三 类 传 真 机 实 现 幅 面 压 缩 的 一 种 快 速 算 法谢 拥 军(四川绵阳九洲电子有限责任公司 , 绵阳 621000)三类 (G 3) 传 真 机 由 于 对 图 像 信 号 采 用 数 字 化处理, 其传输质量高, 自动化功能强, 适应范围广, 在 办 公 通 信 自 动 化 领 域 得 到 广 泛 应 用 。 依 照 ITU T SS (国际 电 联 电 信 标 准 部 门 ) 制 定 的 有 关 三 类 传 真 机 的 T. 4 和 T. 30 建 议 标 准 的 规 定, 在 G 3 传 真 机 传 送 的 文 件 中 允 许 存 在 三 种 宽 度 幅 面 的 文 件 : A 4 (216mm ) , B 4 (256mm ) 和 A 3 ( 304mm ) , 其 水 平 一 线 对 应 的 像 素 为 A 41728 点, B 42048 点 和 A 32432 点 。 当不同幅面 的 C 3 机进行传真通信 时 , 一线 传 递 的 像 素 数 应 以 窄 幅 面 处 理 能 力 的 机 器 为 准 , 以 实现宽 、 窄幅面机器之间的互通 。 此项要求在发送方 文 件 宽 度 小 于 或 等 于 接 收 方 的 记 录 宽 度 时 , 发 送 方 可以直接将扫描处理产生的二值化的图像数据 (0 白, 1黑 ) 进行编码调制后发送给接收方 , 接收方译 码 、 打印产生出与原件一样的付件, 并且没有信息的 失真和损失 。 在发送方原稿的宽度大于接收方能够 记录的宽度时, 为保证互通, 发送方就必须对图像数据进行处理, 满足接收方的宽度要求后再发送出去 。一 种 简 单 的 方 法 是 直 接 抛 掉 文 件 两 边 沿 的 部 分 信 息, 只传送对方能够接收的宽度范围内的图像 , 此方 法实现起来简单容易 , 但信息丢失量相当大 , 因此不 宜采用 。 另一种方法就是发送方对图像进行适当压 缩, 使 文 字 、 图 像 变 小 , 以 图 像 的 轻 微 失 真 换 取 信 息 的 完整性 , 这是今天在 G 3 机中广为使用的方法 。 我 们在开发国产 ZL 110 型 B 4 幅面 的 传 真 机 时 也 选 定图像压缩的方法 , 实现与 A 4 幅面机器的互通 。压 缩 的 原 理 及 实 现 办 法 的 提 出1对传真文件进行压缩处理首先应选定适当的压缩 比 。 B 4 文件水平一线的像素是 2048 点, A 4 水平 一 线 是 1728 点, 两 种 文 件 的 幅 宽 比 为 2048 1728收稿日期 : 19960318A Speedy M e thod For Reduc in g D ocum en tW id th of Group 3 Fa c s im ileX ie Yo n g ju n(M iany ang J iu z h ou E lec t ron ics C o. L td. of S ich u an P rov ince, M iany ang 621000)A bstrac t T h is p ap e r dea ls w ith th e p r inc ip le s go ve rn ing th e reduc t io n o f do cum en t w id th by G ro up 3 F ac sim ile and o ffe r s a new app ro ach to com p re ssing th e info rm a t io n o f do cum en t s. W ith th is app ro ach, th e reduc t io n ra t io n o f do cum en t w id th can be g rea t ly enh anced.Key words G ro up 3 fac sim ile, D o um en t w id th reduc t io n, R educ t io n ra t io , R o ta t ing sh if tm e tho d, R o ta t ing loo k up m e tho d摘 要 作者在本文介绍了 三 类 传 真 机 实 现 文 件 幅 面 压 缩 的 原 理, 提 出 了 一 种 循 环 查 表 压 缩 幅 面 信息的方法 。 该方法提高了压缩图象幅面的速度, 可降低每位像素运算的时间 。关键词 三类传真机 , 文件幅面压缩, 压缩比 , 循环移位法, 循环查表法中图法分类号 TN 941. 4谢拥军 : 三类传真机实现幅面压缩的一种快速算法6 5, 根 据 此 结 果 压 缩 比 应 采 用 6 5, 但 实 际 使 用 中有 的 A 4 记 录 纸 宽 为 210mm , 同 时 考 虑 到 为 了 便 于 接 收 方 阅 读, 还 应 在 压 缩 后 的 付 件 左 右 两 边 沿 留 一 定 空 白 , 所 以 应 使 压 缩 后 的 付 件 宽 度 小 于 216mm.的, 所以我们选择开发软件的途径来实现 。从 功 能 上 能 实 现 压 缩 的 方 法 较 多, 如 例 1 的 循 环 移 位 法 程 序 , 该 程 序 采 用 Z80 汇 编 语 言 编 制 , 其 中 IN 2BU F 为 源 数 据 存 放 起 始 地 址 , OU T 2BU F 为 结 果数据存放起始地址 。 程序以 5 位为一周期, 通过 循环移位保留前 3 位, 对第 4 位和第 5 位进行判别, 产 生 压 缩 后 的 第 4 位 。 ZL 2110 机 采 用 的 C PU 是4M H z 时钟周期的 Z80A , 在此条件下可计算得到该 程 序 对 每 位 像 素 运 算 的 最 短 时 间 为 13. 25s. 这 大于标准规定的限度 , 不能用于实际需要 。循 环 移 位 法 速 度 慢 、 效 率 低 的 原 因 在 于 它 是 以 位处理为基础, 大量的运算是重复进行的, 因而若能 以 字 处 理 代 替 位 处 理, 并 用 简 单 快 速 的 查 表 来 代 替 反复的循环移位运算 , 将能提高压缩处理速度 。 经过 反 复 研 究 和 比 较 , 我 们 找 到 了 一 个 高 效 率 的 压 缩 方 法 循环查表法 。我 们 选 定 在 压 缩 后 付 件 的 两 边 沿 各 留 6mm 的 空白, 这 样 压 缩 后 的 宽 度 为 216- 26= 204mm , 水 平一 线 像 素 为 1728- 268= 1632 点, 相 应 采 用 的 压缩比就为 2048 1632 5 4.为了保证图像的纵 横比例不变 , 压缩处理应在 垂直方向和水平方向同时进行 。 G3 机所采用的扫描 器 件 一 般 为 线 阵 CCD ( 电 荷 耦 合 器 件 ) 或 C IS ( 接 触 式图像传感器 )。 这两类扫描器件的输出是以线为单 位, 因此在选定压缩比为 5 4 后, 可使每扫描 5 线, 抛掉 1 线, 只将其中 4 线编码发送 , 从而完成垂直方 向的压缩 。 水平方向压缩的原理如图 1 所示 。 压缩 前 的 5 点 像 素 对 应 压 缩 后 的 4 点, 其 中 前 3 点 数 据 压 缩 前 后 一 样 , 将 第 4 点 和 第 5 点 经 过 一 定 运 算 产 生压缩后的第 4 点, 实现水平方向的压缩 。循 环 查 表 法2循 环 查 表 法 是 一 种 基 于 字 节 查 表 的 压 缩 方 法,但 与一般查表法又有很大差别 。 根据 54 的压缩比 可 以 看 出, 每 5 字 节 源 输 入 数 据 对 应 产 生 4 字 节 输 出 数 据 , 存在着一个以 5 字节为周期的循环 。 所以我 们 采 用 每 次 处 理 连 续 的 5 个 字 节 , 将 一 线 数 据 的 前255 字 节 分 成 51 次 循 环 进 行 , 最 后 一 字 节 单 独 处 理, 完 成 幅 面 压 缩 。 所 用 数 据 表 按 图 2 所 示 原 理 构 成 。 由 A 、 B、 C、 D、 E 五 部 分 组 成, 分 别 处 理 字 节 0, 字 节 1 的 D 2 D 7, 字 节 2 的 D 0 D 3, 字 节 3 的 D 0 D 5 和 字 节 4. 图 2 中 “输 入 ”表 示 压 缩 前 数 据 ,“输 出” 表示压缩后结果数据 。 表的排列以输入图像数据的 2 进制值为地址, 按照保留黑像素的原理, 该地址中存储对 应 的 压 缩 值 。 以 表 A 为 例, 当 第 0 字 节 图 像 为 00000111 时, 表 A 中 第 7 单 元 的 值 为00000111, 当 第 0 字 节 图 像 为 00001111, 00010111 或 00011111 时 , 对 应 的 15, 23 和 31 单 元 中 的 值 都 为 00001111 (限于篇幅 , 未列出数据表值 )。例 2 是 循 环 查 表 法 的 运 算 程 序 。 其 中 IN 2BU F 为 源 数 据 存 放 起 始 地 址 , OU T 2BU F 为 结 果 数 据 存 放 起 始 地 址, TM P 0 TM P 4 为 5 个 连 续 缓 存 单 元 。 考 虑 到 文 件 中 常 出 现 连 续 的 白 或 黑 像 数 ( 尤 其 是37图 1 水平方向压缩原理根 据 对 各 种 传 真 文 件 黑 白 像 素 出 现 概 率 的 统 计, 黑像素出现的概率远低于白像素 , 白像素的概率 超 过 90% , 黑 像 素 小 于 10% , 大 量 的 细 节 信 息 包 含 在 黑 像 素 中, 所 以 在 进 行 压 缩 时 对 黑 白 像 素 应 采 取 不 同 的 处 理 方 式 , 不 能 简 单 的 将 第 4 点 或 第 5 点 抛 掉 。 经过实验比较 , 我们选择了保留黑像素的方法 , 即将第 4 点和第 5 点相比或产生压缩后的第 4 点相 比, 这两点任一点为黑 , 结果就为黑 。进行压缩时还应考虑的一个重要问题是处理的 速 度 。 根 据 ITU 2T SS T. 30 建 议 标 准 的 规 定 , 三 类 传 真 机 的 标 准 最 小 行 扫 描 时 间 (M SL T ) 为 20m s, 对 每一行的数据进行 (包括幅面压缩和信源编码等 ) 的 处理都应在此时间限度内完成 。 按此规定, 当行像素 数 为 2048 (B 4 幅 面 ) 时, 每 位 像 素 处 理 能 占 用 的 时 间为 9. 8s.在 具 体 的 实 现 上 , 国 外 机 器 都 是 通 过 开 发 专 用 的图像处理器件来完成 。 目前这在国内是难以作到1997 年第 1 期 重庆邮电学院学报 CU P T源数据 8 位计数D , 8;L D结果数据 8 位计数A , ( IX + 0) ;L D取 1 字节源数据IN C IX;源指针加 1RL ARL (HL )T ran sfo rm :D EC CJR N Z, C h kCom b ine;源数据 8 位未判差别完转 C h kCom b ineA , ( IX + 0) ;L D取 1 字节源数据IN C IXL D C , 8C h kCom b ine: D JN Z U p da teO uTL DRL A ;B , 4判第 5 位JR N C , U p da te In20, (HL ) ;SE T第 5 位为 1 (黑 ) 则置 1U p da te In