JPS6214268A - 中間調画像デ−タ圧縮装置 - 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、多階調画像データの圧縮方式に関し、特にそ
の圧縮後のデータにおいて本来の画像情報がそこなわれ
ない可逆的圧縮装置を提供するものである。

従来の技術 昨今、ＬＳＩの進歩に伴い大容量の半導体メモリが、安
価に入手できるようになると共に、データ量の多い画像
情報を取扱うシステム機器が開発されるようになってき
た。画像情報の代表例としてファクシミリで使用されて
いるのは、白黒２値の文書イメージを走査線に分解し、
各走査線中の白もしくは黒の連続する長さくラン長と言
う）に符号を割り当ててＭＨ方式が知られている（ＣＣ
ＩＴＴで勧告されている一次元データ圧縮方式）。

この符号の割り当てに際しては、符号長を可変長とし、
かつ発生確率の高いものに短い符号を割り当て全体とし
て圧縮効果が得られるものである。

この方法を２次元（平面）に拡張したものに同じ（ＣＣ
ＩＴＴで勧告されている方式（ＭＲ方式）もある。この
方式は１ライン目（走査開始ライン）はＭＨ方式で送り
、２ライン目以降は、符号化前のラインデータと、対象
ラインの白黒の変化点に注目し、前ラインの変化点の位
置と、対象ラインの変化点との相対位置情報を符号化す
る方法である。この方式は通常の白黒２値の画像データ
を、３べ−７ 文字や絵を対象とする限り、前ラインと対象ラインとの
間ではライン毎には大きく変化する確率が少ないという
性質を利用している。絵や文字の種類にもよるが概略的
には、ＭＨ方式では％〜届ぐらいでＭＲ方式になると、
大よそその倍になると見られている。すなわち、限られ
た記憶容量の記憶媒体に、上記の方式を適用して記憶す
る場合、圧縮しない時にくらべて、１０〜８倍多く記憶
することができ、ＭＲ方式にするとその倍の量を多く記
憶することができる。１だ、伝送速度が限られている場
合の伝送においては、その伝送所要時間が圧縮率に応じ
て短くすることができ、その分、回線使用料も安くする
ことができ、また、あまった時間他の通信に利用するこ
ともできる。以上の様な圧縮方式を利用してファクシミ
リや、種々の大容量の記憶媒体に文書や画像を記憶する
ことのできるファイルシステムが各種発表されている。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、上記に述べた２値の圧縮方式をそのまま利用
して、多階調画像データの圧縮に利用しようとするもの
である。すなわち中間調を含む写真等の画像のディジタ
ルデータをファクシミリやファイルシステムに応用し、
かつその記憶容１もしくは伝送時間を効率よく行うこと
に利用できる圧縮方式を提供するものである。

問題点を解決するだめの手段 本発明の目的は、ｎビットで表現されたディジタル画像
データの圧縮効率を向上させることにあり具体的には、
ライン方向の隣接画素値とのレベル差を正負の符号とと
もに符号化し、ｎビットのディジタル表現した画像デー
タを各ビット毎のプレーンとし各プレーンの情報を白黒
２値画像とみなして各プレーンに対して２値の圧縮方式
を適用するものである。

作　　用 画像データの隣接画素間のレベル差をビットプレーンに
展開して、プレーン毎に圧縮処理するのでより高い圧縮
効果を得られる。

実施例 まず、はじめにピットプレーンに分けて画像情６ベーノ 報をメモリする構成について説明する。ＭＳＢブレーン
は、画像に対応した形で表現されているので、白もしく
は黒が、概略的にまとまった形で存在しており、その圧
縮効果を期待することはできる。しかしながら、上記の
ＭＨもしくはＭＲ方式は、２値の文書もしくは線画など
の統計的性質を調べ、発生確率に応じて、符号長及びそ
の符号を定めているため、発生確率が低いものは符号長
も長い、従って、たまたま、発生確率の低いものばかり
で、構成された絵もしくはデータにおいては、圧縮はさ
れずに逆に圧縮後のデータ量が圧縮前の画像データより
も増加することが発生する。す々わち、ｎビット表現さ
れた各ビットプレーンは上位ビットプレーンはど、圧縮
効果がある。この様子を第２図から第４図を用いて説明
する。ここでベルで白Ｏが最低レベルで黒）すなわち３
ビツトで各画素濃度レベルを表わす。第２図は、ちょう
どピラミッド形に濃度が階段上に上る状況を表わ６ペー
ノ した原画像である。図中の前値はその濃度レベルを示し
ている。第２図中の一点鎖線部分を取り出して、その濃
度をグラフ化したものが第３図である。

第３図は濃度レベルを示すものである。第４図は各ビッ
トプレーンを２値として表わした図で、ａはビット０の
プレーン、ｂはビット１のプレーン、Ｃはビット２のプ
レーンを表わしている。第６図で示したピラミッド状の
原画のディジタル値を各ビットプレーンに分解したのが
第４図ａ、ｂ。

Ｃである。分解した各プレーンの様子を見ると、ビット
２（ａ図）、ビット１（ｂ図）、ビット０（ａ図）の順
に複雑になっていることがわかる。

これを符号化した場合も同様に圧縮率がｃ　−ｂ　−ａ
の順に低下することがわかる。実際の画像データでは、
８ビツト程の画像データを考えるが、各えて、わずかル
ベル変化してもぞビットが”０１１１１１１１　”から
″１ｏｏＯｏｏｏＯ″変化するため、ビットプレーン全
体に影響を及ぼすことア７、 になる。

次に、この全体に影響を及ぼすことを防ぐために隣接画
素レベル値との差を考え、差分をビットプレーンに分解
することを考える。この様子を第６図にて示す。第５図
は、濃度レベルと差分ビットプレーンを示している。す
なわち各画素のレベル値を走査方向に向って１番目は、
そのままの値０．２番目は、１番目の画素と２番目の画
素との差（１−０，＝−２）、３番目は（２−１−＋１
）の様に以下同様に行って、差分の欄ができあがる。

この差分の数列を、符号十を１として、符号プレーンを
作成し、符号を除いた絶対値を２進ビツトに直し、各ビ
ットプレーン毎に示したのをｂｉｔ３゜ｂｉｔ　２．　
ｂｉｔ　１の欄に示している。表で見るように、差分を
とると、符号プレーンが増加するが、差分の絶対値が、
画素毎にビットプレーン展開するよりも小さくなる。す
なわち上位プレーンにおいて０が多くなる。従って、圧
縮効果が、上位プレーンにおいて大きくなり、符号プレ
ーンの増加分を相殺して総合的圧縮率が上る。この効果
を見たのが第６図ａ、ｂ、ｃである。第６図は、差分プ
レーンをそれぞれを示す図、ａはｂｉｔ３及びｂｉｔ２
．ｂはｂｉｔｌのプレーン、Ｃは符号プレーンを示す。

第６図ａに示すように全プレーンにわたって０であるな
らばａｌｌ”ｏ”であるという符号を割シ当てればよく
、ライン単位処理では１ライン全白であるという符号長
の短い符号を割洛て、る。第６図すに示すｂｉｔｌのプ
レーン及び、第ｅ図Ｃに示す符号プレーンについては、
通常の圧縮方式を白黒２値とみなして圧縮を行う。

以上の様に、本発明は、中間調を含む写真等の画像がそ
の画素単位にみると、急激に大きく変化しない性質を利
用し、その隣接画素との差分をとることにより、差分の
レベル値を小さくし、符号プレーンを追加して、各ビッ
トプレーンに分解し、各プレーンを白黒２値とみなして
、白黒２値の圧縮方式を適用して圧縮することを目的と
する。

以上述べた方式を実現する装置例を第１図に示す。第１
図は実施例を示すブロック図である。第１図において、
１はフレームメモリを表し、泡抜９ベーノ う画像データをｎビットで表現するならば、ｎ＋１のプ
レーンをもつものとする。２は差分演算処理を行う差分
演算器である。３は１画素分のデータを記憶するメモリ
である。４は２値の圧縮を行う２値圧縮器である。６は
出力端子であり、符号化された符号列が出力として得ら
れる。５は差分演算器２に入力される入力端子であシ、
メモリ３と同時に入力される。

次に動作について述べる。入力端子６に入力された画像
データは通常読み取った信号をＡ／Ｄ変換されたｎビッ
トのデータが、走査画素顔にライン単位に入力される。

入力前には、メモリ３の内容は、０であるとして、１画
素目のデータが入力される。メモリ３には引く数値とし
て０が入っているため、差分演算器２の出力は、入力値
そのものが得られ、これがフレームメモリに符号プレー
ンを加えたｎ＋１ビットとして記憶される。入力信号は
、この時同時にメモリ３にも記憶される。

２番目の画素データが入力されると、メモリ３に記憶さ
れた１番目の画素データが到来した２番目１ｏ６−ノ 画素データから引き算を行いフレームメモリに記゛　憶
される。この時前回と同様にメモリ３に２番目のデータ
を記憶しておく。以下同様に走査画素数順に行われ、こ
の動作を走査回数分くり返してフレームメモリ１に全画
素データの差分値が記憶される。フレームメモリ１は全
走査回数×走査画素数を計算されるビットプレーンをｎ
＋１ブレーン備える必要があシ、さらに、入力時は、画
素単位に記憶できる機能と、出力時には、プレーン単位
に読み出せる機能を必要とする。フレームメモリ３に得
られた差分値のデータは、次にプレーン単位に読み出し
を行うことによシ、２値圧縮器４に入力され、２値圧縮
が行われ、ｎ−１−１プレ一ン回数分くり返して全圧縮
過程が終了する。なお、２値の圧縮を利用していること
から、１プレーンのみの２値画像との混在処理も可能で
ある。

発明の効果 以上の様に本発明では、画像データの隣接画素間のレベ
ル差をビットプレーンに展開してプレーン毎に２値圧縮
を行うことにより圧縮効果がさらに上る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の画像データ圧縮方式を実現
する装置の概略ブロック構成図、第２図は画像データを
示す図、第３図は画像データの濃度を示す図、第４図は
ピットプレーンを示す図、第６図は画像データの濃度レ
ベルの差分を示す図、第６図はビットプレーンを表わす
図である。 １・・・・・・フレームメモリ、２・・・・・・差分演
算器、３・・・・・・メモリ、４・・・・・・２値圧縮
器、５・・・・・・入力端子、６・・・・−・出力端子
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２ＴＩ！Ｊ 第４図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも２ビット以上の階調を有する画像データの隣
   接画素の階調レベル差を正負の符号と共に得、符号は符
   号ビットだけを集めた一つのプレーンを構成し、レベル
   差はその絶対値をビットデータに分解して、各ビットに
   対応するビットプレーンを構成し、符号プレーンを含め
   たビットプレーンのそれぞれを２値画像とみなして、デ
   ータ圧縮することを特徴とする中間調画像データ圧縮装
   置。