JP2001069508A - 画像蓄積方法、画像蓄積装置及び記録媒体 - Google Patents

画像蓄積方法、画像蓄積装置及び記録媒体

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JP2001069508A
JP2001069508A JP24141799A JP24141799A JP2001069508A JP 2001069508 A JP2001069508 A JP 2001069508A JP 24141799 A JP24141799 A JP 24141799A JP 24141799 A JP24141799 A JP 24141799A JP 2001069508 A JP2001069508 A JP 2001069508A
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Koji Oshikiri
幸治 押切
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Ricoh Co Ltd
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  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ユーザが望む画質で画像を圧縮し蓄積できる
ようにする。 【解決手段】 画像圧縮伸長装置202において、各周
波数バンド間のアライメント、ウェーブレット階層数、
エントリポイントと各セグメントの量子化レベル等、複
数の異なった既知又はユーザ設定の条件にて、入力画像
を圧縮して目的の圧縮率の複数の圧縮データを生成した
後、それら各圧縮データを伸長して復元した画像を画像
表示手段204で表示させる。ユーザが最適と判断する
画像を画像選択手段205で選択すると、その画像に対
応した圧縮データが圧縮データ蓄積手段208に格納さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像を圧縮して蓄
積する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】画像は、データ量が大きいため、圧縮し
てから蓄積するのが一般的である。このような目的に利
用される圧縮手法には種々のものがあるが、その代表的
な方式の1つがJPEGである。しかし、このJPEG
には、ブロックノイズやモスキートノイズが発生する等
の欠点も指摘されている。
【0003】このような欠点を解消可能な新しい画像圧
縮伸長方法の1つに、特開平8−116265号公報、
特開平9−121168号公報、特開平10−3043
68号公報、特開平11−168633号公報等に開示
されているような、可逆ウェーブレット変換を利用する
方法(以下、新方式)がある。この新方式による画像圧
縮伸長装置は、図1に示すように、可逆ウェーブレット
変換処理部101、コンテキストモデル処理部102、
FSMコーダ(有限ステートマシンを利用するエントロ
ピ符号化/復号化器)103とからなる基本構成であ
り、可逆ウェーブレット順変換処理、コンテキストモデ
ル処理及びFSM符号化処理の組み合わせによって画像
データ104を圧縮してコードストリーム105を出力
し、また、FSM復号化処理、コンテキストモデル処理
及び可逆ウェーブレット逆変換処理の組み合わせによっ
てコードストリーム105を伸長して画像データ104
を出力する。
【0004】この新方式の画像圧縮伸長装置は様々な機
能を付与することができる。例えば、画像圧縮時に、コ
ンテキストモデル処理において、ウェーブレットの各周
波数バンドの係数の相対的な重み付けであるアライメン
ト(alignment)を自由に設定し、係数の量子化を行う
場合に重みの最も低い係数から切り捨てることが可能で
ある。また、画像圧縮時に、可逆ウェーブレット変換処
理のウェーブレット階層数を自由に設定することができ
る。また、画像圧縮時に、コンテキストモデル処理にお
いて、任意数のエントリポイントを自由に設定し、エン
トリポイントで区切られた各セグメント(エントリポイ
ントのビット位置から次のエントリポイントの1つ上の
ビット位置までの係数データ)に対する量子化レベルを
自由に指定することが可能である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】圧縮して蓄積した画像
を伸長した場合に、復元される画像の画質が必ずしもユ
ーザに満足できないという問題がある。その背景には、
同じ条件で画像を圧縮したとしても、画像の種類によっ
て復元される画質にばらつきが生じることと、ユーザに
よって要求する画質に違いがあること等がある。
【0006】本発明は、前記新方式の特徴に着目し、上
に述べた圧縮された画像の画質に関する問題点を解決し
ようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明においては、前記
新方式を利用し、複数の異なった条件で画像を圧縮して
目的の圧縮率の複数の圧縮データを生成した後、それら
各圧縮データを伸長して復元した画像を表示させ、ユー
ザにより1つの画像を選択させ、選択された画像に対応
した圧縮データを蓄積する。以下、より具体的に説明す
る。
【0008】通常、画像を圧縮して蓄積する場合、圧縮
後のコード量に上限を設けることが多いが、同サイズの
コードストリームであっても、前記新方式にあっては、
量子化する際のアライメントの違いにより切り捨てられ
る係数が異なり、結果として異なる画質のものとなる。
ユーザーがどのような画質の画像を求めるかは、好みや
価値観の違いで一意的に決定することは非常に困難であ
り、どのようなアライメントにするかを一意的に決定す
ることは出来なかった。
【0009】このことに鑑み、本発明にあっては、既定
の、あるいはユーザによって任意に設定された、複数の
異なったアライメントを用いて画像を圧縮することによ
り目的の圧縮率の複数の圧縮データを生成した後、それ
ら各圧縮データを伸長して復元した画像を表示し、ユー
ザに希望する画質の画像を選択させ、選択された画像に
対応した圧縮データを蓄積することにより、容易かつ確
実に、ユーザの満足する画質の圧縮データの蓄積を可能
にする。
【0010】また、画像によって、それが持っている周
波数成分が異なる。したがって、画像を同サイズのコー
ドストリームに圧縮し保存した場合、個々の画像に最適
なウェーブレット階層数は異なる。しかし、ユーザーが
どのような画像を扱うかは事前に把握することは困難で
あり、また、ユーザーも最適なウェーブレット階層数を
最初から認識すること難しい。したがって、ウェーブレ
ット階層数を設定するには何度か試行錯誤する必要があ
った。
【0011】このことに鑑み、本発明にあっては、既定
の、あるは、ユーザによって任意に設定された、複数の
異なるウェーブレット階層数で画像を圧縮することによ
り目的の圧縮率の複数の圧縮データを生成した後、それ
ら各圧縮データを伸長して復元した画像を表示し、ユー
ザに希望する画像を選択させ、その選択された画像に対
応した圧縮データを蓄積することによって、容易かつ確
実に、ユーザの満足する画質の圧縮データの蓄積を可能
にする。
【0012】また、前記新方式では、前述のように、エ
ントリポイントの設定や各セグメントに対する量子化レ
ベルの設定によって複雑な量子化を行うことが可能であ
るため、画質の選択幅が広がる。しかし、ユーザが希望
する画質を選択するには、より煩雑な試行錯誤が必要で
あった。
【0013】このことに鑑み、本発明にあっては、既定
の、あるいは、ユーザによって任意に設定された、複数
の異なるエントリポイントと各セグメントの量子化レベ
ルの組み合わせによって圧縮することにより目的の圧縮
率の複数の圧縮データを生成した後、それら各圧縮デー
タを伸長して復元した画像を表示し、ユーザに希望する
画像を選択させ、その選択された画像に対応した圧縮デ
ータを蓄積することによって、容易かつ確実に、ユーザ
の満足する画質の圧縮データの蓄積を可能にする。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を説明する。
【0015】図2は、本発明による画像蓄積装置の構成
の一例を示すブロック図である。図3は、この画像蓄積
装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【0016】図2に示す画像圧縮蓄積装置200は、画
像を入力するための画像入力部201、図1に示したよ
うな基本構成の前記新方式による画像圧縮伸長装置20
2、この画像圧縮伸長装置202の圧縮処理で生成され
る圧縮データを一時的に記憶するための圧縮データ一時
記憶部203、この圧縮データ一時記憶部203上の圧
縮データを画像圧縮伸長装置202で伸長することによ
って復元された画像を表示するための画像表示手段20
4、この画像表示手段204により表示された画像の中
からユーザが1つの画像を選択するための画像選択手段
205、画像圧縮伸長装置202における複数の異なっ
た圧縮の条件をユーザが任意に設定するためのユーザ設
定手段206、このユーザ設定部206により入力され
たユーザ設定情報に従って画像圧縮伸長装置202の動
作を制御し、また、画像選択手段209から入力される
画像選択情報に従って圧縮データ一時記憶手段203に
記憶されている圧縮データの圧縮データ蓄積手段への格
納を制御する制御手段207からなる。
【0017】このような画像蓄積装置200は、専用の
ハードウェアによって実現してもよいが、例えば図4に
示すような一般的な構成のコンピュータを用いてソフト
ウェアにより実現することもできる。図4において、3
00はCPU、301はメインメモリ、302はビデオ
メモリ、303はディスプレイコントローラ、304は
CRTディスプレイ、305はマウス(ポインティング
デバイス)、306はキーボードである。また、307
はハードディスク装置、308はフロッピーディスクや
光ディスク、光磁気ディスクなどの記録媒体309の読
み書きを行うための媒体ドライブ、310はモデムやタ
ーミナルアダプタ等の通信回線を通じて外部機器と通信
を行うための通信装置、312はイメージスキャナ、3
11はシステムバスである。
【0018】このコンピュータ上で、本発明による画像
蓄積装置200を実現するためのプログラム、換言すれ
ば、図3に示すフローチャートの各処理ステップを実行
させるためのプログラムは、例えば、同プログラムが記
録された記録媒体309から媒体ドライブ308により
読み込まれ、あるいは通信装置310により外部装置か
ら通信回線を介して取り込まれ、ハードディスク装置3
07に一旦格納され、必要な時にハードディスク装置3
07より読み出されてメインメモリ301にロードさ
れ、CPU300により実行される。また、そのプログ
ラムが記録されたフロッピーディスク、光ディスク、光
磁気ディスク、半導体ROM、半導体RAM等の記録媒
体も本発明に包含される。
【0019】画像の入力経路は様々であり、例えば、イ
メージスキャナ312によって文書原稿等を読み取るこ
とによって入力されたり、媒体ドライブ308によって
記録媒体309から読み込まれたり、ハードディスク装
置307から読み込まれたり、通信装置310によって
通信回線を介して取り込まれたりする。圧縮データ一時
記憶手段203としては、例えば、メインメモリ301
上に動的に確保される記憶域が用いられる。ビデオメモ
リ302、ディスプレイコントローラ303及びCRT
ディスプレイ304が画像表示手段204として利用さ
れる。圧縮データ蓄積手段210としては例えばハード
ディスク装置307が用いられる。画像選択手段205
及びユーザ設定手段206としては、マウス305やキ
ーボード306が利用される。
【0020】画像圧縮伸長装置202と制御手段207
はプログラムによって実現される。ただし、画像圧縮伸
長装置202の全部又は一部をハードウェアとして実装
することも可能である。
【0021】以下、本発明の画像蓄積装置200の動作
を説明する。ユーザは、ユーザ設定部207を介して様
々な動作モードを選択することができる。ここに示す例
では6種類の動作モード、モード0〜モード6を選択す
ることができる。ユーザは、モード2を選択した場合に
は複数の異なったアライメントをユーザ設定手段206
によって任意に設定することができ、モード4を選択し
た場合には複数の異なったウェーブレット階層数を任意
に設定することができ、モード6を選択した場合にはエ
ントリポイントと各セグメントに対する量子化レベルの
組み合わせを複数種類、任意に設定できる。
【0022】まず、画像入力手段201によって、蓄積
しようとする画像が入力される(ステップ400)。次
の動作はユーザに選択されたモードによって異なる。
【0023】モード1が選択された場合、制御手段20
7の制御下で、画像圧縮伸長装置202は、複数の異な
った既定のアライメントを用いて入力画像に対する圧縮
処理を行って目的の圧縮率の複数の圧縮データを生成し
て圧縮データ一時記憶手段203に保存した後、それら
各圧縮データに対する伸長処理を行い、復元した画像を
画像表示手段204に出力し表示させる(ステップ41
1)。図4のコンピュータ上では、復元された画像がビ
デオメモリ302に書き込まれ、その画像がディスプレ
イコントローラ303の制御によりCRTディスプレイ
304に表示される。
【0024】この場合のアライメントと再現画像の画質
との関係について図5及び図6によって説明する。図5
はウェーブレット階層数が3の場合の各周波数バンドを
示す図である。各周波数バンドの持っている周波数成分
は異なり、階層が深いほど低い周波成分となる。図6の
(a),(b),(c)はそれぞれ3階層のウェーブレ
ット変換を用いる場合のコンテキストモデル処理におけ
る各周波数バンド間のアライメントの例を示す。図6中
の縦長の長方形は各周波数バンドの係数を示し、その長
さがビット深さを表し、上端が最上位ビット位置に相当
する。上に位置する周波数帯バンドの係数ほど高い重要
度、つまり大きい重みが与えられたことを意味する。
【0025】図6の(a)に示すアライメントは、各ウ
ェーブレット階層間で少しだけ重みに違いをもたせ、各
階層のDS,SD,DD係数間では重みに差をつけない
アライメントの例である。(b)に示すアライメント
は、深いウェーブレット階層ほど重みが大きくなるよう
に、ウェーブレット階層間にかなり大きな重みの違いを
もたせたアライメントの例である。(c)に示すアライ
メントは、ウェーブレット階層間に少しだけ重みに違い
をもたせ、かつ、各階層のDS,SD,DD係数間の重
みの差を大きく設定したアライメントの例である。ま
た、(a),(b),(c)において、破線は量子化レ
ベルを表す。この量子化レベルより下に位置する係数の
ビットは切り捨てられる。したがって、(a)のアライ
メントでは全ウェーブレット階層の全係数が量子化さ
れ、(b)のアライメントでは主にウェーブレット階層
1の係数が量子化され、(c)のアライメントでは主に
各ウェーブレット階層のDD係数が量子化される。この
ようにアライメントの違いによって量子化されるデータ
が異なるため、それぞれのアライメントによって圧縮し
たデータを伸長して得られる画像に画質の違いが生じる
ことが理解されよう。
【0026】次にモード2がユーザによって選択された
場合について説明する。この場合、画像圧縮伸長装置2
02は、制御手段207の制御下で、ユーザによって設
定された複数の異なったアライメントを用いて入力画像
を圧縮し目的の圧縮率の複数の圧縮データを生成した
後、それら各圧縮データに対する伸長処理を行い、復元
した画像を画像表示手段204に出力し表示させる(ス
テップ412)。このモードでは、ユーザは、それまで
の経験に基づいて、例えば扱う画像の種類等を考慮して
アライメントを指定できるため、既定のアライメントを
用いた場合とは異なった画質の圧縮データを生成させる
ことができる。
【0027】次に、モード3が選択された場合について
説明する。画像圧縮伸長装置202は、複数の異なった
既定のウェーブレット階層数で入力画像を圧縮して目的
の圧縮率の複数の圧縮データを生成した後、それら各圧
縮データを伸長して復元した画像を画像表示手段204
に出力し表示させる(ステップ413)。
【0028】この場合の各周波数バンド、そのアライメ
ント、量子化レベルの例を図7に示す。図7の(a)は
ウェーブレット階層数が2の場合、(b)ウェーブレッ
ト階層数が3の場合、(c)はウェーブレット階層数が
4の場合であり、破線は量子化レベルを表す。(a)、
(b)、(c)の各場合で生成される係数に違いがある
ため、係数の量子化のされかたにも当然に違いが生じ、
したがって、それぞれの場合の圧縮データを伸長して復
元される画像の画質に違いが生じる。
【0029】モード4が選択された場合、画像圧縮伸長
装置202は、制御手段207による制御下で、ユーザ
によって設定された複数の異なったウェーブレット階層
数で入力画像の圧縮処理を行って目的の圧縮率の複数の
圧縮データを生成した後、それら各圧縮データを伸長し
て復元した画像を画像表示手段204に出力する(ステ
ップ414)。このモードでは、ユーザは、それまでの
経験に基づいて、例えば扱う画像の種類等を考慮して、
複数の異なったウェーブレット階層数を指定できるた
め、既定のウェーブレット階層数を用いた場合とは異な
った画質の圧縮データを生成させることができる。
【0030】モード5が選択された場合、画像圧縮伸長
装置202は、制御手段207による制御下で、複数の
既定のエントリポイントと各セグメントの量子化レベル
の組み合わせを用いて入力画像を圧縮し、目的の圧縮率
の複数の圧縮データを生成した後、それら各圧縮データ
を伸長して復元した画像を画像表示手段204に出力す
る(ステップ415)。
【0031】図8は、エントリポイントと各セグメント
での量子化レベルの設定例を示している。なお、ウェー
ブレット階層数は3としている。いずれの例でも、3つ
のエントリポイントすなわちエントリポイント1、同
2、同3が設定されている。エントリポイント1のビッ
ト位置から、その下の実線で表されたビット位置までの
係数データが1つのセグメントであり、その間に表され
た破線がそのセグメントに対する量子化レベルを示して
いる。また、そのセグメントの1ビット下位のビット位
置に次のエントリポイント2が設定される。
【0032】(a)と(b)示す設定例では、エントリ
ポイントの設定は同じであるが、各セグメントにおける
量子化レベルの設定に違いがあるため、各セグメントで
の量子化量が異なる。(b)と(c)に示す設定例で
は、エントリポイントの設定が異なるが、量子化レベル
の設定はほぼ同じである。(a)、(b)、(c)に示
すエントリポイントと量子化レベルの組み合わせでは、
量子化される係数が異なるため、それぞれの場合の圧縮
データを伸長して復元される画像に画質の違いが生じ
る。
【0033】モード6が選択された場合、画像圧縮伸長
装置202は、制御手段207による制御下で、複数の
既定のエントリポイントと各セグメントの量子化レベル
の組み合わせではなく、ユーザによって設定された、複
数の異なったエントリポイントと各セグメントの量子化
レベルの組み合わせを用いて入力画像を圧縮し、目的の
圧縮率の複数の圧縮データを生成した後、それら各圧縮
データを伸長して復元した画像を画像表示手段204に
出力し表示させる(ステップ416)。このモードで
は、ユーザは、それまでの経験に基づき、扱う画像の種
類等を考慮して、複数の異なったエントリポイントと量
子化レベルの組み合わせを任意に指定できるため、既定
のエントリポイントと量子化レベルの組み合わせを用い
る場合とは異なった画質の圧縮データを生成させること
ができる。
【0034】以上のようにして、複数の圧縮データを伸
長して復元された画像が画像表示手段204に表示され
るので、ユーザは、表示された画像の中で最も希望する
画質に近い画像を選択する。図4のコンピュータ上で
は、例えば、マウス305を操作して、CRTディスプ
レイ304の画面に表示されている画像の中から好まし
い画質の画像を指示するような方法を利用できる。
【0035】制御手段207は、画像選択手段205か
らの画像選択情報の入力を待ち(ステップ418)、そ
れが入力されると(ステップ418,Yes)、ユーザ
により選択された画像に対応した、圧縮データ一時記憶
手段に記憶されている圧縮データを圧縮データ蓄積手段
208に格納させる(ステップ211)。
【0036】このように、本発明による画像蓄積装置2
00においては、既定の、又はユーザが指定した、複数
の異なった条件で画像を圧縮して生成した複数の圧縮デ
ータの中から、ユーザは、復元画像の画質を確認したう
えで、最適な画質と考える圧縮データを選んで蓄積させ
ることができる。
【0037】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1乃至7の各項記載の発明によれば、異なった画質の圧
縮データの中からユーザが望む画質の圧縮データを選択
して蓄積することができ、特に、請求項2又は7記載の
発明によれば、ユーザが経験に基づいて、扱う画像の種
類等に応じて圧縮の条件を任意に設定することができる
ため、既定の圧縮の条件では得られないような画質の圧
縮データを生成させ、その中からユーザが最適と考える
画質の圧縮データを蓄積することができる。請求項8記
載の発明によれば、請求項1乃至5の各項記載の発明に
よる画像蓄積方法を一般的なコンピュータを利用し容易
に実施できる、等々の効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で利用される画像圧縮伸長装置の基本構
成を示すブロック図である。
【図2】本発明による画像蓄積装置の一例を示すブロッ
ク図である。
【図3】本発明の画像蓄積装置の動作を説明するための
フローチャートである。
【図4】本発明をソフトウェアで実施するために利用さ
れるコンピュータの一例を示すブロック図である。
【図5】ウェーブレット階層数が3の場合の周波数バン
ドを示す図である。
【図6】ウェーブレット階層数が3の場合の異なった3
つのアライメントの例を示す図である。
【図7】ウェーブレット階層数が2、3、4の場合の各
周波数バンドとアライメントの例を示す図である。
【図8】エントリポイントと各セグメントの量子化レベ
ルの異なった組み合わせの例を示す図である。
【符号の説明】
101 可逆ウェーブレット変換処理部 102 コンテキストモデル処理部 103 FSMコーダ 200 画像蓄積装置 201 画像入力手段 202 画像圧縮伸長装置 203 圧縮データ一時記憶部 204 画像表示手段 205 画像選択手段 206 ユーザ設定手段 207 制御手段 208 圧縮データ蓄積手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5C053 FA23 GA11 GB22 GB33 HA33 KA04 KA08 KA24 LA06 LA11 5C059 KK47 MA24 MC15 MC21 PP04 PP18 SS12 UA02 UA05 UA31 5C078 BA21 BA53 BA64 CA02 DA01 DA02 DB07 9A001 EE02 EE04 HH27

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可逆ウェーブレット変換処理、コンテキ
    ストモデル処理及びFSM符号化又は復号化処理の組み
    合わせにより画像の圧縮又は伸長を行う画像圧縮伸長方
    法を利用し、複数の異なった条件にて画像を圧縮して目
    的の圧縮率の複数の圧縮データを生成する第1のステッ
    プ、前記第1のステップで生成された各圧縮データを前
    記画像圧縮伸長方法により伸長し、復元した画像を画像
    表示手段により表示させる第2のステップ、前記第2の
    ステップで表示された画像の中からユーザにより選択さ
    れた画像に対応する圧縮データを圧縮データ蓄積手段に
    蓄積する第3のステップを有することを特徴とする画像
    蓄積方法。
  2. 【請求項2】 前記複数の異なった条件が、ユーザによ
    って任意に設定されることを特徴とする請求項1記載の
    画像蓄積方法。
  3. 【請求項3】 前記複数の異なった条件が、複数の異な
    ったアライメントであることを特徴とする請求項1又は
    2記載の画像蓄積方法。
  4. 【請求項4】 前記複数の異なった条件が、複数の異な
    ったウェーブレット階層数であることを特徴とする請求
    項1又は2記載の画像蓄積方法。
  5. 【請求項5】 前記複数の異なった条件が、複数の異な
    った、エントリポイントと各セグメントの量子化レベル
    の組み合わせであることを特徴とする請求項1又は2記
    載の画像蓄積方法。
  6. 【請求項6】 可逆ウェーブレット変換処理、コンテキ
    ストモデル処理及びFSM符号化又は復号化処理の組み
    合わせにより画像の圧縮又は伸長を行う画像圧縮伸長装
    置と、画像を入力するための画像入力手段と、画像を表
    示するための画像表示手段と、この画像表示手段により
    表示された画像の中からユーザが画像を選択するための
    画像選択手段と、前記画像圧縮伸長装置により生成され
    た圧縮圧縮データを一時記憶するための圧縮データ一時
    記憶手段と、圧縮データを蓄積するための圧縮データ蓄
    積手段と、制御手段とを具備し、 前記制御手段の制御下で、前記画像入力手段により入力
    された画像が前記画像圧縮装置により複数の異なった条
    件で圧縮されて目標の圧縮率の複数の圧縮データが生成
    され、次に、それら各圧縮データが前記画像圧縮伸長装
    置によって伸長されて複数の異なった画像が復元され、
    それら各画像が前記画像表示手段によって表示され、表
    示された画像の中から前記画像選択手段によってユーザ
    が選択した画像に対応する、前記圧縮データ一時記憶手
    段に記憶されている圧縮データが前記圧縮データ蓄積手
    段に格納されることを特徴とする画像蓄積装置。
  7. 【請求項7】 前記複数の異なった条件をユーザが任意
    に設定するための手段をさらに具備することを特徴とす
    る請求項6記載の画像蓄積装置。
  8. 【請求項8】 請求項1、2、3、4又は5記載の画像
    蓄積方法の第1、第2及び第3のステップをコンピュー
    タに実行させるためのプログラムが記録されたことを特
    徴とするコンピュータ読み取り可能記録媒体。
JP24141799A 1999-08-27 1999-08-27 画像蓄積方法、画像蓄積装置及び記録媒体 Pending JP2001069508A (ja)

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