专利名称：图象编码方法,图象编码装置,图象译码装置和形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及按照例如由扫描器等读取的图象信号形成图象的数字彩色复印机。
在现有的传真机或打印机等进行图象输出的装置中，通过使用图象压缩/解压缩技术压缩图象，从而可以有效地利用传送电路和存储器等。
由于现有的压缩技术的着眼点主要是把各图象压缩得尽可能小，所以根据被压缩的对象图象压缩数据量不是一定的。
但是，在处理图象的装置中，在打印机和复印机中的页存储器和显示的影象存储器等中，有在构成系统方面将全部的图象数据尺寸都处理成相同的重要的装置。在这些装置中，无论什么样的图象，都用不多的作业缓冲存储器尺寸将其压缩成一定尺寸的固定长度的压缩技术是重要的，作为对应于这些要求的技术在例如美国专利第5220440号公报中公开了通过根据文字灰度的等级进行量化并压缩成固定长度数据的技术，然而，该公报中公开的技术由于不能进行对应于文字、照片等的识别，所以有时根据压缩的数据译码后的图象作为文字来说使必要的清晰度下降。
本发明的目的在于提供一种下述的图象压缩方法和装置，该方法能根据图象类型分别确保必要的清晰度、灰度和保证一定压缩率，并能以统一的数据形式获得压缩后的数据。
本发明的第1实施例是下述的图象形成装置，包括取入并保存图象信息的保存装置；识别所保存的上述图象信息的图象类型的识别装置；根据上述识别装置的识别结果，确定清晰度和量化步骤数目的确定装置；以及根据上述确定装置确定的上述清晰度和上述量化步骤数目，至少就上述图象类型之一种通过误差分散处理对上述图象信息进行量化的量化装置。
图1简略地示出了与本发明的第1实施例有关的数字式复印机的主要部分构成例的框图；图2用于说明图象识别装置的工作的图；图3示出了图象编码单元构成例的图；图4示出了误差分散处理电路和固定长度编码电路的构成例的图；图5A,5B是用于说明误差分散处理的概略的图6是用于说明对具有256个值的象素数据进行4值误差分散处理结果及其量化误差发生情况的说明图；图7是用于更详细地说明误差分散处理的图；图8A,8B,8C是用于说明清晰度重视块和灰度重视块的量化处理的图；图9A,9B,9C,9D是用于说明误差分散处理的图；图10A,10B是表示用于进行固定长度编码电路中具有的编码的编码表的一个例子的图；图11是表示固定长度编码电路中生成的固定长度(9比特)编码构成的例子的图；图12A,12B是表示用于进行固定长度编码电路具有的编码的另一个例子的图；图13是表示在固定编码电路中生成的固定长度(5比特)编码构成的例图；图14A,14B是表示用于进行固定长度编码电路具有的编码的编码表的又一个例子的图；图15是表示在固定长度编码电路中生成的固定长度(9比特)编码构成的又一个例图；图16是用于说明如图14B所示那样在主扫描方向按两象素单位对灰度重视块进行平均时的误差分散处理的图；图17是用于说明如图14B所示那样在副扫描方向按两象单位对灰度重视块进行平均时的误差分散处理的图；图18是表示图象译码单元的构成例的图；图19是用于说明图18的图象译码单元的操作的流程图；图20是用于说明从图象译码单元到打印机的图象数据的输出方法的图；图21A,21B,21C是示出固定长度编码存取单元的构成例的图；图22是概略地示出与本发明第2实施例有关的数字式彩色复印机构成例的图；图23是用于说明将固定长度编码的RGB各图象信号压缩数据存到存储器中的存储单元的图；图24是用于概略地说明图象编码处理的图25是示出与本发明第3实施例有关的数字式彩色复印机的主要部分构成例的图；图26是示出图象编码单元构成例的图；图27是表示图象编码单元另一构成例的图；图28A,28B,28C用于说明I,Q信号情况下的误差分散处理的图；图29A,29B,29C是表示在量化I信号时用的量化表和在量化Q信号时用的量化表的一例图；图30A,30B,30C是表示在对固定长度编码电路中具有的YIQ各信号进行编码时用的编码表的一例的图；图31是表示在固定长度编码电路中生成的固定长度(2字节)编码构成例的图；图32A,32B,32C是在固定长度编码电路中生成的固定长度编码的另一构成例的图；图33是图象编码单元另一构成例的图；图34是图象编码单元又一构成例的图；图35是图象编码单元又一构成例的图；图36是用于说明图象编码单元的操作的流程图；图37是用于说明对应于CMY校正单元中的CMY各信号的误差分散处理的处理顺序的流程图；图38是概略地表示与本发明第4实施例有关的数字式彩色复印机主要部分构成例的图；图39是用于说明多值数增加单元的处理操作的图；图40是用于说明多值数增加单元的处理效果的图；图41是用于说明多值数增加单元的处理效果的图；图42是用于说明在图象编码单元中的压缩处理时的有彩色象素的无彩色处理的操作的流程图；图43A,43B,43C是用于说明作为多值数增加单元中的处理效果之一的、输入输出到打印机等输出装置中的输入信号值与输出灰度值的关系图；图44是用于说明与本发明第5实施例有关的数字式彩色复印机的图象编码单元的操作的流程图；图45是概略地示出数字式彩色复印机的另一构成例的图，并示出了根据模式信号进行图象压缩、译码、图象转动处理情况下的构成例的图；图46表示有关模式信号中的图象转动处理的数据描述例的图；图47A,47B,47C是用于说明图象转动处理步骤的图；图48是概略地示出与本发明第7实施例有关的数字式彩色复印机的主要部分构成例的图；图49A,49B,49C是用于说明在图象编码单元中的CMY空间上的压缩(编码)处理的图；图50是表示在图象编码单元生成的CMY信号的固定长度(3字节)编码的构成例的图；图51是表示在图象RGB/CMY变换单元中使用的用于修正色再现范围的CMY空间上的变换表一例的图；以及图52A,52B是表示在把由图象编码单元中无彩色那样的量化步骤数目分得更细的情况下采用的量化表的一例的图。
下面参照
本发明的实施例。
(第1实施例)图1是概略地表示与应用了本发明的图象编码/译码装置的图象形成装置的数字式复印机主要部分构成例的框图，该数字式复印机包括把原稿图象作为多值图象数据读取的扫描仪1001；以行为单位存储输入图象数据的行存储器1002；以块为单元识别图象的图象识别装置1003；对分块的数据进行编码的图象编码单元1100；临时存储编码数据的存储器1004；把以块为单元的编码数据译码成象素单位的译码单元1005；以及打印机1006。
下面概要地说明数字式复印机的处理，数字式复印机的基本操作是通由扫描仪1001读取复印对象的原稿图象后，变换成多值图象数据并通过打印机输出获得原稿的复印图象。
下面，参照图2说明图象识别装置1003的操作。图象识别装置1003以2×2块为单元从行存储器1002中读出象素数据，利用块内及其周边象素的浓度分布识别究竟是比文字等的灰度更重视清晰度的图象还是比照片等的清晰度更重视灰度的图象，把块单位的识别结果作为图象识别信号通过识别信号行存储器1003a输出给图象编码单元1100。
下面详细说明图象编码单元1100。图象编码单元1100如图3所示，由误差分散处理电路1100a和固定长度编码电路1100b构成。输入来自行存储器1002的多值图象数据，一边从识别信号行存储器1003a读出2×2象素块单位的识别结果(图象识别信号)，一边由误差分散处理电路1100a进行误差分散处理，通过固定长度编码电路1100b对该结果进行固定长度编码后输出给存储器1004。
图4示出误差分散处理电路1100a和固定长度编码电路的1100b的构成。
首先说明误差分散处理电路1100a。图5A,5B是用于说明误差分散处理电路的图。误差分散处理是通过把处理象素的量化误差重叠在周围的象素上并传送出去，以处理象素周边的几个象素中在视觉上显现与原图象相同的灰度数值的方法。作为误差传输方法，有传输给其次处理的相邻象素和其次处理的行的相邻象素的情况(见图5A)和传输给其次处理的相邻象素的情况(见图5B)。为了在按行单元进行处理的复印机中进行如图5A所示的误差传递，具有在到下一行处理之前存储应该加到下一行上的量化误差的行单元缓冲器。另外，图5A,5B的箭头上的数字是把量化的误差以何种程度分配给各象素的权重系数，图6示出用图5A的权重系数对具有256值的数值进行4值误差分散处理的结果及其量化误差发生的情况，在图中虚线包围的误差由于不是应传递的象素，故或是舍去，或是加在相邻的象素上。
接着，说明对应于图6的图4的误差分散电路1100a的操作。用比较器1102比较处理对象象素值与量化检查表(LUT)1101的数据，确定量化值，传递给固定长度编码电路1100b。用差分器1103计算量化值与处理象素值的量化误差，用除法器1104计算给图5A中所示的相邻象素的分配值，将7/16倍的误差传递给下一个处理象素，并与由加法器1105直接从行存储器1102中读出的象素值(象素数据)相加，3/16,5/16,1/16倍的误差如图5B所示从误差存储器1106中读出相当于所存储的坐标的前处理象素的误差值，通过加法器1107进行加法计算并存储在误差行存储器1106中。现处理行的误差在下一行的图象处理时从误差行存储器1106读出，与从行存储器1102读出的处理对象的象素值相加并重复进行同样的处理。
在输入图7(a)所示的图象的图象识别装置1003中，如图7(b)那样识别，在图象编码单元1100的编码处理中，在清晰度重视块中输出「0」，灰度重视块中输出「1」的情况的图象编码单元1100的编码处理中，首先按图7(c)所示的数字顺序进行误差分散处理。虽然误差分散的顺序基本上按行11的象素的下面的行12的象素这样的顺序以行单元前进，但是重视灰度的块是在块所属的最下的行12进行误差分散处理时进行误差分散处理。
下面，说明对应于图7的图4误差分散电路1100a的操作。因为块跨两行，所以将每块的每个识别结果存储在识别结果行存储器1003a中，一边参照识别结果，一边先处理行11。到在图7(c)的「1」、「2」、「3」、「4」为止，象素块选择器1111从识别结果中直接选择与误差量相加的象素值作为清晰度重视象素。由比较器1102，差分器1103，除法器1104依次进行误差分散处理。另外，量化LUT1101接收识别信号，参照清晰度重视用的LUT。将计算出的量化值存储在量化值存储器1121中。另外，虽然相应于图7(c)的行11的「9」,「10」象素的区域的象素包含有与4象素误差值相加的结果并存储于行存储器1108中，但不进行以后的处理，然后到行12的「5」,「6」,「7」,「8」象素为止，同样地读出相应块的识别结果，一边依次把前象素和行11的处理结果的误差值相加，一边进行处理。从行存储器1108中读出对象块内的行11的象素值，由加法器将「9」,「10」象素与行12的处理对象象素一起相加然后由除法器1110进行平均处理，由选择器1111将误差结果放置于以后的处理中进行同样的处理，另外这时在量化LUT1101中参照灰度重视用的LUT。
关于误差分配规则，在用图10A的传送方法的情况下，从清晰度重视象素向清晰度重视象素的传递和从清晰度重视象素到灰度重视象素的传送如图7(d)所示，与图5A相同。
从清晰度重视象素到灰度重视象素的传送和从灰度重视象素到清晰度重视象素的传送如图7(e)所示，按灰度重视的清晰度单位进行传送。由于是对含高灰度块值的各象素的平均值进行量化处理，所以应传送的误差是块内象素数目的几倍，在本实施例是传送4倍的误差值。在图4的误差分散电路1100a中，是利用将灰度重视块情况下的误差分配值乘以7/4,3/4,5/4,1/4,和4倍来进行计算的。误差传送的计算由于与清晰度重视块同样要求在一象素单位中进行处理，故如传送误差SP3A,SP3B那样将传送误差SP3进行分割后传送到象素单位。即在图4的误差分散电路1100a中是利用5/8代替传送误差5/4计算的。另外，由于灰度重视块的处理是在图7(c)的行12位置上进行的，故传送误差SP1只传送到相当于行12的象素。传送误差SP2,SP4也对应于应传送的块的最小象素单位来传送。在本方式中虽然灰度重视块的误差传送是以1行单元进行的，但是与其传送给如图7(f)的传送图形(f1,f3)所示的副扫描行，还不如减少保存误差的缓冲器，可降低成本。并且在本方式中，在除向正下方传送外，向主扫描方向传送以1象素单位来进行，但如图7(f)的传送图形f2,f3所示，与在主扫描方向上分割后进行传送的方式相比，还不如使误差传送引起的值的变动在局部完成，以便抑制图象的模糊。
与把清晰度重视和灰度重视块的处理作为对2×2的一个块600dpi/256值的处理说明时，如图8A,8B,8C所示，为了用600dpi/4值对清晰度重视块编码，按1象素单位用图8A所示的阀值进行量化成为4值，并传送量化误差。为了按300dpi/16值对灰度重视块编码，而如图8B所示对4象素进行平均使清晰度降低之后，以图13C所示的阀值进行量化处理，并传送量化误差。在图4的量化LUT1101中在清晰度、灰度重视用时存储了图8A、8C所示的量化表的阀值和量化值。
图4的误差行存储器1106如图9A～9C所示使清晰度重视象素与灰度重视象素的缓冲器保持公用，以误差存储用和相加用的双缓冲器形式使用，例如对如图9D所示那样识别的处理块，按图9D所示相同的顺序，按图9A～图9C所示的步骤进行误差分散处理。
在图象误差分散处理中也可以并行地进行两个不同的误差分散处理(清晰度重视误差分散处理)，灰度重视误差分散处理(低清晰度电路)，然后根据图象识别装置1003的识别结果由选择器切换输出结果。
接着，说明固定长度度编码电路1100b。固定长度编码电路1100b由代表值LUT1122把量化值变换成图8A～8C的代表值，再由比特排列器1123按图10A、图10B所示进行编码。即如图10A所示那样，为了使清晰度重视块的2×2(1块)的四像素的每个像素量化成四值(0、85、170、255)的结果各编码成2比特，每1块是2比特×4像素=8比特，再在清晰度重视块的识别用方面附加1比特。(「0」)，1个清晰度重视块的码合计为9比特，另外，如图19B所示，将灰度重视块2×2(1块)的四象素汇总后量化成16值(0、16、33、…255)的结果编码成4比特，再在灰度重视块的识别用方面附加1比特(「1」)，1个灰度重视块的码合计为5比特。如图20所示，灰度重视块的编码在4比特的码上再附加4比特的虚码。因此2×2的1块清晰度重视块和灰度重视块二者均编码成9比特的码。
在图4中虽然示出了通过量化LUT1101和比较器1102只输出量化值后用代表值LUT1122变换成代表值的结构，但是如果在量化LUT1101中也预先存储代表值，则在不使用代表值LUT1122时可以采取使量化存储器1121的存储空间变小的结构。
最后，根据图4的构成，可把1块4象素从32比特压缩到9比特，即9/32。
如果用2值处理清晰度重视块的多值(4值)，则变成如图12A、12B所示的编码表，结果清晰度重视块的编码变成合计5比特，由于在灰度重视块的编码中部需要虚码，故合计为5比特，如图13所示，不会引起大幅度的图象质量下降，并且可以大幅度把压缩率从9/32提到5/32。
如图14B所示，通过把灰度重视块从平均4象素变成平均2象素，如图24所示，可以在压缩率9/32维持原状的情况下提高图象质量。
如图14B已经示出那样，当灰度重视块在主扫描方向上按2象素平均，在副扫描方向按2象素单位平均时，分别按图16、图17所示的顺序进行误差分散。再者，在四象素平均时不进行误差分散而存储原有256值的平均值，也能以大幅度地重视灰度的形式进行编码。由于象图16所示那样在主扫描方向上2个象素组情况的误差分散处理以行为单位完成，故不需要图4的行存储器1106。
下面参照图18、图19说明图1的图象编码单元1005。图18示出了图象编码单元1005的构成例，图19是表示其操作的流程图。首先输入1块的压缩数据(固定长度码)9比特(图19的步骤S1)，再通过码分配器1005a分离识别比特和象素值码部分(步骤S2)。在象素排列器1005b中根据识别比特判定是清晰度重视还是灰度重视，然后取出代表值，当识别比特为“0”时，参照预先存储在量化查找表(LUT)1005c中的如图8A所示的清晰度重视块用表将其译码为如图8A所示的8比特量化值(步骤S3-步骤S4)，当识别比特为“1”时，参照预先存储在量化查找表(LUT)1005c中的图8C所示的灰度重视块用表将其译码成图8C所示的8比特量化值(步骤S6-步骤S7)。
象素排列器1005b把作为清晰度重视块和灰度重视块的译码结果的各象素数据输出给第1行存储器1005d，同样，将图象识别信号(识别比特)输出给第2行存储器1005e(步骤S5，步骤S8)。另外，虽然象素排列器1005b在灰度重视象素情况下只进行一次译码而把同一数据输出四次，但也可以对同一数据译码四次。
打印机1006一般以行单位输出，在2×2单位的情况下，第1行存储器1005d如图29所示把结果作为2行的存储器的构成(FIFO存槠器A、B)从各存储器中依次读出并输出。
同样通过以行为单位在第2行存储器1005e中保存识别信号(识别比特)，打印机可以根据是清晰度重视还是灰度重视来选择输出方法时，即使是相同浓度「255」，在文字等中以深的浓度输出，在照片等的连续灰度的情况下进行重视与其它灰度的连续性的输出，从而可以使文字等边缘明显，可辨认性提高，在照片等中以平滑的灰度再现，使画面质量提高。此外，对于旋转处理，因为以比特单位对象素单位的信息进行如10A～图15所示的编码，在块内转动的情况下通过交换编码内的象素信息的写入位置或读出位置可以在图象编码单元1100，图象编码单元1005的任一个位置上进行块内的旋转。另外，由于在块单位转动的情况下通过切换访问存储器1004的方法可进行以块为单位的转动，故可以在固定长度编码状态下实现转动处理。
另外，虽然在本实施例中的每1块的比特数是9比特，但如果如图21A、21B、21C所示那样采用集中7～8块单位传递到图1的存储器1004的结构，则能以字节单位存取数据。其中，图21A是集中7块，用1比特虚码以字节单位存取，图21B、21C是通过分离识别比特与象素值编码部，以8-9字节单位存取，对内部的信息基本上也以字节为单位处理。但是，以图21A、21B所示存取单位的构成中，压缩率从63/224稍下降到64/224。
如以上所述，如果采用上述第1实施例，则可以通过比现有的固定长度压缩方式更简便的编码·译码处理，可以实现9/32或比其高的5/32的压缩率，可以实现比现有技术中说明的文献1的方式的压缩率12/32更高的压缩率。并且由于根据图象的性质来切换误差分散，故即使压缩率下降到现有的二误差分散程度的压缩率的5/32，也可以在灰度等级的图象中的架构不明显的情况下以高质量进行压缩。另外，由于与局部图象的图象性象相一致地进行编码，故通过用打印机等输出装置选择与图象性质一致的输出方法可以获得高质量的图象输出结果。
(第2实施例)下面作为第1实施例的变形例，说明与应用了本明的图象编码/译码装的图象形成装置有关的数字式彩色复印机。图22概略地示出了数字式彩色复印机的主要部分构成例的方框图。如图22所示，数字式彩色复印机由把原稿图象作为彩色图象数据读出的彩色扫描器2001，行存储器2002，图象识别装置2003，图象编码单元2100，存储器2004，图象译码单元2005，颜色变换单元2007和彩色打印机2006构成。
基本的操作与第1实施例相同，但信号从1系统增加为RGB的3系统这一点是不同的。在图象识别装置2003和图象编码单元2100中对RGB的彩色信号并行地分别进行与上述的图象识别装置1003，图象编码单元1100相同的处理。
存储器2004中的存储方式如图23(a)所示，对在图象编码单元210011中获得RGB的各彩色信号的压缩数据如图23(b)所示按RGB点顺序或如图23(c)所示按RGB的线顺序进行存储。
图象译码单元2005对每一彩色信号进行与第1实施例相同的处理。
在色变换单元2007中取入RGB各彩色信号将其变换成CMY各彩色信号后，传给彩色打印机2006。这时参照如图34所示的变换表。
按照第1实施例，可以从现有技术中已说明的文献1的压缩性能36/96提高到27/96。
(第3实施例)图25概略地示出与应用了本发明图象编码/译码装置的图象形成装置有关的数字式彩色复印机的主要部分构成例的方框图。如图25所示，该数字式彩色复印机由彩色扫描器4001,RGB/CMY变换单元4002，行存储器4003，图象识别装置4004,CMY/YI0变换单元4005，图象编码单元4100，存储器4006，图象译码单元4007,YIQ/CMY变换单元4008,CMY校正单元4009和彩色打印机4010构成。
下面说明该数字式彩色复印机的各处理块。彩色扫描器4001把光照射在原稿上，将该反射光通过带有RGB各色滤光器的CCD读出，并把原稿作为多值彩色图象数据读出，RGB/CMY变换器4002将作为反射光输入的信号变换成由彩色打印机4010输出的墨粉量。通常根据从彩色扫描器4001读取值获得的原稿色空间与在用墨粉量表示的空间中再现的色范围不同，后者的色复现范围较狭，因此通过在RGB/CMY变换单元4002中压缩把输入色再现范围等，变换成用墨粉量CMY表示的信号。这个技术称为色修正，是进行非线性变换的技术，而且所变换的值的范围为0□C、M、Y□255。
行存储器4003与第1实施例相同，以2×2块的情况下以2行组合对由扫描器以行单位生成的数据进行处理。
图象识别装置4004也与第1实施例相同，以块为单位识别输入的图象是重视清晰度的图象还是重视灰度的图象，并以块为单位输出识别结果。
在CMY/YI0变换单元4005中，利用在现有技术中说明的文献1中示出的下述公式将色信号CMY变换成辉度信号Y和2个色差信号I、Q。
Y=0.3R+0.59G+0.11B…(1)I=-0.27(B-Y)+0.74(R-Y)…(2)Q=0.41(B-Y)+0.48(R-Y) …(3)这个逆变换用在现有技术中说明的文献1中也采用的来自YIQ的逆变换式((4)～(6)式)R=Y+0.59I+0.62Q …(4)G=Y-0.27I-0.64Q …(5)B=Y-1.11I+1.72Q …(6)在CMY/YIQ变换单元4008中将CMY代入式(1)～(6)的RGB中后使用。
由于人类的视觉特性对色差等的颜色变化的析象能力比对辉度等的亮度低，所以即使与辉度信号相比对色差信号降低其清晰度，对图象质量的影响也不大，故可以削减信息量。因此在通过CMY/YIQ变换单元4005把CMY信号变换成辉度信号和色差信号IQ后通过图象编码单元4100进行编码时可以更有效地进行压缩。
下面说明图象编码单元4100，基本的处理与和第1实施例相同，对每个块进行误差分散处理后，以块为单位对数据编码。
图26示出图象编码单元4100的构成例。在第2实施例中对RGB的所有信号进行同一处理，而在本实施例中，对Y信号与I、Q信号进行不同的误差分散和编码。Y信号在第1误差分散电路4100a中作为图象识别装置4004的识别结果通过从识别信号行存储器4004a输出的图象识别信号进行切换处理的误差分散，I、Q信号由第1、第2降低清晰度电路4100b，4100d变换了清晰度后，分别由第2、第3降低清晰度电路4100c、4100e进行误差分散处理，通过固定长度编码电路4100f将各误差分散处理结果编成固定长度的码。
另外也可以考虑采用下述构成由图象识别信号切换处理的第1误差分散电路4100a如图27所示，对辉度信号Y并行地进行清晰度重视的误差分散处理(第4误差分散电路4100g)、灰度重视误差分散处理(第3降低清晰度电路4100h、第5误差分散电路4100i)，选择器4100j根据图象识别信号选择处理结果，用固定长度编码电路4100f进行固定长度编码。另外，在图27、26中所示的构成中，为了作为例子写入2×2块，与第1实施例相同，由图象识别信号行存储器4004a读出图象识别信号并使用。在图27中与图26中相同的部分用同一符号表示。
与第1实施例相同，对Y信号进行误差分散处理，对图7(a)的原图象，根据图7(b)的识别结果，按图7(c)所示的顺序进行误差分散处理。关于误差的传送，对于清晰度重视块按图7(a)所示进行，对于灰度重视块按图7(e)所示进行。
对于量化阈值也一样，对Y信号的清晰度重视块，利用如图8A所示的量化表进行，对于Y信号灰度重视块，利用图8C所示的量化表进行。另外，Y信号灰度重视块，如第1实施例的16、17所示，用以2个象素组进行的处理来说明。
对于I、Q信号的情况，首先由第1、第2降低清晰度电路4100b、4100d对图28A所示的原色差信号按图28B所示以块单位(2×2:4象素)平均(降低清晰度)之后，然后由第2、第3误差分散电路4100c、4100e按图28C所示以块单位进行误差分散。由于I、Q信号值的范围不同，所以量化阈值如图29(a)和(b)所示分别采用互不相同的阈值。另外，在量化表内假设包含表示因阈值色成分不存在的「0」。这对白黑等无彩色数据编码时是必要的。
YIQ信号的各自误差分散处理结果根据图30(a)～(c)中已示出的编码表，Y信号包含识别信号，与清晰度重视块和灰度重块一起为9比特，对I、Q信号的各11值的组合121状态编码为7比特，而使2×2(四象素)的Y信号的码8比特，图象识别信号、I、Q信号的码7比特组合起来，如图31所示变成2字节码。
关于块单位的编码，通过变更识别信号和量化值的处理，考虑图32(a)～(c)所示的变化。对于Y信号，因不使用识别而全面地与清晰度重视象素一起处理，如图32A所示，或是能以IQ信号的各16值进行编码，或是能对图32B中识别信息以外的块单位的信息进行1比特编码。另外通过按图32C所示对IQ信号进行8值编码，可以除识别信号外对块单位信息进行1比特编码。I、Q信号的16值、8值的数值在图中没有特别示出，但假设包含以图29A、29B的量化值为基准显示出无彩色的「0」的结构。
在图33～图35中示出了对图32A、32B，32C的编码的图象编码单元4100的构成例。
在上述处理中是无条件对色差信号进行平均处理的，但是如果对白色的基底上的彩色文字边缘等在使白基底与边缘在块内混合的条件下只对边缘部的象素将色差信号进行平均并编码，则可以获得彩色文字的边缘清晰的图象。
另外虽然作为色差信号的低清晰度方法示出了平均象素的方法，但是也可以使用选择象素中的代表值的方法和根据块内的色差值选择代表值和平均化的方式。这是因为，在块内在例如+32和-32各两个象素那样，输入编码为不同值的条件下发生无彩色象素。虽然在照片等中即使在块内产生这样的象素也被局部的变动所容纳，但是在例如色差值的码不同的彩色碎片的边界上与块连接时，则由于在彩色碎片的边界上出现灰色的线，故使图象质量降低。
通过上述处理，1块四象素9比特的数据由CMY各8比特变成16比特，可以压缩到1/6，并且如果1块的数据单位为2字节，则用计算机容易处理的数据长度编码，存储在存储器2006中。
下面参照图36所示的流程图说明图象译码单元4007。首先输入1块的压缩数据两字节(步骤S11)。在Y信号信息及其识别信息及IQ信息中进行分离(步骤S12)。Y信号根据识别信号判别是清晰度重视块还是灰度重量视块(步骤S13)。如果是清晰度重视块，则分离成各象素的每个数据(步骤S14)，参照图13A中所示的表将各象素的代码译码成量化值，输出译码后的各象素数据(步骤S16)，为灰度重视块时，分离成2象素单位的数据(步骤17)，参照在图13C中所示的表将各码译码成量化值(步骤S18)，输出2象素部分(步骤S19)。
对于IQ信号，根据图30C所示的编码表，示出对应的IQ信号的编码值(步骤S20)，对于I信号参照图29中所示的表，译码成量化值(步骤S21)，输出其4个象素部分的量化值(步骤S22)。对于Q信号也同样，参照图44B中所示的表译码成量化值(步骤S23)，输出4个象素部分的该量化值(步骤S24)。
YIQ/CMY变换单元4008利用上述(4)式～(6)式将YIQ变成CMY。
下面说明CMY校正单元4009。在如第2实施例那样在多个信号可以独立编码的情况下，对于0～255范围的输入，用图13A～13C所示的阈值、量化值进行误差分散时，输出也为0～255的范围。而误差分散处理单元中，用图8A、8C，图29A、29B所示的阈值、量化值向误差分散的输入信号和输出信号范围相等，但作为向误差分散的输入输出处理的CMY/YIQ变换和YIQ/CMY变换的值的范围部一定相等。
例如设从图象译码单元4007的输出为Y=0,I=-122,Q=-107，这三个信号都在图13A、13B，在图44A、44B所示值的范围内，即在0≤Y≤255-153≤Y≤153-134≤Q≤134的范围内。
如将Y=0,I=-122,Q=107代入式(4)～(6)中，(小数以后的值舍去)变成C=-182,M=101,Y=48,将CMY/YIQ变换单元4008的输入范围0 C、M、Y255的范围外的值输出。
因此，在CMY校正单元4009中，对C、M、Y≤0时，C、M、Y=0D、M、Y≤255时，C、M、Y=255和输入范围外的数据进行舍去处理。由于YIQ信号基本上都进行多值误差分散，误差分散后生成偏离输入CMY范围内较大的YIQ信号的组合的情况比较少，所以难以引起图象质量的严重下降。
在CMY校正单元4009中对于各CMY信号，如果采用分别如图52所示的流程图那样的能进行误差分散处理的构成，则能保存微观浓度并进行更加接近原图象值的校正。在图37所示的流程图的步骤S105中，检验相邻象素是否无彩色。在无彩色时，就不使变换误差向相邻象素分散。即，即使把误差传送给白基底和黑基底图象，如果白基底为「0」，黑基底为「255」，则若误差是负的，则相邻象素是白基底的情况，若误差是正的，则相邻象素是黑基底的情况，在误差发生附近也不使用。因此，即使隔开无彩色象素在离开发生误差的位置的位置上出现有彩色象素的情况下，也不会有将与颜色校正无关的误差相加、并且将颜色校正为与原来象素值不同的颜色的情况。
按照上述第4实施例，由于对于被打印机处理的信号、即墨粉量信号，变换成辉度/色差学的信号后进行误差确认处理，所以即使从辉度/色差信号变换成墨粉量，通过进行对于溢出的处理也能得到用墨粉表示的色再现范围内的输出图象。
在本实施例中，在RGB/CMY变换单元4002中，虽然在把输入图象信号变换为输出装置(图象形成装置)的颜色再现范围内以后进行压缩处理，但是也可以在RGB/CMY变换单元4002中，用Log等变换成对墨粉量的表现，也可一边参照例如图52中所示的查找表(LUT)，一边进行压缩处理，或在译码处理时进行校正，使其处于颜色再现范围内。虽然在图74中示出了CMY空间上的变换表，但是如果利用在YIQ空间上的变换表则可以在YIQ空间上在压缩/译码时进行颜色再现范围的校正。
(第4实施例)下面就上述的第3实施例的数字式复印机(参照图25)的变形例进行说明，在图53中示出与用CMYK的4色印字的彩色打印机的第4实施例有关的数字彩色复印机的构成例，在图38中，与图25相同的部件用同一符号，只对不同的部分进行说明。即在图38中将图25的彩色打印机4010置换成用CMYK的4色印字的彩色打印机5010，另外，在图38中所示的构成中，增加了多值数增加单元5011，墨粉输入单元5012，在多值增加单元5011中使用来自图象译码单元4007的图象识别信号5013，在这些方面是不同的。
彩色打印机5010是在颜色墨粉CMY之外加上K使之能够印字，通过只用K墨粉打印由现有的CMY的3色重叠组合来表现的黑色，可以在降低墨粉量的同时提高黑色的表现力。
墨粉输入单元5012进行下式(7)所示的处理后发生K信号。式(7)中的供墨率越接近100％，就越有助于降低成本，代入式(7)中的数值范围设为CMYK各0～255gcr=K×min(C、M、Y)min:C、M、Y中的最小值K供墨率，在100％时为「1」，0％时为「0」C′=(C-K)÷(255-K)M′=(M-K)÷(255-K)Y′=(Y-K)÷(255-K)K=gcr…(7)下面说明多值数增加单元5011。如图39所示，根据来自图象译码单元元4007的图象识别信号，如果该象素为灰度重视象素，则输出与前后象素的平均值(例如3个象素的平均值)。如果前后不是完全相同的值，则每1个象素可表现的多值数比压缩时的量化数增加。由于基本上只对灰度重视象素的值进行空间平均，故不使清晰度下降，灰度重视象素的值平滑变化。图39所示的处理效果通过采用与墨粉输入单元5012的组合而变得明显。
通过图象编码单元4100分别对辉度色差信号进行编码，因此在浅颜色灰度区等中发生色差值为「0」的无彩色象素。
在图40和图41中分别示出了从通过多值数增加单元5011时与不通过多值数增加单元5011时的来自墨粉输入单元5012的输出例。不通过多值数增加单元5011的情况如图40所示，各色版的输出值的数值间隔变大，一边以多值来保存数据，一边只能使用2值的表现能力。通过进行在多值数增加单元5011中的图39中所示的多值数增加处理，如图41所示，由于每个象素的多值数都增加，所以可有效地使用打印机5010等输出装置的灰度表现能力。
此外，进行这样的处理的多值数增加单元5011不限于在本发明的编码方法中对已编码的编码数据进行译码的情况，也可在各种编码方法中对已编码的编码数据进行译码时用。
关于压缩时的辉度·色差误差分散引起的有彩色象素的无彩色化，在图象编码单元4100中按照图42中所示的流程图进行校正压缩处理中的有彩色象素的向无彩色的变换处理，即在处理块单位中色成分信号是有彩色信号，因辉度色差误差分散的结果变成无彩色时(步骤S209)，在IQ信号为「0」时，计算出IQ信号的修正误差量。(步骤S210、步骤S211)，在IQ信号不为「0」时计算出Y信号的修正误差量(步骤S210、S213)，通过校正YIQ信号值可以抑制有彩色象素的无彩色化的发生。但是由于不使用无彩色量化值而使再现能力有所降低。
另外，虽然按照上述发明只对灰度重视象素进行多值数增加处理，但是即使与象素性质无关地使用，也可以获得使400、600dpi等的高清晰度图象中的清晰度重视象素的清晰度的降低不易明显看到和由于象素间的数值的差大，故文字等的边缘周边变得平滑的效果。
特别是如图43A所示，在电子照象方式的打印机等中和由于环境等引起灰度特性变动的输出装置中输出多值信号的情况下，如图43B所示，如果作为固定值输入少的量化数，则输出的灰度值变成与想要输出灰度值大幅度地不同的值，另外，在图43B的固定量化值中环境变化的影响直接表现在图象上，使整个图象变暗。通过采用多值数增加单元5011，如图43C所示，由于使输入信号值「170」的输出沿图中的箭头所示那样在空间中变动，故环境变动对图象质量的影响变小。
另外在使用显示器等清晰度差的输出装置的情况下，由于采用多值数增加处理，即使在含有清晰度重视象素的情况下进行处理，清晰度部分地降低，但是由于通过输出装置进行精细的调整，所以能获得噪声感降低的输出，并提高图象质量。
另外，通过利用CMY校正单元4009进行图37的流程图中所示的误差分散处理，同样具有使每象素的多值数增加的作用，并获得与多值数增加单元5011同样的效果。
另外，虽然多值数增加处理单元5011的处理没在CMY校正单元4009的后级上，但是即使设在YIQ/CMY变换单元4008的前级或在CMY校正单元4009的前级的墨粉输入单元的后级，也能获得同样的效果。
在图象编码单元4100中通过对图53A、53B所示的色差量化值在无彩色轴附近精细地进行量化，同样可以使输入墨粉后的值变得平滑。
另外，在压缩时将有彩色的校正为有彩色，将无彩色校正为无彩色、或将色差成分越靠近无彩色附近越进行精细的量化的增加译码图象的多值数的方法，不仅对本实施例的压缩方式是有效的，对变换成其它辉度/色差信号后进行压缩的方式的图象质量的提高也是有效的。
(第5实施例)下面说明第3实施例的数字式彩色复印机(参照图25)的其它变形例。与第5实施例有关的数字式彩色复印机的基本构成与图25相同，但图象编码单元4100的处理操作不同。
图44是表示图象编码单元4100的处理操作的流程图。在编码阶段中，检验误差已分散的各象素的辉度、色差的组合在YMC信号上是否变到范围(0～255)以外(步骤S301～步骤S309)，在变到范围外的情况下，重新选择辉度、色差的组合，使其在范围内，将与所选择的信号的误差部分传送到周围的象素(步骤S310～步骤S311，步骤S305～步骤S308)。
(第6实施例)图45是概括地表示与应用了本发明图象编码/译码装置的图象形成装置有关的数字彩色复印机的主要部件构成例的方框图。图45中示出的数字式彩色复印机的构成基本上与图63相同，但RGB/CMY变换单元4002，CMY/YIQ变换单元4005，图象编码单元4100，图象译码单元4007,YIQ/CMY变换单元4008从模式寄存器7301中读出模式信号，根据该模式信号切换操作，通过可变长度压缩/译码单元7201与模式信号相一致地压缩，在这些方面是不同的。
下面简单说明在图45中示出的彩色复印机(以简称复印机)的操作，当使用者操作复印机的前面板(图中未示出)时，输入例如指示单色复印的模式信号时，就将该信号暂时存在模式寄存器7301中。模式信号包含例如以16比特数据指示彩色复印，单色复印中的任何一种的信息。
下面说明单色复印的情况。
通过RGB/CMY变换器4002利用例如式(8)将RGB信号变换成深浅度信号与CMY一起输出相同的数据。
C、M、Y=255-(R+G+B)/3…(8)CMY/YIQ变换单元4005不用前述的式(1)～(3)，把CMY信号的任何一个作为Y信号输出，通过输出「0」作为IQ信号，略去变换误差，生成单色复印的信号的YIQ信号。
图象编码单元4100根据模式信号通过利用详细地量化的表压缩高深浅度范围，可进行在单色复印时存在于人类视觉特性的压缩。
可变长度压缩/译码单元7201把模式寄存器7301的内容(例如单色/彩色的指定，图象转动的有无等)附加在固定长度的压缩数据上，进行可变长度的压缩，并存储在HDD7203中。输出时从HDD7203中读出压缩数据，由可变长度压缩/译码单元7201译码，将模式信号存储在模式寄存器7301中，将固定长度压缩数据存储在第1存储器4006中。
图象译码单元4007根据模式信号，使用以图8为标准的模式的表，对存储在第1存储器4006中的固定长度压缩数据进行译码。
YIQ/CMY变换单元4008不进行CMY变换，通过把Y信号直接作为CMY信号输出，在不发生变换误差的情况下，由彩色打印机4010输出CMY等量的单色图象。并且在从CMY向YIQ的变换，从YIQ向CMY的变换中不用进行根据(1)～(6)式的运算，如果用下式(9)～(10)中的移位运算，则可生成没有变换误差的单色信号。再者，在式(9)～(10)中，Y′表示在YIQ信号中的Y信号(为了避免与CMY信号的Y信号的混淆)。
Y′=(C+2M+Y)/4I=C-MQ=M-Y…(9)C=M+1M=Y′-(I-Q)/4Y=M-Q…(10)作为模式信号，不仅进行单色/彩色的指示，也能够用于调整彩色平衡等情况。例如在图象编码单元4100中，通过选择对应于在模式信号中包含的彩色平衡的调整量的量化步骤数的量化表，可进行高图象质量的压缩。在可变长度压缩/译码单元7201中将输入到固定长度压缩数据和每幅图象中的模式信号组合后进行可变长度压缩并存储在HDD7203中，由此，即使在对进行电子类等的多个中的每一个进行复印时，能用不同的模式对各图象进行复印。
图象译码单元4007也可以在固定长度压缩数据的译码时具有转动图象的功能。下面简单说明这种情况下的图45中所示的复印机的操作。在输出图象时，首先，可变长度压缩/译码单元7201从HDD7203中读出可变长度压缩数据并译码，将固定长度压缩数据存储在第1存储器4006中，将模式信号存储在模式寄存器7301中。虽然由此要输出的图象不限于按A4的尺寸输入，但是通过用纸剩余量检测单元(在图45中未示出)检测A4纵向位置的用纸标志时，规定为选择方向差为90°的A4横置(A4-R)的用纸。这时如图46(a)所示，关于表示已存储在模式寄存器7301中的模式信号的输出图象的转动的有无的信息部分，将表示「不转动」的比特数据，如图46(b)所示，改写为表示「左90°转动」的比特数据。存储器控制器7401根据该改写的模式信号，如图70A所示那样，从第1存储器4006以压缩时的处理块(压缩块)为单位读出，并在使读出方向转动后输出给图象译码单元4007(即在存储控制单元7401中进行压缩块单位的转动)。接着在图象译码单元4007中，在译码时如图70B所示，使例如压缩块(2象素×2象素)内部转动并输出译码结果，其结果如图47C所示，使输出图象整体转动例如90°。
这样，在图象译码时根据模式信号变更在压缩时使用图象的处理块的配置，再通过变更该处理块内的象素配置能实现图象的转动处理。
对于为了在图象输出时检测用纸标志并切换输出用纸尺寸而改写模式信号使图象转动情况进行了说明，但是在预先知道相对于输入方向转动而输出的情况下，也可在图象编码单元4100中进行处理块内的转动，在译码时由存储单元控制器7401进行处理块单位的转动。
(第7实施例)图48是概略地示出与应用了本发明的图象编码/译码装置的图象形成装置有关的数字式彩色复印机的主要部分构成例的方框图，该复印机由彩色扫描器4001,RGB/CMY变换单元4002，行存储器4003，图象识别装置4004，图象编码单元4100，存储器4006，图象译码单元4007和彩色打印机4010构成。虽然基本构成与图25相同，但是在CMY空间上进行压缩/译码处理这一点上不同，在图48中，与同40相同的部分附以相同符号。
下面参照图49A、49B、49C，说明在CMY空间上的压缩处理。在图49A、49B中生成在C、M信号的情况的压缩处理中用的编码表。如图49A、49B所示，关于C、M信号，与对第4实施例中的辉度信号的处理相同，根据图象识别结果即清晰度重视象素或是灰度重视象素来切换经编码的清晰度和析象数。或者不用图象识别结果，把全部象素作为清晰度重视象素进行编码处理，在Y信号的情况下，因为与C、M信号相比，人类的析象能力低，故利用如图72C所示那样的编码表进行低清晰度高灰度的编码。
这里，把辉度信号和C、M信号称为高清晰度系统的图象信号，把色差信号和Y信号称为低清晰度系统的图象信号。
使Y信号的块尺寸与C、M信号的灰度重视象素的块尺寸相一致。
而且，2×2的4象素的1块生成的经编码的8比特的C信号，M信号和7比特的Y信号如图50所示，与图象识别信号1比特一起，被编码为合计24比特=3字节的码。即，关于2×2的四象素的一块，因为各CMY信号是8比特，合计96比特被压缩成24比特。
通过如图49A、49B、49C所示那样地编码，压缩率24/96与现有技术中说明的文献4的4值误差分散是相同的，但是与变换成辉度/色差信号系统的压缩方式相比，可以使清晰度牺牲的比率减少，且能简单地构成。并且通过与图象性质相一致地编码，与现有技术相比可以压缩成高图象质量。另外，由于还与图象识别信号相一致地进行编码，通过在彩色打印机4010中切换输出方法，可以获得比现有技术好的图象质量。
如上所述，按照本发明可以抑制图象质量下降，容易进行高压缩率的固定长度的编码。
另外，在通过图象存储器和传送路径输出多值图象数据的打印机、复印机或传真装置、显示器等图象处理装置中，通过提高编码效率，可谋求节约存储器容量，或提高在被限定的存储器容量下的能存储的图象信息量，或者使传送速度提高。
由于与图象信号性质相一致地进行编码，故可以使译码图象与图象性质相一致地输出，可谋求提高输出装置中的图象质量。
权利要求
1.一种图象处理装置，其特征在于，包括读取并保存图象信息的保存装置；识别所保存的上述图象信息的图象种类的识别装置；根据由上述识别装置识别的结果确定清晰度和量化步骤数目的确定装置，以及根据由上述确定装置确定的上述清晰度与量化步骤数目，至少对于一个上述图象种类，通过进行误差分散处理将上述图象信息量化成一定量的量化装置。
2.如权利要求1所述的图象处理装置，其特征在于上述量化装置包括把上述图象信息变换成YIQ信号，降低上述YIQ信号的I信号和Q信号的清晰度的降低清晰度装置，以及根据上述确定装置已确定的上述清晰度和上述量化步骤数目，至少对于一个上述图象种类，通过利用误差分散处理对上述已降低了清晰度的I信号、Q信号和上述Y信号、即上述图象信息进行量化的量化装置。
3.如权利要求1所述的图象处理装置，其特征在于还包括对上述量化装置进行了量化的上述量化图象信息进行译码并输出上述译码图象信息的译码装置；以及根据上述识别装置识别的图象种类，使表现多值数增加，根据上述表现多值数对由译码装置译码的上述译码图象信息进行墨粉输入处理的装置。
4.如权利要求1所述的图象处理装置，其特征在于上述量化装置包括把上述图象信息变换成YIQ信号、根据由上述确定装置确定的上述清晰度和上述量化步骤数目，至少对于一个上述图象种类，通过利用误差分散处理对上述YIQ信号进行量化的量化装置；以及判断由上述量化装置已量化的上述量化YIQ信号是否适当，如不适当就校正该信号的校正装置。
5.如权利要求1所述的图象处理装置，其特征在于，还包括通过从外部取入第2图象信息并进行必要的变换处理，变换成作为与由上述量化装置进行了量化的上述第1图象信息的编码形式相同的编码的经过变换的第2图象信息的打印机驱动器；以及根据来自上述量化装置的上述量化图象信息和来自上述打印驱动器的上述经过变换的第2图象情报之一形成图象的彩色打印机。
6.如权利要求1所述的图象处理装置，其特征在于，还包括存储工作模式信号的第1存储装置；与存储在上述第1存储装置中的上述工作模式信号一起，存储由上述量化装置进行了量化的上述量化图象信息的第2存储装置；以及读出上述第2存储装置存储的上述量化图象信息和上述工作模式信号并对上述量化图象信息进行译码、对上述已译码的量化图象信息进行上述工作模式信号所意味的处理的装置。
7.如权利要求1所述的图象处理装置，其特征在于上述量化装置包括把上述图象信息变换成CMY信号，并使CMY信号降低清晰度的降低清晰度的装置；以及根据由上述确定装置确定的上述清晰度和上述量化步骤数目，至少对于一个上述图象种类，通过利用分散误差处理对利用上述降低清晰度装置进行了降低清晰度的CMY信号、即上述图象信息进行量化的量化装置。
8.一种彩色图象形成装置，其特征在于，包括取入彩色图象的扫描装置；识别由上述扫描装置取入的上述彩色图象的图象种类的识别装置；根据由上述识别装置的识别结果确定清晰度和量化步骤数目的确定装置；根据由上述确定装置确定的上述清晰度和上述量化步骤数目，至少对于一个上述图象种类，利用误差分散处理对上述彩色图象信息进行量化的量化装置；对由上述量化装置进行了量化的上述彩色图象信息进行译码的译码装置；以及根据由上述译码装置译码的上述已被译码的彩色图象信息形成彩色图象的彩色打印装置。
9.一种图象处理方法，其特征在于，包括下述步骤识别所取入的图象信息和图象种类的识别工序；根据上述识别结果确定清晰度和量化步骤数目的确定工序；以及根据上述确定工序确定的上述清晰度和上述量化步骤数目，至少对于一个上述图象种类，通过利用误差分散处理对上述图象信息进行量化的量化工序。
全文摘要
本发明的图象处理装置包括:识别所取入的图象信息的图象种类的识别电路(1003),根据该识别结果确定清晰度和量化步骤数目的确定电路(1100),根据所确定的上述清晰度和上述量化步骤数目,通过利用误差分散处理对该图象信息进行量化的量化电路(1100)。
文档编号H04N7/26GK1219071SQ9812039
公开日1999年6月9日 申请日期1998年8月21日 优先权日1997年8月21日
发明者田畑淳, 山本直史, G·饶 申请人:株式会社东芝