうと人物写真の髪の毛の周辺などで画像の不連続を発生させる恐れがあるため、いわゆる文字領域のみで下位ビットデータを破棄することが望ましいからである。

次に、画像圧縮方法については、上位ビットを圧縮する第一の画像圧縮部２３では、ＪＰＥＧを用いた圧縮とし、下位ビットを圧縮する第二の画像圧縮部２４では、ランレングス法を用いた圧縮とする。一般的にどの圧縮方法であっても、圧縮する画像の性質に対して得手不得手がある。例えば、ＪＰＥＧ圧縮は、自然画のような高周波を多く含むような画像に対し、高い圧縮率を示し、汎用性も高いが、例えばアニメのセル画にみられる、エッジと数種類の色のみで構成されるような特異的な画像に対してはさほど高い圧縮性能は示さない。また、ＪＰＥＧ圧縮は非可逆圧縮であり、完全に情報を復元することは不可能であるため、一様な領域の多い画像を圧縮すると画質の劣化も目立ちやすいという特徴がある。

一方、ランレングス法、つまり同じ数値がいくつ続いたかを保持するような圧縮方法を用いた場合は、自然画のような画像では情報の圧縮が殆ど期待できないが、アニメのような画像では高い圧縮率を期待することができる。また、ランレングス法は可逆圧縮であるため、情報を完全に復元することができるという特徴がある。

そこで、第２の実施の形態の手法を顧みると、下位ビットデータでは適応処理により、同じ値つまり０である領域が頻出する可能性が高い。また、第１の実施の形態で述べたように高周波と低周波のどちらの情報も保持しておくことが望ましい。このため、本第２の実施の形態では、上位ビットは比較的多目的に用いることができるＪＰＥＧで圧縮し、下位ビットは非圧縮のランレングス法で圧縮するという手法を採用している。

このように、第２の実施の形態によれば、属性判定手段である文字判定部２１を持っているため、適応的に情報の取捨選択を行うことができ、上位ビットと下位ビットにそれぞれ適した圧縮方法を用いて圧縮することにより、画像の劣化を最小限に抑制しながら、効率の良い圧縮処理を行うことが可能となる。

（第３の実施の形態）
図７は、本発明の第３の実施の形態に係る画像処理装置の構成を説明するブロック図であり、図８は、図７の圧縮部の構成例を示す詳細ブロック図であり、図９は、図８のブロック平均算出部において平均濃度を算出する領域１〜４を示す図であり、図１０は、図８のエッジ方向判定部における判定結果と出力内容との対応関係を示す図であり、図１１は、図７のデータ付加部の構成例を示す詳細ブロック図であり、図１２は、図１１の切捨て部において量子化が施された上位ビットデータの８×８画素のマスクにおける右下の３つの画素の濃度値を０にした状態図であり、図１３は、図７の画像処理部の構成例を示す詳細ブロック図であり、図１４は、図７のデータ付加手段によりデータの付加された画素から読み取った種々の値からＤＣＴブロックに対応する画素を２つの領域に分けて格納する値を説明する対応パターン図である。

図７に示す画像処理装置４０は、エッジ判定部４１、画像分割部４２、直行変換部４３、量子化部４４、圧縮部４５、データ付加部４６、符号化部４７、記憶部４８、および画像処理部４９などで構成されている。

まず、図７を用いて第３の実施の形態を説明する。図７に示す画像処理装置４０は、１０ビットの画像データが入力されると、エッジ判定部４１によりエッジ判定が行われる。このエッジ判定部４１は、上記第１の実施の形態で示した図１中のエッジ判定部１１と同様の動作を行うものであるため、構成説明は省略する。

一方、入力された画像データは、画像分割部４２にも送られ、上位８ビットと下位２ビットに分割される。まず、上位８ビットデータは、直行変換部４３と量子化部４４を経ることで、ＪＰＥＧ圧縮の項で前述したようなＤＣＴ変換や量子化が施された後、データ付加部４６へデータが送られる。

また、下位２ビットデータは、圧縮部４５によって情報量の圧縮が施される。図８を用いて圧縮部４５をさらに説明する。この圧縮部４５は、ブロック平均算出部５０、エッジ方向判定部５１、エッジ量算出部５２、および平均値算出部５３などで構成され、ＪＰＥＧ圧縮される際の８×８画素の単位で情報が処理される。

まず、ブロック平均算出部５０では、図９に示す領域１〜４の平均濃度が夫々算出される。そして、エッジ方向判定部５１では、領域１と領域４の平均濃度差の絶対値、領域２と領域３の平均濃度差の絶対値、領域１と領域３、領域２と領域４の夫々の平均濃度差の絶対値の平均、および領域１と領域２、領域３と領域４の夫々の平均濃度差の絶対値の平均を算出し、それらを比較して最大となるものに応じて出力を変化させる。このエッジ方向判定部５１において、どの場合にどのような信号が出力されるかについては、図１０の一覧に対応関係が示してある。

続くエッジ量算出部５２においては、エッジ方向判定部５１からの出力値を参照しながら、エッジ量の算出が行われる。より具体的には、エッジ方向に存在する領域の差を算出するものである。例えば、エッジ方向判定部５１の出力が「０」であった場合、エッジ量算出部５２は、領域１から領域４の平均濃度を引いたものを以って出力とする。さらに、平均値算出部５３は、領域１〜４の平均を以って出力とする。

次に、図１１を用いてデータ付加部４６を説明する。データ付加部４６は、切捨て部５４、付加部５５、およびセレクタ５６などで構成されている。この切捨て部５４では、ＤＣＴを施し、量子化された上位ビットデータの８×８画素のマスクにおける図１２の右下３つの画素（黒ベタ）の濃度値を強制的に「０」にする。

さらに、付加部５５においては、圧縮部４５によって得られた、エッジ方向、エッジ量、平均濃度値を強制的に「０」にした画素へ付加する。そして、セレクタ５６では、エッジ判定結果が真であるならば、下位ビットが付加されたデータを出力する。一方、エッジ判定結果が偽であるならば、下位ビットが付加されていないデータを出力する。

このように、データ付加部４６の出力は、符号化部４７によって前述したハフマン符号化処理が施され、記憶部４８で一度記憶される。ここで記憶された画像は、外部機器で閲覧する際に、通常のＪＰＥＧと同様に閲覧することが可能である。

また、記憶部４８に記憶された画像データは、ユーザからの要求に応じて読み出され、画像処理部４９に送られる。図１３は、画像処理部４９の詳細ブロックが示されたもので、第一の伸張部５７、エッジ判定部５８、第二の伸張部５９、および加算器６０などで構成されている。この画像処理部４９に入力される入力画像は、第一の伸張部５７により伸張された後、エッジ判定部５８によってエッジ判定が行われる。このエッジ判定部５８は、上記第１の実施の形態で説明した図１のエッジ判定部１１と同様の動きをするものであるため、説明を省略する。

次に、第二の伸張部５９によりエッジ判定結果を参照しながら、８ビットのＪＰＥＧを上位８ビットと下位２ビットに分割しながら出力する。この時、エッジ判定結果が真であるならば下位ビットデータの出力は「０」、また、エッジ判定結果が偽であるならば、データ付加部４６によってデータが付加された画素から下位ビットのエッジ量、エッジ方向、平均値を読み取る。そして、読み取った値に応じて上位８ビットのＤＣＴブロックに対応する８×８画素を二つの領域に分け、夫々の領域に同じ値を格納して下位ビットの出力とする。ビットシフトし１０ビットとなった上位ビットに前記処理を施して作成された下位ビットデータを付加し出力する。図１４は、夫々の領域に格納される値、格納パターン、エッジ方向との対応関係を示したものである。

このように、第３の実施の形態によれば、下位ビットのデータを上位ビットのデータ列に埋め込むことで、上位ビットおよび下位ビットデータを一つのファイルとして扱うことができるようになり、ファイルのハンドリングが容易になる。

なお、本第３の実施の形態では、図７のエッジ判定部４１と図１３のエッジ判定部５８によりデータの付加を行うか否かを制御するようにしたが、このエッジ判定部４１、５８の夫々を上記第２実施の形態で示した文字判定部に置き換えることにより、写真領域では、下位２ビットを保持するといった制御も可能になる。

（第４の実施の形態）
第４の実施の形態は、上記第３の実施の形態の図７に示す画像処理装置４０と殆ど同じ構成であるが、その中のデータ付加部４６と画像処理部４９の内部構成が異なっている。図１５は、第４の実施の形態に係るデータ付加部の構成例を示す詳細ブロック図であり、図１６は、第４の実施の形態に係る画像処理部の構成例を示す詳細ブロック図である。

まず、図１５に示すデータ付加部４６は、第一の切捨て部６１、第一の付加部６２、第二の切捨て部６３、第二の付加部６４、およびセレクタ６５などで構成されている。この第一の切捨て部６１では、ＤＣＴを施し、量子化された上位ビットデータの８×８画素のマスクにおける右下の４つの画素（図１２の黒および灰色）の濃度値を切捨て、強制的に「０」にする。

次に、第一の付加部６２においては、図７の圧縮部４５によって得られた、エッジ方向、エッジ量、平均濃度値、およびエッジ判定結果を強制的に「０」にした前記画素へ付加する。なお、エッジ判定結果は、一番右下の画素に格納するものとする。

一方、第二の切捨て部６３においては、ＤＣＴを施し、量子化された上位ビットデータの８×８画素のマスクにおける一番右下の画素の濃度値を切捨て、強制的に「０」にする。また、第二の付加部６４においては、エッジ判定結果を８×８画素のマスクにおける一番右下の画素へ格納する。さらに、セレクタ６５では、エッジ判定結果が真であるならば、下位ビットを付加されたデータを、また、エッジ判定結果が偽であるならば、下位ビットを付加されていないデータを出力するようにする。

次に、図１６に示す画像処理部４９は、伸張部６６と加算器６７などで構成されており、入力画像の８×８画素のマスクにおいて一番右下の画素値を参照し、その値が真であるならそのまま伸張部６６で伸張処理を行い、上位ビットのみを出力する。また、その値が偽であるならば、右下の４画素（図１２の黒および灰色画素）から上記第３の実施の形態と同様に作成した下位ビットデータ、および右下４画素以外を用いて伸張した上位ビットを出力する。上位ビットを２ビット分ビットシフトし、加算器６７で下位ビットとの和をとることで出力とする。

このように、第４の実施の形態によれば、エッジ判定結果をさらにＪＰＥＧ画像に付加することにより、画像復元手段に於いてもう一度エッジ判定を行う必要が無くなり、コストダウンにつながる。

なお、本第４の実施の形態では、エッジ判定結果に基づいて下位ビットデータの付加を制御するようにしたが、これに限定されず、当然ながら文字判定結果に基づいて同様の処理を行うようにしても良い。

（第５の実施の形態）
図１７は、本発明の第５の実施の形態に係る画像処理装置の構成を説明するブロック図である。図１７に示す画像処理装置７０は、画像分割部７１、圧縮部７２、記憶部７３、伸張部７４、一時記憶部７５、および画像処理部７６などで構成されている。

画像処理装置７０に入力される１０ビットの画像データは、画像分割部７１によって上位８ビットおよび下位２ビットに分割される。上位８ビットデータは、圧縮部７２によってＪＰＥＧ圧縮された後、記憶部７３に記憶される。記憶部７３に記憶された画像データは、ユーザの要求に応じて記憶部７３から読み出され、伸張部７４で伸張されて、画像処理部７６へ送られる。

一方、下位２ビットデータは、一時記憶部７５によって一時的に記憶され、上位ビットデータとタイミングを合わせて読み出される。画像処理部７６では、上位ビットを２ビットビットシフトし、不図示の加算器によって下位ビットとの和がとられ出力される。なお、この一時記憶部７５は、次の画像データが入力されたときには上書きされるものとする。

このように、第５の実施の形態によれば、少なくともファーストコピーに対して１０ビットの画質を保持しつつ、永年保存に用いられる第一の記憶手段としての記憶部７３に占める画像データの容量を削減することができる。

（第６の実施の形態）
図１８は、本発明の第６の実施の形態に係る画像処理装置の構成を説明するブロック図である。図１８に示す画像処理装置８０は、エッジ判定部８１、画像分割部８２、第一の画像圧縮部８３、第二の画像圧縮部８４、一時記憶部８５、第一スイッチ８６、記憶部８７、第二スイッチ８８、および画像処理部８９などで構成されている。この第６の実施の形態は、上記した第１もしくは第２の実施の形態と第５の実施の形態を組み合わせたものである。

画像処理装置８０に入力される１０ビットの画像データは、エッジ判定部８１によりエッジ判定が行われる。なお、このエッジ判定部８１は、上述した第１の実施の形態における図１のエッジ判定部１１と同様の働きをするものであるため、ここでは説明を省略する。

一方、入力された画像データは、画像分割部８２により上位８ビットと下位２ビットに分割される。上位８ビットの画像データは、第一の画像圧縮部８３でＪＰＥＧ圧縮され、記憶部８７で保持される。また、下位２ビットの画像データは、エッジ判定部８１からのエッジ判定結果に応じて第二の画像圧縮部８４により圧縮される。この第二の画像圧縮部８４における圧縮方法は、上記第１の実施の形態における第二の画像圧縮部１４、もしくは第２の実施の形態における第二の画像圧縮部２４と同様に動作するものであるため、ここでは説明を省略する。

このようにして圧縮された下位ビットデータは、一時記憶部８５によって保持されると共に、第一スイッチ８６へも導かれる。この第一スイッチ８６は、下位ビットデータを記憶部８７に保持するか否かをユーザが選択できるようにするための手段である。また、ユーザの要求によって、画像データを記憶部８７から読み出す際には、第一スイッチ８６と連動する第二スイッチ８８によって、一時記憶部８５もしくは記憶部８７より下位ビットデータが読み出され、画像処理部８９へ送られる。

また、第一スイッチ８６もしくは第二スイッチ８８をユーザの意思によってではなく、装置構成によって自動的に切り替わるようにしても良い。例えば、装置に具備される記憶部の容量に応じて自動的に切り替わるようにすることが考えられる。

このように、第６の実施の形態によれば、ユーザの意思、あるいは装置構成により、下位ビットを永年記憶するか、ファーストコピー以外では下位ビットデータを破棄するかを選択可能にしたため、個々のユーザの事情に応じて画像データを記録し、使用することができる。

以上のように、本発明にかかる画像処理装置、画像処理方法、その方法を実行させるプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、複写機などの読み取り画像データをハードディスクなどに蓄積して利用する際に、できるだけ画像の劣化を防止しつつ、記憶容量の低減化が図れる圧縮処理が可能な画像処理装置、画像処方法、その方法を実行させるプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に適している。

本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置の構成を説明するブロック図である。入力された画像データの波形図である。図２−１の波形を上位ビットと下位ビットに分割したときの上位ビットの波形図である。下位ビットの波形図である。入力された画像データの波形図である。図３−１の波形を上位ビットと下位ビットに分割したときの上位ビットの波形図である。下位ビットの波形図である。図１の画像処理部の構成例を示す詳細ブロック図である。本発明の第２の実施の形態に係る画像処理装置の構成を説明するブロック図である。図５の文字判定部の構成例を示す詳細ブロック図である。本発明の第３の実施の形態に係る画像処理装置の構成を説明するブロック図である。図７の圧縮部の構成例を示す詳細ブロック図である。図８のブロック平均算出部において平均濃度を算出する領域１〜４を示す図である。図８のエッジ方向判定部における判定結果と出力内容との対応関係を示す図である。図７のデータ付加部の構成例を示す詳細ブロック図である。図１１の切捨て部において量子化が施された上位ビットデータの８×８画素のマスクにおける右下の３つの画素の濃度値を０にした状態図である。図７の画像処理部の構成例を示す詳細ブロック図である。図７のデータ付加手段によりデータの付加された画素から読み取った種々の値からＤＣＴブロックに対応する画素を２つの領域に分けて格納する値を説明する対応パターン図である。第４の実施の形態に係るデータ付加部の構成例を示す詳細ブロック図である。第４の実施の形態に係る画像処理部の構成例を示す詳細ブロック図である。本発明の第５の実施の形態に係る画像処理装置の構成を説明するブロック図である。本発明の第６の実施の形態に係る画像処理装置の構成を説明するブロック図である。

符号の説明

１０画像処理装置
１１エッジ判定部
１２画像分割部
１３第一の画像圧縮部
１４第二の画像圧縮部
１５記憶部
１６画像処理部
１７第一の伸張部
１８第二の伸張部
１９加算器
２０画像処理装置
２１文字判定部
２２画像分割部
２３第一の画像圧縮部
２４第二の画像圧縮部
２５記憶部
２６画像処理部
２７濃度判定部
２８パタンマッチ部
２９膨張部
３０収縮部
３１エッジ判定部
３２ＡＮＤ回路
４１エッジ判定部
４２画像分割部
４３直行変換部
４４量子化部
４５圧縮部
４６データ付加部
４７符号化部
４８記憶部
４９画像処理部
５０ブロック平均算出部
５１エッジ方向判定部
５２エッジ量算出部
５３平均値算出部
５４切捨て部
５５付加部
５６セレクタ
５７第一の伸張部
５８エッジ判定部
５９第二の伸張部
６０加算器
６１第一の切捨て部
６２第一の付加部
６３第二の切捨て部
６４第二の付加部
６５セレクタ
６６伸張部
６７加算器
７０画像処理装置
７１画像分割部
７２圧縮部
７３記憶部
７４伸張部
７５一時記憶部
７６画像処理部
８０画像処理装置
８１エッジ判定部
８２画像分割部
８３第一の画像圧縮部
８４第二の画像圧縮部
８５一時記憶部
８６第一スイッチ
８７記憶部
８８第二スイッチ
８９画像処理部

Claims

画像の注目領域の特徴として所定の勾配以上の階調変化が見られたか否かを判定する第一の特徴判定手段と、
前記画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割する第一の画像分割手段と、
前記上位ビットの画像データを直行変換する直行変換手段と、
前記直行変換された画像データを量子化する量子化手段と、
前記下位ビットの画像データを圧縮する圧縮手段と、
前記量子化された上位ビットの画像データに前記圧縮された下位ビットの画像データを付加して、データが付加されたことを示すフラグを保持させるデータ付加手段と、
前記データが付加された画像データを記憶する記憶手段と、
前記記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行う伸張手段と、
前記伸張された画像に対して所定の画像処理を行う画像処理手段と、
を備え、
前記第一の特徴判定手段が所定の勾配以上の階調変化が見られたと判定すると、前記データ付加手段は、前記所定の勾配以上の階調変化が見られる領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加せずに、前記データが付加されていないことを示すフラグを保持させることを特徴とする画像処理装置。
画像の注目領域の属性が文字領域か否かを判定する第一の属性判定手段と、
前記画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割する第一の画像分割手段と、
前記上位ビットの画像データを直行変換する直行変換手段と、
前記直行変換された画像データを量子化する量子化手段と、
前記下位ビットの画像データを圧縮する圧縮手段と、
前記量子化された上位ビットの画像データに前記圧縮された下位ビットの画像データを付加して、データが付加されたことを示すフラグを保持させるデータ付加手段と、
前記データが付加された画像データを記憶する記憶手段と、
前記記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行う伸張手段と、
前記伸張された画像に対して所定の画像処理を行う画像処理手段と、
を備え、
前記第一の属性判定手段が前記注目領域の属性を文字領域と判定すると、前記データ付加手段は、前記文字領域を含む領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加せずに、前記データが付加されていないことを示すフラグを保持させることを特徴とする画像処理装置。
画像の注目領域の特徴として所定の勾配以上の階調変化が見られたか否かを判定する第一の特徴判定手段と、
前記画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割する第一の画像分割手段と、
前記上位ビットの画像データを直行変換する直行変換手段と、
前記直行変換された画像データを量子化する量子化手段と、
前記下位ビットの画像データを圧縮する圧縮手段と、
前記量子化された上位ビットの画像データに前記圧縮された下位ビットの画像データを付加するデータ付加手段と、
前記データが付加された画像データを記憶する記憶手段と、
前記記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行う伸張手段と、
前記伸張された画像に対して所定の画像処理を行う画像処理手段と、
前記伸張された画像に対して所定の勾配以上の階調変化が見られたか否かを判定する第二の特徴判定手段と、
前記第二の特徴判定手段の判定結果に応じて前記付加された画像データを分割する第二の画像分割手段と、
を備え、
前記第一の特徴判定手段が所定の勾配以上の階調変化が見られたと判定すると、前記データ付加手段は、前記所定の勾配以上の階調変化が見られる領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加しないようにし、前記第一の特徴判定手段が所定の勾配以上の階調変化は見られないが、前記第二の特徴判定手段が所定の勾配以上の階調変化が見られたと判定すると、前記第二の画像分割手段は、前記付加された画像データを分割することを特徴とする画像処理装置。
画像の注目領域の属性が文字領域か否かを判定する第一の属性判定手段と、
前記画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割する第一の画像分割手段と、
前記上位ビットの画像データを直行変換する直行変換手段と、
前記直行変換された画像データを量子化する量子化手段と、
前記下位ビットの画像データを圧縮する圧縮手段と、
前記量子化された上位ビットの画像データに前記圧縮された下位ビットの画像データを付加するデータ付加手段と、
前記データが付加された画像データを記憶する記憶手段と、
前記記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行う伸張手段と、
前記伸張された画像に対して所定の画像処理を行う画像処理手段と、
前記伸張された画像が文字領域か否かを判定する第二の属性判定手段と、
前記第二の属性判定手段の判定結果に応じて前記付加された画像データを分割する第二の画像分割手段と、
を備え、
前記第一の属性判定手段が前記注目領域の属性を文字領域と判定すると、前記データ付加手段は、前記文字領域を含む領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加しないようにし、前記第一の属性判定手段が文字領域と判定しなかったが、前記第二の特徴判定手段が文字領域と判定すると、前記第二の画像分割手段は、前記付加された画像データを分割することを特徴とする画像処理装置。
前記圧縮手段は、前記下位ビットの画像データの平均値を算出する平均値算出手段、前記下位ビットの画像データの勾配値を算出する勾配量算出手段、および、前記下位ビットの画像データの勾配方向を算出する勾配方向算出手段のうち少なくとも一つを備えていることを特徴とする請求項１または３に記載の画像処理装置。
画像処理装置で実行される画像処理方法であって、
前記画像処理装置は、第一の特徴判定手段と、第一の画像分割手段と、直行変換手段と、量子化手段と、圧縮手段と、データ付加手段と、記憶手段と、伸張手段と、画像処理手段とを備え、
前記第一の特徴判定手段が、画像の注目領域の特徴として所定の勾配以上の階調変化が見られたか否かを判定する第一の特徴判定ステップと、
前記第一の画像分割手段が、前記画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割する第一の画像分割ステップと、
前記直行変換手段が、前記上位ビットの画像データを直行変換する直行変換ステップと、
前記量子化手段が、前記直行変換された画像データを量子化する量子化ステップと、
前記圧縮手段が、前記下位ビットの画像データを圧縮する圧縮ステップと、
前記データ付加手段が、前記量子化された上位ビットの画像データに前記圧縮された下位ビットの画像データを付加して、データが付加されたことを示すフラグを保持させるデータ付加ステップと、
前記記憶手段が、前記データが付加された画像データを記憶する記憶ステップと、
前記伸張手段が、前記記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行う伸張ステップと、
前記画像処理手段が、前記伸張された画像に対して所定の画像処理を行う画像処理ステップと、
を含み、
前記第一の特徴判定ステップで所定の勾配以上の階調変化が見られたと判定されると、前記データ付加ステップでは、前記所定の勾配以上の階調変化が見られる領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加せずに、前記データが付加されていないことを示すフラグを保持させることを特徴とする画像処理方法。
画像処理装置で実行される画像処理方法であって、
前記画像処理装置は、第一の属性判定手段と、第一の画像分割手段と、直行変換手段と、量子化手段と、圧縮手段と、データ付加手段と、記憶手段と、伸張手段と、画像処理手段とを備え、
前記第一の属性判定手段が、画像の注目領域の属性が文字領域か否かを判定する第一の属性判定ステップと、
前記第一の画像分割手段が、前記画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割する第一の画像分割ステップと、
前記直行変換手段が、前記上位ビットの画像データを直行変換する直行変換ステップと、
前記量子化手段が、前記直行変換された画像データを量子化する量子化ステップと、
前記圧縮手段が、前記下位ビットの画像データを圧縮する圧縮ステップと、
前記データ付加手段が、前記量子化された上位ビットの画像データに前記圧縮された下位ビットの画像データを付加して、データが付加されたことを示すフラグを保持させるデータ付加ステップと、
前記記憶手段が、前記データが付加された画像データを記憶する記憶ステップと、
前記伸張手段が、前記記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行う伸張ステップと、
前記画像処理手段が、前記伸張された画像に対して所定の画像処理を行う画像処理ステップと、
を含み、
前記第一の属性判定ステップで前記注目領域の属性が文字領域と判定されると、前記データ付加ステップでは、前記文字領域を含む領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加せずに、前記データが付加されていないことを示すフラグを保持させることを特徴とする画像処理方法。
画像処理装置で実行される画像処理方法であって、
前記画像処理装置は、第一の特徴判定手段と、第一の画像分割手段と、直行変換手段と、量子化手段と、圧縮手段と、データ付加手段と、記憶手段と、伸張手段と、画像処理手段と、第二の特徴判定手段と、第二の画像分割手段とを備え、
前記第一の特徴判定手段が、画像の注目領域の特徴として所定の勾配以上の階調変化が見られたか否かを判定する第一の特徴判定ステップと、
前記第一の画像分割手段が、前記画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割する第一の画像分割ステップと、
前記直行変換手段が、前記上位ビットの画像データを直行変換する直行変換ステップと、
前記量子化手段が、前記直行変換された画像データを量子化する量子化ステップと、
前記圧縮手段が、前記下位ビットの画像データを圧縮する圧縮ステップと、
前記データ付加手段が、前記量子化された上位ビットの画像データに前記圧縮された下位ビットの画像データを付加するデータ付加ステップと、
前記記憶手段が、前記データが付加された画像データを記憶する記憶ステップと、
前記伸張手段が、前記記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行う伸張ステップと、
前記画像処理手段が、前記伸張された画像に対して所定の画像処理を行う画像処理ステップと、
前記第二の特徴判定手段が、前記伸張された画像に対して所定の勾配以上の階調変化が見られたか否かを判定する第二の特徴判定ステップと、
前記第二の画像分割手段が、前記第二の特徴判定ステップの判定結果に応じて前記付加された画像データを分割する第二の画像分割ステップと、
を含み、
前記第一の特徴判定ステップで所定の勾配以上の階調変化が見られたと判定されると、前記データ付加ステップでは、前記所定の勾配以上の階調変化が見られる領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加しないようにし、前記第一の特徴判定ステップで所定の勾配以上の階調変化は見られないが、前記第二の特徴判定ステップで所定の勾配以上の階調変化が見られたと判定されると、前記第二の画像分割ステップでは、前記付加された画像データを分割することを特徴とする画像処理装置。
画像処理装置で実行される画像処理方法であって、
前記画像処理装置は、第一の属性判定手段と、第一の画像分割手段と、直行変換手段と、量子化手段と、圧縮手段と、データ付加手段と、記憶手段と、伸張手段と、画像処理手段と、第二の属性判定手段と、第二の画像分割手段とを備え、
前記第一の属性判定手段が、画像の注目領域の属性が文字領域か否かを判定する第一の属性判定ステップと、
前記第一の画像分割手段が、前記画像の画像データを上位ビットと下位ビットの２つの画像データに分割する第一の画像分割ステップと、
前記直行変換手段が、前記上位ビットの画像データを直行変換する直行変換ステップと、
前記量子化手段が、前記直行変換された画像データを量子化する量子化ステップと、
前記圧縮手段が、前記下位ビットの画像データを圧縮する圧縮ステップと、
前記データ付加手段が、前記量子化された上位ビットの画像データに前記圧縮された下位ビットの画像データを付加するデータ付加ステップと、
前記記憶手段が、前記データが付加された画像データを記憶する記憶ステップと、
前記伸張手段が、前記記憶された画像データを読み出して画像の伸張を行う伸張ステップと、
前記画像処理手段が、前記伸張された画像に対して所定の画像処理を行う画像処理ステップと、
前記第二の属性判定手段が、前記伸張された画像が文字領域か否かを判定する第二の属性判定ステップと、
前記第二の画像分割手段が、前記第二の属性判定ステップの判定結果に応じて前記付加された画像データを分割する第二の画像分割ステップと、
を含み、
前記第一の属性判定ステップで前記注目領域の属性が文字領域と判定されると、前記データ付加ステップでは、前記文字領域を含む領域における画像データに対して圧縮された下位ビットの画像データを付加しないようにし、前記第一の属性判定ステップで文字領域と判定されなかったが、前記第二の特徴判定ステップで文字領域と判定されると、前記第二の画像分割ステップでは、前記付加された画像データを分割することを特徴とする画像処理装置。
前記圧縮ステップは、前記下位ビットの画像データの平均値を算出する平均値算出ステップ、前記下位ビットの画像データの勾配値を算出する勾配量算出ステップ、および、前記下位ビットの画像データの勾配方向を算出する勾配方向算出ステップのうち少なくとも一つを含んでいることを特徴とする請求項６または８に記載の画像処理方法。
前記請求項６〜１０のいずれか一つに記載の画像処理方法を実行させるプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。