JP2001094792A - ディジタル画像データの圧縮方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ディジタル画像データデータの圧縮率を低下さ
せずに、復元後の画像の画質改善を行うディジタル画像
データの圧縮方法及びその装置を提供する。 【解決手段】原画像を複数のピクセルからなるエントリ
に分割する画像分割手段１０３と、エントリの位置情報
及びインデックスを生成するインデックス情報生成・更
新手段１０５と、各エントリのカラー輝度情報を基にエ
ントリを再配列するエントリ・ソート手段１０６と、全
エントリを複数のエントリからなるグループエントリに
分割するエントリ・グループ化手段１０７と、各グルー
プエントリを構成するピクセルのカラー輝度情報をグル
ープエントリ毎に平均化する平均化手段１０８と、コー
ドブック５０１を生成するコードブック生成手段１０９
を備え、入力カラー画像をコードブック及びインデック
スデータに圧縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はディジタル画像デー
タの圧縮方法及びその装置に関し、特に複数のピクセル
からなるエントリの輝度を基にエントリを再配列した後
に、複数のエントリ間で輝度の平均化処理を行い、ディ
ジタル画像データデータの圧縮率を低下させずに、復元
後の画質改善を行うディジタル画像データの圧縮方法及
びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ベクトル量子化（Vector Quantizatio
n）による画像圧縮は、ＪＰＥＧなどで用いられている
圧縮方式、すなわち、画像を複数のピクセルからなるブ
ロックに分割して、このブロックを離散コサイン変換
（ＤＣＴ）して得られたＤＣＴ係数を量子化し、この量
子化データを可変長符号化する方式に比較して、逆変換
（展開）するためのハードウェアの回路規模を簡素化で
きるというメリットがある。

【０００３】このため、ベクトル量子化による画像圧縮
は３次元画像処理ＬＳＩのテクスチャ圧縮などで一般的
に使用されている。しかしながら不可逆な画像圧縮であ
るため、画質をある程度保ちつつ圧縮率を高くするには
限界があった。

【０００４】次に図１３を参照して、従来のベクトル量
子化による画像圧縮について説明する。

【０００５】従来のベクトル量子化による画像圧縮は、
最初に原画像３１０を例えば２ピクセル×２ピクセル＝
４ピクセルの複数のピクセルからなる小領域（エント
リ）３２１，３２２〜３２３２〜に分割する。ここでエ
ントリ３２１は、ピクセルａ，ｂ，ｃ，ｄの４ピクセル
から構成され、同様にエントリ３２２は、ピクセルｅ，
ｆ，ｇ，ｈの４ピクセルから構成される。各ピクセル
は、Ｒ（レッド）、Ｂ（ブルー）、Ｇ（グリーン）の各
８ビット（０〜２５５）からなるカラーデータを有し、
これらの各色のカラーデータを総称してピクセルのカラ
ー輝度情報として説明する。

【０００６】まず、エントリ３２１を構成するピクセル
ａ〜ｄのカラー輝度情報を、コードブック３３０を構成
するエントリ番号１のメモリに順次格納するとともに、
インデックス３４０にエントリ情報３４１として、エン
トリ３２１の位置情報と、エントリ番号１とを格納す
る。

【０００７】次に、エントリ３２２を構成する各ピクセ
ルｅ〜ｈのカラー輝度情報と、コードブック３３０に既
に格納されているエントリ番号１の各ピクセルａ〜ｄの
カラー輝度情報とを比較し、同一のカラー輝度情報か否
かを判定する。このとき同一の判定基準としては、カラ
ー輝度情報が完全に一致しなくてもカラー輝度情報の差
分値が一定値以内であれば同一と見なす。

【０００８】またカラー輝度情報の比較は、ピクセルａ
とピクセルｅ、ピクセルｂとピクセルｆ乃至ピクセルｄ
とピクセルｈのカラー輝度情報をそれぞれ比較し、これ
らの各ピクセル同士が全て一致すれば、エントリ３２１
とエントリ３２２のカラー輝度情報は同一と判定し、一
つ以上のピクセルのカラー輝度情報が不一致であれば、
エントリ３２１とエントリ３２２のカラー輝度情報は不
一致と判定する。エントリ３２１とエントリ３２２のカ
ラー輝度情報が不一致の場合、エントリ３２２を構成す
るピクセルｅ〜ｈのカラー輝度情報を、コードブック３
３０を構成するエントリ番号２のメモリに順次格納する
とともに、インデックス３４０にエントリ情報３４２と
して、エントリ３２２の位置情報と、エントリ番号２と
を格納する。

【０００９】次に、エントリ３２３とエントリ３２１及
びエントリ３２３とエントリ３２２のカラー輝度情報を
それぞれ比較する。ここで、エントリ３２３とエントリ
３２１のカラー輝度情報が一致したとする。この場合、
エントリ３２３を構成するピクセルｉ〜ｌのカラー輝度
情報をコードブック３３０に書き込まず、エントリ情報
３４３として、エントリ３２３の位置情報と、エントリ
番号１とを格納する。

【００１０】このように、エントリ３２Ｊ（Ｊは整数）
のカラー輝度情報とコードブック３３０に格納されてい
るカラー輝度情報との比較を順次繰り返し、カラー輝度
情報が不一致の場合のみ、コードブック３３０に不一致
となったカラー輝度情報を追加する。

【００１１】上記に説明したように、ベクトル量子化に
よる画像圧縮方式は、画像データをコードブック３３０
とインデックス３４０として記録しこのデータを伝送す
るので、大幅に原画像３１０のデータ量を圧縮すること
ができる。

【００１２】一例として、ＲＧＢ各８ビットからなるピ
クセルが１２８×１２８配列されて原画像３１０が構成
され、エントリ３２１，３２２〜が２ピクセル×２ピク
セル＝４ピクセルからなり、インデックス３４０を構成
するエントリ情報３４１，３４２〜が８ビットの場合、
圧縮前の原画像３１０は、１２８×１２８×３×８ビッ
ト＝４９１５２バイトであるのに対して、圧縮後の画像
データを構成するインデックス３４０のメモリ容量は、
（１２８×１２８／４）×８ビット＝４０９６バイトと
なり、約８％に画像を圧縮することができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のベクト
ル量子化による画像圧縮方式では、コードブックのメモ
リ容量によって使用可能なエントリ数、すなわち図１３
のコードブック３３０のエントリ番号の最大値が制限さ
れる。

【００１４】このため画質を保ちつつ、原画像のピクセ
ル数を大きくするとエントリ数も増加するため、画像の
再現性を保持するためには、コードブックのメモリ容量
が増加し、このため圧縮率が低下するという問題があ
る。

【００１５】また、連続した数エントリにわたり同一色
の様な変化の少ない画像領域や、ピクセル毎に色が変化
するような画像領域においても同様に圧縮を行うため、
色の変化が頻繁に生じる領域の再現性を改善させるため
には、コードブックのメモリ容量を大きくしなければな
らない。

【００１６】このため、本発明の目的は、複数のピクセ
ルからなるエントリのカラー輝度情報を基にエントリを
最配列した後に、複数のエントリ間でカラー輝度情報の
平均化処理を行い、ディジタル画像データの圧縮率を低
下させずに、復元後の画質改善を行うディジタル画像デ
ータの圧縮方法及びその装置を提供することにある。

【００１７】また、本発明の他の目的は、プライオリテ
ィ・マスクを設定した画像領域については平均化処理を
行わないことにより、ピクセル毎に色が変化するような
カラー輝度情報の変化が大きい画像領域については、画
像の解像度が向上するディジタル画像データの圧縮方法
及びその装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明による
ディジタル画像データの圧縮方法は、入力したディジタ
ル画像データをアレイ状に配列したピクセル毎に輝度と
して取り込むとともに、隣接する複数の前記ピクセルを
エントリにグループ化し、前記全ピクセルを前記エント
リに分割する第１のステップと、前記エントリを構成す
る前記各ピクセルの輝度から前記エントリの輝度を代表
するエントリ輝度を算出し、前記エントリ輝度の順に前
記エントリを再配列する第２のステップと、前記第２の
ステップで配列されたエントリを、隣接する複数の前記
エントリからなるグループエントリにグループ化する第
３のステップと、前記グループエントリを構成する前記
ピクセルの輝度を平均化して平均輝度情報を生成する第
４のステップと、前記平均輝度情報をコードブックのア
ドレスに対応した所定の記憶領域に順次格納する第５の
ステップと、前記第２のステップで再配列された前記エ
ントリの配列位置を表す位置情報と、このエントリに対
応する前記コードブックの前記アドレスとを格納するイ
ンデックスとを生成する第６のステップと、とを含ん
で、前記ディジタル画像データを前記コードブックと前
記インデックスとにデータ圧縮することを特徴とする。

【００１９】また、本発明によるディジタル画像データ
の圧縮装置は、入力したディジタル画像データをアレイ
状に配列したピクセル毎に輝度として取り込む入力画像
記憶手段と、隣接する複数の前記ピクセルをエントリに
グループ化し、前記全ピクセルを前記エントリに分割す
る画像分割手段と、前記エントリを構成する前記各ピク
セルの輝度から前記エントリの輝度を代表するエントリ
輝度を算出し、前記エントリ輝度の順に前記エントリを
再配列するエントリ・ソート手段と、前記エントリ・ソ
ート手段で再配列された前記エントリを、隣接する複数
の前記エントリからなるグループエントリにグループ化
するエントリ・グループ化手段と、前記グループエント
リを構成する前記ピクセルの輝度を平均化して平均輝度
情報を生成する平均化手段と、前記平均輝度情報をアド
レスに対応した所定の記憶領域に格納するコードブック
と、前記エントリ・ソート手段で再配列された前記エン
トリの配列位置を表す位置情報と、このエントリに対応
する前記コードブックの前記アドレスとを格納するイン
デックスと、を備え前記ディジタル画像データを前記コ
ードブックと前記インデックスとにデータ圧縮すること
を特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係わ
るディジタル画像データの圧縮装置を示すブロック図で
ある。

【００２２】図１のディジタル画像データの圧縮装置
は、入力カラー画像をアレイ状に配列したピクセル毎に
輝度として取り込む入力画像記憶手段１０２と、図３に
示すように入力画像記憶手段１０２に記憶されている原
画像３１０から複数のピクセルで構成されるエントリ３
２１〜３２１７〜に全ピクセルをグループ化し、原画像
３１０をエントリ３２１〜３２１７〜に分割する画像分
割手段１０３と、全てのピクセルのカラー輝度情報をピ
クセルの配列順に、図３のテンポラリ・コードブック３
０１として生成するテンポラリ・コードブック生成手段
１０４と、エントリの位置情報及び図３に示すインデッ
クス３００を生成し更新するインデックス情報生成・更
新手段１０５とを備える。

【００２３】後に詳述するが、インデックス３００は、
エントリ１１１，１１２〜の位置情報及びそのエントリ
に属するピクセルのカラー輝度情報として、図３に示す
テンポラリ・コードブック３０１のどのエントリ番号の
カラー輝度情報を用いるかを定める情報とを有してい
る。

【００２４】また、本発明のディジタル画像データの圧
縮装置は、エントリ１１１，１１２〜を構成する各ピク
セルの輝度からエントリの輝度を代表するエントリ輝度
を算出し、エントリ輝度が大きい順から小さい順に、逆
に小さい順から大きい順にエントリ１１１，１１２〜を
再配列するエントリ・ソート手段１０６と、エントリ・
ソート手段１０６の処理結果を反映してピクセルを再配
列した図４に示す画像４００を、複数のエントリからな
る図５に示すグループエントリ５１１，５１２〜にグル
ープ化するエントリ・グループ化手段１０７と、各グル
ープエントリ５１１，５１２〜を構成するピクセルのカ
ラー輝度情報をグループエントリ５１１，５１２〜毎に
平均化する平均化手段１０８と、図５に示すコードブッ
ク５０１を生成するコードブック生成手段１０９とを備
えている。ここで、コードブック５０１は、グループエ
ントリ５１１，５１２〜毎に平均化したカラー輝度情報
である平均カラー輝度情報を格納している。

【００２５】また、インデックス情報生成・更新手段１
０５は、図３に示す元のエントリ１１１，１１２〜の情
報を、図４に示すようにエントリ・ソート手段１０６の
処理によって再配列されたエントリ１１１’，１１２’
〜の情報に更新する。

【００２６】さらに、本発明のディジタル画像データの
圧縮装置は、画像分割手段１０３で用いるピクセルの分
割単位、複数のエントリをグループ化してグループエン
トリを生成する際のエントリの単位、コードブックのエ
ントリ数などを設定する初期設定手段１０１を備えてい
る。

【００２７】次に、上記に説明した本発明の第１の実施
の形態によるディジタル画像データの圧縮装置を用いた
ディジタル画像データの圧縮方法について、図２に示す
フローチャートを参照してより詳細に説明する。

【００２８】最初にステップＳ１で、入力画像ファイル
２０１に格納されたディジタル画像データを読み込み、
全ピクセルを複数のピクセルからなるエントリに分割す
る際の分割単位、複数のエントリをグループ化してグル
ープエントリを生成する際のエントリの単位などの初期
設定を行う。以下の説明では、ディジタル画像データ
は、１２８ピクセル×１２８ピクセルで構成され、エン
トリの構成は２ピクセル×２ピクセル、コードブックの
エントリ数は２５６エントリとして説明する。

【００２９】次にステップＳ２で、ピクセル全体を複数
のピクセルからなるエントリにグループ化することによ
り原画像３１０を複数のエントリに分割する。図３に示
す原画像３１０は、２ピクセル×２ピクセルからなるエ
ントリ３２１，３２２〜３２１７〜に分割されている。
原画像３１０の水平方向は１２８／２＝６４エントリか
ら構成され、原画像３１０は、６４×６４＝４０９６エ
ントリからなる。またエントリ３２１は、ピクセルａ，
ｂ〜ｄから構成され、同様にエントリ３２２は、ピクセ
ルｅ〜ｈから構成されている。

【００３０】続いて、ステップＳ３で図３に示すよう
に、エントリ３２１，３２２〜のカラー輝度情報を格納
するテンポラリ・コードブック３０１を生成する。すな
わち、エントリ３２１を構成するピクセルａ〜ｄのカラ
ー輝度情報をエントリ番号１の記憶領域に順次格納し、
同様に左上隅のエントリから数えて１７番目のエントリ
３２１７のカラー輝度情報をエントリ番号１７の記憶領
域に記憶し、４０９６エントリまで同様な処理を繰り返
す。

【００３１】こうして得られたテンポラリ・コードブッ
ク３０１は、原画像３１０のカラー輝度情報を全て含ん
でいるため大きな記憶容量を必要とするが、最終的には
テンポラリ・コードブック３０１に記憶しているカラー
輝度情報を廃棄するため、圧縮した画像データを格納す
る記憶装置の記憶容量には、無関係である。

【００３２】次にステップＳ４で、画像を復元する際に
用いるインデックスを生成する。図３を参照すると、エ
ントリ３２１，３２２〜の位置情報及びテンポラリ・コ
ードブック３０１の対応するエントリ番号を記憶したエ
ントリ情報１１１，１１２〜から構成されるインデック
ス３００を生成する。

【００３３】すなわち、エントリ３２１の位置情報及び
エントリ３２１のカラー輝度情報を格納しているテンポ
ラリ・コードブック３０１のエントリ番号１がエントリ
情報１１１として格納され、同様にエントリ３２１７の
位置情報及びエントリ３２１７のカラー輝度情報を格納
しているテンポラリ・コードブック３０１のエントリ番
号１７がエントリ情報１１１７として格納される。

【００３４】次にステップＳ５で、エントリを構成する
ピクセルのカラー画像情報からエントリの輝度を代表す
るエントリ輝度を算出し、このエントリ輝度を用いてエ
ントリを再配列し、再配列したエントリに対応した画像
を生成する。ここで、エントリ輝度としては、各ピクセ
ルのカラー輝度情報又は各ピクセルのカラー輝度情報か
ら一定値を減算したカラー輝度情報の差分値とする方
法、若しくは各ピクセルのカラー輝度情報から特定のピ
クセルのカラー輝度情報を減算した相対カラー輝度情報
の差分値とする方法、エントリを構成する複数のピクセ
ル中の１ピクセルの輝度とする方法、エントリを構成す
る全ピクセルの平均輝度とする方法など、種々のカラー
画像情報を用いることができるが、要はエントリを構成
する各ピクセルの輝度からエントリの輝度を代表するエ
ントリ輝度を算出し、エントリ輝度が大きい順から小さ
い順に、逆に小さい順から大きい順にエントリを再配列
する。

【００３５】またカラー輝度情報としては、Ｒ，Ｂ，Ｇ
のカラーデータのうち、画像の支配的な色に着目し、こ
の色のカラー輝度情報を再配列する際の最初の指標とす
る。例えば、部分的に雲が浮かぶ空の画像であれば、ブ
ルー（Ｂ）のカラーデータでエントリを再配列する。図
４に示す再配列した画像４００は、左上隅のエントリを
構成する４ピクセル全てがブルーとなり、画像４００の
右下隅のエントリを構成する４ピクセル全てが白とな
る。

【００３６】また別の例では、草原が画面の大部分を占
める画像では、グリーン（Ｇ）のカラーデータでエント
リを再配列する。さらに、画面の下側が草原で、上側が
青空であるような画像の場合、エントリ・ソートに用い
る第１のカラーデータとしてブルー（Ｂ）を用い、第２
のカラーデータとしてグリーン（Ｇ）を用いる。上記の
場合、再配列した画像の上側の画面は、ブルー（Ｂ）の
カラーデータの大きさ順にエントリが配列し、下側の画
面はグリーン（Ｇ）のカラーデータの大きさ順にエント
リが配列される。一般的には、Ｒ，Ｂ，Ｇのカラーデー
タを用いて、３回再配列の処理を行う。

【００３７】図３，４を参照すると、図３のエントリ３
２１，３２２，３２１７のカラー輝度情報の大きさの順
が、１番目がエントリ３２１で、２番目がエントリ３２
１７で、１７番目がエントリ３２２である場合、図４に
示すように、画像４００のエントリ３２１の位置は変わ
らず、エントリ３２２はエントリ３２１から数えて１７
番目のエントリ位置に移動し、エントリ３２１７はエン
トリ３２１から数えて２番目のエントリ位置に移動す
る。

【００３８】次にステップＳ６で、ステップＳ５のエン
トリ・ソートの処理結果を反映してインデックスを更新
する。図３，４を参照して具体的に説明すると、インデ
ックス３００は、ステップＳ５のエントリ・ソートの処
理結果として、インデックス３００’に更新され、これ
に伴い、エントリ情報１１１，１１２〜は、エントリ情
報１１１’，１１２’〜に更新される。すなわち、エン
トリ情報１１１’は、エントリ情報１１１に等しく、エ
ントリ情報１１２’は、エントリ情報１１１７に更新さ
れ、エントリ情報１１１７’はエントリ情報１１２に更
新される。

【００３９】続いてステップＳ７において、ステップＳ
１の初期設定で設定されたグループエントリのエントリ
単位を読み出して、エントリ・ソートした後の画像をグ
ループエントリとしてグループ化する。

【００４０】グループエントリのエントリ単位として
は、次の（１）式で示すエントリ数を用いる。

【００４１】 （水平方向のピクセル数）×（垂直方向のピクセル数）／｛（１エントリを構 成するピクセル数）×（コードブックのエントリ数）｝ ・・・（１） 初期設定で、水平方向のピクセル数＝垂直方向のピクセ
ル数＝１２８、１エントリを構成するピクセル数＝４、
コードブックのエントリ数＝２５６の各設定値が設定さ
れているので、これらの値を（１）式に代入すると、グ
ループエントリのエントリ単位は１６となる。

【００４２】ステップＳ７において、図４のエントリ３
２１，３２１７〜は１つのグループエントリにまとめら
れ、図５のグループエントリ５１１が生成される。同様
に、図４のエントリ３２２〜は１つのグループエントリ
にまとめられ、図５のグループエントリ５１２として生
成され、グループエントリ５１１，５１２〜により画像
５００が形成される。

【００４３】次にステップＳ８において、各グループエ
ントリを構成する各ピクセルのカラー輝度情報をグルー
プエントリ毎に平均化し平均輝度情報を生成する。

【００４４】図５のグループエントリ５１１は、図６に
示すように１６のエントリ５００１〜５０１６により構
成され、各エントリ５０ｊ（ｊ＝０１〜１６）を構成す
る４ピクセルのカラー輝度情報をαｊ，βｊ，γｊ，δ
ｊとすると、各エントリの左上のピクセルの平均を表す
５１１ａ平均カラー輝度情報は、（α１＋α２＋・・・
＋α１６）／１６で、各エントリの左下のピクセルの平
均を表す５１１ｂ平均カラー輝度情報は、（β１＋β２
＋・・・＋β１６）／１６で、各エントリの右上のピク
セルの平均を表す５１１ｃ平均カラー輝度情報は、（γ
１＋γ２＋・・・＋γ１６）／１６で、各エントリの右
下のピクセルの平均を表す５１１ｄ平均カラー輝度情報
は、（δ１＋δ２＋・・・＋δ１６）／１６で計算され
る。上記の加算平均を２５６のグループエントリ５１
１，５１２〜について順次行う。

【００４５】次にステップＳ９で、コード化した画像デ
ータから元の画像を復元するためのコードブックを生成
する。

【００４６】図５を参照すると、グループエントリ５１
１に属する各ピクセルは、エントリ３２１，３２１７〜
を構成する各ピクセルの位置に対応して、全て同じ平均
カラー輝度情報を有し、これらの平均カラー輝度情報す
なわち５１１ａ平均カラー輝度情報乃至５１１ｄ平均カ
ラー輝度情報が、コードブック５０１のコード番号１の
記憶領域に格納される。

【００４７】同様に、グループエントリ５１２の平均カ
ラー輝度情報すなわち５１２ａ平均カラー輝度情報乃至
５１２ｄ平均カラー輝度情報が、コードブック５０１の
コード番号２の記憶領域に格納され、２５６番目のグル
ープエントリまでの平均カラー輝度情報が、コード番号
２５６までの対応する記憶領域に順次格納される。

【００４８】次にステップＳ１０において、ステップＳ
９のコードブック生成に対応したインデックスの更新を
行う。

【００４９】図５及び図６を参照して説明すると、図６
のエントリ・グループ５１１の最初のエントリ５００１
のエントリ情報１１１”は、コードブック５０１のコー
ド番号１の各平均カラー輝度情報を参照するように、エ
ントリ情報１１１’からコードブックの参照アドレスが
更新され、２番目のエントリ５００２のエントリ情報１
１２”は、このエントリ５００２がエントリ５００１と
同一のグループエントリに属するので、エントリ５００
１と同様に、コードブック５０１のコード番号１の各平
均カラー輝度情報を参照するように、エントリ情報１１
２’からコードブックの参照アドレスが更新される。

【００５０】また、グループエントリ５１２の最初のエ
ントリ５１０１のエントリ情報１１１７”は、コードブ
ック５０１のコード番号２の各平均カラー輝度情報を参
照するように、エントリ情報１１１７’からコードブッ
クの参照アドレスが更新される。

【００５１】このように、４０９２個のエントリのエン
トリ情報１１１”，１１２”〜は、コードブック５０１
のコード番号１〜２５６の各平均カラー輝度情報を参照
するように、エントリ情報１１１’，１１２’〜からコ
ードブックの参照アドレスが更新され、これによりイン
デックス３００’はインデックス３００”に更新され、
コードブック５０１及びインデックス３００”は、画像
圧縮データとして画像圧縮ファイル２０２に格納され
る。

【００５２】上記に説明したディジタル画像データの圧
縮方法は、画像をエントリに分割した後に、エントリを
構成する各ピクセルのカラー輝度情報に基づいてエント
リの再配列を行うことにより、類似したカラー輝度情報
のピクセルが含まれるエントリを近接させることが可能
である。

【００５３】このため、エントリ・ソート後に隣接した
複数エントリ内のカラー輝度情報を平均化し、この平均
化したカラー輝度情報を基にしてコードブックを生成す
ることによって、原画像を復元する際の画質低下を改善
することが可能となる。

【００５４】上記の効果について、図７を参照して具体
的に説明する。

【００５５】図７（ａ）に示す７００は、ピクセル７０
１〜７０４からなるエントリであり、各ピクセルは８ビ
ット（０〜２５５）のカラーデータを有し、ピクセル７
０１，７０２，７０３，７０４のカラーデータは、それ
ぞれ８０，７７，８５，１０とする。

【００５６】従来のベクトル量子化の方法では、このエ
ントリ７００の各ピクセルのカラーデータとコードブッ
クのカラーデータとのパターンマッチングを行い、コー
ドブック内の１番近いカラーデータパターンをエントリ
７００のカラーデータとして近似処理する。この近似処
理の結果、ピクセル７０１〜７０４に対応する復元した
画像の各ピクセル７０１’〜７０４’のカラーデータ
は、それぞれカラーデータ８２，８３，８０，８０とな
ったとする。このとき、ピクセル７０４のカラーデータ
１０は、カラーデータ８０に大きく変化する場合があ
り、ピクセル７０４（７０４’）の画像は劣化する。

【００５７】一方、本発明のディジタル画像データの圧
縮方法は、各グループエントリの各ピクセル毎にカラー
輝度情報を平均化するので、ピクセル７０４のカラーデ
ータ１０は、カラーデータ１５に変化しカラーデータの
変化量を小さくすることができる。このため、原画像の
画質劣化を抑制することができる。

【００５８】次に本発明の第２の実施の形態に係わるデ
ィジタル画像データの圧縮装置及びこの装置を用いたデ
ィジタル画像データの圧縮方法について説明する。

【００５９】一般に画像は、周囲数エントリに渡り同一
色の様な変化の少ない画像領域や、ピクセル毎に色が変
化するような画像領域が存在する。例えば、動物の目の
画像領域ではピクセル毎に色が変化することがある。目
の再現性は、画面全体の画質を判断する際に極めて重要
であり、従来のベクトル量子化の方式では、色の変化が
頻繁に生じる画像領域の再現性を向上するために、コー
ドブック及びインデックスの記憶容量を大きくする必要
があった。

【００６０】本発明の第２の実施の形態に係わるディジ
タル画像データの圧縮装置及びこの装置を用いたディジ
タル画像データの圧縮方法は、上記のような場合におい
ても、システム全体の記憶容量の増大を抑制し、特定の
画像領域の画質を改善するものである。

【００６１】図８は、本発明の第２の実施の形態に係わ
るディジタル画像データの圧縮装置を示すブロック図で
あり、図１に示す構成に加え、原画像のピクセル数と同
一サイズで、圧縮対象の原画像に対して平均化処理を行
う際の重み付けを指定するプライオリティ・マスクを生
成するためのプライオリティ・マスク生成手段１１０が
追加されている。

【００６２】従って、本実施の形態によるディジタル画
像データの圧縮装置の構成は、全てのピクセルのカラー
輝度情報をピクセルの配列順に、テンポラリ・コードブ
ック３０１として生成するテンポラリ・コードブック生
成手段１０４’と、エントリの位置情報及びインデック
スを生成し更新するインデックス情報生成・更新手段１
０５’と、エントリのカラー輝度情報を基に、エントリ
を再配列するエントリ・ソート手段１０６’と、エント
リ・ソート手段１０６’の処理結果を反映してピクセル
を再配列した画像を、プライオリティ・マスクを設定し
たエントリとプライオリティ・マスクを設定しないエン
トリとに分けて、それぞれ単数又は複数のエントリから
なるグループエントリに分割するエントリ・グループ化
手段１０７’と、各グループエントリを構成するピクセ
ルのカラー輝度情報をグループエントリ毎に平均化する
平均化手段１０８’と、コードブックを生成するコード
ブック生成手段１０９’とを備えている。

【００６３】次に、上述した本発明の第２の実施の形態
に係わるディジタル画像データの圧縮装置を用いたディ
ジタル画像データの圧縮方法について、図９に示すフロ
ーチャート及び図１０，１１を参照して説明する。

【００６４】ステップＳ１の初期設定を行った後、ステ
ップＳ２で、図１０（ａ）に示す原画像１０００を２ピ
クセル×２ピクセルからなるエントリ１００１〜１００
ｍ〜に分割する。画面中央部には、エントリＡ，Ｂ〜Ｏ
から構成される特定エントリ領域１Ａが存在する。例え
ば、特定エントリ領域１Ａが、動物の目の画像領域に対
応する。

【００６５】次にステップＳ１１で、各ピクセルに重み
付けを行うためのプライオリティ・マスクの生成を行
う。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の原画像に対応する
プライオリティ・マスク２０００であり、エントリ１０
０ｍ，Ａ，Ｂ〜Ｅ〜に対してマスクエントリ２０００
ｍ，２００ａ，２００ｂ〜がそれぞれ対応する。また、
特定エントリ領域１Ａに対して、マスクエントリ２００
ａ，２００ｂ〜２００ｅ〜から構成される特定マスクエ
ントリ領域２Ａが対応する。

【００６６】ここで、エントリ１００ｍに対応するマス
クエントリ２００ｍには、全て“０”が設定されてお
り、これはエントリ１００ｍに重み付けを行わないこと
を意味する。即ち、エントリ１００ｍに対しては、本発
明の第１の実施の形態に係わるディジタル画像データの
圧縮方法で説明した平均化処理を行う。

【００６７】マスクエントリ２００ａは、３個の“０”
と１個の“１”が設定されており、これらの“０”と
“１”は、エントリＡを構成する各ピクセルへの重み付
けとなっている。すなわち、エントリＡを構成する右下
隅のピクセル（図示せず）に対して“１”が設定され、
他の３ピクセル（図示せず）に対して“０”が設定され
ている。図１０（ｂ）に示すように、この例では特定マ
スクエントリ領域２Ａ内で楕円状に“１”が設定されて
いる。、次にステップＳ３で、原画像１０００を用いて
テンポラリ・コードブックを生成し、ステップＳ４でイ
ンデックスを生成するが、前述した処理と同様なので説
明を省略する。

【００６８】次にステップＳ５で、第１の実施の形態と
同様にエントリのカラー輝度情報を基にして、原画像１
０００を構成するエントリ１００１〜１００ｍ〜Ａ，Ｂ
〜Ｏ〜の再配列を行う。図１０（ａ）の原画像１０００
のエントリが、一例として図１１（ａ）に示すように再
配列する。

【００６９】続いてステップＳ１２において、ステップ
Ｓ５で再配列した各エントリに対応するマスク・エント
リの再配列を行う。図１１（ｂ）に、エントリ・ソート
後の画像１０００’に対応するプライオリティ・マスク
２０００’を示す。エントリＡ〜Ｅの各画像領域と同じ
画像領域に、マスク・エントリ２００ａ〜２００ｅが再
配列される。

【００７０】次にステップＳ６で、ステップＳ５のエン
トリ・ソートの処理結果を反映してインデックスを更新
する。

【００７１】次にステップＳ７’において、複数のエン
トリをグループ化するが、プライオリティ・マスクで
“１”が設定された特定エントリ領域に属するエントリ
のグループ化と、特定エントリ領域に属しないエントリ
のグループとを分けて行う。すなわち、特定エントリ領
域に属しないエントリは、第１の実施の形態と同様、原
則として（１）式で計算されるエントリ単位でグループ
化されるが、特定エントリ領域に属するエントリは、
（１）式で計算されるエントリ単位よりも少ないエント
リ単位で隣接するエントリがグループ化される。

【００７２】図１１（ａ）の場合、グループエントリ１
１０１，１１０２は、（１）式で計算される１６エント
リからなり、特定エントリ領域に属するエントリＡ，Ｂ
〜Ｅは単独でグループエントリを構成する。

【００７３】図１２（ａ）の場合、特定エントリ領域に
属する各エントリＡ，Ｂ〜Ｅの左右のエントリをまとめ
てグループ化する。例えば、エントリの左側に位置する
エントリＡ１と、エントリＡの右側に位置するエントリ
Ａ２をまとめて１つのグループエントリを構成する。ま
た、エントリＢの左側に位置するエントリＢ１と、エン
トリＢの次の行の最初に位置するエントリＢ２をまとめ
て１つのグループエントリを構成する。

【００７４】さらに、特定エントリ領域に属するエント
リのグループ化の方法としては、図１２（ｂ）に示すよ
うに、特定エントリ領域に属する各エントリＡ，Ｂ〜Ｍ
に続く２エントリをまとめて１つのグループにすること
もできる。この場合、エントリＣ，Ｄ，Ｅ、エントリ
Ｄ，Ｅ，Ｍなどがそれぞれ１つのグループエントリを構
成する。

【００７５】なお、グループ化する際に、最初のエント
リ又は特定エントリ領域に属するエントリと別の特定エ
ントリ領域に属するエントリ間とが、（１）式で計算さ
れるエントリ単位よりも小さい場合、例えば図１１
（ａ）のグループエントリ１１０１が８エントリしかな
い場合、そのままこの８エントリで１つのグループエン
トリを構成する。

【００７６】次にステップＳ８’において、各グループ
エントリ内でカラー輝度情報の平均化を行う。第１の実
施の形態では、一定のエントリ単位でカラー輝度情報が
平均化されるが、本実施の形態においては、特定エント
リ領域に属するエントリは、特定エントリ領域に属しな
いエントリよりも少ないピクセル数で平均化される。

【００７７】例えば図１１（ａ）の場合、エントリＡ，
Ｂ〜Ｏは、単独でグループエントリを構成するため平均
化されないで、そのままの画像としてコードブックに登
録される。従って、コードブックの記憶容量をやや大き
くなるものの、エントリＡ，Ｂ〜Ｏの解像度を向上する
ことができる。このように、特定エントリ領域に属する
エントリは少ないピクセル数で平均化されるため、ピク
セル毎に色が変化するようなカラー輝度情報変化が大き
い特定エントリ領域の画像の再現性を改善することがで
きる。

【００７８】なお、上記の説明では、プライオリティ・
マスク上に形成する重み付けとしては、“０”及び
“１”のみを用いたが、実数値を重み付けとして設定
し、この重み付けを対応するピクセルのカラー輝度情報
に乗算した値をグループエントリ内で平均化しても良
い。これにより、特定のピクセルを強調したり又は重み
付けを軽くして、平均化することができる。

【００７９】また、上記において、各ピクセルはＲ，
Ｂ，Ｇのカラーデータを有するとして説明したが、白黒
画像の場合にも同様に適用し得るのは言うまでもない。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるディ
ジタル画像データの圧縮方法は、画像を複数のピクセル
からなるエントリに分割した後に、エントリを構成する
各ピクセルのカラー輝度情報により、エントリをカラー
輝度情報の大きさの順に再配列するため、類似したカラ
ー輝度情報のピクセルが含まれるエントリを近接させる
ことが可能である。このため、エントリを再配列した後
に隣接した複数エントリのカラー輝度情報を平均化し、
コードブックを生成することによって、画質低下を改善
して原画像を復元することが可能である。

【００８１】また、プライオリティ・マスク上に特定エ
ントリ領域に対応する重み付けのパターンを形成し、特
定エントリ領域のグループ化を重み付けが軽いグループ
エントリのエントリ単位よりも少ないエントリ数で平均
化することにより、ピクセル毎に色が変化するようなカ
ラー輝度情報変化が大きい特定エントリ領域の画像の再
現性を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係わるディジタル
画像データの圧縮装置を示すブロック図である。

【図２】図１に示すディジタル画像データの圧縮装置を
用いたディジタル画像データの圧縮方法を表すフローチ
ャートである。

【図３】図２におけるステップＳ２の画面分割〜ステッ
プＳ４のインデックス生成の各処理を説明するための説
明図である。

【図４】図２におけるステップＳ５のエントリ・ソート
及びステップＳ６のインデックス更新の各処理を説明す
るための説明図である。

【図５】図２におけるステップＳ７のエントリのグルー
プ化乃至ステップＳ１０のインデックス更新の各処理を
説明するための説明図である。

【図６】グループエントリ５１１を構成するエントリ５
００１〜５０１６内のカラー輝度情報を基に、グループ
エントリ５１１の平均カラー輝度情報を算出する方法を
説明するための説明図である。

【図７】従来のディジタル画像データの圧縮方法と本発
明によるディジタル画像データの圧縮方法の各方法にお
ける１エントリを構成する各ピクセルのカラー輝度情報
が、それぞれどのように処理されるのかを比較して説明
するための説明図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態に係わるディジタル
画像データの圧縮装置を示すブロック図である。

【図９】図８に示すディジタル画像データの圧縮装置を
用いたディジタル画像データの圧縮方法を表すフローチ
ャートである。

【図１０】図９におけるステップＳ２の画面分割及びス
テップＳ１１のプライオリティ・マスク生成の各処理を
説明するための説明図である。

【図１１】図９におけるステップＳ５のエントリ・ソー
ト乃至ステップＳ７’のエントリのグループ化の各処理
を説明するための説明図である。

【図１２】図９におけるステップＳ７’のエントリのグ
ループ化の他の方法を説明するための説明図である。

【図１３】従来のベクトル量子化によるディジタル画像
データの圧縮方法において、原画像からコードブック３
３０とインデックス３４０を生成するための説明図であ
る。

【符号の説明】

１０１ 初期設定手段 １０２ 入力画像記憶手段 １０３ 画像分割手段 １０４，１０４’ テンポラリ・コードブック生成手
段 １０５，１０５’ インデックス情報生成・更新手段 １０６，１０６’ エントリ・ソート手段 １０７，１０７’ エントリ・グループ化手段 １０８，１０８’ 平均化手段 １０９，１０９’ コードブック生成手段 １１０ プライオリティ・マスク生成手段 １Ａ 特定エントリ領域 ２Ａ 特定マスクエントリ領域 ３００，３００’，３００”，３４０ インデックス ３０１ テンポラリ・コードブック ３１０，１０００ 原画像 ３３０，５０１ コードブック ３２１〜３２３２，７００，７００’，７００”，１０
０１，１００ｍ，５００１〜５０１６，Ａ〜Ｏ，Ａ１，
Ａ２，Ｂ１，Ｂ２ エントリ １１１〜１１１７，１１１’〜１１１７’，１１１”〜
１１１７”，３４１〜３４４， エントリ情報 ４００，１０００’ エントリソート後の画像 ５１１〜５１４，１１０１，１１０２，１１０ｍ グ
ループエントリ ７０１〜７０４，７０１’〜７０４’，７０１”〜７０
４”，ａ〜ｌ ピクセル ２０００，２０００’ プライオリティ・マスク ２００ａ〜２００ｅ，２００ｍ マスクエントリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C059 KK01 LA04 MD07 PP15 UA02 UA34 UA38 5C078 AA09 BA44 CA21 DA01 DA16 DB00 5J064 AA01 AA04 BA15 BA16 BC01 BC21 BD01 9A001 BB03 BB04 BB05 EE04 FF02 HH27 HH28 HH31 KK24

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力したディジタル画像データをアレイ
   状に配列したピクセル毎に輝度として取り込むととも
   に、隣接する複数の前記ピクセルをエントリにグループ
   化し、前記全ピクセルを前記エントリに分割する第１の
   ステップと、 前記エントリを構成する前記各ピクセルの輝度から前記
   エントリの輝度を代表するエントリ輝度を算出し、前記
   エントリ輝度の順に前記エントリを再配列する第２のス
   テップと、 前記第２のステップで配列されたエントリを、隣接する
   複数の前記エントリからなるグループエントリにグルー
   プ化する第３のステップと、 前記グループエントリを構成する前記ピクセルの輝度を
   平均化して平均輝度情報を生成する第４のステップと、 前記平均輝度情報をコードブックのアドレスに対応した
   所定の記憶領域に順次格納する第５のステップと、 前記第２のステップで再配列された前記エントリの配列
   位置を表す位置情報と、このエントリに対応する前記コ
   ードブックの前記アドレスとを格納するインデックスと
   を生成する第６のステップと、とを含んで、前記ディジ
   タル画像データを前記コードブックと前記インデックス
   とにデータ圧縮するディジタル画像データの圧縮方法。
2. 【請求項２】 前記第２のステップにおいて再配列され
   た前記各エントリに対して、第１の重み又は第２の重み
   を付加する第７のステップを有し、 前記第３のステップにおいて、前記第１の重みが付加さ
   れた前記エントリに対しては第１のエントリ数でグルー
   プエントリを生成し、前記第２の重みが付加された前記
   エントリに対しては前記第１のエントリ数よりも小さい
   第２のエントリ数でグループエントリを生成することを
   特徴とする請求項１記載のディジタル画像データの圧縮
   方法。
3. 【請求項３】 前記第１の重み又は第２の重みは、前記
   第２のステップにおいて再配列された前記エントリを構
   成する各ピクセルに対して付加され、前記エントリを構
   成する前記ピクセルに前記第２の重みが付加された前記
   ピクセルがあればこのエントリに対し前記第２の重みを
   付加し、前記エントリが前記第１の重みが付加された前
   記ピクセルのみで構成されたときはこのエントリに対し
   前記第１の重みを付加することを特徴とする請求項２記
   載のディジタル画像データの圧縮方法。
4. 【請求項４】 前記第２のエントリ数を１に設定して、
   前記第２の重みが付加された前記エントリに対しては単
   独でグループエントリを構成し、前記第４のステップに
   おいて、前記第２の重みが付加された前記エントリに対
   しては実質的に輝度の平均化を行わないことを特徴とす
   る請求項２又は３記載のディジタル画像データの圧縮方
   法。
5. 【請求項５】 前記エントリ輝度は、前記エントリを構
   成する複数の前記ピクセル中の１ピクセルの輝度とする
   ことを特徴とする請求項１記載のディジタル画像データ
   の圧縮方法。
6. 【請求項６】 前記エントリ輝度は、前記エントリを構
   成する前記全ピクセルの平均輝度とすることを特徴とす
   る請求項１記載のディジタル画像データの圧縮方法。
7. 【請求項７】 前記第２のステップにおいて、色の輝度
   を表す第１の色情報と第２の色情報とを含む複数の色情
   報から前記エントリ輝度が構成され、前記第１の色情報
   で前記エントリを再配列した後に、前記第２の色情報を
   用いて、再度前記第１の色情報で再配列した前記エント
   リを少なくとも再度再配列することを特徴とする請求項
   １記載のディジタル画像データの圧縮方法。
8. 【請求項８】 入力したディジタル画像データをアレイ
   状に配列したピクセル毎に輝度として取り込む入力画像
   記憶手段と、 隣接する複数の前記ピクセルをエントリにグループ化
   し、前記全ピクセルを前記エントリに分割する画像分割
   手段と、 前記エントリを構成する前記各ピクセルの輝度から前記
   エントリの輝度を代表するエントリ輝度を算出し、前記
   エントリ輝度の順に前記エントリを再配列するエントリ
   ・ソート手段と、 前記エントリ・ソート手段で再配列された前記エントリ
   を、隣接する複数の前記エントリからなるグループエン
   トリにグループ化するエントリ・グループ化手段と、 前記グループエントリを構成する前記ピクセルの輝度を
   平均化して平均輝度情報を生成する平均化手段と、 前記平均輝度情報をアドレスに対応した所定の記憶領域
   に格納するコードブックと、 前記エントリ・ソート手段で再配列された前記エントリ
   の配列位置を表す位置情報と、このエントリに対応する
   前記コードブックの前記アドレスとを格納するインデッ
   クスと、を備え前記ディジタル画像データを前記コード
   ブックと前記インデックスとにデータ圧縮するディジタ
   ル画像データの圧縮装置。
9. 【請求項９】 前記エントリ・ソート手段で再配列され
   た前記各エントリに対して、第１の重み又は第２の重み
   を付加するプライオリティ・マスク生成手段を備え、 前記エントリ・グループ化手段は、前記第１の重みが付
   加された前記エントリに対しては第１のエントリ数でグ
   ループエントリを生成し、前記第２の重みが付加された
   前記エントリに対しては前記第１のエントリ数よりも小
   さい第２のエントリ数でグループエントリを生成するこ
   とを特徴とする請求項８記載のディジタル画像データの
   圧縮装置。