用於控制數據存儲和/或數據重建的設備及其方法
2023-07-22 07:24:41 1
專利名稱：用於控制數據存儲和/或數據重建的設備及其方法
技術領域：
本發明涉及一種用於控制數據存儲和/或數據重建的設備及其方法。本發明還涉及具有該設備的圖像形成裝置。
背景技術：
在諸如數字多功能外設的圖像形成裝置中，對掃描的圖像讀取並將其轉換為數字圖像，並且將數字圖像作為圖像數據存儲到存儲部分。在這種情況下，在將圖像數據存儲到存儲部分之前，許多圖像形成裝置會執行數據壓縮(編碼)來減小圖像數據的數據大小。在讀取和輸出壓縮並存儲的圖像數據時，執行解壓縮(解碼)，以將所述壓縮的數據解壓縮為原始的圖像數據，這之後執行列印處理。
對於壓縮彩色圖像的處理，廣泛地使用了JPEG壓縮方法。但是，JPEG壓縮是一種不可逆的(irreversible)處理。因此，通過JPEG壓縮和解壓縮而獲得的圖像的畫面質量與其原件相比發生了惡化。當JPEG壓縮的圖像數據在進一步進行圖像處理時，畫面質量就會進一步降低。因而，為了抑制在JPEG壓縮之後伴隨圖像處理而出現的畫面質量的惡化，採用了一種方法，該方法在生成圖像數據時生成對應每個像素的附加數據，存儲所生成的附加數據，以便與圖像數據相關聯，並將該附加數據用於以後要執行的圖像處理。
在執行圖像處理時使用所述附加數據，例如，選擇對像素的圖像處理的優選參數。存在這樣一種趨勢，隨著對畫面質量的要求的提高，對於每個像素的附加數據的信息量也在增加。也就是，附加數據是與圖像相關的數據，並且每個像素的位數(the number ofbits)趨於增加。而隨著附加數據的位數增加，存儲附加數據所需的存儲容量也變得不容忽視。因此，通過在存儲到存儲部分之前對附加數據執行壓縮可以抑制存儲容量。但是，與圖像數據不同，壓縮/解壓縮附加數據需要一種可逆的方法。由於附加數據的目的是為了抑制在不可逆地壓縮圖像數據的解壓縮之後圖像質量的惡化，所以如果附加數據的原始信息在解壓縮之後丟失，就不能實現最初的目的。
作為多值數據(multi-value data)的可逆壓縮/解壓縮方法，已知的為諸如JPEG2000的方法。但是，可逆壓縮/解壓縮方法的壓縮比遠遠低於不可逆的壓縮/解壓縮方法。另一方面，作為二進位數據(binary data)的可逆壓縮/解壓縮方法，熟知的為MH、MR、MMR、以及JBIG。通過所述方法，可以獲得比用於多值數據的壓縮/解壓縮方法更高的壓縮比。此外，實現所述壓縮/解壓縮所需的電路規模能夠更小，處理速度也能夠更快。但是，在處理多值附加數據的情況下，需要一種機制以使得壓縮/解壓縮部分能將目標數據作為二進位數據來處理。關於這個問題，已經提出了一種提供這種機制的方案。例如，為了利用單一壓縮/解壓縮裝置來壓縮/解壓縮多個工作(job)，已知一種逐行劃分每個工作的數據並執行時分處理的方法(例如，參見日本專利公開特許公報No.2004-166187)。
如上所述，需要一種能夠以高壓縮比壓縮多值附加數據的設備或方法。
但是，附加數據的壓縮比依賴於相應的圖像數據的圖像。很難在壓縮之前預測壓縮比。在壓縮時，必須保留用於臨時存儲壓縮數據的緩衝器(存儲)區域。在圖像形成裝置中的圖像數據壓縮/解壓縮通常是基於頁單位(pageunit)執行的。在這種情況下，對應圖像數據的附加數據也是基於頁單位壓縮/解壓縮的。假設在最差的情況下，為壓縮保留的緩衝器區域的大小變得等於在完全不執行附加數據的壓縮的情況下的原始附加數據的大小。
但是最好不要只因為壓縮比不能被預測而佔用額外的存儲器區域，。憑經驗可知在二進位圖像數據可逆壓縮/解壓縮中很少會有壓縮圖像的大小變得等於原始圖像的大小。特別是，當原始圖像的圖像數據具有足夠高的解析度時，實質上不可能相鄰像素的位在所有區域都發生變化。因此，當可逆地壓縮二進位圖像數據時，在大多數情況下，結果數據(resultant data)的大小會小於原始數據的大小。由於附加數據表示像素的屬性，所以期待類似的結果。
如果即使憑經驗也能夠預測在最差的情況的壓縮比的值，則基於預測值就足以保留緩衝器區域，從而節約存儲器容量。即使作為壓縮結果的在壓縮比沒有達到預測的值，也足以在那時保留附加的存儲區域。在這種情況下，因為分配了比正常情況要大的緩衝器區域以用於壓縮所述頁的處理，所以用於之後的頁的緩衝器保留會花費一定的時間。如果頻率在用戶可允許的範圍內，則在緩衝器容量與處理時間之間的權衡(tradeoff)是允許的。這比總是保留很難被用到的額外的存儲器區域並向用戶收取費用的方法更為合適。
發明內容
本發明著眼於前述經驗的事實，並提供了一種通過在存儲數據之前以高壓縮比對數據進行壓縮來有效利用存儲區域的方法，該方法能夠從壓縮並存儲的數據中重建原始數據。
更為具體地，本發明提供了一種將用於二進位數據(binary data)的壓縮方法應用到多值化的數據的方法。本發明還提供了一種附加數據劃分方法，該方法能夠在壓縮多值化的數據時預測(predicting)與壓縮二進位數據一樣高的壓縮比。本發明還提供了一種方法，其能夠在無法獲得數據壓縮前所預測的壓縮比的情況下容易地擴展存儲區域。
本發明提供了一種數據存儲控制設備，包括數據劃分部分，用於將由以多值表示每個元素的元素集合所構成的目標數據劃分為由以二值(twovalues)表示每個元素的元素集合所構成的多組部分數據(partial data)，或者將由以二值表示每個元素的元素集合所構成的目標數據劃分為由元素的子集所構成的部分數據；壓縮部分，用於通過可逆地壓縮所述部分數據、並將壓縮的數據劃分為預定大小的塊來生成壓縮的數據塊；標識符分配部分，用於將標識部分數據的標識符分配給每個壓縮數據塊，所述壓縮的數據塊根據所述部分數據生成；以及存儲處理部分，用於保留小於目標數據大小、並為所述部分數據所共用的存儲區域，並將所生成的壓縮數據塊存儲到存儲區域中。
而且，本發明提供了一種具有所述數據存儲控制設備的圖像形成裝置。
根據另一個觀點，本發明提供了一種使用計算機的數據存儲控制方法，包括將由以多值表示每個元素的元素集合所構成的目標數據劃分為由以二值表示每個元素的元素集合所構成的多組部分數據，或者將由以二值表示每個元素的元素集合所構成的目標數據劃分為由元素的子集所構成的部分數據的步驟；保留小於目標數據的大小、並為所述部分數據所共用的存儲區域的步驟；可逆地壓縮所述部分數據、並將壓縮的數據劃分為預定大小的塊，由此生成壓縮數據塊的步驟；將標識部分數據的標識符分配給每個壓縮的數據塊的步驟，所述壓縮數據塊由所述部分數據生成；以及將所生成的壓縮的數據塊存儲到存儲區域中的步驟。
而且，本發明提供一種數據重建控制設備，包括數據讀取部分，用於從存儲壓縮的數據塊的存儲區域中讀取壓縮的數據塊，所述壓縮數據塊通過將多值化的或二進位的原始數據劃分為多組二進位數據、可逆地壓縮所述二進位數據、劃分壓縮的二進位數據為預定大小的塊、以及將相應組的標識符分配給每個壓縮數據塊來獲得；分類部分，用於基於分配給每個壓縮數據塊的標識符將壓縮的數據塊分類成組；解壓縮部分，用於對分類的壓縮數據塊進行解壓縮，由此生成成組的數據塊(group-by-group data blocks)；以及數據連接部分，用於連接所述成組的數據塊，由此重建原始數據。
而且，本發明提供了一種具有所述數據重建控制設備的圖像形成裝置。
根據另一個觀點，本發明提供了一種使用計算機的數據重建控制方法，包括從存儲壓縮數據塊的存儲區域讀取壓縮的數據塊的步驟，所述壓縮的數據塊通過上述數據存儲控制方法來獲得；基於分配給每個壓縮數據塊的標識符將壓縮數據塊分類成組的步驟；解壓縮分類的壓縮數據塊、由此生成成組的數據塊的步驟；以及連接所述成組的數據塊、由此重建原始數據的步驟。
圖1是示出本發明的數據存儲控制設備的配置的框圖；圖2是示出本發明的數據重建控制設備的配置的框圖；圖3是示出作為根據本發明的圖像形成裝置的一種形式的數字全色多功能外圍設備的配置的例子的說明圖；圖4是示出用於處理將要由根據本發明的圖像形成裝置處理的圖像數據的圖像控制部分的配置的框圖；圖5是示出根據本發明的圖像數據壓縮/解壓縮的過程的例子的說明圖；圖6是示出在本發明中將要存儲在壓縮數據存儲區域中的壓縮數據塊的格式的說明圖；圖7是示出將附加數據劃分成組的方法的例子的說明圖；圖8是示出將每個像素的表示為二進位數據的附加數據劃分為4個組的方法的例子的說明圖；圖9是示出將每個像素的表示為二進位數據的附加數據劃分為4個組的方法的另一個例子的說明圖；圖10是示出將每個像素的表示為二進位數據的附加數據劃分為4個組的方法的再一個例子的說明圖；圖11是示出在本發明中壓縮電路的數量大於解壓縮電路的數量的情況的例子的說明圖；以及圖12是示出在本發明中壓縮電路的數量小於解壓縮電路的數量的情況的例子的說明圖。
具體實施例方式
由於本發明的數據存儲控制設備包括用於將由以多值表示每個元素的元素集合所構成的目標數據劃分為由以二值表示的每個元素元素集合所構成的部分數據組、或者將由以二值表示每個元素的元素集合所構成的目標數據劃分為由元素的子集所構成的部分數據的劃分部分，以及用於通過可逆地壓縮所述部分數據、並將壓縮數據劃分為預定大小的塊來生成壓縮數據塊的壓縮部分，所以不論目標數據是二進位的數據或多值化的數據，都可以應用用於二進位數據的可逆的壓縮方法。從而，已知的二進位數據壓縮方法能夠被應用到多值化的數據壓縮。由於經常使用用於二進位圖像數據的可逆壓縮/解壓縮方法，因此，憑經驗可以預測目標數據的壓縮比，基於預測的壓縮比確定要保留的存儲區域，從而可以有效地使用存儲器區域。
雖然主要將多值化的數據視為目標數據，但是目標數據並不局限於此，還可以是二進位數據。雖然主要將目標數據視為涉及圖像的數據，但是本發明並不局限於這樣的數據。雖然主要將二維數據視為目標數據，但是目標數據可以是一維、三維或更多維的數據。例如，可以使用表示三維坐標系中的每個點的屬性的數據。
由於本發明的數據存儲控制設備具有用於即使在壓縮後的數據大小不能被預測的情況下也能從目標數據生成壓縮的數據塊的壓縮部分，在大多數情況下，壓縮可以在大小小於原始數據大小的保留的存儲區域中執行。即使在壓縮的數據塊不能被存儲在存儲區域中的情況下，也能夠容易地擴展存儲區域。由於存儲區域被共用，不需要在組單位的基礎上擴展存儲區域。此外，壓縮的數據塊具有預定的大小。
本發明的數據存儲控制設備可以為壓縮部分使用用於二進位圖像數據的已知可逆壓縮/解壓縮方法，以便能夠獲得可靠的設備。
目標數據的每個元素可以通過多位表示為多值，並且數據劃分部分可以在每個元素的位深度方向(bit depth direction)上按1位來劃分目標數據。利用這種配置，目標數據可以被劃分為位式片的(bit-sliced)二進位數據。因此，目標數據壓縮可以被視為具有類似二進位數據壓縮的特性，並且容易從經驗上預測壓縮的結果。
目標數據可以是要添加到圖像數據的附加數據，並且附加數據的每個元素可以表示圖像數據的每個像素的屬性。
而且，壓縮部分可以用MH編碼方法、MR編碼方法、MMR編碼方法、JBIG編碼方法、或方法的任意組合來壓縮數據。
壓縮部分的數量可以小於組的數量，數據劃分部分可以根據組的數量以及壓縮部分的數量將多個組分配給單一壓縮部分，並且被分配了多個組的壓縮部分可以以時分方式來壓縮部分數據。
根據本發明的數據存儲控制方法，目標數據被劃分為二進位數據的組，二進位數據被壓縮，並被劃分為預定大小的塊，並且壓縮的數據塊被順序地生成。因此，可以應用已經被經常用到並具有經驗的二進位數據的可逆編碼方法。從而，可以高精度地預測目標數據的壓縮比，確定要保留的存儲區域，並且能夠有效使用存儲器區域。
在本發明的數據存儲控制方法中，二進位數據被壓縮，並被劃分為預定大小的塊，由此生成壓縮的數據塊，並且成組的壓縮的數據塊被存儲在共用存儲區域中。因此，即使出現不能獲得在組數據(group data)壓縮之前所假設的壓縮比的情況，預先保留的存儲區域也可以容易地擴展。
由於本發明的數據重建控制設備具有數據讀取部分，用於從存儲壓縮數據塊的存儲區域讀取壓縮的數據塊，所述壓縮的數據塊通過將多值化的或二進位的原始數據劃分為多組二進位數據、可逆地壓縮二進位數據、將壓縮的二進位數據劃分為預定大小的塊、並將相應組的標識符分配給每個壓縮數據塊來獲得；分類部分，用於基於分配給每個壓縮數據塊的標識符將壓縮的數據塊分類成組；以及解壓縮部分，用於對分類的壓縮數據塊進行解壓縮，由此生成成組的數據塊，所以可以將已知的二進位數據解壓縮方法應用到壓縮的數據塊的解壓縮。
原始數據可以由多個元素構成，原始數據的每個元素通過多個位表示為多值，並且通過在每個元素的位深度方向上按1位來劃分原始數據可以獲得成組的數據塊。
原始數據可以是要添加到圖像數據的附加數據，並且附加數據的每個元素可以是表示圖像數據的每個像素的屬性的數據。
從存儲區域讀取的壓縮數據塊可以是利用前述數據存儲控制設備獲得的數據。
而且，解壓縮部分可以對使用MH編碼方法、MR編碼方法、MMR編碼方法、JBIG編碼方法、或方法的任意組合壓縮的壓縮數據塊進行解壓縮。
而且，解壓縮部分的數量可以小於組的數量，分類部分根據組的數量以及解壓縮部分的數量將多個組分配給單一解壓縮部分，並且被分配了多個組的解壓縮部分可以以時分方式對壓縮的數據塊進行解壓縮。
在本發明的數據重建方法中，從存儲壓縮的數據塊的存儲區域中讀取壓縮數據塊。通過將原始數據劃分為多個組的二進位數據、可逆壓縮所述二進位數據、將壓縮的每個二進位數據劃分為預定大小的塊、並將組的標識符分配到每塊數據來獲得壓縮的數據塊。壓縮數據塊基於分配給所讀取的壓縮數據塊的標識符被分類成組。分類的壓縮數據塊被解壓縮，由此生成成組的數據塊。因此，已知的二進位數據解壓縮方法可以被應用到壓縮的數據塊的解壓縮。
以下將參考附圖對本發明進行更詳細的描述。通過下面的說明將進一步理解本發明。以下說明在各方面將被視為是說明性、而不是限定性的。
數據存儲控制設備的例子圖1是示出本發明的數據存儲控制設備的配置的框圖。如圖1所示，作為數據存儲控制設備的數據存儲控制部分1具有以下塊位劃分部分11；壓縮電路15a、15b、15c和15d；壓縮數據存儲FIFO存儲器17a、17b、17c和17d；代碼輸出控制電路19；壓縮數據選擇部分23；以及標識信息添加部分21。
位劃分部分11作為數據劃分部分，將從外部輸入的數據劃分為對應4個組a、b、c和d的部分數據。壓縮電路15a、15b、15c和15d作為壓縮部分，分別對應於組a、b、c和d，並壓縮相應組的數據。壓縮數據存儲FIFO存儲器17a、17b、17c和17d作為FIFO存儲器，臨時存儲由壓縮電路壓縮的數據，並存儲數據直到(up to)預定數據大小。壓縮數據選擇部分23作為存儲處理部分，從壓縮數據存儲FIFO存儲器提取(takes)存儲在每個壓縮數據存儲FIFO存儲器中的預定大小的壓縮數據塊，並存儲壓縮數據塊到外部存儲器。標識信息添加部分21作為標識符分配部分，將組的標識符分配給從每個壓縮數據存儲FIFO存儲器提取的壓縮數據。代碼輸出控制電路19在將壓縮數據塊存儲到存儲器之前在存儲器中保留存儲區域。該存儲區域的容量小於從外部輸入的數據的大小。該容量可以是初步對於從外部輸入的數據確定的比率。該比例可以在憑經驗獲得的壓縮比的最差值的基礎上確定。
位劃分部分11具有圖像輸入FIFO存儲器13a、13b、13c和13d。圖像輸入FIFO存儲器13a、13b、13c和13d起到各組的緩衝器的作用，用於吸收(absorbing)數據輸入到數據存儲控制部分1的速度與數據被壓縮電路15a、15b、15c和15d壓縮的處理速度之間的差。或者，代替FIFO存儲器，劃分成組的數據可以存儲在保留作為工作存儲器(work memory)的存儲區域中。代碼輸出控制電路19是包括標識信息添加部分21和壓縮數據選擇部分23的塊，並執行提取存儲在壓縮數據存儲FIFO存儲器中壓縮的數據塊並將所提取的數據存儲到外部存儲器的處理。
組的數量並不局限於4個，而可以比4個更多或更少，只要數量是多個。
例如，數據存儲控制部分1可以通過將所述塊的電路集成在半導體集成電路(LSI)上來實現。或者，所述塊的功能可以通過用微計算機實現部分功能並由該微計算機執行控制程序來實現。
數據重建控制設備的例子圖2是示出本發明的數據重建控制設備的配置的框圖。如圖2所示，數據重建控制部分3作為數據重建控制設備，具有代碼輸入控制電路31、讀取控制電路33、數據分類電路35、數據存儲FIFO存儲器37a、37b、37c和37d、解壓縮電路39a、39b、39c和39d、以及位組合部分41。
讀取控制電路33作為數據讀取部分，讀取由圖1中的數據存儲控制部分1生成的並存儲在外部存儲器中的壓縮數據塊，。在分配給所讀取的壓縮數據塊的標識符的基礎上，數據分類電路35作為分類部分，分配用於解壓縮所述壓縮數據塊的解壓縮部分。而且，當檢查對應於所分配的解壓縮部分的FIFO存儲器中的空閒區域(free area)時，數據分類電路35將數據存儲到FIFO存儲器。塊存儲FIFO存儲器37a、37b、37c和37d是用於臨時存儲分配給解壓縮電路的壓縮數據塊的緩衝器。解壓縮電路39a、39b、39c和39d作為解壓縮部分，從塊存儲FIFO存儲器讀取所存儲的壓縮數據，並解壓縮所讀取的壓縮數據塊，由此生成成組的數據塊。位組合部分41作為數據連接部分，連接成組的數據塊，從而重建原始數據。
位組合部分41具有圖像輸出FIFO存儲器43a、43b、43c和43d。圖像輸出FIFO存儲器43a、43b、43c和43d是成組的緩衝器，用於吸收在來自數據重建控制部分3的所述成組的數據塊的輸出速度和接收輸出數據的外部塊的處理速度之間的差。代替使用圖像輸出FIFO存儲器，解壓縮的成組的數據塊可以存儲在保留為工作存儲器的存儲器區域中。代碼輸入控制電路31是包括讀取控制電路33和數據分類電路35的塊，讀取存儲在外部存儲器中的壓縮的數據塊，並分類所讀取的壓縮的數據塊，以便被分配到解壓縮電路。
例如，數據重建控制部分3可以通過將塊的電路集成到半導體集成電路(IC)上來實現。或者，所述塊的功能可以通過用微計算機實現部分功能並由該微計算機執行控制程序來實現。
圖像形成裝置的例子圖3是示出作為根據本發明的圖像形成裝置的一個方面的全色多功能外圍設備的配置的例子的示意圖。以下，沿著在圖3所示的多功能外圍設備中從原始圖像的讀取到列印輸出的數據流程來描述所述各部分和處理的操作。要讀取的原稿(original)被用戶裝在掃描器部分1070的曝光部分1002上。
當用戶使用未示出的操作面板指示開始讀取時，第一掃描部分1003掃描原稿的讀取面(reading face)，並對其進行曝光。從原稿反射的光通過第二掃描部分1004和光學透鏡1005並被導入圖像傳感器1006。圖像傳感器1006將形成在傳感器表面上的原稿圖像轉換為相應的電子圖像信號。以這種方式，原稿的圖像被轉換為圖像信號。所獲得的圖像信號由未示出的信號處理電路轉換為數位訊號，然後數位訊號被轉換為多值的圖像數據。而且，信號處理電路生成對應於圖像數據的多值化的附加數據。圖像數據和附加數據被輸入到圖像控制部分61。輸入圖像數據在圖像控制部分61中被壓縮，並被存儲在存儲器中。另一方面，附加數據在圖像控制部分61中被壓縮，並且壓縮的數據作為與圖像數據相關聯的壓縮數據塊被存儲在存儲器中。
存儲在存儲器中的圖像數據在圖像控制部分61中被解壓縮，以便根據用戶請求重建成原始圖像數據。同時，與圖像數據相關聯的壓縮數據塊被解壓縮和被重建為原始附加數據。重建的圖像數據利用附加數據進行圖像處理。圖像數據被轉換為黑色、黃色、品紅色(magenta)和青色(cyan)的彩色分量(color component)的數據。所轉換的數據被傳送到對這些彩色分量進行處理的雷射掃描單元(以下，稱為LSU)。列印部分(印表機)1071具有用於黑色的LSU1015。用於黃色的LSU被提供在黃色圖像形成單元1021，用於品紅色的LSU被提供在品紅色圖像形成單元1031，以及用於青色的LSU被提供在青色圖像形成單元1041。
圖3的列印部分1071具有電子照相全色印表機的配置。彩色分量的數據中的黑色數據被用於在LSU1015中的雷射設備(未示出)的發光。光導體鼓1013的表面用來自LSU1015的雷射束掃描，並且靜電潛像被形成在光導體鼓1013的表面。形成的潛像由顯影部分1017顯影，並且調色劑附著在圖像區域中。附著到光導體鼓的表面上的圖像區域的調色劑(toner)在第一轉印部分1020中被轉印到轉印帶1050上。
上面已經描述了黑色(K)的列印數據。圖像形成處理也對黃色(Y)、品紅色(M)和青色(C)執行。所述色彩的調色劑被轉印到轉印帶1050上。其中執行Y、M和C色的圖像形成處理的部分分別為圖3中用虛線畫出的矩形中的圖像形成單元1021、1031和1041。以這種方式，在第二轉印部分1012中，轉印到轉印帶1050上的色彩的調色劑被轉印到從紙盤1010饋送的紙張上。之後，轉印的調色劑在定影部分1052中被定影，並在顏色被混和的狀態下被固定(fixed)在紙張上。該紙張被輸出到紙張排出部分1055。
圖像控制部分的例子圖4是示出用於處理由圖3的圖像形成裝置處理的圖像數據的圖像控制部分61的配置的框圖。圖4中的圖像控制部分61處理由圖3的掃描器部分1070讀取的圖像，將處理的圖像存儲到存儲器，並讀取存儲在存儲器中的圖像數據。圖像控制部分61還將圖像處理成可以由圖3中的列印部分1071列印的數據，或者將從外部接收的列印數據處理成可以由列印部分1071列印的數據。
如圖4所示，圖像控制部分61具有圖像輸入I/F65、圖像壓縮部分62、數據存儲控制部分1、存儲器控制器69、圖像解壓縮部分64、數據重建控制部分3、圖像處理I/F67、圖像輸出I/F73、通信I/F71、以及CPU I/F63。
圖像輸入I/F65執行從圖3所示的外部的掃描器部分1070接收圖像數據和附加數據、並經由數據總線75將所接收的數據傳送到數據存儲控制部分1等的接口連接操作。圖像壓縮部分62壓縮經由圖像輸入I/F65傳送的圖像數據。數據存儲控制部分1壓縮經由圖像輸入I/F65傳送的附加數據，並生成壓縮的數據塊。存儲器控制器69控制向外部存儲器79寫入數據/從外部存儲器79讀取數據，該外部存儲器79用於存儲由圖像壓縮部分62壓縮的圖像數據和由數據存儲控制部分1生成的壓縮數據塊。
圖像解壓縮部分64解壓縮從外部存儲器79讀取的圖像數據，並重建原始圖像數據。數據重建控制部分3解壓縮與圖像數據相對應的從存儲器79讀取的壓縮數據塊，由此重建原始數據。圖像處理I/F67向外部圖像處理電路77接口連接/從外部圖像處理電路77接口連接圖像數據(interfaces image datato/from)，該圖像處理電路77用於處理由圖像解壓縮部分64解壓縮的圖像數據以及由數據重建控制部分3重建的附加數據。圖像輸出I/F73被用來傳送數據到圖3所示的外部列印部分1071。通信I/F71向外部接口連接/從外部接口連接與對壓縮的數據和圖像數據進行控制相關的命令。CPU I/F63作為外部CPU81與數據總線75之間的接口，所述外部CPU81用於指示和控制圖像控制部分61的各塊的操作以及數據的發送/接收。
數據存儲控制部分1對應圖1中的數據存儲控制部分1。數據重建控制部分3對應圖2中的數據重建控制部分3。數據存儲控制部分1和數據重建控制部分3利用MH編碼方法執行壓縮/解壓縮附加數據的處理。該方法是一個例子，並且壓縮/解壓縮操作還可以用MR編碼方法、MMR編碼方法、JBIG編碼方法、或方法的任意組合來執行。圖像壓縮部分62和圖像解壓縮部分64利用JPEG壓縮方法壓縮/解壓縮圖像數據。該方法是一個例子，而本發明並不限於所述方法。
在實施例中，將圖像控制部分61實現為集成在單一LSI上的電路。但是本發明並不局限於這種配置。圖像控制部分61可以由多個LSI構成，或者可以與諸如圖像處理電路77的外部塊(extemal block)集成在一起。
附加數據壓縮/解壓縮圖5是根據本發明的圖像數據壓縮/解壓縮的過程的例子的說明圖。如圖5所示，響應於來自CPU81的指令由位劃分部分11劃分的附加數據以組單位為基礎輸入到圖像輸入FIFO存儲器13a、13b、13c和13d。輸入到圖像輸入FIFO存儲器的成組的附加數據由對應於組的壓縮電路15a、15b、15c和15d壓縮，並且壓縮的數據被分別輸入到相應的壓縮數據存儲FIFO存儲器17a、17b、17c和17d。例如，劃分為組「b」的附加數據被輸入到圖像輸入FIFO存儲器13b，並由壓縮電路15b壓縮。
當在每個壓縮數據存儲FIFO存儲器17a、17b、17c和17d中累積了預定大小的數據時，壓縮數據選擇部分23根據來自壓縮數據存儲FIFO存儲器17a、17b、17c和17d的請求從壓縮數據存儲FIFO存儲器17a、17b、17c和17d提取累積的數據。標識信息添加部分21將組的標識符(ID)分配給提取的數據。以這種方式，準備具有標識符的壓縮數據塊。而且，壓縮數據選擇部分23控制具有標識符的壓縮數據塊，以便存儲到在存儲器9中保留的存儲區域51中。例如，對應於組「b」的ID01被分配給從組「b」生成的壓縮數據塊，並且具有ID01的壓縮數據塊順序地被存儲在存儲區域51中。存儲區域51是組「a」、「b」、「c」和「d」所共用的區域。
圖6是示出存儲在存儲區域51中的壓縮數據塊的格式的示意圖。如圖6所示，一個壓縮數據塊的壓縮後的數據大小為256位元組。這僅僅是一個例子，本發明並不限於這個大小。對於每個壓縮數據塊，相應組的標識符作為ID由標識信息添加部分21分配。ID「00」對應於組「a」，01對應於組「b」，02對應於組「c」，而03對應於組「d」。
壓縮數據塊由壓縮處理電路15a、15b、15c和15d以組單位為基礎生成。壓縮數據選擇部分23控制以便以生成的次序將壓縮數據塊存儲到存儲區域51。存儲在存儲區域中的壓縮數據塊的ID不具有規律性，因為一個壓縮數據塊的生成的時間取決於原始圖像。具體來講，當假設執行組的部分數據的壓縮的速度在各組中互相相等時，在其中以低壓縮比壓縮的原始圖像數據的塊連續(continued)的組中，從壓縮電路輸出的數據量大於其它組的數據量，並更快地到達作為壓縮數據塊的單位的256位元組。每個壓縮數據塊的壓縮度(degree)依賴於原始圖像。具體來講，依賴於進行壓縮的原始圖形的部分，生成壓縮數據塊的速度不同。從而，在多個壓縮電路並行執行壓縮的情況下，在各組之間存儲壓縮數據塊的順序並不是恆定的，而是取決於原始圖像。從這個意義講，就沒有規律性。
代碼輸出控制電路19可以將指示生成順序的生成編號分配給具有相同ID的壓縮數據塊。對於具有相同ID的壓縮數據塊，具有相同ID的壓縮數據塊按照壓縮數據塊的生成次序存儲到存儲區域51。因此，通過從存儲區域51的頭地址(head address)順序地讀取壓縮數據塊，所述壓縮數據塊能夠以生成順序讀取。因而，即使沒有分配生成編號，壓縮數據塊存儲前的順序與讀取後的順序也是相同的。所分配的生成編號僅僅用於確認。
通過以如圖6所示的格式存儲壓縮數據塊，即使出現無法獲得初始預測的壓縮比以及初步保留的緩存器區域在壓縮期間不是小的情況，也能夠很容易應對這些情況。在這種情況下，保留附加存儲區域，並在該區域中存儲壓縮數據塊即可。由於緩存器區域為各組共用的區域，所以不需要保留附加區域。所添加的區域能夠沒有連續的地址。例如，在存儲壓縮數據塊到緩存器區域的時候，代碼輸出控制電路19完全能夠用指針(pointer)管理存儲目的地的地址。壓縮數據塊從緩存器區域的頭(head)順序地存儲，則使用指示後面的壓縮數據塊的存儲目的地址(destination address)的指針即可。當代碼輸出控制電路19確定存儲壓縮數據塊之後的結束地址(end address)超過了初步保留的緩衝器區域的結束地址時，從所添加的緩存存器區域的頭地址開始存儲壓縮數據塊即可。
如上所述，根據本發明，可以容易地實現緩存器區域的添加。
再次參考圖5，在基於CPU81的指令對存儲在存儲器79的存儲區域51中的圖像數據執行列印處理的情況下，讀取控制電路33進行控制，以便順序地讀取與圖像數據相對應的存儲在存儲區域51中的壓縮的數據塊。數據分類電路35將讀取的壓縮數據塊輸入到對應於分配給壓縮數據塊的ID的塊存儲FIFO存儲器(代碼37a、37b、37c和37d之一)。例如，分配「01」作為ID的壓縮數據塊被輸入到與該ID初步相關聯的塊存儲FIFO存儲器37b。輸入的壓縮數據塊在對應該塊存儲FIFO存儲器37b的解壓縮電路39b中進行解壓縮，並且將結果數據輸出為組「b」的成組數據塊。在圖像輸出FIFO存儲43b中存儲輸出成組的數據塊位組合部分41在位深度方向上連接存儲在圖像輸出FIFO存儲器43a、43b、43c和43d中的成組數據塊，由此將所述數據轉換為一個數據(single pieceof data)。以這種方式，重建原始附加數據。
多值化的附加數據的二進位化如上所述，附加數據是對應圖像數據的數據，每個元素具有對應圖像數據中像素的信息。將更詳細地描述將多值化的數據的附加數據劃分成組的方法。
圖7是示出位劃分部分11將附加數據劃分為組的例子的說明圖。在圖7的例子中，每個像素以4位表示的附加數據的元素在位深度方向上被劃分為4個組。並且每個組被作為二進位數據處理。
在圖7中，水平方向的箭頭「x」對應圖像數據的主掃描方向，而垂直方向的箭頭「y」對應圖像數據的副掃描方向。主掃描方向的像素數量為「n」，副掃描方向的像素數量為「m」。為了更容易理解，主掃描方向的1到n以及副掃描方向的1到m的數字被給予像素。對應一個像素的元素由4位表示。一個方框對應一位。具體來講，方框中寫的數字是附加數據的元素的位編號，4位00、01、02和03對應一個元素。
在位深度方向上以位單位為基礎劃分附加數據的情況下，位編號對應所劃分的組的編號。因此，位編號00、01、02和03分別對應於組a、b、c和d。
附加數據的劃分的變形圖7示出了在位深度方向上劃分多值化的附加數據。但是，附加數據並不限於多值化的數據，而可以是二進位數據。以下將描述劃分的變形。
圖8是示出位劃分部分11將每個像素的以二值表示的附加數據劃分為4個組的例子的說明圖。以類似圖7的方式，主掃描方向上的像素數量為「n」，而副掃描方向上的像素數量為「m」。但是，每個元素的位的數量為一個。在這種情況下，ID 00、01、02和03被循環地分配給對應於在掃描方向上相鄰的像素的位，由此將附加數據劃分為4個組。在圖8的例子中，屬於相同組的位是在主掃描方向上每4個像素排列的元素。
圖9是其中圖1的位劃分部分將表示為每個像素2個值的附加數據劃分為4個組的另一個例子的說明圖。在圖9中，主掃描方向上的像素的數量為「n」，副掃描方向上的像素的數量為「m」。對應於一個像素的位的數量為一個。在圖9的例子中，在主掃描方向上相鄰的多個像素排列形成一個組，並且數據被劃分成通過將主掃描方向上的位的數量等分為4份來獲得每組的位的數量。具體來講，組00由主掃描方向上具有從1到n/4的像素編號的n/4位構成。組01由主掃描方向上具有(n/4)+1到n/2的像素編號的n/4位構成。組02由主掃描方向上具有(n/2)+1到3n/4的像素編號的n/4位構成。組03由主掃描方向上具有(3n/4)+1到n的像素編號的n/4位構成。
在圖9的例子中，主掃描方向上的一行被等分為4份。劃分對象的單位不限於一行，而可以是在存取存儲器79時的一個突發(one burst)的位的數量。突發的單位的位的數量(the number ofunit bits ofburst)由數據總線75、存儲器79以及存儲器控制器69的配置來確定。
而且，圖10是進一步示出其中位劃分部分11將每個像素以二值表示的附加數據劃分為組的再一個例子的說明圖。在圖10中，主掃描方向上的像素數量為「n」，而副掃描方向上的像素數量為「m」。在圖10的例子中，在主掃描方向上的每一行被設定為一組，ID 00、01、02和03被循環地分配給在副掃描方向上相鄰的行，由此將附加數據劃分為4個組。在圖10的例子中，相同組中的位就是在副掃描方向上每4行排列的每行中的數據。
壓縮電路的數量與解壓縮電路的數量互不相同的例子在圖5所示的實施例中，壓縮電路的數量為4，解壓縮電路的數量為4，數量彼此相等。本發明還可以應用到壓縮電路的數量與解壓縮電路的數量互相不同的情況。例如，考慮了這樣一種情況，其中數字多功能外圍設備具有4個壓縮電路和4個解壓縮電路，並且佔用了2個解壓縮電路用於傳真功能的接收操作。在這種情況下，數字多功能外圍設備利用4個壓縮電路壓縮從要複製的原稿生成的附加數據，並將未用於傳真功能的接收操作的2個解壓縮電路用於列印處理。
還有一種情況，其中附加數據的壓縮和解壓縮由不同的數字多功能外圍設備執行。在這種情況下，執行壓縮的多功能外圍設備中的壓縮電路的數量與執行解壓縮的多功能外圍設備中的解壓縮電路的數量可能互相不同。例如，有這樣一種模式，其中附加數據作為壓縮的數據塊存儲為在執行壓縮的多功能外圍設備的存儲區域51中。之後，壓縮數據塊通過通信I/F71傳送到經由通信線路連接的另一個數字多功能外圍設備，並在另一個數字多功能外圍設備中進行解壓縮。
圖11是示出在本發明中壓縮電路的數量大於解壓縮電路的數量的情況的例子的說明圖。在圖11中，壓縮電路的數量為4個，而解壓縮電路的數量為2個。組的數量為4個。在圖11中，劃分附加數據、壓縮劃分的數據、以及將壓縮數據塊存儲到存儲器79中的存儲區域51的過程類似於圖5中的。
在基於CPU81的指令通過2個解壓縮電路解壓縮存儲在存儲器79中的存儲區域51中的壓縮數據塊的情況下，讀取控制電路33順序地讀取存儲在存儲區域51中的壓縮數據塊。數據分類電路35根據分配給讀取的壓縮數據塊的ID識別出組的數量為4個。當數據分類電路35識別出組的數量大於可以使用的解壓縮電路37a和37b的數量時，數據分類電路35確定在那種條件下對相應於分配給壓縮數據塊的ID的塊存儲FIFO存儲器的分配。數據分配電路35在組的數量以及可用的解壓縮電路的數量的基礎上確定分配。最好，幾乎均勻地確定分配給解壓縮電路的組的數量。當初步限定了組的數量以及解壓縮處理電路的數量時，可以提前確定根據所述組合的分配模式(assignment pattern)。
在圖11中，數據分類電路35將ID 00和01分配給解壓縮電路39a，並將ID 02和03分配給解壓縮電路39b。
每個塊存儲FIFO存儲器被構建，以便通過根據分配的組的數量被劃分來使用。例如，塊存儲FIFO存儲器37a被用於具有ID 00和01的2個組，FIFO存儲器的區域被劃分為2個部分，並且所述2個部分被用作相互獨立的FIFO存儲器。從數據處理速度的角度，最好，每個劃分的FIFO區域大於作為壓縮數據塊的大小的256位元組，並且考慮預先保留具有足夠大的大小的FIFO存儲器區域。但是，這不是一個必需的條件。數據分類電路35將塊存儲FIFO存儲器37a劃分為2個部分，並且進行控制，以便將所劃分的FIFO區域中的一個分配為ID 00的壓縮數據塊，並將另一個區域分配為ID 01的壓縮數據塊。解壓縮電路39a被控制，以便以時分方式被分配給ID 00和ID 01的解壓縮。解壓縮電路39a將ID 00的解壓縮的成組數據塊輸入到圖像輸出FIFO存儲器43a，並且將ID 01的解壓縮的成組數據塊輸入到圖像輸出FIFO存儲器43b。
被分配ID 02和03的塊存儲FIFO存儲器37b將ID 02的成組數據塊輸入到圖像輸出FIFO存儲器43c，並且將ID 03的成組數據塊輸入到圖像輸出FIFO存儲器43d。
位組合部分41在位深度方向上連接存儲在圖像輸出FIFO存儲器43a、43b、43c和43d中的成組數據塊，由此將數據轉換為一個數據(single piece ofdata)。以這種方式，重建原始附加數據。
圖12是示出在本發明中壓縮電路的數量小於解壓縮電路的數量的情況的例子的說明圖。在圖12中，壓縮電路的數量為2，解壓縮電路的數量為4，並且組的數量為4。
當確定可用的壓縮電路17a和17b的數量小於組的預定數量時，位劃分部分11確定在所述條件下對相應於組的壓縮電路的分配。位劃分部分11在組的數量以及壓縮電路的數量的基礎上確定分配。最好這樣確定分配，以便分配給解壓縮電路的組的數量幾乎相等。如果組的數量和解壓縮電路的數量被預先限定，則根據該組合的分配模式可以被預先確定。
在圖12的例子中，位劃分部分11將ID 00和01分配給壓縮電路15a，並將ID 02和03分配給壓縮電路15b。
每個壓縮數據存儲FIFO存儲器被構建，以便通過根據分配的組的數量被劃分來使用。例如，壓縮數據存儲FIFO存儲器17a被用於具有ID 00和01的2個組，FIF0存儲器的區域被劃分為2個部分，並且所述2個部分被用作相互獨立的FIFO存儲器。位劃分部分11將壓縮數據存儲FIFO存儲器17a劃分為2個部分，將劃分的FIFO區域中的一個分配為壓縮數據塊ID 00，並將另一個區域分配為壓縮數據塊ID 01。壓縮電路15a被控制，以便以時分方式分配給ID 00和ID 01的壓縮。壓縮電路15a將ID 00的壓縮數據塊輸入到為ID 00準備的壓縮數據存儲FIFO存儲器17a，並將ID 01的壓縮數據塊輸入到為ID 01準備的壓縮數據存儲FIFO存儲器17b。
當具有預定大小的數據被存儲到壓縮數據存儲FIFO存儲器時，壓縮數據選擇部分23從壓縮數據存儲FIFO存儲器提取存儲的數據。標識信息添加部分21將組的標識符(ID)添加到所提取的數據。而且，壓縮數據選擇部分23將分配了標識符的壓縮數據塊存儲到在存儲器79中保留的存儲區域51中。
讀取存儲在存儲區域51中的壓縮數據塊、解壓縮讀取的塊、以及連接位、由此生成原始附加數據的處理的過程類似於圖5的。
最後，不同於本發明的上述實施例的各種改變顯然也是可能的。應當認為這樣的改變也屬於本發明的特徵和範圍。在權利要求書的集合和範圍內的各種改變，或者這樣的集合和範圍的等效物都應當為權利要求書所包含。
權利要求
1.一種數據存儲控制設備，包括數據劃分部分，用於將由以多值表示每個元素的元素集合所構成的目標數據劃分為由以二值表示每個元素的元素集合所構成的多組部分數據，或者將由以二值表示每個元素的元素集合所構成的目標數據劃分為由所述元素的子集所構成的部分數據；壓縮部分，用於通過可逆地壓縮所述部分數據、並將壓縮的數據劃分為預定大小的塊來生成壓縮的數據塊；標識符分配部分，用於將標識部分數據的標識符分配給每個壓縮的數據塊，所述壓縮的數據塊根據所述部分數據生成；以及存儲處理部分，用於保留小於目標數據大小、並為所述部分數據所共用的存儲區域，並將所生成的壓縮的數據塊存儲到所述存儲區域中。
2.根據權利要求1所述的數據存儲控制設備，其中，所述目標數據的每個元素通過多個位以多值來表示，以及數據劃分部分在每個元素的位深度方向上按1位劃分所述目標數據。
3.根據權利要求2所述的數據存儲控制設備，其中，所述目標數據為要添加到圖像數據的附加數據，並且所述附加數據的每個元素表示所述圖像數據的每個像素的屬性。
4.根據權利要求2所述的數據存儲控制設備，其中，所述壓縮部分用MH編碼方法、MR編碼方法、MMR編碼方法、JBIG編碼方法、或方法的任意組合來壓縮數據。
5.根據權利要求1所述的數據存儲控制設備，其中，所述壓縮部分的數量小於組的數量，所述數據劃分部分根據組的數量以及壓縮部分的數量來將多個組分配給單一壓縮部分，和被分配了多個組的所述壓縮部分以時分方式來壓縮所述部分數據。
6.一種圖像形成裝置，包括根據權利要求1所述的數據存儲控制設備。
7.一種使用計算機的數據存儲控制方法，包括將由以多值表示每個元素的元素集合構成的目標數據劃分為由以二值表示每個元素的元素集合構成的多組部分數據，或者將由以二值表示每個元素的元素集合構成的目標數據劃分為由元素的子集所構成的部分數據的步驟；保留小於目標數據大小、並為部分數據所共用的存儲區域的步驟；可逆地壓縮所述部分數據、並將壓縮的數據劃分為預定大小的塊由此生成壓縮的數據塊的步驟；將用於標識部分數據的標識符分配給每個壓縮的數據塊的步驟，所述壓縮的數據塊根據所述部分數據生成；以及將所生成的壓縮的數據塊存儲到所述存儲區域的步驟。
8.一種數據重建控制設備，包括數據讀取部分，用於從存儲壓縮的數據塊的存儲區域讀取壓縮的數據塊，所述壓縮的數據塊使用根據權利要求1所述的數據存儲控制設備來獲得；分類部分，用於在分配給每個壓縮的數據塊的標識符的基礎上將所述壓縮的數據塊分類成組；解壓縮部分，用於對分類的壓縮的數據塊進行解壓縮，由此生成成組的數據塊；以及數據連接部分，用於連接所述成組的數據塊，由此重建原始數據。
9.根據權利要求8所述的數據重建控制設備，其中，所述原始數據由多個元素構成，原始數據的每個元素通過多個位以多值來表示，並且所述成組的數據塊通過在每個元素的位深度方向上按1位劃分所述原始數據來獲得。
10.根據權利要求9所述的數據重建控制設備，其中，所述原始數據為要添加到圖像數據的附加數據，並且所述附加數據的每個元素是表示所述圖像數據的每個像素的屬性的數據。
11.根據權利要求9所述的數據重建控制設備，其中，所述解壓縮部分解壓縮使用MH編碼方法、MR編碼方法、MMR編碼方法、JBIG編碼方法、或所述方法的任意組合壓縮的壓縮數據塊。
12.根據權利要求8所述的數據重建控制設備，其中，解壓縮部分的數量小於組的數量，所述分類部分根據組的數量以及解壓縮部分的數量將多個組分配給單一解壓縮部分，以及被分配了多個組的所述解壓縮部分以時分方式來解壓縮所述壓縮的數據塊。
13.一種圖像形成裝置，包括根據權利要求8所述的數據重建控制設備。
14.一種數據重建控制設備，包括數據讀取部分，用於從存儲壓縮的數據塊的存儲區域讀取壓縮的數據塊，所述壓縮的數據塊通過將多值化的或二進位的原始數據劃分為多組二進位數據、可逆地壓縮所述二進位數據、劃分壓縮的二進位數據為預定大小的塊、並將相應組的標識符分配給每個壓縮的數據塊來獲得；分類部分，用於在分配給每個壓縮的數據塊的標識符的基礎上將壓縮的數據塊分類成組；解壓縮部分，用於對分類的壓縮的數據塊進行解壓縮，由此生成成組的數據塊；以及數據連接部分，用於連接所述成組的數據塊，由此重建原始數據。
15.一種使用計算機的數據重建控制方法，包括從存儲壓縮的數據塊的存儲區域讀取壓縮的數據塊的步驟，所述壓縮的數據塊通過根據權利要求7所述的數據存儲控制方法來獲得；在分配給每個壓縮的數據塊的標識符的基礎上將壓縮的數據塊分類成組的步驟；解壓縮分類的壓縮的數據塊、由此生成成組的數據塊的步驟；以及連接所述成組的數據塊、由此重建原始數據的步驟。
全文摘要
一種數據存儲控制設備，包括數據劃分部分，用於將由以多值表示每個元素的元素集合所構成的目標數據劃分為由以二值表示每個元素的元素集合所構成的多組部分數據，或者將由以二值表示每個元素的元素集合所構成的目標數據劃分為由元素的子集所構成的部分數據；壓縮部分，用於通過可逆地壓縮所述部分數據、並將壓縮的數據劃分為預定大小的塊來生成壓縮數據塊；標識符分配部分，用於將標識部分數據的標識符分配給每個壓縮的數據塊，所述壓縮數據塊根據所述部分數據生成；以及存儲處理部分，用於保留小於目標數據大小、並為所述部分數據所共用的存儲區域，並將所生成的壓縮數據塊存儲到所述存儲區域中。
文檔編號H04N1/00GK101026678SQ20071000408
公開日2007年8月29日 申請日期2007年1月23日 優先權日2006年1月23日
發明者滑章博 申請人:夏普株式會社