JPH04139960A - 画像符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、カラー画像中の線画部と自然画像部を分離し
て符号化する画像符号化装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、カラー画像を符号化する方法として、画像をブロ
ックに分割し、直交変換を施した後、その係数を量子化
・符号化するものが知られていた。

ところが、上記従来例では、直交変換後の係数を量子化
するため、高周波成分が失われ、エツジ部でリンギング
（Ｒｉｎｇｉｎｇ）を起こし、原稿の文字部の品位が低
下していた。

また、低ビツトレートで符号化する場合にブロックとブ
ロックの境界においてブロック歪を生じ、文字のアウト
ラインが見苦しくなっていた。

これに対し、最も使用頻度高い黒文字の品位を向上させ
るために、黒文字部とそれ以外の部分を分離して符号化
する技術が本出願人により提案されている。

しかしながら、上記技術では、原稿の特定の１色のみ抽
出する様に構成されていたため、例えば原稿中に複数色
の色文字が存在する場合については改善の余地があった
。

そこで、本発明は、かかる従来技術の欠点を除去し、画
像の品位を良好に保つことができ、しかも符号化効率の
良い画像符号化装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段及び作用］上記目的を解決
するため本発明の画像符号化装置は、入力画像データの
複数色の線画部を抽出する抽出手段と、前記抽出手段に
より抽出された複数色の線画部と該線画部以外の部分に
対して異なる符号化を行う符号化手段とを有することを
特徴とする。

上記構成において、前記抽出手段は入力画像データの複
数色の線画部を抽出し、前記符号化手段は前記抽出手段
により抽出された複数色の線画部と該線画部以外の部分
に対して異なる符号化を行う。

［実施例コ 以下図面を用いて本発明の好適な実施例を説明する。

策」４ど（圧胴 第１図は、本発明の第１の実施例の画像符号化装置の全
体構成を示す図である。

第１図おいて、１は原稿を表す画像信号を入力する画像
入力部であり、ＣＣＤラインセンサーにより原稿を走査
し、画素毎にＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブル
ー）各々８ビツトの色成分信号を出力するイメージセン
サ−により構成される。２はエツジ検出部であり、後述
の方法により原稿画像の高周波成分の部分を検出する。

３は色検出部であり、所定の色成分の画素を検出する。

４は色文字判定部であり、エツジ部かつ所定の色成分の
画素を判定する。５は２値系列変換部であり、複数色を
表す画素データを算術符号化に適した２値系列信号に変
換する。６は算術符号化部であり、２値系列信号を動的
算術符号化により符号化する。７は色文字除去部であり
、色文字と判定された画素のデータをその画素の属する
ブロックの平均値データで置換する。８は直交変換部で
あり、ブロック毎にＤＣＴ　（Ｄｉ　５ｃｒｅｔｅ　　
Ｃｏ５１ｎｅ　　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行い、更にハ
フマン符号化を行う、いわゆるＡＤＣＴ方式の符号化を
行う。９は符号データ送信部であり、算術符号化部６及
び直交変換部８の出力を統合し、送信すべき符号データ
を生成する。

１０は符号データ受信部であり、受信した符号データを
算術符号とハフマン符号に分離する。１１は逆算術符号
化部であり、算術符号を復号化し色文字データを出力す
る。１２は逆直交変換部であり、ハフマン復号化、逆直
交変換を行い、多値画像データを出力する。１３は平滑
化部であり復号化された画像のブロック歪みを除去すべ
く、平滑化を行う。１４は合成部であり色文字と多値画
像データを合成し、再生すべき画像データを出力する。

１５は画像出力部であり、画像データを可視画像形成す
る。

以下各部について説明する。

〈エツジ検出部２〉 エツジ検出部２においては、注目画素Ｘに対して、第２
図に示す様に周辺画素Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄとのあいだで以下
に示す様な演算を行い、ＲＧＢ空間における２点間の距
離を算出し、画像中のエツジを検出する。即ち、いま注
目画素及び周辺画素の画像データをそれぞれ（Ｘｒ、Ｘ
ｇ、Ｘｂ）、（Ａｒ、Ａｇ、Ａｂ）とすると、 Ｓ＝　（（Ｘｒ−Ａｒ）　２＋　（Ｘｇ−Ａｇ）　２（
Ｘｂ−Ａｂ）　２）””　・・・　（１）Ｓ＞ＴＨＩ　
（＝１００）　　・・・・・・　（２）を満たすとき、
ＸとＡとの間にはエツジがあると判定する。

同様にして、Ｂ、Ｃ，Ｄとの間においてもエツジの有無
を判定し、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄのいずれか１つでもエツジと
判定されれば、注目画素Ｘはエツジであると判定する。

この様に、注目画素と周辺画素との３次元の色空間上の
距離を算出することにより、エツジの有無を判定するの
で、例えば、同じ明度で色相や彩原が異なる色エツジも
判定することができる。

従って、本発明において色文字を検出するうえで極めて
有効である。

上記画素ごとのエツジ判定に加え、後述の色文い、その
判定信号も出力する。

なお、周辺画素の取り方は上述の例に限らず、例えば周
辺８画素をとってもよい。

また、例えば、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの画像データの平均値を
算出し、その平均値と画素Ｘとの間で上記演算を行なっ
てもよい。

〈色検出部３〉 色検出部３は、下記の式により所定の複数の限定色カラ
ーの検出を行なう。いま、注目画素Ｘの画像データを（
ｒ、ｇ、ｂ）とすると、ｒ、ｇ　　ｂ＜ｔｈｌ　　かつ ｒ−ｇ　　、　　ｇ−ｂ　　、　　ｂ−ｒ　　＜ｔｈ３
・　・　・　（３） のとき、注目画素ＸをＫ（黒）と判定する。

同様にして、 ｒ＞ｔｈ２　　かつ　ｇ。

ｂ＜ｔｈｌ かつ ｇ−ｂ　　　＜ｔｈ３ のとき、Ｘ＝Ｒ（赤）、 ｇ＞ｔｈ２　　かつ　ｒ ｂ＜ｔｈｌ かつ ｒ−ｂ＜ｔｈ３ のとき、Ｘ＝Ｃ（緑）、 ｂ＞ｔｈ２　　かつ　ｒ ｇ＜ｔｈ　　１ かつ ｒ−ｇ＜ｔｈ３ のとき、Ｘ＝Ｂ　（青）、 ｒ、ｇ＞ｔｈ２　　かつ ｂ＜ｔｈｌ かつ ｒ−ｇ＜ｔｈ３ のとき、Ｘ＝Ｙ　（イエロ ｒ　　ｂ＞ｔｈ２　　かつ ）、 ｇ＜ｔｈｌ かつ ｒ−ｂ＜ｔｈ３ のとき、Ｘ＝Ｍ　（マゼンタ）、 ｇ＋　ｂ＞ｔｈ２　　かつ　ｒ＜ｔｈｌ　　かつｇ−ｂ
＜ｔｈ３ ・　・　・　（９） のとき、Ｘ＝Ｃ（シアン）、 として色検出を行なう。

なお、ここでｔｈｌ、ｔｈ２．ｔｈ３は所定の閾値であ
り、例えば、 ｔｈｌ＝５０．ｔｈ２＝２０５．、ｔｈ３＝３０とする
と、検出結果が良好である。

色検出信号は（Ｒ，Ｇ、Ｂ）の３ビツトで表され、各検
出色とＲ，Ｇ、Ｂの値との対応関係は第３図に示す通り
である。

〈色文字判定部４〉 色文字判定部４は、エツジ検出部２によりエツジに該当
する画素が存在すると判定されたブロック内の画素であ
って、色検出部３により上記式（３）〜（９）のいずれ
かを満たす画素を色文字と判定する。

く２値系列変換部５〉 ２値系列変換部５は、３ビツトの色文字判定信号により
表される８色の色信号を第３図に示す２値系列信号に変
換する。

２値系列変換部５のブロック図を第４図に示す。入力デ
ータ２００〜２０２はＲＯＭ等で構成される変換テーブ
ル９１で、画素ごとに第３図に示した最大７ビツトの信
号２１２に変換され、信号出力器９２に入力される。こ
こで、変換テーブル９１に、出現頻度の多い色に短いビ
ット長を割り当てられるように、複数のＲＯＭが用意し
、コントロール信号３００に応じて複数のＲＯＭを選択
できる様にしてもよい。

信号出力器９２はシフトレジスタの構成をとっており、
７ビツトの入力信号２１２が並列に人力され、ＭＳＢか
ら１ビツトずつシリアルに出力される。これが２値系列
信号Ｄ２０３である。信号出力器９２は２値系列信号が
１になったとき、またはＯを７個出力したとき、１画素
の色信号の出力を終了させ、次の入力データを受は取る
。また、信号出力器９２からは現在出力しているｂｉｔ
が２値系列信号の何ｂｉｔ目かを表す信号Ｂｔ２０４が
出力される。

このように、３ビツトの色文字判定信号を２値系列変換
して、１ビツトのシリアル信号として符号化することに
より、互いに相関性をもった３ビツトの信号を別々に符
号化することなく、色相関性を保存したままで符号化が
できる。しかも、例えば算術符号化のごとく、注目画素
を予測しながら符号化を行なう際に、Ｒ，Ｇ、Ｂの色成
分毎に予測、符号化を行なうことなく、色情報として予
測、符号イｆき、符号化効率を上げることができる。

また、各画素の色を表すＲ，Ｇ、Ｂの各色成分が１つの
データとして表されるので、復号時に１つデータを復号
することで、各画素に対応するＲ、Ｇ、Ｂ信号を一度に
得ることができ、カラー画像の再生を迅速に行なうこと
ができる。

〈算術符号化部６〉 算術符号化部６においては、数色を表す２値系列信号を
可逆符号化である算術符号化により符号化する。算術符
号化の方法及び回路構成は特開平２−６５３７２号公報
に示される通りである。

く色文字除去部７〉 色文字除去部７は、上記色文字判定部４ｉこより色文字
と判定された画素のデータを該画素の属するブロック中
の他の画素のデータに応じた値を用いて置換する。

即ち、第５図（ａ、　）のように色文字の存在する画像
から第５図（ｂ）のように色文字データを除去する。ま
たその際に、色文字を差し引くことによって第５図（ｂ
）のように生じるエツジも除去するため第５図（ｃ）の
ように色文字の周囲の画素であって、色文字画素と同様
の色相を有する画素のデータも合わせて差し引き、ブロ
ック内の他の画素データの平均値で置換する。

このとき、色文字除去処理のブロックと後述の直交変換
のブロックのサイズは同一とする。

色文字除去部７の構成を第６図に示す。

各８ビツトの画素画像データｒ、ｇ、　　ｂは色検出器
７１に人力され、上記式（３）〜（９）に基いて除去す
べき色の画素を検出する。その際、色文字周辺部も検出
される様にするため、閾値を例えば下記の様に定める。

ｔｈｌ＝１．２０　　ｔｈ２＝１３０　　ｔｈ３＝３０
このように、前述の色検出の閾値を変更して色検出部３
よりも広い範囲で色検出を行なうことにより、色文字に
近似する色味の部分を抽出することができ、この部分の
入力画像データも除去することができる。

色検出器７１の検出信号Ｒ’　、Ｇ’　、Ｂ’のうち少
なくとも１つが１の場合に、除去すべき色が存在する画
素と判断し、減算回路７２において該画素のｒ、ｇ、ｂ
の値をＯとする。次に平均値演算回路７３において、８
Ｘ８画素ブロック内のｒ、ｇ、ｂデータの平均値を演算
し、置換部７４において、その平均値を色が除去された
画素の画像データとして置換し、ｒ’　、ｇ’　、ｂ’
　として出力する。

なお、平均値での置換に限らず、もっとも頻度の多い値
に置き換えること、或はメディアンフィルク用いてブロ
ック内の画素の中央値に置き換えることもできる。

また、色文字周囲の画素であって、色文字に近似する信
実の部分のみをより正確に抽出するために、色文字判定
信号Ｒ，Ｇ、ＢのＯＲをとった信号と第６図の２つのＯ
Ｒ回路の出力信号のＡＮＤをとって、減算回路７２及び
置換部７４における処理を行なう様にしてもよい。

〈直交変換部８〉 直交変換部８は、８×８画素ブロック単位で２次元離散
コサイン変換を行ない、得られた変換係数を量子イヒし
た後ハフマン符号化する、いわゆるＡＤＣＴ方式の符号
化を行なう。

第７図に直交変換部８の構成を示す。前処理部８１にお
いて、画素毎にｒ’　、ｇ’　、　ｂ’の８ビツトの信
号が、輝度信号Ｙ及び色度信号Ｃｒ　　Ｃｂに変換され
る。次に、サブサンプリング部８２においてＣｒ、Ｃｂ
倍信号２×２画素ブロック毎に平均値がとられる。これ
は、色度信号の劣化が輝度信号の劣化に比べて人間の視
覚にとらえられに（いという性質を利用したものである
。最後に、直交変換部８３において、Ｙ、Ｃｒ、Ｃｂの
各面について、独立にＡＤＣＴ方式の符号化を行なう。

この符号化は、専用の演算回路を構成し、ｌあるいはコ
ンピュータのソフトウェアにより実行することができる
。

〈符号データ送信部９〉 符号データ送信部９においては、最初に色文字のパター
ン符号が送信され、次に、Ｙ、Ｃｒ、Ｃｂの符号データ
が面順次に送信される。各面の送信に先立って、そのデ
ータがどの成分であるかを示すフラッグが送信される。

このとき、各データの送信順序に応じた時間的なずれを
補償するためのメモリを有する。

以上の様に、色文字パターンを可逆符号化により、符号
化することで色文字の品位を保ちつつ、高能率のデータ
圧縮を行なうことができる。

一方、色文字をオリジナルデータから分離する際にその
周囲の部分も含めて所定の置換を行なうことにより、直
交変換符号化の効率を向上させることができる。

く符号データ受信部１０〉 符号データ受信部１０は、送信部９からの符号データを
受信し、フラッグに基づき算術符号であるかＹ、Ｃｒ、
Ｃｂのいずれかのハフマン符５１あるかを判断し、それ
ぞれのデータを逆算術符号化部１１、逆直交変換符号化
部１２に出力する。

〈逆算術符号化部１１、 逆直交変換符号化部１２〉 逆算術符号化部１１、逆直交変換符号化部１２は、算術
符号化、直交変換符号化と逆の手順で、色文字データ、
および”　＋　ｇ’　＋　ｂ’の多値データを復号化す
る。

復号化されたｒ’　、　　’　、ｂ’の多値データは、
平滑化部１３において、それぞれの面で平滑化される。

色文字データに対して平滑化を行なわず、多値データの
みに平滑化を行なうのは、色文字の解像度の劣化を防止
し、鮮明な色文字を再生するためである。

〈合成部１４〉 合成部１４は、復号化された色文字データとｒ　　、ｇ
“、ｂ°多値データとを合成する。

即ち、色文字データ（Ｒ，Ｇ、Ｂ）に所定の係数ａを乗
算した結果（ＲＸａ、ＧＸａ、ＢＸａ）と多値データ（
ｒ’　、　　’　、ｂ’　）とを合成する。この合成に
際しては、色文字の存在する画素の画像データとして色
文字データを優先させる様にする。これにより、色文字
を（つきつと再現することかできる。

〈画像出力部１５〉 画像出力部１５は、例えばレーザービームプリンタ、Ｌ
ＥＤプリンタ、液晶プリンタ、熱転写ブリンク、ドツト
ブリンク、インクジェットプリンタ等の画像出力装置、
ＣＲＴ等の画像表示装置であり、再生信号に応じて記録
媒体上に可視画像形成を行なう。

特に、インクジェットプリンタには、熱エネルギーを利
用した膜沸騰により液滴を吐出させるタイプのヘッドを
用いたいわゆるバブルジェットブリンクが含まれる。

第」しス遺」１例 本発明は、カラーファクシミリ等の画像通信装置に限ら
ず、画像ファイル等の記憶装置にも適用することができ
る。

第８図は、本発明を記憶装置に用いた場合の例である。

第８図において、１〜１５は第１図と同様なのでその説
明は省略する。２１は、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍなどにより構成される画像ファイルであり、複数の画
像を記憶することができる。記憶時には、前記算術符号
とハフマン符合を別々に記憶させても良く、画像ごとに
まとめて記憶させても良い。また、例えば、文字部のみ
をデイスプレィやハードコピーで利用したい場合には、
算術符号のみを復号化すれば良（、その場合には処理時
間を短縮することができる。

夏ｌ鬼入ＩＬ 本実施例は、第１の実施例の構成に加え、復号化時の画
像合成部１４の後に、更に平滑化部３１を設けたもので
ある。

平滑化のためには、例えば３×３画素ブロックの平滑フ
ィルターを用いることができる。また、フィルター係数
として、注目画素と周辺画素の加重平均をとる様な係数
を用いても良い。

本実施例によれば、色文字と多値画像の合成後にも平滑
化を行なうので、色文字部と多値画像との境界が不自然
になるのを防止することができる。これは特にＣＯＤセ
ンサーにより文字と自然画像の混在した原稿を読み取っ
た場合に有効である。従って、例えば、コンピュータグ
ラフィックスの様に、文字をはっきり分離できる様な画
像の場合には、この平滑化を行なわない様にしても良い
。

以上の様に、本発明の上記実施例によれば、入力画像に
存在する色文字部分を同時にい検出し、これらを同時に
符号化する様にしたので、複数の色文字を迅速に符号化
することができ、しかも、階調画像部とは、別に符号化
することにより、高品位を保ちながら高能率の符号化を
行なうことができる。即ち、階調画像に対しては非可逆
の高能率符号化を行ない、この階調画像の符号化により
高周波成分が失われるという欠点を補うために、エツジ
部、特に色文字部に対してはエントロピー符号化するこ
とによりリンギングを防止し、色文字部を高品位に再現
することができる。

また、色文字部に加え、色文字部とほぼ等しい色相の周
囲の色部分も階調画像から除去し、所定の置換を行なう
ことにより、階調画像の効率が格段に向上する。

なお、上記画像入力部１はＣＣＤラインセンサーに限ら
ず、コンピュータの処理結果を出力するインターフェー
ス、静止画像を記録するスチルビデオカメラ、動画像を
記録するビデオカメラなどであってもよい。

特に、コンピュータのインターフェースとしては、例え
ば、ボストスクリプト、ＰＣＬなどのページ記述言語の
インタープリタが含まれる。

また、入力信号もＲ，Ｇ、Ｂの色成分に限らず例えば、
（Ｙ、Ｉ、Ｑ）、（Ｌ″　ａ。

ｂ”）、（Ｌ”、ｕ”、ｖ”）、（Ｙ、Ｍ、Ｃ）などの
信号であってもよい。

また、色検出のための色成分信号も同様に上述のＲ，Ｇ
、Ｂ信号に限らない。

また、上記色文字の符号化方法は２値系列変換、算術符
号化に限らず、ランレングス符号化、ＭＨ，ＭＲ，ＭＭ
Ｒなど他の可逆符号化であってもよい。

また、多値画像の符号化方法もＡＤＣＴに限らず、ベク
トル量子化や他の直交変換符号化であってもよい。

また検出する色文字の種類や数も上述の例に限らない。

また、仮に上記従来技術の黒文字抽出のための回路を複
数色分設け、複数の色文字を抽出できる様に構成しても
よい。

また、本発明は、符号化装置に限らず、画像処理装置、
特に、色変換処理、線画抽出処理を行なう複写機、カラ
ー画像編集装置等に適用可能である。

［発明の効果］ 以上の様に、本発明によれば、画像の品位な良好に保つ
ことができ、しかも符号化効率の良い画像符号化装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例の符号化装置のブロッ
ク図、 第２図は、エツジ検出を説明する図、 第３図は、２値系列変換を説明する図、第４図は、２値
系列変換部の構成を示すブロック図、 第５図は、色文字除去を説明する図、 第６図は、色文字除去部の構成を示すブロック図、 第７図は、直交変換部の構成を示すブロック図、 第８図は、本発明の第２の実施例の構成を示すブロック
図、 第９図は、本発明の第３の実施例の構成を示すブロック
図である。 ２・・・エツジ判定部 ３・・・色検出部 ・色文字判定部 ・２値系列変換部 ・色文字除去部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力画像データの複数色の線画部を抽出する抽出
   手段と、 前記抽出手段により抽出された複数色の線画部と該線画
   部以外の部分に対して異なる符号化を行う符号化手段と を有することを特徴とする画像符号化装置。
2. （２）前記抽出手段はエッジ判定及び色成分判定により
   前記複数色の線画部を抽出することを特徴とする請求項
   第１項記載の画像符号化装置。
3. （３）前記符号化手段は前記線画部に対して２値系列変
   換した後に符号化を行なうことを特徴とする請求項第１
   項記載の画像符号化装置。