JP2001197318A - カラーイメージのデジタル圧縮方法 - Google Patents
カラーイメージのデジタル圧縮方法Info
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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- G—PHYSICS
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Color Television Systems (AREA)
- Processing Of Color Television Signals (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 カラーイメージのデジタル圧縮方法を提供す
る。 【解決手段】 カラーイメージのデジタル圧縮方法は、
矩形イメージの記憶または伝送用にカラー写真をデジタ
ル的に圧縮する。本方法はYCrCb色空間において作
動し、15または24ビットRGB(赤緑青)色空間か
らYCrCb(輝度色差)色空間へデジタルイメージデ
ータを変換する斬新な色空間変換方法を含む。本圧縮方
法は色空間変換に関する参照用テーブルを使用する。
る。 【解決手段】 カラーイメージのデジタル圧縮方法は、
矩形イメージの記憶または伝送用にカラー写真をデジタ
ル的に圧縮する。本方法はYCrCb色空間において作
動し、15または24ビットRGB(赤緑青)色空間か
らYCrCb(輝度色差)色空間へデジタルイメージデ
ータを変換する斬新な色空間変換方法を含む。本圧縮方
法は色空間変換に関する参照用テーブルを使用する。
Description
【0001】
【関連出願】本出願は、1998年4月17日提出され
た第09/061,884号の一部継続出願である。
た第09/061,884号の一部継続出願である。
【0002】
【発明の属する技術分野】本発明は概して情報信号処理
に関し、更に詳細にはカラーイメージのデジタル圧縮に
関する。
に関し、更に詳細にはカラーイメージのデジタル圧縮に
関する。
【0003】
【従来の技術】イメージ情報のデジタル符号化に使用さ
れる一技法はランレングス符号化として知られている。
この技法において、ビデオイメージ走査線は、一連の画
素のカラー内容の値または値の集合として、当該値また
は値の集合または値の範囲をもつ一連の画素の長さと共
に符号化される。これらの値は、ビデオイメージ信号の
振幅の寸法、または、例えばルミナンス(輝度)または
クロミナンス(色差)のような他の特質であり得る。ま
た、頻度多く発生するカラー値の統計的符号化は、カラ
ーイメージデータをデジタル符号化するために必要なビ
ット個数を節減するために使用される。
れる一技法はランレングス符号化として知られている。
この技法において、ビデオイメージ走査線は、一連の画
素のカラー内容の値または値の集合として、当該値また
は値の集合または値の範囲をもつ一連の画素の長さと共
に符号化される。これらの値は、ビデオイメージ信号の
振幅の寸法、または、例えばルミナンス(輝度)または
クロミナンス(色差)のような他の特質であり得る。ま
た、頻度多く発生するカラー値の統計的符号化は、カラ
ーイメージデータをデジタル符号化するために必要なビ
ット個数を節減するために使用される。
【0004】基本的符号化プロセスの1つはは、Pur
due UniversityのMitchellとD
elpによって1979年に発表されたブロック打ち切
り符号化(BTC)アルゴリズムに基づく。基本BTC
アルゴリズムはイメージを4x4ブロックの画素に分割
し、第1及び第2サンプルモーメントを算定する。第1
サンプルモーメント(算術平均)に設定された初期弁別
子の値に基づき、弁別子の値よりも更に明るいか又は更
に暗い画素の選択マップが、更に明るい方の画素のカウ
ントと共に決定される。サンプルの分散、ひいては標準
偏差は、第1及び第2サンプルモーメントから算定可能
である。各ブロックに関する平均、標準偏差、及び、選
択マップが保存される。ただし、元のBTC方法はグレ
ースケールイメージのみに限定されるので、YCrCb
フルカラーを含むBTC方法まで拡張するようにBTC
方法を適応することが望ましい。更に、デルタ値を処理
し、多重レベル又は階層的符号化を可能にし、フレーム
の間の差または指定された背景カラーからの差の符号化
を可能にするようにBTC方法を適応することも望まし
い。
due UniversityのMitchellとD
elpによって1979年に発表されたブロック打ち切
り符号化(BTC)アルゴリズムに基づく。基本BTC
アルゴリズムはイメージを4x4ブロックの画素に分割
し、第1及び第2サンプルモーメントを算定する。第1
サンプルモーメント(算術平均)に設定された初期弁別
子の値に基づき、弁別子の値よりも更に明るいか又は更
に暗い画素の選択マップが、更に明るい方の画素のカウ
ントと共に決定される。サンプルの分散、ひいては標準
偏差は、第1及び第2サンプルモーメントから算定可能
である。各ブロックに関する平均、標準偏差、及び、選
択マップが保存される。ただし、元のBTC方法はグレ
ースケールイメージのみに限定されるので、YCrCb
フルカラーを含むBTC方法まで拡張するようにBTC
方法を適応することが望ましい。更に、デルタ値を処理
し、多重レベル又は階層的符号化を可能にし、フレーム
の間の差または指定された背景カラーからの差の符号化
を可能にするようにBTC方法を適応することも望まし
い。
【0005】カラーイメージ内のあらゆる任意の所与画
素に関するカラー値の範囲は、画素のカラー値に関する
赤、緑、青の値の0から100%を表す各軸を用いて従
来型の3次元デカルト座標系によって表現可能な、例え
ば、図1に示されるRGB色空間として表すことができ
る。グレースケール線は、各成分の0%における黒色か
ら各々の100%における白色まで対角線的に移動する
ことによって表現可能である。人間の視覚は、この種の
色空間における代表的なカラー値を選択することによっ
て、カラー値のシェード(陰)の限定された個数のみを
識別可能であるので、実際のカラー値と選定されたカラ
ー値の間の差を人間の目が区別できないようにイメージ
の実際のカラー値を近似させるためには限定された個数
のカラー値が使用できる。
素に関するカラー値の範囲は、画素のカラー値に関する
赤、緑、青の値の0から100%を表す各軸を用いて従
来型の3次元デカルト座標系によって表現可能な、例え
ば、図1に示されるRGB色空間として表すことができ
る。グレースケール線は、各成分の0%における黒色か
ら各々の100%における白色まで対角線的に移動する
ことによって表現可能である。人間の視覚は、この種の
色空間における代表的なカラー値を選択することによっ
て、カラー値のシェード(陰)の限定された個数のみを
識別可能であるので、実際のカラー値と選定されたカラ
ー値の間の差を人間の目が区別できないようにイメージ
の実際のカラー値を近似させるためには限定された個数
のカラー値が使用できる。
【0006】図2及び3に示すように、人間の視覚は色
相値彩度(HVS)カラーシステムによって特性付け可
能である。色相は、赤から緑および青を経て紫までに亙
る可視スペクトル内の特定カラーとして定義される。値
は色を無視した輝度レベルとして定義される。彩度は特
定色の強度または混合色内における他のシェードの欠如
として定義される。HVSシステムは、一般に、角度と
しての色相と半径としての彩度から成る極ベースを持つ
円筒座標システムによって表現可能である。値すなわち
輝度成分はベース上の高度として表される。実際の可視
色は円筒全体を占有せず、それらの頂点を値目盛りの0
%から100%までに置くベースとベースを結合した概
略2つの円錐である。この例においては、青に関する最
大彩度は緑の最大彩度よりはるかに低い輝度において発
生するので、ベースは傾斜している。
相値彩度(HVS)カラーシステムによって特性付け可
能である。色相は、赤から緑および青を経て紫までに亙
る可視スペクトル内の特定カラーとして定義される。値
は色を無視した輝度レベルとして定義される。彩度は特
定色の強度または混合色内における他のシェードの欠如
として定義される。HVSシステムは、一般に、角度と
しての色相と半径としての彩度から成る極ベースを持つ
円筒座標システムによって表現可能である。値すなわち
輝度成分はベース上の高度として表される。実際の可視
色は円筒全体を占有せず、それらの頂点を値目盛りの0
%から100%までに置くベースとベースを結合した概
略2つの円錐である。この例においては、青に関する最
大彩度は緑の最大彩度よりはるかに低い輝度において発
生するので、ベースは傾斜している。
【0007】図2を参照することとし、デカルト座標系
においてディジタル化NTSC/PALビデオを表すに
は、YCrCb色空間が用いられる。本発明の方法はY
CrCb色空間において作動するので、本方法は15ビ
ット又は24ビットRGBからの新規色空間変換方法を
提供する。8ビットグレースケールイメージも同様にサ
ポートされる。図3を参照することとし、色差成分Cr
及びCbはHYSシステムにおける極色相成分および彩
度成分に対応する2つの軸である。Y即ち輝度成分はH
VSグラフにおける輝度軸に対応する。本記述は、NT
SC及びPALに基づく符号化に関して、本発明の一部
分を形成しないYIQとYUYの間のわずかな差は考慮
しない。次の方程式はRGBからYqrCb色空間へ変
換するために使用できる。 Y=0.299R+0.587G+0.114B Cr=0.713(0.701R−0.587G−0.
114B) Cb=0.564(−0.299R−0.587G+
0.866B)
においてディジタル化NTSC/PALビデオを表すに
は、YCrCb色空間が用いられる。本発明の方法はY
CrCb色空間において作動するので、本方法は15ビ
ット又は24ビットRGBからの新規色空間変換方法を
提供する。8ビットグレースケールイメージも同様にサ
ポートされる。図3を参照することとし、色差成分Cr
及びCbはHYSシステムにおける極色相成分および彩
度成分に対応する2つの軸である。Y即ち輝度成分はH
VSグラフにおける輝度軸に対応する。本記述は、NT
SC及びPALに基づく符号化に関して、本発明の一部
分を形成しないYIQとYUYの間のわずかな差は考慮
しない。次の方程式はRGBからYqrCb色空間へ変
換するために使用できる。 Y=0.299R+0.587G+0.114B Cr=0.713(0.701R−0.587G−0.
114B) Cb=0.564(−0.299R−0.587G+
0.866B)
【0008】この仕方においてカラー値をデジタル的に
変換する一般的な実行体は浮動小数点演算(画素当たり
11回の乗算と9回の加算/減算)、または、16ビッ
ト整数演算(画素当たり9回の乗算、9回の加算/減
算、及び、3回の除算)を使用する。これらの両方法
は、特に小型マイクロコントローラにおいて、計算能力
に関して著しく浪費的である。従って、ソフトウェア及
びハードウェアの必要条件を軽減するために、カラーイ
メージの色の識別における人間の視覚の限界を利用して
ディジタル化済みイメージのカラー値を表す方法が必要
である。
変換する一般的な実行体は浮動小数点演算(画素当たり
11回の乗算と9回の加算/減算)、または、16ビッ
ト整数演算(画素当たり9回の乗算、9回の加算/減
算、及び、3回の除算)を使用する。これらの両方法
は、特に小型マイクロコントローラにおいて、計算能力
に関して著しく浪費的である。従って、ソフトウェア及
びハードウェアの必要条件を軽減するために、カラーイ
メージの色の識別における人間の視覚の限界を利用して
ディジタル化済みイメージのカラー値を表す方法が必要
である。
【0009】残念ながら、圧縮エンジン(コンプレッサ)
はノイズを符号化するために、あたかもノイズが現実的
な実体であるかのようにより多くの不必要なデータを使
わなければならないので、ノイズは、損失の多少に拘わ
らず、あらゆるイメージ圧縮プロセスを重大な程度に妨
害することがあり得る。損失の大きい圧縮は、圧縮解除
(デコンプレス)に際して更に顕著な人工事象を生成する
ノイズを増幅する傾向があるので、従って、損失の大き
い圧縮プロセスは、通常、データの圧縮に先立っていく
らかのノイズを除去しようと試みる。濾過作用が少な過
ぎると改良された圧縮性能の望ましい結果が得られず、
濾過作用が多過ぎると圧縮解除されたイメージを漫画様
外観にするので、この種の前処理フィルタは非常に慎重
に使用しなければならない。
はノイズを符号化するために、あたかもノイズが現実的
な実体であるかのようにより多くの不必要なデータを使
わなければならないので、ノイズは、損失の多少に拘わ
らず、あらゆるイメージ圧縮プロセスを重大な程度に妨
害することがあり得る。損失の大きい圧縮は、圧縮解除
(デコンプレス)に際して更に顕著な人工事象を生成する
ノイズを増幅する傾向があるので、従って、損失の大き
い圧縮プロセスは、通常、データの圧縮に先立っていく
らかのノイズを除去しようと試みる。濾過作用が少な過
ぎると改良された圧縮性能の望ましい結果が得られず、
濾過作用が多過ぎると圧縮解除されたイメージを漫画様
外観にするので、この種の前処理フィルタは非常に慎重
に使用しなければならない。
【0010】カラーイメージデータから不必要なノイズ
を除去するために用いられる他の方法はクロマキーする
こと、即ち、対象物の背後から均一色の背景(通常、青
色)を置き換えるプロセスである。このプロセスの共通
アプリケーションは天気図の正面に立っているように見
えるテレビジョン天気レポータである。実際には、レポ
ータが青色の壁の前に立ち、同時に、コンピュータが生
成する天気図は、放送されつつあるイメージの全ての青
色画素を置き換えつつある。
を除去するために用いられる他の方法はクロマキーする
こと、即ち、対象物の背後から均一色の背景(通常、青
色)を置き換えるプロセスである。このプロセスの共通
アプリケーションは天気図の正面に立っているように見
えるテレビジョン天気レポータである。実際には、レポ
ータが青色の壁の前に立ち、同時に、コンピュータが生
成する天気図は、放送されつつあるイメージの全ての青
色画素を置き換えつつある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】前処理フィルタはイメ
ージ内の関心対象を囲むエリア(面積部分)からノイズ
を除去することが可能であり、同時に、照明すること又
は陰をつけること(シェージング)における微妙な変化
は元のイメージに残ることがあり得るが、これはクロマ
キーすることによって除去可能である。従って、スマー
トカード及びデータベースへの記憶に関して、圧縮され
たイメージの視覚的な品質を向上させるように濃淡のな
い色によって背景を置き換えるために、カラーイメージ
の圧縮にクロマキー方法を提供することが必要である。
また、オペレータにとってクロマキープロセスを簡素化
するために、クロマキープロセスを自動化および簡素化
することが望ましい。
ージ内の関心対象を囲むエリア(面積部分)からノイズ
を除去することが可能であり、同時に、照明すること又
は陰をつけること(シェージング)における微妙な変化
は元のイメージに残ることがあり得るが、これはクロマ
キーすることによって除去可能である。従って、スマー
トカード及びデータベースへの記憶に関して、圧縮され
たイメージの視覚的な品質を向上させるように濃淡のな
い色によって背景を置き換えるために、カラーイメージ
の圧縮にクロマキー方法を提供することが必要である。
また、オペレータにとってクロマキープロセスを簡素化
するために、クロマキープロセスを自動化および簡素化
することが望ましい。
【0012】従って、カラーイメージ圧縮に関して必要
条件、即ち、正確であること、および、現在利用できる
システムよりも少ない計算資源および記憶装置を利用す
ることが残されている。本発明はこれらの必要性および
他の必要性を解決する。
条件、即ち、正確であること、および、現在利用できる
システムよりも少ない計算資源および記憶装置を利用す
ることが残されている。本発明はこれらの必要性および
他の必要性を解決する。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明はカラーイメージ
をデジタル的にに圧縮する改良された方法を提供する。
本発明の方法は、例えば、場合によってはASICアク
セラレータを備えた8ビットのマイクロコントローラの
ような極めて低い計算能力実装のために設計される。
をデジタル的にに圧縮する改良された方法を提供する。
本発明の方法は、例えば、場合によってはASICアク
セラレータを備えた8ビットのマイクロコントローラの
ような極めて低い計算能力実装のために設計される。
【0014】簡潔かつ総じて、本発明は、イメージデー
タを濾過するステップと、近傍画素に関してイメージ内
の個別画素のスカラ値を評価するステップと、イメージ
を画素のブロックで構成される配列体に分割することに
よってイメージデータを統計的に符号化するステップ、
および、画素で構成される各ブロックを当該ブロック内
画素を表す一定個数のビットに符号化するステップによ
って、スカラー値を持つ画素で構成される複数の走査線
から成るイメージデータを含むイメージの記憶または伝
送に関してイメージのデジタル的圧縮方法を適宜提供す
る。
タを濾過するステップと、近傍画素に関してイメージ内
の個別画素のスカラ値を評価するステップと、イメージ
を画素のブロックで構成される配列体に分割することに
よってイメージデータを統計的に符号化するステップ、
および、画素で構成される各ブロックを当該ブロック内
画素を表す一定個数のビットに符号化するステップによ
って、スカラー値を持つ画素で構成される複数の走査線
から成るイメージデータを含むイメージの記憶または伝
送に関してイメージのデジタル的圧縮方法を適宜提供す
る。
【0015】イメージをデジタル的に圧縮する方法の一
般に好ましい一実施形態において、濾過する(フィルタ
リング)ステップは目標画素および当該目標画素に関す
る出力値を決定するために当該目標画素に近接する複数
の画素として各個別画素を評価することを含む。一般に
濾過するステップは、目標画素の両側の2つずつの画素
および目標画素自体を含む5個の画素で構成されるシー
ケンスを各目標画素に関して評価することを含むことが
好ましい。一般に好ましい一方法において、濾過する
(フィルタリング)ステップは、以下に示すプロトコル
に従い、指定された値の範囲内に在る目標画素を囲むそ
れらの画素に関して、当該目標を直接囲む画素のウィン
ドウに関するデータの平均を決定するステップを含む。
即ち、5個全ての画素が指定された範囲内に在れば、出
力目標画素はラスタライン内の目標画素の両側の2個ず
つ合計4個の画素の平均であるものと決定する。両側
(どちらの側も)の2個の画素が指定範囲内に在り、か
つ両側自体が範囲内に在れば、濾過済み出力目標画素デ
ータは、当該目標画素のそれぞれの側の2個の画素の平
均であるものと決定する。目標画素のどちらか一方の側
の2個の画素および目標画素自体が指定範囲内に在り、
かつもう一方の側の2個の画素は指定範囲内に所在しな
ければ、出力目標画素は、当該目標画素値に最も近い値
の2個の近傍画素の平均であり、かつ指定範囲内に在る
ものと決定する。5個の画素全てが増加または減少しつ
つあるか又は指定範囲内に在れば、出力目標画素は当該
目標画素のどちらかの側の当該目標画素の値に最も近い
値の2個の画素の平均であるものと決定する。ウィンド
ウ内の5個の画素が上記の場合のいずれにも適合しなけ
れば、出力目標画素は変更されない(そのままであ
る)。
般に好ましい一実施形態において、濾過する(フィルタ
リング)ステップは目標画素および当該目標画素に関す
る出力値を決定するために当該目標画素に近接する複数
の画素として各個別画素を評価することを含む。一般に
濾過するステップは、目標画素の両側の2つずつの画素
および目標画素自体を含む5個の画素で構成されるシー
ケンスを各目標画素に関して評価することを含むことが
好ましい。一般に好ましい一方法において、濾過する
(フィルタリング)ステップは、以下に示すプロトコル
に従い、指定された値の範囲内に在る目標画素を囲むそ
れらの画素に関して、当該目標を直接囲む画素のウィン
ドウに関するデータの平均を決定するステップを含む。
即ち、5個全ての画素が指定された範囲内に在れば、出
力目標画素はラスタライン内の目標画素の両側の2個ず
つ合計4個の画素の平均であるものと決定する。両側
(どちらの側も)の2個の画素が指定範囲内に在り、か
つ両側自体が範囲内に在れば、濾過済み出力目標画素デ
ータは、当該目標画素のそれぞれの側の2個の画素の平
均であるものと決定する。目標画素のどちらか一方の側
の2個の画素および目標画素自体が指定範囲内に在り、
かつもう一方の側の2個の画素は指定範囲内に所在しな
ければ、出力目標画素は、当該目標画素値に最も近い値
の2個の近傍画素の平均であり、かつ指定範囲内に在る
ものと決定する。5個の画素全てが増加または減少しつ
つあるか又は指定範囲内に在れば、出力目標画素は当該
目標画素のどちらかの側の当該目標画素の値に最も近い
値の2個の画素の平均であるものと決定する。ウィンド
ウ内の5個の画素が上記の場合のいずれにも適合しなけ
れば、出力目標画素は変更されない(そのままであ
る)。
【0016】イメージをデジタル的に圧縮する方法の一
般に好ましい態様において、統計的にイメージデータを
コード化することは、イメージを4x4方形の配列体に
分割すること、及び、画素の各4x4方形を中央カラー
値、カラー分散値、および、当該ブロック内の16個の
画素を表す選択マップを含む一定ビット長ブロックに符
号化することを含む。
般に好ましい態様において、統計的にイメージデータを
コード化することは、イメージを4x4方形の配列体に
分割すること、及び、画素の各4x4方形を中央カラー
値、カラー分散値、および、当該ブロック内の16個の
画素を表す選択マップを含む一定ビット長ブロックに符
号化することを含む。
【0017】一般に好ましい一実施形態は、各ブロック
が中央カラー値およびカラー分散値を含むこと、及び、
イメージデータを統計的にコード化するステップが当該
ブロック内画素の算術平均として各ブロックの第1サン
プルモーメントを決定することを含むこと、及び、各ブ
ロックの中央カラー値が当該ブロック内画素の第1サン
プルモーメントから得られた算術平均に設定されること
を規定する。本実施形態の一般に好ましい一オプション
は、ブロック内画素の第2サンプルモーメントを決定す
ること、及び、第1および第2サンプルモーメントから
の標準偏差を決定することによって各ブロックの色散値
を決定することを含む。本実施形態の一般に好ましい他
の一オプションは、画素値と第1サンプルモーメントの
間の差の平均を決定することによって第1絶対モーメン
トを決定することを含み、この場合、色分散値は第1絶
対モーメントに設定される。
が中央カラー値およびカラー分散値を含むこと、及び、
イメージデータを統計的にコード化するステップが当該
ブロック内画素の算術平均として各ブロックの第1サン
プルモーメントを決定することを含むこと、及び、各ブ
ロックの中央カラー値が当該ブロック内画素の第1サン
プルモーメントから得られた算術平均に設定されること
を規定する。本実施形態の一般に好ましい一オプション
は、ブロック内画素の第2サンプルモーメントを決定す
ること、及び、第1および第2サンプルモーメントから
の標準偏差を決定することによって各ブロックの色散値
を決定することを含む。本実施形態の一般に好ましい他
の一オプションは、画素値と第1サンプルモーメントの
間の差の平均を決定することによって第1絶対モーメン
トを決定することを含み、この場合、色分散値は第1絶
対モーメントに設定される。
【0018】イメージをデジタル的に圧縮する方法の他
の好ましい一態様は、更に、デジタルカラーイメージデ
ータをYCrCb色空間に変換するステップを含む。一
般に好ましい一方法において、デジタルカラーイメージ
データをYCrCb色空間に変換するステップはRGB
色空間からカラーイメージデータを変換することを含
む。デジタルカラーイメージデータをYCrCb色空間
に変換するステップは色空間変換に関する選択されたカ
ラー値の参照テーブルを利用することを含むことが好ま
しく、好ましい一方法において、デジタルカラーイメー
ジデータをYCrCb色空間に変換するステップは各
R、G、BがY、Cr、Cb成分に向かうことへの寄与
を含む9個の256エントリ1バイト参照テーブルを利
用することを含む。
の好ましい一態様は、更に、デジタルカラーイメージデ
ータをYCrCb色空間に変換するステップを含む。一
般に好ましい一方法において、デジタルカラーイメージ
データをYCrCb色空間に変換するステップはRGB
色空間からカラーイメージデータを変換することを含
む。デジタルカラーイメージデータをYCrCb色空間
に変換するステップは色空間変換に関する選択されたカ
ラー値の参照テーブルを利用することを含むことが好ま
しく、好ましい一方法において、デジタルカラーイメー
ジデータをYCrCb色空間に変換するステップは各
R、G、BがY、Cr、Cb成分に向かうことへの寄与
を含む9個の256エントリ1バイト参照テーブルを利
用することを含む。
【0019】イメージをデジタル的に圧縮する方法の一
般に好ましい他の一態様において、イメージデータを統
計的に符号化することは、各ブロックの第1サンプルモ
ーメントを当該ブロック内画素の算術平均として決定す
ること、当該ブロック内画素の第2サンプルモーメント
を決定すること、および、第1サンプルモーメントより
も明るいか又は暗い値を持つブロック内のそれらの画素
から選択マップを決定することを含む。
般に好ましい他の一態様において、イメージデータを統
計的に符号化することは、各ブロックの第1サンプルモ
ーメントを当該ブロック内画素の算術平均として決定す
ること、当該ブロック内画素の第2サンプルモーメント
を決定すること、および、第1サンプルモーメントより
も明るいか又は暗い値を持つブロック内のそれらの画素
から選択マップを決定することを含む。
【0020】イメージをデジタル的に圧縮する方法の一
般に好ましい他の一態様において、イメージデータを統
計的に符号化するステップは、各ブロックの第1サンプ
ルモーメントを当該ブロック内画素の算術平均として決
定すること、当該ブロック内画素の第2サンプルモーメ
ントを決定すること、および、当該ブロック内の最も明
るい画素と最も暗い画素の平均よりも更に明るいか又は
更に暗い値を持つブロック内のそれらの画素から選択マ
ップを決定することを含む。
般に好ましい他の一態様において、イメージデータを統
計的に符号化するステップは、各ブロックの第1サンプ
ルモーメントを当該ブロック内画素の算術平均として決
定すること、当該ブロック内画素の第2サンプルモーメ
ントを決定すること、および、当該ブロック内の最も明
るい画素と最も暗い画素の平均よりも更に明るいか又は
更に暗い値を持つブロック内のそれらの画素から選択マ
ップを決定することを含む。
【0021】一般に好ましい他の一実施形態において
は、イメージデータを統計的に符号化するステップは各
ブロックの分類を決定すること、各ブロックを定量化す
ること、および、最小冗長度可変長ビットコードを用い
てコードブック圧縮によって各ブロックを圧縮すること
を含む。一般に好ましい一態様においては、分類するこ
のステップにおける各ブロックは複数のカテゴリに従っ
て各ブロックを分類することを含み、一般に好ましい一
実施形態においては、分類するこのステップにおける各
ブロックは4つのカテゴリの1つに属する各々のブロッ
クを分類することを含む。この場合の4つのカテゴリを
次に示す、即ち、より高位レベル又は前のフレームと殆
ど変化しないか又は一切変化しないナル(空)ブロッ
ク、所定の閾値未満の標準偏差を持つ均一ブロック、標
準偏差に関して重要な輝度成分を持つが色差偏差は殆ど
持たない均一クロマブロック、および、輝度および色差
の両標準偏差に関して重要なデータを持つパターンブロ
ックである。イメージデータを統計的に符号化するステ
ップは更に各ブロックが分類された後で当該ブロックの
各成分に関して保存されるべきビット数を決定すること
を含む。一般に好ましい一変種においては、当該ブロッ
クに関する所要ビット数を保存するために当該ブロック
の分類に従って当該ブロックの各成分に関して保存され
るべきビット数を定義するクオンタイザを選択するステ
ップを含む。一般に好ましい他の一変種においては、当
該ブロックのYおよびCr/Cb成分に関して保存され
るべきビット数は各分類に関して独立して決定される。
一般に好ましい一オプションにおいては、パターンブロ
ックに関する各ブロックの全ての成分が保存される。一
般に好ましい他の一オプションにおいては、平均輝度お
よび平均色差、標準偏差輝度、および、均クロマブロッ
クに関する選択マップが保存される。一般に好ましい一
オプションにおいては、均一ブロックに関する中央カラ
ー値の3つのカラー成分全てが保存される。一般に好ま
しい一オプションにおいては、ナルブロックのランレン
グスは、当該ナルブロックの成分を保存することなしに
記録される。他の好ましい一実施形態において、各ブロ
ックの分類を決定するステップは、均一クロマ分類およ
びパターン分類されたブロックに関して、ブロックのテ
クスチャマップを複数の共通パターンマップの1つとマ
ッチさせることに関係する。コードブック圧縮によって
各ブロックを圧縮するステップは多重コードブックから
コードを選択することを含むことがあり得る。
は、イメージデータを統計的に符号化するステップは各
ブロックの分類を決定すること、各ブロックを定量化す
ること、および、最小冗長度可変長ビットコードを用い
てコードブック圧縮によって各ブロックを圧縮すること
を含む。一般に好ましい一態様においては、分類するこ
のステップにおける各ブロックは複数のカテゴリに従っ
て各ブロックを分類することを含み、一般に好ましい一
実施形態においては、分類するこのステップにおける各
ブロックは4つのカテゴリの1つに属する各々のブロッ
クを分類することを含む。この場合の4つのカテゴリを
次に示す、即ち、より高位レベル又は前のフレームと殆
ど変化しないか又は一切変化しないナル(空)ブロッ
ク、所定の閾値未満の標準偏差を持つ均一ブロック、標
準偏差に関して重要な輝度成分を持つが色差偏差は殆ど
持たない均一クロマブロック、および、輝度および色差
の両標準偏差に関して重要なデータを持つパターンブロ
ックである。イメージデータを統計的に符号化するステ
ップは更に各ブロックが分類された後で当該ブロックの
各成分に関して保存されるべきビット数を決定すること
を含む。一般に好ましい一変種においては、当該ブロッ
クに関する所要ビット数を保存するために当該ブロック
の分類に従って当該ブロックの各成分に関して保存され
るべきビット数を定義するクオンタイザを選択するステ
ップを含む。一般に好ましい他の一変種においては、当
該ブロックのYおよびCr/Cb成分に関して保存され
るべきビット数は各分類に関して独立して決定される。
一般に好ましい一オプションにおいては、パターンブロ
ックに関する各ブロックの全ての成分が保存される。一
般に好ましい他の一オプションにおいては、平均輝度お
よび平均色差、標準偏差輝度、および、均クロマブロッ
クに関する選択マップが保存される。一般に好ましい一
オプションにおいては、均一ブロックに関する中央カラ
ー値の3つのカラー成分全てが保存される。一般に好ま
しい一オプションにおいては、ナルブロックのランレン
グスは、当該ナルブロックの成分を保存することなしに
記録される。他の好ましい一実施形態において、各ブロ
ックの分類を決定するステップは、均一クロマ分類およ
びパターン分類されたブロックに関して、ブロックのテ
クスチャマップを複数の共通パターンマップの1つとマ
ッチさせることに関係する。コードブック圧縮によって
各ブロックを圧縮するステップは多重コードブックから
コードを選択することを含むことがあり得る。
【0022】また、本発明のデジタルイメージ圧縮方法
は階層的または多重レベル成分も使用する。各イメージ
は、先ず、4x4レベル1ブロックの配列体に分割され
る。次に、レベル1からの代表的な値の4x4ブロック
は更に高いレベル、又は、中央カラー値のレベル2ブロ
ックに符号化される。各レベル2ブロックは更に低い解
像度16x16画素イメージを示す。プロセスは64x
64、256x256、更に1024x1024画素ブ
ロックまでも継続する。レベルの個数は、各次元毎に4
から15最上レベルまでのブロックが残るように選択さ
れる。本発明の圧縮システムはただ2つのレベルを使用
する。本発明の方法の一般に好ましい一態様において、
イメージデータを統計的に符号化するステップはイメー
ジを4x4方形画素配列体に分割すること、及び、更に
低いレベルブロックの各4x4方形の中央カラー値を多
重レベル符号化することを含む。一般に好ましい一オプ
ションにおいて、多重レベル符号化ステップは、ブロッ
クの最上レベルの各軸上に4から15までのブロックが
残るまで繰り返される。このオプションの好ましい一変
種において、ブロックの最上レベルは一定の背景色から
残余まで減らされる。好ましい一代替オプションにおい
て、それぞれの連続する下位レベルブロックは、上位レ
ベルの符号化済みブロックから残余まで減らされる。他
の好ましい一代替オプションにおいて、画素値は符号化
されたレベル1ブロックから残余まで減らされる。
は階層的または多重レベル成分も使用する。各イメージ
は、先ず、4x4レベル1ブロックの配列体に分割され
る。次に、レベル1からの代表的な値の4x4ブロック
は更に高いレベル、又は、中央カラー値のレベル2ブロ
ックに符号化される。各レベル2ブロックは更に低い解
像度16x16画素イメージを示す。プロセスは64x
64、256x256、更に1024x1024画素ブ
ロックまでも継続する。レベルの個数は、各次元毎に4
から15最上レベルまでのブロックが残るように選択さ
れる。本発明の圧縮システムはただ2つのレベルを使用
する。本発明の方法の一般に好ましい一態様において、
イメージデータを統計的に符号化するステップはイメー
ジを4x4方形画素配列体に分割すること、及び、更に
低いレベルブロックの各4x4方形の中央カラー値を多
重レベル符号化することを含む。一般に好ましい一オプ
ションにおいて、多重レベル符号化ステップは、ブロッ
クの最上レベルの各軸上に4から15までのブロックが
残るまで繰り返される。このオプションの好ましい一変
種において、ブロックの最上レベルは一定の背景色から
残余まで減らされる。好ましい一代替オプションにおい
て、それぞれの連続する下位レベルブロックは、上位レ
ベルの符号化済みブロックから残余まで減らされる。他
の好ましい一代替オプションにおいて、画素値は符号化
されたレベル1ブロックから残余まで減らされる。
【0023】本発明のデジタルイメージ圧縮方法の他の
態様は一般にレベル順に記憶または伝送するためのデー
タストリームを準備することを含むことが好ましい。好
ましい一代替実施形態において、本発明の方法はブロッ
ク順に記憶または伝送するためのデータストリームを準
備することを含む。本発明の方法の一般に好ましい他の
一実施形態は、更に、入力画素データとレベル1復号す
みブロックの間に圧縮された残余を加えるステップをに
含み、それによってイメージの損失無しデジタル圧縮を
提供する。
態様は一般にレベル順に記憶または伝送するためのデー
タストリームを準備することを含むことが好ましい。好
ましい一代替実施形態において、本発明の方法はブロッ
ク順に記憶または伝送するためのデータストリームを準
備することを含む。本発明の方法の一般に好ましい他の
一実施形態は、更に、入力画素データとレベル1復号す
みブロックの間に圧縮された残余を加えるステップをに
含み、それによってイメージの損失無しデジタル圧縮を
提供する。
【0024】一般に好ましい他の一実施形態において、
イメージをデジタル的に圧縮する方法は更に各ブロック
を圧縮解除するステップを含む。好ましい一態様におい
て、圧縮解除するステップはコードブック圧縮解除によ
って各ブロックを圧縮解除することを含む。一般に好ま
しい他の一実施形態において、レベル順のデータストリ
ームに関して、圧縮解除するステップは、最高レベルか
らブロックの最低レベルまで進行するレベルに従ってブ
ロックの一レベルにおける全てのブロックを復号するに
よってレベル順にブロックを復号することを含む。好ま
しい代替方法において、ブロック順のデータストリーム
に関して、圧縮解除するステップは、各最上レベルブロ
ックを連続して解読すること、及び、連続した各最上レ
ベルブロックを復号する以前に最上レベルブロック内の
下位レベルブロックの各々を順次復号すること、及び、
不必要なブロックを処理することなくイメージの選定済
み部分をディスプレイすることによって、ブロック順に
ブロックを復号することを含む。一般に好ましい一態様
は、圧縮解除するステップがブロック分類に基づいてブ
ロックの成分をビットの元の個数に復元することを含
み、また、平均、標準偏差、および、選択マップを用い
て符号化されるブロックに関して、圧縮解除するステッ
プが、画素の各ブロックに関する平均、標準偏差、およ
び、選択マップに基づいて画素の各ブロックに関して、
第1色「a」カラーを決定するステップ、および、選択
マップ内に1が発生する場合に、第1色「a」カラーを
対応する画素位置に置くステップを含むことが好まし
い。一般に好ましい他の方法において、平均、標準偏
差、および、選択マップを用いて符号化されるブロック
に関して、圧縮解除するステップが、画素の各ブロック
に関する平均、標準偏差、および、選択マップに基づい
て画素の各ブロックに関して、第2色「b」カラーを決
定するステップ、および、選択マップ内に0が発生する
場合に、第2色「b」カラーを対応する画素位置に置く
ステップを含む。
イメージをデジタル的に圧縮する方法は更に各ブロック
を圧縮解除するステップを含む。好ましい一態様におい
て、圧縮解除するステップはコードブック圧縮解除によ
って各ブロックを圧縮解除することを含む。一般に好ま
しい他の一実施形態において、レベル順のデータストリ
ームに関して、圧縮解除するステップは、最高レベルか
らブロックの最低レベルまで進行するレベルに従ってブ
ロックの一レベルにおける全てのブロックを復号するに
よってレベル順にブロックを復号することを含む。好ま
しい代替方法において、ブロック順のデータストリーム
に関して、圧縮解除するステップは、各最上レベルブロ
ックを連続して解読すること、及び、連続した各最上レ
ベルブロックを復号する以前に最上レベルブロック内の
下位レベルブロックの各々を順次復号すること、及び、
不必要なブロックを処理することなくイメージの選定済
み部分をディスプレイすることによって、ブロック順に
ブロックを復号することを含む。一般に好ましい一態様
は、圧縮解除するステップがブロック分類に基づいてブ
ロックの成分をビットの元の個数に復元することを含
み、また、平均、標準偏差、および、選択マップを用い
て符号化されるブロックに関して、圧縮解除するステッ
プが、画素の各ブロックに関する平均、標準偏差、およ
び、選択マップに基づいて画素の各ブロックに関して、
第1色「a」カラーを決定するステップ、および、選択
マップ内に1が発生する場合に、第1色「a」カラーを
対応する画素位置に置くステップを含むことが好まし
い。一般に好ましい他の方法において、平均、標準偏
差、および、選択マップを用いて符号化されるブロック
に関して、圧縮解除するステップが、画素の各ブロック
に関する平均、標準偏差、および、選択マップに基づい
て画素の各ブロックに関して、第2色「b」カラーを決
定するステップ、および、選択マップ内に0が発生する
場合に、第2色「b」カラーを対応する画素位置に置く
ステップを含む。
【0025】一般に好ましい他の一方法において、平
均、標準偏差、および、選択マップを用いて符号化され
るブロックに関して、圧縮解除するステップが、平均、
標準偏差、および、画素の各ブロックに関する選択マッ
プに基づいて画素の各ブロックに関する第1色「a」及
び第2色「b」を決定することを含む。ここに、「a」 プ内ビットの総数は次式に従うものとする:
均、標準偏差、および、選択マップを用いて符号化され
るブロックに関して、圧縮解除するステップが、平均、
標準偏差、および、画素の各ブロックに関する選択マッ
プに基づいて画素の各ブロックに関する第1色「a」及
び第2色「b」を決定することを含む。ここに、「a」 プ内ビットの総数は次式に従うものとする:
【数3】 一般に好ましい一変種において、この方法は、元のイメ
ージの勾配エリアを示すように復号された「a」カラー
と「b」カラーの間の境界を平滑化するために係数のマ
ップを利用するステップを含む。一般に好ましい他の一
変種において、こ よび「m」を含む乗数に関する係数の参照テーブルを利
用するステップを含む。
ージの勾配エリアを示すように復号された「a」カラー
と「b」カラーの間の境界を平滑化するために係数のマ
ップを利用するステップを含む。一般に好ましい他の一
変種において、こ よび「m」を含む乗数に関する係数の参照テーブルを利
用するステップを含む。
【0026】絶対中央モーメント及び選択マップによっ
て符号化されるブロックに関して、圧縮解除するステッ
プは、画素の各ブロックに関する絶対中央モーメント及
び選択マップに基づいて画素の各ブロックに関する第1
色「a」及び第2色「b」を決定すること含むことが好
ましい。ここに、「x」はサンプル平均(又は、中央カ
ラー値、又は、算術平均)であり、絶対中央モーメント
より暗い選択マップ内1ビット数は「q」であり、選択
マップ内ビットの総数は次式に従う。 a=x+d/q b=x+d/(m−q) ここに、「d」は、「a」カラーおよび「b」カラーの
Y、Cr、Cb成分の各々に関する絶対中央モーメント
である。
て符号化されるブロックに関して、圧縮解除するステッ
プは、画素の各ブロックに関する絶対中央モーメント及
び選択マップに基づいて画素の各ブロックに関する第1
色「a」及び第2色「b」を決定すること含むことが好
ましい。ここに、「x」はサンプル平均(又は、中央カ
ラー値、又は、算術平均)であり、絶対中央モーメント
より暗い選択マップ内1ビット数は「q」であり、選択
マップ内ビットの総数は次式に従う。 a=x+d/q b=x+d/(m−q) ここに、「d」は、「a」カラーおよび「b」カラーの
Y、Cr、Cb成分の各々に関する絶対中央モーメント
である。
【0027】一般に好ましい一実施形態において、圧縮
解除ステップは、更に、複数のフィルタを層状配置して
イメージを処理することを含む。一般に好ましい一態様
において、複数のフィルタを層状配置することによって
イメージを処理するこのステップは、圧縮解除されたイ
メージの復号済み均一カラー部分への輝度変動を導入す
るために、圧縮解除されたイメージのエリアを濾過する
ステップを含む。他の一般に好ましい態様において、複
数のフィルタを層状配置することによってイメージを処
理するステップは、ブロックの縁において発生する人工
事象をマスクするために、圧縮解除されたイメージのブ
ロックの縁(エッジ)を濾過するステップを含む。一般
に好ましい他の一態様において、複数のフィルタを層状
配置することによりイメージを処理するステップは、圧
縮解除されたイメージのエリアを濾過すること、およ
び、圧縮解除されたイメージのエリア内の選定された目
標画素のまわりのコンボリューションマスクを利用する
ことを含み、コンボリューションマスクは目標画素と目
標画素の上の1つの画素と目標画素の下の1つの画素と
目標画素の左の1つの画素と目標画素の右の1つの画素
を含む5個の画素から成り、除数は2の倍数であり、中
央目標画素を復号すみイメージの目標画素とマッチさせ
ること、および、空間フィルタの5つの画素とイメージ
の目標画素に関連する復号されたイメージの対応する画
素の積の和を除数によって割り算した値として、圧縮解
除されたイメージの目標画素の濾過された値を決定する
ことを含む。
解除ステップは、更に、複数のフィルタを層状配置して
イメージを処理することを含む。一般に好ましい一態様
において、複数のフィルタを層状配置することによって
イメージを処理するこのステップは、圧縮解除されたイ
メージの復号済み均一カラー部分への輝度変動を導入す
るために、圧縮解除されたイメージのエリアを濾過する
ステップを含む。他の一般に好ましい態様において、複
数のフィルタを層状配置することによってイメージを処
理するステップは、ブロックの縁において発生する人工
事象をマスクするために、圧縮解除されたイメージのブ
ロックの縁(エッジ)を濾過するステップを含む。一般
に好ましい他の一態様において、複数のフィルタを層状
配置することによりイメージを処理するステップは、圧
縮解除されたイメージのエリアを濾過すること、およ
び、圧縮解除されたイメージのエリア内の選定された目
標画素のまわりのコンボリューションマスクを利用する
ことを含み、コンボリューションマスクは目標画素と目
標画素の上の1つの画素と目標画素の下の1つの画素と
目標画素の左の1つの画素と目標画素の右の1つの画素
を含む5個の画素から成り、除数は2の倍数であり、中
央目標画素を復号すみイメージの目標画素とマッチさせ
ること、および、空間フィルタの5つの画素とイメージ
の目標画素に関連する復号されたイメージの対応する画
素の積の和を除数によって割り算した値として、圧縮解
除されたイメージの目標画素の濾過された値を決定する
ことを含む。
【0028】本発明の方法の一般に好ましい他の一態様
は、更に、YCrCb色空間イメージデータを元のカラ
ーイメージ色空間に変換して戻すステップを含む。一般
に好ましい一変種において、これは、YCrCb色空間
イメージデータを元のイメージ又は他の所要色空間に変
換して戻すことを含むことが可能であり、また、これ
は、色空間変換に関する選定されたカラー値の参照テー
ブルを利用することを含むことが好ましい。好ましい一
態様においては、5個の256エントリ参照テーブルが
用いられる。
は、更に、YCrCb色空間イメージデータを元のカラ
ーイメージ色空間に変換して戻すステップを含む。一般
に好ましい一変種において、これは、YCrCb色空間
イメージデータを元のイメージ又は他の所要色空間に変
換して戻すことを含むことが可能であり、また、これ
は、色空間変換に関する選定されたカラー値の参照テー
ブルを利用することを含むことが好ましい。好ましい一
態様においては、5個の256エントリ参照テーブルが
用いられる。
【0029】また、本発明は、例えばカラーイメージの
記憶用色識別写真のようなカラーイメージのデジタル圧
縮方法を提供し、ここに、カラーイメージはカラー値を
持つ画素の複数の走査線から成るカラーイメージデータ
を含み、近傍画素に関してカラーイメージ内の個別画素
のカラー値を評価することによってカラーイメージデー
タを濾過するステップ、および、カラーイメージを画素
ブロックの配列体に分割することによってカラーイメー
ジデータを統計的に符号化するステップ、および、画素
の各ブロックを当該ブロック内画素を表す一定数のビッ
トに符号化するステップを含む。一般に好ましい一実施
形態において、濾過するステップは、目標画素に関する
出力値を決定するために、目標画素および目標画素に近
接した複数の画素として各個別画素を評価することを含
む。本発明の方法の一般に好ましい一態様において、濾
過するステップは、各目標画素に関して目標画素の両側
の2つずつの画素および目標画素自体を含む5個の画素
のシーケンスを評価することを含む。
記憶用色識別写真のようなカラーイメージのデジタル圧
縮方法を提供し、ここに、カラーイメージはカラー値を
持つ画素の複数の走査線から成るカラーイメージデータ
を含み、近傍画素に関してカラーイメージ内の個別画素
のカラー値を評価することによってカラーイメージデー
タを濾過するステップ、および、カラーイメージを画素
ブロックの配列体に分割することによってカラーイメー
ジデータを統計的に符号化するステップ、および、画素
の各ブロックを当該ブロック内画素を表す一定数のビッ
トに符号化するステップを含む。一般に好ましい一実施
形態において、濾過するステップは、目標画素に関する
出力値を決定するために、目標画素および目標画素に近
接した複数の画素として各個別画素を評価することを含
む。本発明の方法の一般に好ましい一態様において、濾
過するステップは、各目標画素に関して目標画素の両側
の2つずつの画素および目標画素自体を含む5個の画素
のシーケンスを評価することを含む。
【0030】カラーイメージのデジタル圧縮方法の一般
に好ましい他の一態様において、濾過する(フィルタリ
ング)ステップは、以下に示すプロトコルに従い、指定
された値の範囲内に在る目標画素を囲むそれらの画素に
関して、当該目標を直接囲む画素のウィンドウに関する
データの平均を決定するステップを含む。即ち、5個全
ての画素が指定された範囲内に在れば、出力目標画素は
ラスタライン内の目標画素の両側の2個ずつ合計4個の
画素の平均であるものと決定する。両側の2個の画素が
指定範囲内に在り、かつ両側自体が範囲内に在れば、濾
過済み出力目標画素データは、当該目標画素のそれぞれ
の側の2個の画素の平均であるものと決定する。目標画
素のどちらか一方の側の2個の画素および目標画素自体
が指定範囲内に在り、かつもう一方の側の2個の画素は
指定範囲内に所在しなければ、出力目標画素は、当該目
標画素値に最も近い値の2個の近傍画素の平均であり、
かつ指定範囲内に在るものと決定する。5個の画素全て
が増加または減少しつつあるか又は指定範囲内に在れ
ば、出力目標画素は当該目標画素のどちらかの側の当該
目標画素の値に最も近い値の2個の画素の平均であるも
のと決定する。ウィンドウ内の5個の画素が上記の場合
のいずれにも適合しなければ、出力目標画素は変更され
ない。
に好ましい他の一態様において、濾過する(フィルタリ
ング)ステップは、以下に示すプロトコルに従い、指定
された値の範囲内に在る目標画素を囲むそれらの画素に
関して、当該目標を直接囲む画素のウィンドウに関する
データの平均を決定するステップを含む。即ち、5個全
ての画素が指定された範囲内に在れば、出力目標画素は
ラスタライン内の目標画素の両側の2個ずつ合計4個の
画素の平均であるものと決定する。両側の2個の画素が
指定範囲内に在り、かつ両側自体が範囲内に在れば、濾
過済み出力目標画素データは、当該目標画素のそれぞれ
の側の2個の画素の平均であるものと決定する。目標画
素のどちらか一方の側の2個の画素および目標画素自体
が指定範囲内に在り、かつもう一方の側の2個の画素は
指定範囲内に所在しなければ、出力目標画素は、当該目
標画素値に最も近い値の2個の近傍画素の平均であり、
かつ指定範囲内に在るものと決定する。5個の画素全て
が増加または減少しつつあるか又は指定範囲内に在れ
ば、出力目標画素は当該目標画素のどちらかの側の当該
目標画素の値に最も近い値の2個の画素の平均であるも
のと決定する。ウィンドウ内の5個の画素が上記の場合
のいずれにも適合しなければ、出力目標画素は変更され
ない。
【0031】カラーイメージをデジタル的に圧縮する方
法の一般に好ましい一態様は、更に、イメージ内のノイ
ズを減少させ、圧縮されたイメージの視覚的品質を向上
させるために、圧縮されるイメージ内の背景をスカラ値
によって置き換えることを含む。一般に好ましい一実施
形態において、圧縮されるイメージ内の背景をスカラ値
によって交換するステップは初期クロマキー値およびデ
ルタ値を設定することを含む。好ましいアスペクトにお
いて、初期クロマキー値および背景のスカラ値を設定す
るステップは、関心対象が所定場所に所在しない実質的
に背景画素から成るイメージを捕捉する以前に1つ又は
複数の較正イメージを捕捉すること、および、少なくと
も初期クロマキーのスカラ値および範囲を設定するため
に、1つ又は複数の較正イメージの平均および標準偏差
を決定することを含む。一般に好ましい一態様におい
て、初期クロマキー値および背景のスカラ値を設定する
ステップは、所定場所に関心対象が所在するイメージを
捕捉すること、および、1つ又は複数の較正イメージの
上左および上右隅において開始し、縁またはイメージの
境界に遭遇するまでイメージの中心部へ向かって下方に
画素データを収集すること、および、少なくとも初期ク
ロマキー値および範囲を設定するために、これらの画素
の平均および標準偏差を決定することを含む。好ましい
一態様において、画素データが複数のイメージから収集
される。一般に好ましい一態様において、初期クロマキ
ー値および背景のスカラ値を設定するステップは、イメ
ージ捕捉以前に捕捉される個別イメージの特質を無視し
て初期クロマキー値および範囲を手動で指定することを
含む。圧縮されるイメージ内に背景を戻すステップは、
クロマキー値に近い入力イメージ内画素の初期クロマキ
ーマスクを決定するステップを含むことが好ましい。一
般に好ましい一態様において、YCrCb色空間におけ
る矩形領域を表すために3個のデルタ成分が用いられ
る。他の好ましい一態様において、1つのデルタ成分は
YCrCb色空間における球形領域を表す。好ましい一
代替実施形態において、3個のデルタ成分はHSV色空
間における中空円筒形セグメントを表す。
法の一般に好ましい一態様は、更に、イメージ内のノイ
ズを減少させ、圧縮されたイメージの視覚的品質を向上
させるために、圧縮されるイメージ内の背景をスカラ値
によって置き換えることを含む。一般に好ましい一実施
形態において、圧縮されるイメージ内の背景をスカラ値
によって交換するステップは初期クロマキー値およびデ
ルタ値を設定することを含む。好ましいアスペクトにお
いて、初期クロマキー値および背景のスカラ値を設定す
るステップは、関心対象が所定場所に所在しない実質的
に背景画素から成るイメージを捕捉する以前に1つ又は
複数の較正イメージを捕捉すること、および、少なくと
も初期クロマキーのスカラ値および範囲を設定するため
に、1つ又は複数の較正イメージの平均および標準偏差
を決定することを含む。一般に好ましい一態様におい
て、初期クロマキー値および背景のスカラ値を設定する
ステップは、所定場所に関心対象が所在するイメージを
捕捉すること、および、1つ又は複数の較正イメージの
上左および上右隅において開始し、縁またはイメージの
境界に遭遇するまでイメージの中心部へ向かって下方に
画素データを収集すること、および、少なくとも初期ク
ロマキー値および範囲を設定するために、これらの画素
の平均および標準偏差を決定することを含む。好ましい
一態様において、画素データが複数のイメージから収集
される。一般に好ましい一態様において、初期クロマキ
ー値および背景のスカラ値を設定するステップは、イメ
ージ捕捉以前に捕捉される個別イメージの特質を無視し
て初期クロマキー値および範囲を手動で指定することを
含む。圧縮されるイメージ内に背景を戻すステップは、
クロマキー値に近い入力イメージ内画素の初期クロマキ
ーマスクを決定するステップを含むことが好ましい。一
般に好ましい一態様において、YCrCb色空間におけ
る矩形領域を表すために3個のデルタ成分が用いられ
る。他の好ましい一態様において、1つのデルタ成分は
YCrCb色空間における球形領域を表す。好ましい一
代替実施形態において、3個のデルタ成分はHSV色空
間における中空円筒形セグメントを表す。
【0032】その上、カラーイメージをデジタル的に圧
縮する方法は初期クロマキーマスクから人工事象を除去
するステップを含む。一般に好ましい一実施形態におい
て、人工事象を除去するステップは、a)画素の背景マ
スク集合を初めに決定するステップと、b)マスク集合
に含まれる近傍画素の所定閾値未満の閾値を持つ画素を
マスク集合から除去するステップと、c)当該マスク集
合に含まれる近傍画素所定閾値を超過する閾値を持つ画
素をマスクセット集合への加え、かつステップb)およ
びc)を複数繰り返すステップとを含む。
縮する方法は初期クロマキーマスクから人工事象を除去
するステップを含む。一般に好ましい一実施形態におい
て、人工事象を除去するステップは、a)画素の背景マ
スク集合を初めに決定するステップと、b)マスク集合
に含まれる近傍画素の所定閾値未満の閾値を持つ画素を
マスク集合から除去するステップと、c)当該マスク集
合に含まれる近傍画素所定閾値を超過する閾値を持つ画
素をマスクセット集合への加え、かつステップb)およ
びc)を複数繰り返すステップとを含む。
【0033】カラーイメージをデジタル的に圧縮する方
法における好ましい一代替方法において、人工事象を除
去するステップは、初期クロマキーマスクの複数の目標
画素を調節するために5個の画素で構成される摺動線形
フィルタを1度水平および1度垂直に適用し、かつ当該
目標画素が初めにクロマキーマスクに含まれず、当該目
標画素の両側の対の画素がクロマキーマスク内に在り、
当該目標画素が縁の近く所在しなければ、当該クロマキ
ーマスクに含まれるべき各目標画素を調節するステップ
と、当該目標画素がクロマキーマスクに初めに含まれ
ず、当該目標画素の両側の2つの隣接画素がクロマキー
マスクに含まれるならば、当該クロマキーマスクに含ま
れるべき各目標画素を調節するステップと、当該目標画
素がクロマキーマスクに初めに含まれず、当該目標画素
から画素2個分以下の距離にある3個の隣接画素がクロ
マキーマスクに含まれるならば、当該クロマキーマスク
に含まれるべき各目標画素を調節するステップと、当該
目標画素が初めにクロマキーマスクに含まれ、当該目標
画素の両側の両画素対がクロマキーマスクに含まれない
ならば当該クロマキーマスクから除外されるべき各目標
画素を調節するステップとを含む。
法における好ましい一代替方法において、人工事象を除
去するステップは、初期クロマキーマスクの複数の目標
画素を調節するために5個の画素で構成される摺動線形
フィルタを1度水平および1度垂直に適用し、かつ当該
目標画素が初めにクロマキーマスクに含まれず、当該目
標画素の両側の対の画素がクロマキーマスク内に在り、
当該目標画素が縁の近く所在しなければ、当該クロマキ
ーマスクに含まれるべき各目標画素を調節するステップ
と、当該目標画素がクロマキーマスクに初めに含まれ
ず、当該目標画素の両側の2つの隣接画素がクロマキー
マスクに含まれるならば、当該クロマキーマスクに含ま
れるべき各目標画素を調節するステップと、当該目標画
素がクロマキーマスクに初めに含まれず、当該目標画素
から画素2個分以下の距離にある3個の隣接画素がクロ
マキーマスクに含まれるならば、当該クロマキーマスク
に含まれるべき各目標画素を調節するステップと、当該
目標画素が初めにクロマキーマスクに含まれ、当該目標
画素の両側の両画素対がクロマキーマスクに含まれない
ならば当該クロマキーマスクから除外されるべき各目標
画素を調節するステップとを含む。
【0034】ここに、用語「背景」は、イメージ内の対
象物の周りの部位(エリア)を識別するために用いられ
る。圧縮されるカラーイメージ内の背景を同一色によっ
て置き換える重要な部分は当該背景内の色の初期クロマ
キー値および範囲を決定するステップを含む。ここに、
用語「背景色」は、レベル1符号化に先立ってイメージ
の指定された背景部位(エリア)内の各画素から引き算
され、置換え色から複写(コピー)されるか、或いは、
オペレータによって供給され得る一定の色を意味するた
めに用いられ、用語「クロマキーカラー」及び「クロマ
キー」は置き換えられるべき色の指定された部位(エリ
ア)の中心であり、一般的に当該部位内に蓄積された画
素から算定されるか、または、オペレータによって供給
される色を特に意味する。「置換え色」は、最終的なク
ロマキーマスク内に示される全ての画素に置き換えるた
めに用いられる一定の色であり、クロマキーカラーから
複写(コピー)されるか、または、オペレータによって
供給され得る。一般に好ましい一実施形態において、較
正するステップは、所定位置に在る関心対象と共にイメ
ージを捕捉する以前に、実質的には背景画素から成る背
景内の少なくとも1つの較正イメージを捕捉するステッ
プ、及び、少なくとも初期クロマキーカラー及び範囲
(レンジ)を設定するために少なくとも1つの較正イメ
ージの平均および標準偏差を決定するステップを含む。
用語「クロマキーレンジ(範囲)」は、ここでは、当該
クロマキーカラーと異なり、かつ置き換えられるべき画
素内に含まれることが可能であって、蓄積された画素か
らも算定され、又は、オペレータによって供給される画
素の量を意味する。
象物の周りの部位(エリア)を識別するために用いられ
る。圧縮されるカラーイメージ内の背景を同一色によっ
て置き換える重要な部分は当該背景内の色の初期クロマ
キー値および範囲を決定するステップを含む。ここに、
用語「背景色」は、レベル1符号化に先立ってイメージ
の指定された背景部位(エリア)内の各画素から引き算
され、置換え色から複写(コピー)されるか、或いは、
オペレータによって供給され得る一定の色を意味するた
めに用いられ、用語「クロマキーカラー」及び「クロマ
キー」は置き換えられるべき色の指定された部位(エリ
ア)の中心であり、一般的に当該部位内に蓄積された画
素から算定されるか、または、オペレータによって供給
される色を特に意味する。「置換え色」は、最終的なク
ロマキーマスク内に示される全ての画素に置き換えるた
めに用いられる一定の色であり、クロマキーカラーから
複写(コピー)されるか、または、オペレータによって
供給され得る。一般に好ましい一実施形態において、較
正するステップは、所定位置に在る関心対象と共にイメ
ージを捕捉する以前に、実質的には背景画素から成る背
景内の少なくとも1つの較正イメージを捕捉するステッ
プ、及び、少なくとも初期クロマキーカラー及び範囲
(レンジ)を設定するために少なくとも1つの較正イメ
ージの平均および標準偏差を決定するステップを含む。
用語「クロマキーレンジ(範囲)」は、ここでは、当該
クロマキーカラーと異なり、かつ置き換えられるべき画
素内に含まれることが可能であって、蓄積された画素か
らも算定され、又は、オペレータによって供給される画
素の量を意味する。
【0035】カラーイメージをデジタル的に圧縮する方
法の他の好ましい一態様は、更に、デジタルカラーイメ
ージデータをYCrCb色空間に変換するステップを含
む。一般に好ましい一方法において、デジタルカラーイ
メージデータをYCrCb色空間に変換するステップは
RGB色空間からカラーイメージデータを変換するステ
ップを含む。デジタルカラーイメージデータをYCrC
b色空間に変換するステップは、色空間変換に関して選
定されたカラー値の参照テーブルを利用するステップを
含むことが好ましく、また、好ましい一方法において、
デジタルカラーイメージデータをYCrCb色空間に変
換するステップは、各R、G、BをY、Cr、Gb成分
に向ける寄与を含む9個の256エントリ1バイト参照
テーブルを利用するステップを含む。
法の他の好ましい一態様は、更に、デジタルカラーイメ
ージデータをYCrCb色空間に変換するステップを含
む。一般に好ましい一方法において、デジタルカラーイ
メージデータをYCrCb色空間に変換するステップは
RGB色空間からカラーイメージデータを変換するステ
ップを含む。デジタルカラーイメージデータをYCrC
b色空間に変換するステップは、色空間変換に関して選
定されたカラー値の参照テーブルを利用するステップを
含むことが好ましく、また、好ましい一方法において、
デジタルカラーイメージデータをYCrCb色空間に変
換するステップは、各R、G、BをY、Cr、Gb成分
に向ける寄与を含む9個の256エントリ1バイト参照
テーブルを利用するステップを含む。
【0036】例えばカラーイメージの記憶用色識別写真
のようなカラーイメージのデジタル圧縮方法の一般に好
ましい一実施形態において、カラーイメージデータを統
計的に符号化するステップは、当該カラーイメージを画
素の4x4正方形配列体(アレイ)に分割し、各4x4
正方形画素を、中央カラー値、色分散値、および、当該
ブロック内の16個の画素を表す選択マップを含む一定
個数のビットに符号化するステップを含む。一般に、各
ブロックは中央カラー値および色分散値を含み、当該イ
メージデータを統計的に符号化するステップは各ブロッ
クの第1サンプルモーメントをブロック内画素の算術平
均として決定するステップを含み、各ブロックの中央カ
ラー値はブロック内画素の第1サンプルモーメントから
得られた算術平均に設定される。この実施形態の一般に
好ましい一オプションは、ブロック内画素の第2サンプ
ルモーメントを決定し、第1および第2サンプルモーメ
ントから標準偏差を決定することによって各ブロックの
色分散値を決定するステップを含む。この実施形態の一
般に好ましい他の一オプションは、画素値と第1サンプ
ルモーメントの間の差の平均を決定することによって、
第1の絶対モーメントを決定するステップを含む。ここ
に、色分散値は第1絶対モーメントに設定される。
のようなカラーイメージのデジタル圧縮方法の一般に好
ましい一実施形態において、カラーイメージデータを統
計的に符号化するステップは、当該カラーイメージを画
素の4x4正方形配列体(アレイ)に分割し、各4x4
正方形画素を、中央カラー値、色分散値、および、当該
ブロック内の16個の画素を表す選択マップを含む一定
個数のビットに符号化するステップを含む。一般に、各
ブロックは中央カラー値および色分散値を含み、当該イ
メージデータを統計的に符号化するステップは各ブロッ
クの第1サンプルモーメントをブロック内画素の算術平
均として決定するステップを含み、各ブロックの中央カ
ラー値はブロック内画素の第1サンプルモーメントから
得られた算術平均に設定される。この実施形態の一般に
好ましい一オプションは、ブロック内画素の第2サンプ
ルモーメントを決定し、第1および第2サンプルモーメ
ントから標準偏差を決定することによって各ブロックの
色分散値を決定するステップを含む。この実施形態の一
般に好ましい他の一オプションは、画素値と第1サンプ
ルモーメントの間の差の平均を決定することによって、
第1の絶対モーメントを決定するステップを含む。ここ
に、色分散値は第1絶対モーメントに設定される。
【0037】カラーイメージのデジタル圧縮の方法の一
般に好ましい一態様において、イメージデータを統計的
に符号化するステップは、各ブロックの第1サンプルモ
ーメントを当該ブック内画素の算術平均として決定し、
当該ブロック内画素の第2サンプルモーメントを決定
し、第1サンプルモーメントより更に明るいか又は更に
暗い値を持つブロック内のそれらの画素から前記選択マ
ップを決定するステップを含む。その代りに、選択マッ
プは、当該ブロック内の最も明るい画素と最も暗い画素
の平均よりも更に明るいか又は更に暗い値を持つブロッ
ク内のこれらの画素から決定可能である。
般に好ましい一態様において、イメージデータを統計的
に符号化するステップは、各ブロックの第1サンプルモ
ーメントを当該ブック内画素の算術平均として決定し、
当該ブロック内画素の第2サンプルモーメントを決定
し、第1サンプルモーメントより更に明るいか又は更に
暗い値を持つブロック内のそれらの画素から前記選択マ
ップを決定するステップを含む。その代りに、選択マッ
プは、当該ブロック内の最も明るい画素と最も暗い画素
の平均よりも更に明るいか又は更に暗い値を持つブロッ
ク内のこれらの画素から決定可能である。
【0038】カラーイメージをデジタル的に圧縮する方
法の一般に好ましい他の一実施形態は、レベル1ブロッ
クとレベル2ブロック、及び、中央カラー値を含むレベ
ル2ブロックを含む2つのレベルの画素の各4x4方形
ブロックを符号化することによりカラーイメージデータ
を統計的に符号化するステップを提供する。好ましい一
態様において、レベル2ブロックは、一定の背景色から
の残余まで減少させられる。また、一般に好ましい他の
一態様において、レベル1ブロックは、復号されたレベ
ル2ブロックからの残余まで減少させられる。
法の一般に好ましい他の一実施形態は、レベル1ブロッ
クとレベル2ブロック、及び、中央カラー値を含むレベ
ル2ブロックを含む2つのレベルの画素の各4x4方形
ブロックを符号化することによりカラーイメージデータ
を統計的に符号化するステップを提供する。好ましい一
態様において、レベル2ブロックは、一定の背景色から
の残余まで減少させられる。また、一般に好ましい他の
一態様において、レベル1ブロックは、復号されたレベ
ル2ブロックからの残余まで減少させられる。
【0039】本発明は、イメージの記憶または伝送のた
めにイメージをデジタル圧縮する方法にスカラ値を持つ
画素の複数の走査線から成るイメージデータを含むイメ
ージを提供する。イメージデータは、近傍画素に関して
イメージ内個別画素のスカラ値を評価することによって
濾過される。イメージデータは、ブロック内画素を表す
一定個数のビットに符号化すること、および、イメージ
を画素ブロックの配列体に分割し、各前記ブロックを分
類し、前記の各ブロックを定量化し、最小冗長度を用い
たコードブック圧縮によって前記の各ブロックを可変長
ビットコードに圧縮することによって統計的に符号化さ
れる。
めにイメージをデジタル圧縮する方法にスカラ値を持つ
画素の複数の走査線から成るイメージデータを含むイメ
ージを提供する。イメージデータは、近傍画素に関して
イメージ内個別画素のスカラ値を評価することによって
濾過される。イメージデータは、ブロック内画素を表す
一定個数のビットに符号化すること、および、イメージ
を画素ブロックの配列体に分割し、各前記ブロックを分
類し、前記の各ブロックを定量化し、最小冗長度を用い
たコードブック圧縮によって前記の各ブロックを可変長
ビットコードに圧縮することによって統計的に符号化さ
れる。
【0040】イメージのデジタル圧縮方法の一般に好ま
しい一実施形態において、前記の各ブロックは複数のカ
テゴリに従って分類される。好ましい一態様において、
各々のブロックは4つのカテゴリの1つに分類される。
即ち、1)高位レベル又は前のフレームから殆ど変化し
ないか、又は、全然変化しないことを示すナル(空)ブ
ロック、2)所定の閾値未満の標準偏差を持つ均一ブロ
ック、3)標準偏差に対してかなりの輝度成分を持つ
が、色差偏差は殆ど持たない均一クロマブロック、およ
び、4)輝度および色差両標準偏差に関してかなりのデ
ータを持つパターンブロックである。好ましい一オプシ
ョンにおいて、保存されるべきビットの個数は、前記の
各ブロックが分類された後で、ブロックの各成分に関し
て決定可能である。その上、クオンタイザ(量子化子)
は、当該ブロックに関して所要ビット個数を保存するよ
うに、当該ブロックの分類に従い、当該ブロックの各成
分に関して保存されるべきビットの個数を定義するよう
に選択可能である。一般に好ましい他の一オプションに
おいて、保存されるべきブロックのYおよびCr/Gb
成分に関するビット個数は各分類に関して独立して決定
される。各ブロックの全ての成分はパターンブロックに
関して保存可能であり、中央色の全ての成分に関する平
均輝度および色差、標準偏差輝度、及び、選択マップ
は、均一クロマブロックに関して、保存可能である。他
の一オプションにおいて、中央カラー値の全ての3成分
は均一ブロックに関して保存される。その上、好ましい
一実装は、ナルブロック成分を保存することなしに、ナ
ルブロックのランレングスの記録を提供する。
しい一実施形態において、前記の各ブロックは複数のカ
テゴリに従って分類される。好ましい一態様において、
各々のブロックは4つのカテゴリの1つに分類される。
即ち、1)高位レベル又は前のフレームから殆ど変化し
ないか、又は、全然変化しないことを示すナル(空)ブ
ロック、2)所定の閾値未満の標準偏差を持つ均一ブロ
ック、3)標準偏差に対してかなりの輝度成分を持つ
が、色差偏差は殆ど持たない均一クロマブロック、およ
び、4)輝度および色差両標準偏差に関してかなりのデ
ータを持つパターンブロックである。好ましい一オプシ
ョンにおいて、保存されるべきビットの個数は、前記の
各ブロックが分類された後で、ブロックの各成分に関し
て決定可能である。その上、クオンタイザ(量子化子)
は、当該ブロックに関して所要ビット個数を保存するよ
うに、当該ブロックの分類に従い、当該ブロックの各成
分に関して保存されるべきビットの個数を定義するよう
に選択可能である。一般に好ましい他の一オプションに
おいて、保存されるべきブロックのYおよびCr/Gb
成分に関するビット個数は各分類に関して独立して決定
される。各ブロックの全ての成分はパターンブロックに
関して保存可能であり、中央色の全ての成分に関する平
均輝度および色差、標準偏差輝度、及び、選択マップ
は、均一クロマブロックに関して、保存可能である。他
の一オプションにおいて、中央カラー値の全ての3成分
は均一ブロックに関して保存される。その上、好ましい
一実装は、ナルブロック成分を保存することなしに、ナ
ルブロックのランレングスの記録を提供する。
【0041】イメージの記録および伝送のためのイメー
ジのデジタル圧縮方法は、更に、均一クロマおよびパタ
ーンに関して分類されたブロックに関する複数の共通マ
ップの1つと当該ブロックのテクスチャマップをマッチ
させるステップを含み、また、コードブック圧縮によっ
て前記の各ブロックを圧縮するステップは、複数のコー
ドブックの中からコードを選択するステップを含むこと
があり得る。
ジのデジタル圧縮方法は、更に、均一クロマおよびパタ
ーンに関して分類されたブロックに関する複数の共通マ
ップの1つと当該ブロックのテクスチャマップをマッチ
させるステップを含み、また、コードブック圧縮によっ
て前記の各ブロックを圧縮するステップは、複数のコー
ドブックの中からコードを選択するステップを含むこと
があり得る。
【0042】また、本発明は、イメージの記憶および伝
送のためのイメージのデジタル圧縮方法に、スカラ値を
持つ複数の画素の走査線から成るイメージデータを含む
イメージを提供する。この方法によれば、近傍画素に関
してイメージ内個別画素のスカラ値を評価することによ
ってイメージデータが濾過され、イメージデータは、イ
メージを画素ブロックの配列体に分割し、画素の各ブロ
ックを当該ブロック内画素を表す一定個数のビットに符
号化することによって統計的に符号化される。次に、デ
ータストリームは、ブロック順に、記憶または伝送する
ように準備される。
送のためのイメージのデジタル圧縮方法に、スカラ値を
持つ複数の画素の走査線から成るイメージデータを含む
イメージを提供する。この方法によれば、近傍画素に関
してイメージ内個別画素のスカラ値を評価することによ
ってイメージデータが濾過され、イメージデータは、イ
メージを画素ブロックの配列体に分割し、画素の各ブロ
ックを当該ブロック内画素を表す一定個数のビットに符
号化することによって統計的に符号化される。次に、デ
ータストリームは、ブロック順に、記憶または伝送する
ように準備される。
【0043】イメージのデジタル圧縮方法の一般に好ま
しい一実施形態において、ブロック順に記憶または伝送
するためにデータストリームを準備するステップは、顔
面識別にとって最も重要なイメージの部分を先ず処理す
るようなブロック順序を選択するステップを含む。好ま
しい一オプションにおいて、ブロック順序は円形のグル
ープレイアウトを提供する。一般に好ましい他の一オプ
ションにおいて、イメージの隅が切り取られる。好まし
い一態様において、ブロック順序は長円形レイアウトを
供給し、また、好ましい一オプションにおいて、イメー
ジの隅が先端を切り取られる。その代りに、ブロック順
序は、ベル形のグループレイアウトを提供可能であり、
イメージの隅も同様に先端を切り取られる。
しい一実施形態において、ブロック順に記憶または伝送
するためにデータストリームを準備するステップは、顔
面識別にとって最も重要なイメージの部分を先ず処理す
るようなブロック順序を選択するステップを含む。好ま
しい一オプションにおいて、ブロック順序は円形のグル
ープレイアウトを提供する。一般に好ましい他の一オプ
ションにおいて、イメージの隅が切り取られる。好まし
い一態様において、ブロック順序は長円形レイアウトを
供給し、また、好ましい一オプションにおいて、イメー
ジの隅が先端を切り取られる。その代りに、ブロック順
序は、ベル形のグループレイアウトを提供可能であり、
イメージの隅も同様に先端を切り取られる。
【0044】イメージ圧縮方法の他の一態様において、
ブロック順序に記憶または伝送するためにデータストリ
ームを準備するステップはブロックをグループに分割す
るステップを含む。ブロックは、例えば、圧縮された最
大バイトの一部分を各グループに割り当てることによっ
て、グループに分割可能である。更に、ブロックをグル
ープに分割するステップは各グループの完了に際して品
質管理する閾値を調節するステップを含むことがあり得
る。好ましい一態様において、当該情報が圧縮されたバ
イトの最大限界に近いならば、レベル2ブロック情報の
みが、処理されるべき最終ブロック上で伝送される。ま
た、イメージの圧縮は、イメージ全体を圧縮されたバイ
トの最大限界に処理することが必要であれば、下位品質
レベルにおいて開始し、繰り返されることが可能であ
る。
ブロック順序に記憶または伝送するためにデータストリ
ームを準備するステップはブロックをグループに分割す
るステップを含む。ブロックは、例えば、圧縮された最
大バイトの一部分を各グループに割り当てることによっ
て、グループに分割可能である。更に、ブロックをグル
ープに分割するステップは各グループの完了に際して品
質管理する閾値を調節するステップを含むことがあり得
る。好ましい一態様において、当該情報が圧縮されたバ
イトの最大限界に近いならば、レベル2ブロック情報の
みが、処理されるべき最終ブロック上で伝送される。ま
た、イメージの圧縮は、イメージ全体を圧縮されたバイ
トの最大限界に処理することが必要であれば、下位品質
レベルにおいて開始し、繰り返されることが可能であ
る。
【0045】また、本発明は、例えばカラーイメージの
記憶用カラー識別写真のようなカラーイメージのデジタ
ル圧縮および圧縮解除方法に、近傍画素に関してカラー
イメージ内個別画素のカラー値を評価することによって
カラーイメージデータを濾過するステップと、カラーイ
メージを画素ブロック配列体に分割することによってカ
ラーイメージデータを統計的に符号化し、画素の各ブロ
ックを当該ブロック内の画素を表す一定個数のビットに
符号化するステップと、各ブロックを圧縮解除するステ
ップとによって、カラー値を持つ複数の画素走査線から
成るカラーイメージを含むカラーイメージデータを供給
する。一般に好ましい実施形態において、各ブロックを
圧縮解除するステップはコードブック圧縮解除によって
各ブロックを圧縮解除するステップを含む。
記憶用カラー識別写真のようなカラーイメージのデジタ
ル圧縮および圧縮解除方法に、近傍画素に関してカラー
イメージ内個別画素のカラー値を評価することによって
カラーイメージデータを濾過するステップと、カラーイ
メージを画素ブロック配列体に分割することによってカ
ラーイメージデータを統計的に符号化し、画素の各ブロ
ックを当該ブロック内の画素を表す一定個数のビットに
符号化するステップと、各ブロックを圧縮解除するステ
ップとによって、カラー値を持つ複数の画素走査線から
成るカラーイメージを含むカラーイメージデータを供給
する。一般に好ましい実施形態において、各ブロックを
圧縮解除するステップはコードブック圧縮解除によって
各ブロックを圧縮解除するステップを含む。
【0046】カラーイメージを圧縮および圧縮解除する
方法の一態様において、ブロックの成分は、ブロック分
類に基づいて元のビット個数に復元される。平均、標準
偏差、および、選択マップを用いて符号化されるブロッ
クに関して、圧縮解除は、前記の各画素ブロックに関す
る平均、標準偏差、および、選択マップに基づいて画素
の各ブロックに関して第1色「a」を決定するステップ
と、第1色「a」カラーを対応する画素位置に置くステ
ップとを含むことが好ましく、ここに、選択マップにお
いて1つの1が発生する。平均、標準偏差、および、選
択マップを用いて符号化されるブロックに関して、圧縮
解除は、各画素ブロックに関する平均、標準偏差、およ
び、選択マップに基づいて画素の各ブロックに関して第
2色「b」を決定するステップと、第2色「b」を対応
する画素位置に置くステップとを含み、ここに、選択マ
ップにおいて1つの0が発生する。一般に好ましい一実
施形態において、平均、標準偏差、および、選択マップ
を用いて符号化されるブロックに関して、圧縮解除は、
各画素ブロックに関する平均、標準偏差、および、選択
マップに基づいて画素の各ブロックに関して第1色
「a」および第2色「b」を決定するステップを含み、
ここに、次式に従い、「a」カラー及び「b」カ マップにおいて平均より暗いビット1の個数は「q」、
及び、選択マップ内ビット個数は「m」である。
方法の一態様において、ブロックの成分は、ブロック分
類に基づいて元のビット個数に復元される。平均、標準
偏差、および、選択マップを用いて符号化されるブロッ
クに関して、圧縮解除は、前記の各画素ブロックに関す
る平均、標準偏差、および、選択マップに基づいて画素
の各ブロックに関して第1色「a」を決定するステップ
と、第1色「a」カラーを対応する画素位置に置くステ
ップとを含むことが好ましく、ここに、選択マップにお
いて1つの1が発生する。平均、標準偏差、および、選
択マップを用いて符号化されるブロックに関して、圧縮
解除は、各画素ブロックに関する平均、標準偏差、およ
び、選択マップに基づいて画素の各ブロックに関して第
2色「b」を決定するステップと、第2色「b」を対応
する画素位置に置くステップとを含み、ここに、選択マ
ップにおいて1つの0が発生する。一般に好ましい一実
施形態において、平均、標準偏差、および、選択マップ
を用いて符号化されるブロックに関して、圧縮解除は、
各画素ブロックに関する平均、標準偏差、および、選択
マップに基づいて画素の各ブロックに関して第1色
「a」および第2色「b」を決定するステップを含み、
ここに、次式に従い、「a」カラー及び「b」カ マップにおいて平均より暗いビット1の個数は「q」、
及び、選択マップ内ビット個数は「m」である。
【数4】
【0047】一般に好ましい一オプションにおいて、係
数の参照テーブルは、計算時間を節 ために用いられる。
数の参照テーブルは、計算時間を節 ために用いられる。
【0048】カラーイメージの圧縮および圧縮解除方法
の一般に好ましい他の一実施形態における、絶対中央モ
ーメント及び選択マップを用いて符号化されるブロック
に関して圧縮解除は、各画素ブロックに関する絶対中央
モーメント及び選択マップに基づき各画素ブロックに関
する第1色「a」および第2の色「b」を決定するステ
ップを含み、ここに、次式に従い、「x」はサンプル平
均(または中央カラー値、または、算術平均)、選択マ
ップ内の絶対中央モーメントより暗い1のビット個数は
「q」であり、選択マップ内のビットの全個数は「m」
であり、 a=x+d/q b=x+d/(m−q) ここに、「d」は、「a」カラーおよび「b」カラーの
Y、Cr、および、Gb成分の各々に関する絶対中央モ
ーメントである。好ましい一態様において、係数のマッ
プは、元のイメージの勾配部位(エリア)を示すために
復号された「a」と「b」カラーの間の境界を平滑化す
るために用いられる。
の一般に好ましい他の一実施形態における、絶対中央モ
ーメント及び選択マップを用いて符号化されるブロック
に関して圧縮解除は、各画素ブロックに関する絶対中央
モーメント及び選択マップに基づき各画素ブロックに関
する第1色「a」および第2の色「b」を決定するステ
ップを含み、ここに、次式に従い、「x」はサンプル平
均(または中央カラー値、または、算術平均)、選択マ
ップ内の絶対中央モーメントより暗い1のビット個数は
「q」であり、選択マップ内のビットの全個数は「m」
であり、 a=x+d/q b=x+d/(m−q) ここに、「d」は、「a」カラーおよび「b」カラーの
Y、Cr、および、Gb成分の各々に関する絶対中央モ
ーメントである。好ましい一態様において、係数のマッ
プは、元のイメージの勾配部位(エリア)を示すために
復号された「a」と「b」カラーの間の境界を平滑化す
るために用いられる。
【0049】カラーイメージを圧縮および圧縮解除する
方法の一般に好ましい他の一態様において、カラーイメ
ージを圧縮解除するステップは、更に、複数のフィルタ
を層状配置することによってイメージを処理するステッ
プを含む。これは、例えば、圧縮解除されたイメージの
復号された均一カラー部分へ輝度変化を導入するために
圧縮解除されたイメージの部位(エリア)を濾過するこ
とによって複数のフィルタを層状配置することを含むこ
とが可能である。複数のフィルタを層状配置することに
よってイメージを処理することは、当該ブロックの縁で
発生する人工事象をマスクするために圧縮解除されたイ
メージの前記ブロックの縁を濾過することを含んでも差
し支えない。
方法の一般に好ましい他の一態様において、カラーイメ
ージを圧縮解除するステップは、更に、複数のフィルタ
を層状配置することによってイメージを処理するステッ
プを含む。これは、例えば、圧縮解除されたイメージの
復号された均一カラー部分へ輝度変化を導入するために
圧縮解除されたイメージの部位(エリア)を濾過するこ
とによって複数のフィルタを層状配置することを含むこ
とが可能である。複数のフィルタを層状配置することに
よってイメージを処理することは、当該ブロックの縁で
発生する人工事象をマスクするために圧縮解除されたイ
メージの前記ブロックの縁を濾過することを含んでも差
し支えない。
【0050】カラーイメージを圧縮および圧縮解除する
方法の他の一態様において、複数のフィルタを層状に配
置することによりイメージを処理するステップが、圧縮
解除されたイメージの部位(エリア)内の選定された目
標画素の周りのコンボリューションマスクを用いて、圧
縮解除された部位(エリア)を濾過するステップを含
む。コンボリューションマスクは、例えば、目標画素、
当該目標画素上の画素1個、当該目標素下の画素1個、
目標画素左の画素1個、及び、目標画素右の画素1個を
含む5個の画素によって構成可能であり、この場合の除
数は2の倍数である。中央目標画素は復号されるイメー
ジの目標画素とマッチさせられ、圧縮解除されたイメー
ジの目標画素の濾過された値は、空間フィルターの5個
の画素と当該イメージの目標画素と関連した復号済みイ
メージの対応する画素の積の和を除数によって割り算し
た値として決定される。
方法の他の一態様において、複数のフィルタを層状に配
置することによりイメージを処理するステップが、圧縮
解除されたイメージの部位(エリア)内の選定された目
標画素の周りのコンボリューションマスクを用いて、圧
縮解除された部位(エリア)を濾過するステップを含
む。コンボリューションマスクは、例えば、目標画素、
当該目標画素上の画素1個、当該目標素下の画素1個、
目標画素左の画素1個、及び、目標画素右の画素1個を
含む5個の画素によって構成可能であり、この場合の除
数は2の倍数である。中央目標画素は復号されるイメー
ジの目標画素とマッチさせられ、圧縮解除されたイメー
ジの目標画素の濾過された値は、空間フィルターの5個
の画素と当該イメージの目標画素と関連した復号済みイ
メージの対応する画素の積の和を除数によって割り算し
た値として決定される。
【0051】一般に好ましい他の一態様において、カラ
ーイメージのデジタル圧縮および圧縮解除の方法は、更
にYGrGb色空間イメージデータを元のカラーイメー
ジ色空間、又は、元のイメージ、又は、他の所要色空間
に変換して戻すステップを含むことが可能である。一般
に好ましいオプションにおいて、選定されたカラー値の
参照用テーブルは色空間変換用に用いられ、また、この
方法の一般に好ましい実装において、デジタルカラーイ
メージデータをYGrCb色空間に変換するステップ
は、5個の256エントリ参照用テーブルを用いるステ
ップを含む。
ーイメージのデジタル圧縮および圧縮解除の方法は、更
にYGrGb色空間イメージデータを元のカラーイメー
ジ色空間、又は、元のイメージ、又は、他の所要色空間
に変換して戻すステップを含むことが可能である。一般
に好ましいオプションにおいて、選定されたカラー値の
参照用テーブルは色空間変換用に用いられ、また、この
方法の一般に好ましい実装において、デジタルカラーイ
メージデータをYGrCb色空間に変換するステップ
は、5個の256エントリ参照用テーブルを用いるステ
ップを含む。
【0052】本発明のこれらの及び他の態様及び利点は
以下の詳細な記述および本発明の特徴を例によって示す
添付図面から明白になるはずである。
以下の詳細な記述および本発明の特徴を例によって示す
添付図面から明白になるはずである。
【0053】
【発明の実施の形態】BTCの統計的符号化は、イメー
ジデータをデジタル的に符号化するために必要なビット
個数を減すために使用できるが、BTC方法はグレース
ケールイメージの簡単な符号化に限定される。デジタル
カラーイメージ圧縮方法は一般に浮動小数点演算または
16ビット整数演算を使用し、これらの演算は特にスマ
ートカード及びマイクロコントローラ使用データベース
用カラーイメージデータの符号化に関しては、計算能力
の完全な浪費である。また、ノイズは、イメージ圧縮プ
ロセスの効率を深刻に妨害することがあり、ノイズを除
去するために前処理フィルタが使用できるが、濾波し過
ぎると、圧縮解除されたイメージ漫画様することがあ
り、他方、濾波が少な過ぎると、圧縮性能の改良には不
十分であり得る。
ジデータをデジタル的に符号化するために必要なビット
個数を減すために使用できるが、BTC方法はグレース
ケールイメージの簡単な符号化に限定される。デジタル
カラーイメージ圧縮方法は一般に浮動小数点演算または
16ビット整数演算を使用し、これらの演算は特にスマ
ートカード及びマイクロコントローラ使用データベース
用カラーイメージデータの符号化に関しては、計算能力
の完全な浪費である。また、ノイズは、イメージ圧縮プ
ロセスの効率を深刻に妨害することがあり、ノイズを除
去するために前処理フィルタが使用できるが、濾波し過
ぎると、圧縮解除されたイメージ漫画様することがあ
り、他方、濾波が少な過ぎると、圧縮性能の改良には不
十分であり得る。
【0054】説明にために呈示され、本発明の範囲を限
定しない図面に示すように、本発明の方法はグレースケ
ールイメージには均等に適用されるが、本発明は、適
宜、例えばカラーイメージの記憶または伝送のためのカ
ラー写真のようなカラーイメージのデジタル圧縮方法を
提供する。ビデオカメラ又は既存のディジタル化された
写真からのデジタルカラーイメージデータは、通常、先
ずRGB(赤−緑−青)色空間からYCrCb(輝度−
色差)色空間へ変換される。デジタルカラーイメージデ
ータをYCrCb色空間に変換するステップは、色空間
変換に関する選定済みカラーバリュの参照用テーブルを
使用するステップを含むことが好ましく、好ましい一方
法においては、デジタルカラーイメージデータをYCr
Cb色空間に変換するステップが、各R、G、BがY、
Cr、Cb成分に向かう寄与率をもつ9個の256入力
1バイト参照用テーブルを使用するステップを含む。
定しない図面に示すように、本発明の方法はグレースケ
ールイメージには均等に適用されるが、本発明は、適
宜、例えばカラーイメージの記憶または伝送のためのカ
ラー写真のようなカラーイメージのデジタル圧縮方法を
提供する。ビデオカメラ又は既存のディジタル化された
写真からのデジタルカラーイメージデータは、通常、先
ずRGB(赤−緑−青)色空間からYCrCb(輝度−
色差)色空間へ変換される。デジタルカラーイメージデ
ータをYCrCb色空間に変換するステップは、色空間
変換に関する選定済みカラーバリュの参照用テーブルを
使用するステップを含むことが好ましく、好ましい一方
法においては、デジタルカラーイメージデータをYCr
Cb色空間に変換するステップが、各R、G、BがY、
Cr、Cb成分に向かう寄与率をもつ9個の256入力
1バイト参照用テーブルを使用するステップを含む。
【0055】コンパイルに際して(または、これに先立
って)、選定済みカラーバリュの9個の256入力1バ
イト参照用テーブルが、次に示すように、i=0.25
5に関して各R、G、BがY、Cr、Cb成分に向かう
寄与率を含むように準備される。
って)、選定済みカラーバリュの9個の256入力1バ
イト参照用テーブルが、次に示すように、i=0.25
5に関して各R、G、BがY、Cr、Cb成分に向かう
寄与率を含むように準備される。
【数5】
【0056】一旦、完成すれば、テーブルは、次のよう
に、画素をRGBからのYCrCbに変換するために使
用できる。 Y=RY[r]+GY[g]+BY[b]+16 Cr=RCr[r]+GCr[g]+BCr[b] Cb=RCb[r]+GCb[g]+BCb[b]
に、画素をRGBからのYCrCbに変換するために使
用できる。 Y=RY[r]+GY[g]+BY[b]+16 Cr=RCr[r]+GCr[g]+BCr[b] Cb=RCb[r]+GCb[g]+BCb[b]
【0057】この方法は、一定ROMの8304バイト
と6個の8ビット追加と9回のテーブル探索を必要とす
る。9回のテーブル探索はそれぞれ16ビットの追加を
必要とすることもあり得るが、マイクロコントローラは
1つの演算コード又は組み込み式アドレッシングメカニ
ズムを介して探索を処理可能なことが多い。
と6個の8ビット追加と9回のテーブル探索を必要とす
る。9回のテーブル探索はそれぞれ16ビットの追加を
必要とすることもあり得るが、マイクロコントローラは
1つの演算コード又は組み込み式アドレッシングメカニ
ズムを介して探索を処理可能なことが多い。
【0058】従来型の畳み込みフィルタに加えて、本発
明は、次に示す3つの目標をもつ独特の前処理フィルタ
を含む、即ち、1)重要な表面特質を除去することなく
ノイズを軽減し、2)ぼけた縁を鮮明化し、3)計算が
複雑でないこと。前処理フィルタは、中心画素に関する
出力値を決定するために、1つの単一走査線上において
1つの5画素ウィンドウを利用する。各標的画素に関し
て、5個の画素によるシーケンス、標的画素のそれぞれ
の側に含まれる画素2個、及び、標的画素自体が評価さ
れる。以下の考察において5つの場合を検討対象とし、
説明を簡単にするために、輝度成分のみをとりあげるこ
ととする。実際のフィルタには3つの成分(YCrC
b)全てが含まれる。
明は、次に示す3つの目標をもつ独特の前処理フィルタ
を含む、即ち、1)重要な表面特質を除去することなく
ノイズを軽減し、2)ぼけた縁を鮮明化し、3)計算が
複雑でないこと。前処理フィルタは、中心画素に関する
出力値を決定するために、1つの単一走査線上において
1つの5画素ウィンドウを利用する。各標的画素に関し
て、5個の画素によるシーケンス、標的画素のそれぞれ
の側に含まれる画素2個、及び、標的画素自体が評価さ
れる。以下の考察において5つの場合を検討対象とし、
説明を簡単にするために、輝度成分のみをとりあげるこ
ととする。実際のフィルタには3つの成分(YCrC
b)全てが含まれる。
【0059】図6を参照することとし、個別標的画素に
関するデータを濾過するために、当該標的画素を直接囲
む画素に関するデータの平均を求める。当該標的画素を
囲むこれらの画素は、値に関して指定された範囲内に所
在する。5個全ての画素が指定された限界内に在るなら
ば、標的(C)のそれぞれの側の2個を含むラスタライ
ン(A,B,D,E)内の4個の画素の平均が出力であ
る。両方の側の2個の画素が指定された範囲内に在り、
両側自体が当該範囲内に在れは、標的画素はインパルス
ノイズとして扱われる。図7に示すように、濾過された
出力標的画素データは標的画素(C)のそれぞれの側の
4個の画素(A,B,D,E)の平均である。図8を参
照することとし、標的画素のどちらかの側の2個の画素
と標的画素自体が指定された範囲内に在れば、標的画素
(C)は縁画素であるとみなされる。出力標的画素
(C)は、マッチ側の2個の画素(A,B、または、
D,E)の平均である。5個の画素全て増加または減少
しつつある(または、通常アナログビデオ信号において
見付かるようなリンギング又はプリエンファシスを考慮
して小さ範囲内に在る)ならば、標的画素は不鮮明な縁
の中央に在るとみなされる。図9に示すように、出力標
的画素は標的画素の値に最も近い方の側の2つの画素
(A,B)の平均である。図10に示すように、ウィン
ドウ内の5個の画素が上記の場合のいずれにも適合しな
いならば、標的はビジーエリア(占有されている部位)
の中央に所在し、出力標的画素は変化しない。図11A
から11Dのフローチャートは本発明の方法に従ったカ
ラーイメージデータの前処理を示す。
関するデータを濾過するために、当該標的画素を直接囲
む画素に関するデータの平均を求める。当該標的画素を
囲むこれらの画素は、値に関して指定された範囲内に所
在する。5個全ての画素が指定された限界内に在るなら
ば、標的(C)のそれぞれの側の2個を含むラスタライ
ン(A,B,D,E)内の4個の画素の平均が出力であ
る。両方の側の2個の画素が指定された範囲内に在り、
両側自体が当該範囲内に在れは、標的画素はインパルス
ノイズとして扱われる。図7に示すように、濾過された
出力標的画素データは標的画素(C)のそれぞれの側の
4個の画素(A,B,D,E)の平均である。図8を参
照することとし、標的画素のどちらかの側の2個の画素
と標的画素自体が指定された範囲内に在れば、標的画素
(C)は縁画素であるとみなされる。出力標的画素
(C)は、マッチ側の2個の画素(A,B、または、
D,E)の平均である。5個の画素全て増加または減少
しつつある(または、通常アナログビデオ信号において
見付かるようなリンギング又はプリエンファシスを考慮
して小さ範囲内に在る)ならば、標的画素は不鮮明な縁
の中央に在るとみなされる。図9に示すように、出力標
的画素は標的画素の値に最も近い方の側の2つの画素
(A,B)の平均である。図10に示すように、ウィン
ドウ内の5個の画素が上記の場合のいずれにも適合しな
いならば、標的はビジーエリア(占有されている部位)
の中央に所在し、出力標的画素は変化しない。図11A
から11Dのフローチャートは本発明の方法に従ったカ
ラーイメージデータの前処理を示す。
【0060】イメージ内てノイズを軽減し、圧縮済みイ
メージの視覚的な品質を向上させるために、圧縮されつ
つあるイメージの背景はスカラー値によって置き換え可
能である。一般に好ましい実施形態において、圧縮中の
イメージの背景をスカラー値によって置き換えるステッ
プは、および初期クロマキー値およびデルタ値の設定に
関係する。
メージの視覚的な品質を向上させるために、圧縮されつ
つあるイメージの背景はスカラー値によって置き換え可
能である。一般に好ましい実施形態において、圧縮中の
イメージの背景をスカラー値によって置き換えるステッ
プは、および初期クロマキー値およびデルタ値の設定に
関係する。
【0061】図11Eのフローチャートに示す方法は初
期クロマキー値および範囲、即ち、較正済みイメージ、
自動、自動蓄積、及び、手動を設定するために用いられ
る。クロマキー較正済みイメージプロセスにおいては、
関心対象を適所に置いてイメージを捕捉する以前に、実
質的に全ての背景画素から成る背景の1つ又は複数の較
正イメージが捕捉される。これら全イメージの平均およ
び標準偏差が決定され、少なくとも1つの初期クロマキ
ー値および範囲を設定するために用いられる。
期クロマキー値および範囲、即ち、較正済みイメージ、
自動、自動蓄積、及び、手動を設定するために用いられ
る。クロマキー較正済みイメージプロセスにおいては、
関心対象を適所に置いてイメージを捕捉する以前に、実
質的に全ての背景画素から成る背景の1つ又は複数の較
正イメージが捕捉される。これら全イメージの平均およ
び標準偏差が決定され、少なくとも1つの初期クロマキ
ー値および範囲を設定するために用いられる。
【0062】図11Fに示すように、本発明の自動クロ
マキー較正プロセスにおいて、イメージは、対象を適所
に置いて捕捉される。イメージの上左隅および上右隅か
ら出発して、縁またはイメージの境界に遭遇するまで、
画像は下方へ、中心に向かって収集される。これらの画
素の平均および標準偏差が算定され、初期クロマキー値
およぼ範囲を設定するために用いられる。自動蓄積クロ
マキープロセスにおいて、画素の選択は、自動クロマキ
ープロセスとして実施されるが、背景画素データは幾つ
かのイメージに亙って収集される。これらの収集された
画素の平均および標準偏差が決定され、少なくとも初期
クロマキー値および範囲を設定するために用いられる。
手動較正に関しては、イメージ捕捉以前に捕捉される個
別イメージの特質を無視して初期クロマキー値および範
囲が指定される。
マキー較正プロセスにおいて、イメージは、対象を適所
に置いて捕捉される。イメージの上左隅および上右隅か
ら出発して、縁またはイメージの境界に遭遇するまで、
画像は下方へ、中心に向かって収集される。これらの画
素の平均および標準偏差が算定され、初期クロマキー値
およぼ範囲を設定するために用いられる。自動蓄積クロ
マキープロセスにおいて、画素の選択は、自動クロマキ
ープロセスとして実施されるが、背景画素データは幾つ
かのイメージに亙って収集される。これらの収集された
画素の平均および標準偏差が決定され、少なくとも初期
クロマキー値および範囲を設定するために用いられる。
手動較正に関しては、イメージ捕捉以前に捕捉される個
別イメージの特質を無視して初期クロマキー値および範
囲が指定される。
【0063】較正済みイメージ、自動、および、自動蓄
積クロマキーオプションにおいて、較正データを蓄積す
るために使われる各画素はYCrCb色空間に変換され
る。各画素に関しては、Y、Cr、Cb値、及び、これ
らの平方値が、蓄積された画素のカウントと共に蓄積さ
れる。
積クロマキーオプションにおいて、較正データを蓄積す
るために使われる各画素はYCrCb色空間に変換され
る。各画素に関しては、Y、Cr、Cb値、及び、これ
らの平方値が、蓄積された画素のカウントと共に蓄積さ
れる。
【0064】平均画素値は、蓄積されたのY、Cr、C
b値を蓄積された画素の個数で割り算することによって
算定される。この平均はクロマキー値として用いられ
る。Y、Cr、Cb値、及び、これらの平方から、蓄積
された画素の標準偏差が算定可能である。YおよびCに
関する個別係数は、標準偏差を乗算することによって、
Y、Cr、Cb成分の各々に関する範囲を決定するため
のクロマキー値からの分散を指定するクロマキーデルタ
値になるように指定可能である。
b値を蓄積された画素の個数で割り算することによって
算定される。この平均はクロマキー値として用いられ
る。Y、Cr、Cb値、及び、これらの平方から、蓄積
された画素の標準偏差が算定可能である。YおよびCに
関する個別係数は、標準偏差を乗算することによって、
Y、Cr、Cb成分の各々に関する範囲を決定するため
のクロマキー値からの分散を指定するクロマキーデルタ
値になるように指定可能である。
【0065】算定されたクロマキー値が非常に高いか、
又は、非常に低い輝度値を持つか、或いは、小さいクロ
ミナンス値を持つ場合には、当該クロマキー値およびデ
ルタ値、または、範囲を決定するために用いられたクロ
マキー値からの分散は、クロマキー値の色差成分を除去
し、クロマキーデルタ値の色差成分を増加させることに
よって「正常化され」得る。他の場合には、各成分に関
するデルタ値を加えるか又は差し引いた値がゼロを横切
らないように、クロマキー値が調節可能である。
又は、非常に低い輝度値を持つか、或いは、小さいクロ
ミナンス値を持つ場合には、当該クロマキー値およびデ
ルタ値、または、範囲を決定するために用いられたクロ
マキー値からの分散は、クロマキー値の色差成分を除去
し、クロマキーデルタ値の色差成分を増加させることに
よって「正常化され」得る。他の場合には、各成分に関
するデルタ値を加えるか又は差し引いた値がゼロを横切
らないように、クロマキー値が調節可能である。
【0066】好ましくは、クロマキー値に密接に適合す
るカラーのマスクが作成されることが好ましい。YCr
Cb色空間における矩形領域を記述するには3つのデル
タ成分が用いられることが好ましい。好ましい代替実施
形態において、3つのデルタ成分はHSV色空間におけ
る中空円筒形セグメントを記述できる。各画素に関し
て、画素のYとCrとCb値の間の差がクロマキー値の
Y、Cr、Cb成分と比較される。3つ全ての差のが、
Y、Cr、Cbクロマキーデルタ値内に在るならば、マ
スク内の1ビットが設定される。他の好ましい態様にお
いて、1つのデルタ成分はYCrCb色空間内の球形領
域を記述する。
るカラーのマスクが作成されることが好ましい。YCr
Cb色空間における矩形領域を記述するには3つのデル
タ成分が用いられることが好ましい。好ましい代替実施
形態において、3つのデルタ成分はHSV色空間におけ
る中空円筒形セグメントを記述できる。各画素に関し
て、画素のYとCrとCb値の間の差がクロマキー値の
Y、Cr、Cb成分と比較される。3つ全ての差のが、
Y、Cr、Cbクロマキーデルタ値内に在るならば、マ
スク内の1ビットが設定される。他の好ましい態様にお
いて、1つのデルタ成分はYCrCb色空間内の球形領
域を記述する。
【0067】その上、本発明の方法は初期クロマキーマ
スクから人工事象を除去するステップを含む。初期クロ
マキーマスクは一般に3つのタイプの除去されなければ
ならない人工事象を含む。用語「クロマキーマスク」
は、ここでは、クロマキープロセスにおいて画素が置き
換えられるかどうかを示すオン/オフビットの配列体を
意味するために用いられる。第1タイプの人工事象は、
背景画素を置き換える画素のクロマキーマスク集合に含
まれていないがマスク集合に含まれるべき背景内画素の
小さいエリア(部位)から生じる。第2のタイプの人工
事象は、クロマキーマスクセットに含まれるが実際には
対象物の部分である画素の小さいエリアから生じる。第
3のタイプの人工事象は、対象物の周りに後光効果を作
る画素から生じる。この場合、背景と対象物は、対象物
の境界の周りの2、3の画素に関して混合される傾向が
ある。
スクから人工事象を除去するステップを含む。初期クロ
マキーマスクは一般に3つのタイプの除去されなければ
ならない人工事象を含む。用語「クロマキーマスク」
は、ここでは、クロマキープロセスにおいて画素が置き
換えられるかどうかを示すオン/オフビットの配列体を
意味するために用いられる。第1タイプの人工事象は、
背景画素を置き換える画素のクロマキーマスク集合に含
まれていないがマスク集合に含まれるべき背景内画素の
小さいエリア(部位)から生じる。第2のタイプの人工
事象は、クロマキーマスクセットに含まれるが実際には
対象物の部分である画素の小さいエリアから生じる。第
3のタイプの人工事象は、対象物の周りに後光効果を作
る画素から生じる。この場合、背景と対象物は、対象物
の境界の周りの2、3の画素に関して混合される傾向が
ある。
【0068】クロマキーマスクを調節するためには浸食
作用および拡張作用を2、3回実施することが一般に用
いられる。浸食作用とは、マスクに含まれている近傍画
素をほとんど持たない画素をマスクから除去するプロセ
スである。ここに、近傍画素とは、それらの画素の隣接
画素の個数が所定限界個数未満であるような画素であ
り、隣接画素とは、マスクに含まれていて特定距離だけ
離れている画素を意味する。浸食作用は第2のタイプの
人工事象を訂正するために用いられる。拡張作用とは、
近傍画素の大部分がマスクに含まれている画素をマスク
に加えるプロセスである。この場合に加えられる画素と
は、それらの画素の隣接画素の個数が所定限界個数を超
過するような画素であり、隣接画素とは、マスクに含ま
れていて特定距離だけ離れている画素を意味する。拡張
作用は第1のタイプの人工事象を訂正するために用いら
れる。一般的に好ましい実施形態において、人工事象を
除去するステップは次のステップを含む、即ち、a)最
初に画素の背景マスク集合を決定するステップと、b)
所定限界個数未満のマスク集合に含まれる近傍画素を含
む画素をマスク集合から除去するステップと、c)所定
限界個数を超過するマスク集合に含まれる近傍画素を含
む画素をマスク集合に追加するステップとを含み、ステ
ップb)及びc)を複数回反復する。第3のタイプの人
工事象は、浸食作用実施回数よりも多くの拡張作用を実
施することによって訂正可能である。
作用および拡張作用を2、3回実施することが一般に用
いられる。浸食作用とは、マスクに含まれている近傍画
素をほとんど持たない画素をマスクから除去するプロセ
スである。ここに、近傍画素とは、それらの画素の隣接
画素の個数が所定限界個数未満であるような画素であ
り、隣接画素とは、マスクに含まれていて特定距離だけ
離れている画素を意味する。浸食作用は第2のタイプの
人工事象を訂正するために用いられる。拡張作用とは、
近傍画素の大部分がマスクに含まれている画素をマスク
に加えるプロセスである。この場合に加えられる画素と
は、それらの画素の隣接画素の個数が所定限界個数を超
過するような画素であり、隣接画素とは、マスクに含ま
れていて特定距離だけ離れている画素を意味する。拡張
作用は第1のタイプの人工事象を訂正するために用いら
れる。一般的に好ましい実施形態において、人工事象を
除去するステップは次のステップを含む、即ち、a)最
初に画素の背景マスク集合を決定するステップと、b)
所定限界個数未満のマスク集合に含まれる近傍画素を含
む画素をマスク集合から除去するステップと、c)所定
限界個数を超過するマスク集合に含まれる近傍画素を含
む画素をマスク集合に追加するステップとを含み、ステ
ップb)及びc)を複数回反復する。第3のタイプの人
工事象は、浸食作用実施回数よりも多くの拡張作用を実
施することによって訂正可能である。
【0069】また、はるかに少ない計算能力によって同
じ目標を達成するために同じ原理に基づいて操作する他
の方法も開発された。この「クロマキー一掃」方法に従
えば、最初に水平方向に、次に垂直方向に修正が実施さ
れる。クロマキー一掃プロセスにおいては、画素の置換
えが実際に始まる前に、初期マスクを調節することが可
能である。それは、必要に応じて繰り返し可能であり、
一般に2回実施が用いられる。5個画素の摺動ウィンド
ウが用いられ、中央画素は次表に従って調節される。こ
こに「On」は画素がクロマキーマスク内に含まれるこ
とを示し、「Off」は画素がクロマキーマスクに含ま
れていないことを示し、「X」は、規則表に表されてい
ない特定の場合に、画素がクロマキーマスクに含まれる
か又は含まれないことがあり得るか、或いは、縁に近い
か又は近くないことがあり得ることを示す。
じ目標を達成するために同じ原理に基づいて操作する他
の方法も開発された。この「クロマキー一掃」方法に従
えば、最初に水平方向に、次に垂直方向に修正が実施さ
れる。クロマキー一掃プロセスにおいては、画素の置換
えが実際に始まる前に、初期マスクを調節することが可
能である。それは、必要に応じて繰り返し可能であり、
一般に2回実施が用いられる。5個画素の摺動ウィンド
ウが用いられ、中央画素は次表に従って調節される。こ
こに「On」は画素がクロマキーマスク内に含まれるこ
とを示し、「Off」は画素がクロマキーマスクに含ま
れていないことを示し、「X」は、規則表に表されてい
ない特定の場合に、画素がクロマキーマスクに含まれる
か又は含まれないことがあり得るか、或いは、縁に近い
か又は近くないことがあり得ることを示す。
【表1】
【0070】一旦、これらの人工事象がクロマキーマス
クから除去されると、代置カラーは、マスク内に「オ
ン」である各画素に関して元のイメージに代用される。
アプリケーションデベロッパは、代置カラーとしてクロ
マキー値カラーを使用するか、又は、固定された代置カ
ラーを指定するオプションを持つ。更に、デベロッパ
は、第1レベル符号化ステップに関する背景カラーとし
て代置カラーを使用するか、又は、他の固定した値を指
定することができる。
クから除去されると、代置カラーは、マスク内に「オ
ン」である各画素に関して元のイメージに代用される。
アプリケーションデベロッパは、代置カラーとしてクロ
マキー値カラーを使用するか、又は、固定された代置カ
ラーを指定するオプションを持つ。更に、デベロッパ
は、第1レベル符号化ステップに関する背景カラーとし
て代置カラーを使用するか、又は、他の固定した値を指
定することができる。
【0071】一般に好ましい方法は、各成分に関する範
囲を決定するために、通常、クロマキー値によって限定
された立方体に整形された領域に対してクロマキーデル
タを加えるか又は差し引いた領域を使用するが、他方に
おいて、領域は、クロマキー値からの距離パラメータに
よって決定される球形に整形された領域によって代置可
能であるか、又は、その代りに、クロマキー計算は、楔
形に整形された領域に帰着するはずのHSV(色相、彩
度、値)色空間において実施可能であることを認識され
たい。
囲を決定するために、通常、クロマキー値によって限定
された立方体に整形された領域に対してクロマキーデル
タを加えるか又は差し引いた領域を使用するが、他方に
おいて、領域は、クロマキー値からの距離パラメータに
よって決定される球形に整形された領域によって代置可
能であるか、又は、その代りに、クロマキー計算は、楔
形に整形された領域に帰着するはずのHSV(色相、彩
度、値)色空間において実施可能であることを認識され
たい。
【0072】図12Aから12C、13、及び、14A
から14Eに示すように、本発明に従ったグレースケー
ル又はカラーイメージデータの多重レベル統計的符号化
において、実際の圧縮プロセスの第1部分、一般に、イ
メージを画素の4x4正方形配列体に分割し、画素の各
4x4正方形を、中央カラー値、カラー分散値、およ
び、ブロックとして16画素を表す選択マップを含む固
定ビット長ブロックに符号化することに関係する。次
に、レベル1からの代表的な値の4x4ブロックが更に
高レベル、或いは、中央カラー値のレベル2ブロックに
符号化される。各レベル2ブロックは解像度の低い16
x16画素イメージを作図する。プロセスは64x6
4、256x256、更に、1024x1024画素ブ
ロックまでも継続する。レベル番号は、各次元において
4から15最上レベルブロックが残るように選定され
る。本発明の圧縮システムはただ2つのレベルだけを使
用する。本発明の方法の一般に好ましい一態様におい
て、イメージデータを統計的に符号化するステップはイ
メージを画素の4x4正方形配列体に分割するステッ
プ、および、低い方のレベルブロックの各4x4正方形
の中央カラー値を多重レベル符号化するステップを含
む。一般に好ましい一オプションにおいては、ブロック
の最上レベルの各軸に上に4から15ブロックが残るま
で、多重レベル符号化のステップが繰り返される。この
オプションの好ましい一変種においては、ブロックの最
上レベルは、固定した背景カラーからの残余まで引き下
げられる。好ましい一代替オプションにおいて、連続す
る各下位レベルブロックは上記レベル上の符号化済みブ
ロックからの残余まで引き下げられる。更に別の好まし
いオプションにおいて、画素値は、符号化済みレベル1
ブロックからの残余まで引き下げられる。
から14Eに示すように、本発明に従ったグレースケー
ル又はカラーイメージデータの多重レベル統計的符号化
において、実際の圧縮プロセスの第1部分、一般に、イ
メージを画素の4x4正方形配列体に分割し、画素の各
4x4正方形を、中央カラー値、カラー分散値、およ
び、ブロックとして16画素を表す選択マップを含む固
定ビット長ブロックに符号化することに関係する。次
に、レベル1からの代表的な値の4x4ブロックが更に
高レベル、或いは、中央カラー値のレベル2ブロックに
符号化される。各レベル2ブロックは解像度の低い16
x16画素イメージを作図する。プロセスは64x6
4、256x256、更に、1024x1024画素ブ
ロックまでも継続する。レベル番号は、各次元において
4から15最上レベルブロックが残るように選定され
る。本発明の圧縮システムはただ2つのレベルだけを使
用する。本発明の方法の一般に好ましい一態様におい
て、イメージデータを統計的に符号化するステップはイ
メージを画素の4x4正方形配列体に分割するステッ
プ、および、低い方のレベルブロックの各4x4正方形
の中央カラー値を多重レベル符号化するステップを含
む。一般に好ましい一オプションにおいては、ブロック
の最上レベルの各軸に上に4から15ブロックが残るま
で、多重レベル符号化のステップが繰り返される。この
オプションの好ましい一変種においては、ブロックの最
上レベルは、固定した背景カラーからの残余まで引き下
げられる。好ましい一代替オプションにおいて、連続す
る各下位レベルブロックは上記レベル上の符号化済みブ
ロックからの残余まで引き下げられる。更に別の好まし
いオプションにおいて、画素値は、符号化済みレベル1
ブロックからの残余まで引き下げられる。
【0073】モディファイドブロック端切りコーディン
グ(BTC)アルゴリズムにおいては、イメージが画素
の4x4ブロックに分割され、第1サンプルモーメント
(算術平均)及び第2番サンプルモーメントが決定され
る。一般的に好ましい一実施形態においては、各ブロッ
クが中央カラー値およびカラー分散値を含み、イメージ
データを統計的に符号化するステップが、当該ブロック
内画素の算術平均として各ブロックの第1サンプルモー
メントを決定し、各ブロックの中央カラー値が、当該ブ
ロック内画素の第1サンプルモーメントからの算術平均
に設定される。この実施形態の一般に好ましい一オプシ
ョンは、当該ブロック内画素の第2サンプルモーメント
を決定するステップ、及び、第1および第2サンプルモ
ーメントからの標準偏差を決定することにより、各ブロ
ックの色分散値を決定するステップを含む。一般に好ま
しい別の一代替実施形態においては、中央値の周りの分
散を定量化するために、第2標準サンプルモーメントの
代りに第1絶対中央モーメントが決定可能であり、カラ
ー分散値は第1絶対モーメントに設定される。この実施
形態の一般に好ましい別の一オプションは、画素値と第
1サンプルモーメントの間の差の平均を決定することに
よって第1絶対モーメントを決定するステップを含み、
この場合、カラー分散値は第1絶対モーメントに設定さ
れる。第1サンプルモーメントに設定された弁別子より
小さいカラー値をもつこれらの画素の選択マップが、明
るい方の画素のカウントと共に決定される。
グ(BTC)アルゴリズムにおいては、イメージが画素
の4x4ブロックに分割され、第1サンプルモーメント
(算術平均)及び第2番サンプルモーメントが決定され
る。一般的に好ましい一実施形態においては、各ブロッ
クが中央カラー値およびカラー分散値を含み、イメージ
データを統計的に符号化するステップが、当該ブロック
内画素の算術平均として各ブロックの第1サンプルモー
メントを決定し、各ブロックの中央カラー値が、当該ブ
ロック内画素の第1サンプルモーメントからの算術平均
に設定される。この実施形態の一般に好ましい一オプシ
ョンは、当該ブロック内画素の第2サンプルモーメント
を決定するステップ、及び、第1および第2サンプルモ
ーメントからの標準偏差を決定することにより、各ブロ
ックの色分散値を決定するステップを含む。一般に好ま
しい別の一代替実施形態においては、中央値の周りの分
散を定量化するために、第2標準サンプルモーメントの
代りに第1絶対中央モーメントが決定可能であり、カラ
ー分散値は第1絶対モーメントに設定される。この実施
形態の一般に好ましい別の一オプションは、画素値と第
1サンプルモーメントの間の差の平均を決定することに
よって第1絶対モーメントを決定するステップを含み、
この場合、カラー分散値は第1絶対モーメントに設定さ
れる。第1サンプルモーメントに設定された弁別子より
小さいカラー値をもつこれらの画素の選択マップが、明
るい方の画素のカウントと共に決定される。
【0074】本発明の方法の一般に好ましい他の一態様
においては、イメージデータを統計的に符号化するステ
ップが、各ブロックの第1サンプルモーメントを当該ブ
ロック内画素の算術平均として決定するステップと、当
該ブロック内画素の第2サンプルモーメントを決定する
ステップと、当該ブロック内の最も明るい画素と最も暗
い画素の平均よりも更に明るいか又は更に暗い値をもつ
ブロック内のこれらの画素から選択マップを決定するス
テップとを含む。従って、サンプルの分散および標準偏
差は、第1および第2サンプルモーメントに基づいて決
定可能である。平均、標準偏差、及び、選択マップは、
各ブロックに関して保存され。本発明の方法に従ってY
CrCbカラーに適用した場合、各カラー成分成分に関
する第1サンプルモーメントは次の方程式によって決定
される。
においては、イメージデータを統計的に符号化するステ
ップが、各ブロックの第1サンプルモーメントを当該ブ
ロック内画素の算術平均として決定するステップと、当
該ブロック内画素の第2サンプルモーメントを決定する
ステップと、当該ブロック内の最も明るい画素と最も暗
い画素の平均よりも更に明るいか又は更に暗い値をもつ
ブロック内のこれらの画素から選択マップを決定するス
テップとを含む。従って、サンプルの分散および標準偏
差は、第1および第2サンプルモーメントに基づいて決
定可能である。平均、標準偏差、及び、選択マップは、
各ブロックに関して保存され。本発明の方法に従ってY
CrCbカラーに適用した場合、各カラー成分成分に関
する第1サンプルモーメントは次の方程式によって決定
される。
【数6】
【0075】第2サンプルモーメントは次の方程式によ
って決定される。
って決定される。
【数7】
【0076】標準偏差は次の方程式によって決定され
る。
る。
【数8】
【0077】各ブロックに関する選択マップmiは、図
12Aから12Cに示すように決定される。ここに、
12Aから12Cに示すように決定される。ここに、
【数9】
【0078】図12Aを参照することとし、画素の各4
x4ブロックは、インデックスレンジが0から15まで
の16エレメントバッファ内に収集される。第1ステッ
プにおいて、第1と第2モーメントが決定される。方形
は、乗算によるよりも、方形8ビットテーブルを用いる
テーブル探索によって決定されることが好ましい。第2
ステップにおいて、前述方形の同じ8ビットテーブルに
基づき12ビット数の方形を決定するために、方形12
関数を用いて平均および標準偏差が決定される。ルート
関数は、方形の同じ8ビットテーブルの2分探索により
ルート(根)を見付ける。図15AにおいてdY、dC
r、dCbは各成分に関する標準偏差であり、mY(平
均輝度)、mCr、及び、mCbは算術平均である。図
15Bに示す第3ステップにおいて、セレクタマップ
は、当該セレクタに関する平均輝度値mYから決定され
る。マップ内の1のビットは、平均より「更に暗い」こ
れらの画素を示す。符号の付いた差は、各クロミナンス
(Cr/Cb)チャネルにおける平均から蓄積される。
輝度が増大するときCrチャネルが減少すれば、dCr
は反転される。輝度が増大するときCbチャネルが減少
すれば、dCbは反転される。図15Cに示す第4ステ
ップにおいて、値は正規化される。全ての画素の輝度が
等しいか、又は、平均よりわずかに大きいならば、全て
の標準偏差値はゼロにされる。画素の全てがほぼ等しい
ならば、標準偏差は全てゼロであるはずであり、この場
合には、マップもゼロにされる。可能なマップ数を6
5,536から32,768に減少させるために、MS
B(最上位ビット)マップが設定されると、当該マップ
は反転され、dY、dCr、dCb値は否定される。
x4ブロックは、インデックスレンジが0から15まで
の16エレメントバッファ内に収集される。第1ステッ
プにおいて、第1と第2モーメントが決定される。方形
は、乗算によるよりも、方形8ビットテーブルを用いる
テーブル探索によって決定されることが好ましい。第2
ステップにおいて、前述方形の同じ8ビットテーブルに
基づき12ビット数の方形を決定するために、方形12
関数を用いて平均および標準偏差が決定される。ルート
関数は、方形の同じ8ビットテーブルの2分探索により
ルート(根)を見付ける。図15AにおいてdY、dC
r、dCbは各成分に関する標準偏差であり、mY(平
均輝度)、mCr、及び、mCbは算術平均である。図
15Bに示す第3ステップにおいて、セレクタマップ
は、当該セレクタに関する平均輝度値mYから決定され
る。マップ内の1のビットは、平均より「更に暗い」こ
れらの画素を示す。符号の付いた差は、各クロミナンス
(Cr/Cb)チャネルにおける平均から蓄積される。
輝度が増大するときCrチャネルが減少すれば、dCr
は反転される。輝度が増大するときCbチャネルが減少
すれば、dCbは反転される。図15Cに示す第4ステ
ップにおいて、値は正規化される。全ての画素の輝度が
等しいか、又は、平均よりわずかに大きいならば、全て
の標準偏差値はゼロにされる。画素の全てがほぼ等しい
ならば、標準偏差は全てゼロであるはずであり、この場
合には、マップもゼロにされる。可能なマップ数を6
5,536から32,768に減少させるために、MS
B(最上位ビット)マップが設定されると、当該マップ
は反転され、dY、dCr、dCb値は否定される。
【0079】圧縮プロセスの後半は、前の多重レベル符
号化ステップによって符号化された固定ビット(8およ
び16ビット)長ブロックを取るステップと、最小冗長
性可変長ビットコードを用いてそれらを圧縮する。
号化ステップによって符号化された固定ビット(8およ
び16ビット)長ブロックを取るステップと、最小冗長
性可変長ビットコードを用いてそれらを圧縮する。
【0080】1つの単一符号化済みブロックを圧縮する
基本プロセスは3つのステップを含む、即ち、分類、量
子化、および、コードブック圧縮である。ただし、圧縮
ステップを開始する以前に、特定ブロックのために使用
されるパラメータが確立されなければならない。幾つか
のパラメータは圧縮プロセスを制御するために使われ
る。パラメータは、ブロックが分類される方法に関する
許容差、符号化済みブロック内成分を構成するビットの
うち保存されるビット数、および、選択マップが保存さ
れる精確さの程度を指定する。異なるレベルに関して
は、異なる品質パラメータが使用され得る。適応圧縮に
関しては、イメージの各領域は異なるパラメータ集合を
使用するはずである。
基本プロセスは3つのステップを含む、即ち、分類、量
子化、および、コードブック圧縮である。ただし、圧縮
ステップを開始する以前に、特定ブロックのために使用
されるパラメータが確立されなければならない。幾つか
のパラメータは圧縮プロセスを制御するために使われ
る。パラメータは、ブロックが分類される方法に関する
許容差、符号化済みブロック内成分を構成するビットの
うち保存されるビット数、および、選択マップが保存さ
れる精確さの程度を指定する。異なるレベルに関して
は、異なる品質パラメータが使用され得る。適応圧縮に
関しては、イメージの各領域は異なるパラメータ集合を
使用するはずである。
【0081】適応圧縮は、一層重要であると考えられる
イメージの或るエリア(部位)を更に良好にするプロセ
スであり、2つの基本部分において達成される。第1部
分においては、イメージのレベル2(L2)ブロックが
グループに分割され、圧縮された全データの一部分が各
グループに割当てられる。第2部分においては、イメー
ジが割当てられた空間内に圧縮されることを保証するよ
うに、圧縮スレショルドが各グループに関して調節され
る。
イメージの或るエリア(部位)を更に良好にするプロセ
スであり、2つの基本部分において達成される。第1部
分においては、イメージのレベル2(L2)ブロックが
グループに分割され、圧縮された全データの一部分が各
グループに割当てられる。第2部分においては、イメー
ジが割当てられた空間内に圧縮されることを保証するよ
うに、圧縮スレショルドが各グループに関して調節され
る。
【0082】顔面識別イメージに関して、イメージは一
般に3又は4グループに分割される。グループは、通
常、優先順位の最も高い部位を中心にして同心円状に配
置される。各々のグループを符号化するために用いられ
る圧縮済みデータの量に関する目標も決定される。通
常、優先順位の最も高いグループは、優先順位の最も低
いグループと比較して、画素当たり2から3倍のビット
数を持つ。
般に3又は4グループに分割される。グループは、通
常、優先順位の最も高い部位を中心にして同心円状に配
置される。各々のグループを符号化するために用いられ
る圧縮済みデータの量に関する目標も決定される。通
常、優先順位の最も高いグループは、優先順位の最も低
いグループと比較して、画素当たり2から3倍のビット
数を持つ。
【0083】次の例は、最大全バイト数1600の圧縮
済みデータデを持つ4グループに分割された96x96
画素によるイメージを示す。
済みデータデを持つ4グループに分割された96x96
画素によるイメージを示す。
【表2】
【0084】異なる捕捉環境および異なって整形された
顔面に適応するためには、3つのレイアウトが定義され
る、即ち、「円形」、「楕円形」、「ベルト形」であ
る。顔面識別イメージに関して、イメージの隅は、通
常、最小量の情報を担持する。また、アプリケーション
も、3つのグループレイアウト及び隅を切り取るかどう
かどうかに関して最も適するように選択可能である。
顔面に適応するためには、3つのレイアウトが定義され
る、即ち、「円形」、「楕円形」、「ベルト形」であ
る。顔面識別イメージに関して、イメージの隅は、通
常、最小量の情報を担持する。また、アプリケーション
も、3つのグループレイアウト及び隅を切り取るかどう
かどうかに関して最も適するように選択可能である。
【0085】「切取り」が選定されれば、7個以下のブ
ロックで構成される辺の各隅からは1つのブロックが除
去され、7個を超過するブロックで構成される辺の各か
らは2つのブロックが除去される。どちらかの辺のブロ
ック数が4個未満のイメージでは「切取り」はバイパス
される。
ロックで構成される辺の各隅からは1つのブロックが除
去され、7個を超過するブロックで構成される辺の各か
らは2つのブロックが除去される。どちらかの辺のブロ
ック数が4個未満のイメージでは「切取り」はバイパス
される。
【0086】どのブロックが各グループ内に在るかを決
定するには、先ず、各ブロックの中心と制御点の集合の
間の距離の和が算定される。円形レイアウトに関して
は、イメージの中心にはただ1つの制御点が用いられ
る。楕円形レイアウトに関しては、3つの制御点、即
ち、イメージの中心における1つ、中心より上および下
のイメージの高さの4分の1のそれぞれ1つの点が用い
られる。ベル形レイアウトに関しては、3つの制御点
は、(1)水平方向に中心、下方へ3分の1、(2)左
から3分の1、上方へ3分の1、(3)右から3分の
1、上方へ3分の1。距離が算定され、次に分類され
る。
定するには、先ず、各ブロックの中心と制御点の集合の
間の距離の和が算定される。円形レイアウトに関して
は、イメージの中心にはただ1つの制御点が用いられ
る。楕円形レイアウトに関しては、3つの制御点、即
ち、イメージの中心における1つ、中心より上および下
のイメージの高さの4分の1のそれぞれ1つの点が用い
られる。ベル形レイアウトに関しては、3つの制御点
は、(1)水平方向に中心、下方へ3分の1、(2)左
から3分の1、上方へ3分の1、(3)右から3分の
1、上方へ3分の1。距離が算定され、次に分類され
る。
【0087】ブロック数が25未満のイメージに関して
は、3つだけのグループが用いられる。距離の最初の6
分の1と関連したブロックは第1グループに含まれる。
距離の前半の残りの部分は第2グループに含まれる。残
りのブロックは第3グループに含まれる。各グループに
関しては、目標までの距離が等しい(6分の1または半
分)全てのブロックは目標グループに含まれる。一般
に、最大圧縮されたバイトの4分の1は第1グループ
に、4分の1は第2グループに、残りの半分は第3グル
ープに割り当てられる。これらの割当は、当該グループ
に実際に含まれるブロックの個数に応じて調節される。
は、3つだけのグループが用いられる。距離の最初の6
分の1と関連したブロックは第1グループに含まれる。
距離の前半の残りの部分は第2グループに含まれる。残
りのブロックは第3グループに含まれる。各グループに
関しては、目標までの距離が等しい(6分の1または半
分)全てのブロックは目標グループに含まれる。一般
に、最大圧縮されたバイトの4分の1は第1グループ
に、4分の1は第2グループに、残りの半分は第3グル
ープに割り当てられる。これらの割当は、当該グループ
に実際に含まれるブロックの個数に応じて調節される。
【0088】構成ブロック数が25を超過する場合に
は、4つのグループが用いられる。距離は9等分され
る。最初の9分の1と関連するブロックは第1グループ
に含まれる。第2と第3の9分の1と関連するブロック
は第2グループに割り当てられる。第4と第5の9分の
1と関連するブロックは第3グループに割り当てられ
る。残りの全てのブロックは第4グループに含まれる。
再び、目標までの距離が等しい全てのブロックは初期の
グループに含まれる。一般に、最大圧縮されたバイトの
4分の1は各グループに割当てられる。また、これらの
割当も、グループに割り当てられるブロックの個数に応
じて調節される。
は、4つのグループが用いられる。距離は9等分され
る。最初の9分の1と関連するブロックは第1グループ
に含まれる。第2と第3の9分の1と関連するブロック
は第2グループに割り当てられる。第4と第5の9分の
1と関連するブロックは第3グループに割り当てられ
る。残りの全てのブロックは第4グループに含まれる。
再び、目標までの距離が等しい全てのブロックは初期の
グループに含まれる。一般に、最大圧縮されたバイトの
4分の1は各グループに割当てられる。また、これらの
割当も、グループに割り当てられるブロックの個数に応
じて調節される。
【0089】最大圧縮されたバイト内の品質を可能な限
り最高状態に保持することを達成するために、反復プロ
セスが用いられる。圧縮スレショルドの幾つかの集合が
定義され、品質レベルと称する。最高品質レベルにおい
て、スレショルドは非常に低い値に設定される。品質レ
ベルが低下するにつれて、しきい値は徐々に増大され
る。スレショルドに関する実際の値は、それらの値が一
般的な顔面識別イメージに適用されたとき、品質レベル
が低下するにつれて、圧縮されたデータのバイト数が減
少するように選択される。品質レベル値のサンプル集合
を次の表に示す。
り最高状態に保持することを達成するために、反復プロ
セスが用いられる。圧縮スレショルドの幾つかの集合が
定義され、品質レベルと称する。最高品質レベルにおい
て、スレショルドは非常に低い値に設定される。品質レ
ベルが低下するにつれて、しきい値は徐々に増大され
る。スレショルドに関する実際の値は、それらの値が一
般的な顔面識別イメージに適用されたとき、品質レベル
が低下するにつれて、圧縮されたデータのバイト数が減
少するように選択される。品質レベル値のサンプル集合
を次の表に示す。
【表3】
【0090】圧縮プロセスに際して、品質レベルは、最
高品質レベルに在る場合を除き、ブロックの各グループ
を処理した後で自動的に減少される。ブロックグループ
の終端において、圧縮されたデータの蓄積されたバイト
数が当該グループに関する目標(上記のように算定され
るか又はアプリケーションによって指定されるかどちら
か)を超過すれば、品質レベルは第2ステップにおいて
減少される。更に、最後のグループの処理に際して、各
ブロックは、残りの割当と照合される。ブロックが目標
を越えているならば、レベル2データのみ保存される。
許容された最大バイトが超過されたならば、プロセス
は、1つ低い品質レベルから開始して繰り返される。図
17におけるフローチャートはこのプロセスを示す。
高品質レベルに在る場合を除き、ブロックの各グループ
を処理した後で自動的に減少される。ブロックグループ
の終端において、圧縮されたデータの蓄積されたバイト
数が当該グループに関する目標(上記のように算定され
るか又はアプリケーションによって指定されるかどちら
か)を超過すれば、品質レベルは第2ステップにおいて
減少される。更に、最後のグループの処理に際して、各
ブロックは、残りの割当と照合される。ブロックが目標
を越えているならば、レベル2データのみ保存される。
許容された最大バイトが超過されたならば、プロセス
は、1つ低い品質レベルから開始して繰り返される。図
17におけるフローチャートはこのプロセスを示す。
【0091】基本コードブック圧縮プロセスは3つのス
テップから成る。第1に、ブロックは、4つのカテゴ
リ、即ち、ナル(空)、均一、均一クロマ、パターンに
分類される。第2に、YおよびCr/Cb成分に関する
ビット数は、各分類に関するとは異なり、減少可能であ
る。第3に、均一クロマ及びパターン分類されたブロッ
クに関して、テクスチャマップは、更に簡単かつ更に一
般的な「パターンマップ」の3つのグループに対してテ
ストされる。パターンマップがエンコーダからのテクス
チャマップと十分に類似している場合には、そのパター
ンマップが用いられる。そうでない場合には、以下にお
いて更に言及されるように16ビットテクスチャマップ
全体が保持される。
テップから成る。第1に、ブロックは、4つのカテゴ
リ、即ち、ナル(空)、均一、均一クロマ、パターンに
分類される。第2に、YおよびCr/Cb成分に関する
ビット数は、各分類に関するとは異なり、減少可能であ
る。第3に、均一クロマ及びパターン分類されたブロッ
クに関して、テクスチャマップは、更に簡単かつ更に一
般的な「パターンマップ」の3つのグループに対してテ
ストされる。パターンマップがエンコーダからのテクス
チャマップと十分に類似している場合には、そのパター
ンマップが用いられる。そうでない場合には、以下にお
いて更に言及されるように16ビットテクスチャマップ
全体が保持される。
【0092】本発明の方法の他の態様は、レベル順に記
憶または伝送するためにデータストリームを準備するス
テップを含むことが広く一般的に好ましい。好ましい一
代替実施形態において、本発明の方法は、ブロック順に
記憶または伝送するためにデータストリームを準備する
ステップを含む。本発明の方法の広く一般的に好ましい
他の一実施形態は、入力画素データとレベル1復号済み
ブロックの間に圧縮された残余を加えるステップを含
み、それによって、イメージの損失のないデジタル圧縮
を提供する。
憶または伝送するためにデータストリームを準備するス
テップを含むことが広く一般的に好ましい。好ましい一
代替実施形態において、本発明の方法は、ブロック順に
記憶または伝送するためにデータストリームを準備する
ステップを含む。本発明の方法の広く一般的に好ましい
他の一実施形態は、入力画素データとレベル1復号済み
ブロックの間に圧縮された残余を加えるステップを含
み、それによって、イメージの損失のないデジタル圧縮
を提供する。
【0093】多重レベル圧縮解除に関しては、ブロック
順またはブロック順のどちらかにおいて復号するために
データストリームを記憶または伝送するように、ブロッ
クを処理することが可能である。ブロック順において
は、各最上レベルブロックに関して、トップレベルブロ
ックが処理され、トップレベルブロック内の下位レベル
ブロックがこれに続く。この方法は、トップレベルのブ
ロックの適応圧縮解除または選択的処理を可能にする。
レベル順処理において、トップレベルの全てのブロック
が先ず処理され、次に、各中間レベル、それに最低位処
理が後続する。一般に好ましい一態様において、圧縮解
除するステップは、ブロック分類に基づいて、ブロック
の成分を元のビット数に復元するステップを含む。この
方法は、静止イメージの累進復号を可能にし、この場合
には、トップレベルが復号されるとき、非常に低い解像
度のイメージがディスプレイされることがあり、各中間
レベルが復号されるにつれて、次第に更に高い解像度の
イメージがディスプレイされることがあり、最後に、以
下に更に説明するように、レベル1データを復号した後
で全解像度イメージがディスプレイされることがあり得
る。一般に好ましい一実施形態において、各ブロックを
圧縮解除するステップは、コードブック圧縮解除によっ
て各ブロックを圧縮解除するステップを含む。
順またはブロック順のどちらかにおいて復号するために
データストリームを記憶または伝送するように、ブロッ
クを処理することが可能である。ブロック順において
は、各最上レベルブロックに関して、トップレベルブロ
ックが処理され、トップレベルブロック内の下位レベル
ブロックがこれに続く。この方法は、トップレベルのブ
ロックの適応圧縮解除または選択的処理を可能にする。
レベル順処理において、トップレベルの全てのブロック
が先ず処理され、次に、各中間レベル、それに最低位処
理が後続する。一般に好ましい一態様において、圧縮解
除するステップは、ブロック分類に基づいて、ブロック
の成分を元のビット数に復元するステップを含む。この
方法は、静止イメージの累進復号を可能にし、この場合
には、トップレベルが復号されるとき、非常に低い解像
度のイメージがディスプレイされることがあり、各中間
レベルが復号されるにつれて、次第に更に高い解像度の
イメージがディスプレイされることがあり、最後に、以
下に更に説明するように、レベル1データを復号した後
で全解像度イメージがディスプレイされることがあり得
る。一般に好ましい一実施形態において、各ブロックを
圧縮解除するステップは、コードブック圧縮解除によっ
て各ブロックを圧縮解除するステップを含む。
【0094】一般に好ましい一実施形態において、ブロ
ック順に、記憶または伝送するためにデータストリーム
を準備するステップは、顔面識別にとって最も重要なイ
メージの部分を先ず処理するためにブロック順序を選択
するステップを含む。好ましい一オプションにおいて、
ブロック順序は円形グループレイアウトを提供する。一
般に好ましい他の一オプションにおいては、イメージの
隅が切り取られる。好ましい一態様において、ブロック
順序は楕円形グループレイアウトを提供し、好ましいオ
プションにおいて、イメージの隅が切り取られる。その
代りに、ブロック順序は、ベルグループレイアウトを提
供可能であり、この場合にもイメージの隅が切り取られ
る。
ック順に、記憶または伝送するためにデータストリーム
を準備するステップは、顔面識別にとって最も重要なイ
メージの部分を先ず処理するためにブロック順序を選択
するステップを含む。好ましい一オプションにおいて、
ブロック順序は円形グループレイアウトを提供する。一
般に好ましい他の一オプションにおいては、イメージの
隅が切り取られる。好ましい一態様において、ブロック
順序は楕円形グループレイアウトを提供し、好ましいオ
プションにおいて、イメージの隅が切り取られる。その
代りに、ブロック順序は、ベルグループレイアウトを提
供可能であり、この場合にもイメージの隅が切り取られ
る。
【0095】本発明の他の態様において、ブロック順に
記憶または伝送のためにデータストリームを準備するス
テップは、ブロックをグループに分割するステップを含
む。ブロックは、例えば、最大圧縮されたバイトの一部
分を各グループに割り当てることによってグループに分
割され得る。更に、ブロックをグループに分割するステ
ップは、各グループの完了に際して品質制御スレショル
ドを調節するステップを含むことが可能である。好まし
い一態様において、当該情報が圧縮されるバイトの最大
限界に近いならば、レベル2ブロック情報だけが、処理
されるべき最後のブロックにおいて伝送される。また、
圧縮されたバイトの最大限界内へ全イメージを処理する
ことが必要であれば、イメージの圧縮は、下位品質レベ
ルにおいて開始して、反復され得る。
記憶または伝送のためにデータストリームを準備するス
テップは、ブロックをグループに分割するステップを含
む。ブロックは、例えば、最大圧縮されたバイトの一部
分を各グループに割り当てることによってグループに分
割され得る。更に、ブロックをグループに分割するステ
ップは、各グループの完了に際して品質制御スレショル
ドを調節するステップを含むことが可能である。好まし
い一態様において、当該情報が圧縮されるバイトの最大
限界に近いならば、レベル2ブロック情報だけが、処理
されるべき最後のブロックにおいて伝送される。また、
圧縮されたバイトの最大限界内へ全イメージを処理する
ことが必要であれば、イメージの圧縮は、下位品質レベ
ルにおいて開始して、反復され得る。
【0096】状態データは、圧縮されたデータビットス
トリームが首尾よく復号され得るように、符号化システ
ムと復号システムにおいて同じでなくてはならない最小
情報として定義される。状態データは、次の項目から成
る。即ち、(1)ベース行、(2)ベースカラム、
(3)レベル1およびレベル2に関するクオンタイザ
(量子化子)、(4)各分類、輝度、色差、および、グ
ループ3マップに関するコードブック識別子、(5)グ
ループレイアウト識別子である。
トリームが首尾よく復号され得るように、符号化システ
ムと復号システムにおいて同じでなくてはならない最小
情報として定義される。状態データは、次の項目から成
る。即ち、(1)ベース行、(2)ベースカラム、
(3)レベル1およびレベル2に関するクオンタイザ
(量子化子)、(4)各分類、輝度、色差、および、グ
ループ3マップに関するコードブック識別子、(5)グ
ループレイアウト識別子である。
【0097】一般に、個々のアプリケーションは極めて
特定需要および拘束条件を持つはずである。必須条件は
状態データパラメータがエンコーダ及びデコーダ両方に
おいて同じに(または、同じデフォルト値に)設定され
なければならないことである。ただし、状態データのあ
らゆるエレメントがイメージ毎に変化可能なアプリケー
ションに関しては、状態データ(又は、少なくとも可変
項目)は圧縮されたデータと共に保持されなければなら
ない。そうでなければ、圧縮されたデータは使用不可能
なはずである。更に、所与のアプリケーションにおいて
は、例えば、ポストフィルタと圧縮済みデータの組合わ
せのような、プリファランスを記憶することが望ましい
こともあり得る。
特定需要および拘束条件を持つはずである。必須条件は
状態データパラメータがエンコーダ及びデコーダ両方に
おいて同じに(または、同じデフォルト値に)設定され
なければならないことである。ただし、状態データのあ
らゆるエレメントがイメージ毎に変化可能なアプリケー
ションに関しては、状態データ(又は、少なくとも可変
項目)は圧縮されたデータと共に保持されなければなら
ない。そうでなければ、圧縮されたデータは使用不可能
なはずである。更に、所与のアプリケーションにおいて
は、例えば、ポストフィルタと圧縮済みデータの組合わ
せのような、プリファランスを記憶することが望ましい
こともあり得る。
【0098】クオンタイザの値は、次に更に検討するb
YU,bYP、bCU、bCPビットカウントパラメータ用に使
用される値を定義する。クオンタイザ及び対応するビッ
トカウントパラメータに関する値のサンプル表をここに
示す。
YU,bYP、bCU、bCPビットカウントパラメータ用に使
用される値を定義する。クオンタイザ及び対応するビッ
トカウントパラメータに関する値のサンプル表をここに
示す。
【表4】
【0099】適応圧縮プロセスの第1部分に際して、レ
ベル2ブロックが分類される。同じ分類順位アルゴリズ
ムがデコーダにおいて使用されなければならない。従っ
て、同じベース行、ベースカラム、および、グループレ
イアウト識別子(円形、楕円形、または、ベル形:打切
り又は非打切り)に関して、エンコーダ及びデコーダ
は、同じ順序において、レベル2ブロックを処理するは
ずである。
ベル2ブロックが分類される。同じ分類順位アルゴリズ
ムがデコーダにおいて使用されなければならない。従っ
て、同じベース行、ベースカラム、および、グループレ
イアウト識別子(円形、楕円形、または、ベル形:打切
り又は非打切り)に関して、エンコーダ及びデコーダ
は、同じ順序において、レベル2ブロックを処理するは
ずである。
【0100】各レベル2ブロックに関する圧縮済みデー
タは、通常、そのレベル1ブロック16個が後続する。
レベル1ブロックは、上左隅から最上行を横断し、第2
行の左から継続し、下右隅において終了するように処理
されるはずである。2つのエスケープコードが定義され
る。第1のエスケープコードは圧縮済みデータの終端を
合図する。もう一方は、レベル1データがスキップされ
るときに用いられる。図18はデータストリームのフォ
ーマットを示す。
タは、通常、そのレベル1ブロック16個が後続する。
レベル1ブロックは、上左隅から最上行を横断し、第2
行の左から継続し、下右隅において終了するように処理
されるはずである。2つのエスケープコードが定義され
る。第1のエスケープコードは圧縮済みデータの終端を
合図する。もう一方は、レベル1データがスキップされ
るときに用いられる。図18はデータストリームのフォ
ーマットを示す。
【0101】基本圧縮プロセスにおいては、更に以下に
述べるように、それぞれブロック分類、輝度差、クロミ
ナンス差、および、グループ3パターンマップに関して
4つのコードブックが用いられる。アプリケーションが
異なれば、圧縮されるべき値の分布が異なるはずであ
る。
述べるように、それぞれブロック分類、輝度差、クロミ
ナンス差、および、グループ3パターンマップに関して
4つのコードブックが用いられる。アプリケーションが
異なれば、圧縮されるべき値の分布が異なるはずであ
る。
【0102】各記号の発生頻度に基づいて可変ビット長
コードブックを構成するためには、ハフマンコーディン
グとして知られている統計的符号化方式が用いられる。
この技法の最終的な使用に関しては、コードブックの新
規集合が各イメージに関して構成され、デコーダへ伝送
されるることが必要である。ただし、このプロセスは、
通常、実用的でない。本発明の方法は、様々なアプリケ
ーションに関して最適化された幾つかのコードブックを
含むことが好ましい。一般に、1つのイメージに関し
て、コードブックの1つの単一集合が用いられるが、必
要に応じて、パラメータの各集合が異なるコードブック
を指定することができる。
コードブックを構成するためには、ハフマンコーディン
グとして知られている統計的符号化方式が用いられる。
この技法の最終的な使用に関しては、コードブックの新
規集合が各イメージに関して構成され、デコーダへ伝送
されるることが必要である。ただし、このプロセスは、
通常、実用的でない。本発明の方法は、様々なアプリケ
ーションに関して最適化された幾つかのコードブックを
含むことが好ましい。一般に、1つのイメージに関し
て、コードブックの1つの単一集合が用いられるが、必
要に応じて、パラメータの各集合が異なるコードブック
を指定することができる。
【0103】一旦、ブロックデータ及びパラメータが収
集されると、ブロックは、ナル(空)、均一、均一クロ
マ、または、パターンとして分類される。ナルブロック
は、高位レベル又は前回フレームからの変化をほとんど
又は全然示さない。1から8までのナルブロックのラン
レンスが収集され、他の情報は一切保存されない。均一
ブロックの標準偏差は比較的小さく、所定の閾値未満で
あり、従って、高位レベル又は前回フレームからの磯変
化は比較的画一的である。3つの成分全てに関して、平
均値が保存される。
集されると、ブロックは、ナル(空)、均一、均一クロ
マ、または、パターンとして分類される。ナルブロック
は、高位レベル又は前回フレームからの変化をほとんど
又は全然示さない。1から8までのナルブロックのラン
レンスが収集され、他の情報は一切保存されない。均一
ブロックの標準偏差は比較的小さく、所定の閾値未満で
あり、従って、高位レベル又は前回フレームからの磯変
化は比較的画一的である。3つの成分全てに関して、平
均値が保存される。
【0104】均一クロマブロックは、標準偏差に対して
は重要な輝度成分を持つが、クロミナンス偏差に対して
は殆ど持たない。平均輝度および色差、標準偏差輝度、
及び、適当な選択マップが保存される。パターンブロッ
クは輝度および色差両方の標準偏差において重要なデー
タを有する。ブロックの全ての成分が保存される。ま
た、エスケープコードと呼ばれる追加分類は圧縮された
ビットストリームをナビゲートするためにも使用され
る。
は重要な輝度成分を持つが、クロミナンス偏差に対して
は殆ど持たない。平均輝度および色差、標準偏差輝度、
及び、適当な選択マップが保存される。パターンブロッ
クは輝度および色差両方の標準偏差において重要なデー
タを有する。ブロックの全ての成分が保存される。ま
た、エスケープコードと呼ばれる追加分類は圧縮された
ビットストリームをナビゲートするためにも使用され
る。
【0105】ブロックがナル、均一、均一クロマ、また
は、パターンとして分類された後で、当該ブロックの各
成分に関して保存されるべきビット数は次のとおりに設
定される。
は、パターンとして分類された後で、当該ブロックの各
成分に関して保存されるべきビット数は次のとおりに設
定される。
【表5】
【0106】均一クロマ及びパターンブロックに関して
は、選択マップがカラーデータと共に保存される。ナル
ブロックのランレングスは、当該ナルブロックの成分を
保存することなしに、記録される。共通選択マップの3
つのグループは、本発明の圧縮方法によって識別され
る。最初の2つのグループは固定されるが、アプリケー
ションデベロッパは第3のグループに関する幾つかのコ
ードブックから選択可能である。3つのグループ内に適
当なマッチが見付からなければ、テクスチャマップ全体
が保存される。
は、選択マップがカラーデータと共に保存される。ナル
ブロックのランレングスは、当該ナルブロックの成分を
保存することなしに、記録される。共通選択マップの3
つのグループは、本発明の圧縮方法によって識別され
る。最初の2つのグループは固定されるが、アプリケー
ションデベロッパは第3のグループに関する幾つかのコ
ードブックから選択可能である。3つのグループ内に適
当なマッチが見付からなければ、テクスチャマップ全体
が保存される。
【0107】選択マップを識別するときには、次の表記
法が用いられる。
法が用いられる。
【表6】
【0108】MSBがゼロであるように選択マップが正
規化されるので、各マップは実際に2を表す。
規化されるので、各マップは実際に2を表す。
【表7】
【0109】ブロックから復号された色はマップ内のビ
ット数に依存するので、代用されるマップのビット数が
異なる場合には、当該ブロックの標準偏差成分が調節さ
れる。各個別ブロックに関しては、ビットストリームは
図16に示すように記入される。
ット数に依存するので、代用されるマップのビット数が
異なる場合には、当該ブロックの標準偏差成分が調節さ
れる。各個別ブロックに関しては、ビットストリームは
図16に示すように記入される。
【0110】分類コードブックは、12のエントリ、ナ
ルブロックの8つのランレングス、及び、均一、均一ク
ロマ、およびパターンブロックのそれぞれに1つ、更
に、先行するエスケープコード用エントリ1つを含む。
エスケープコードは実装に依存し、イメージの終結、ブ
ロックランの終結、異なるブロックへのスキッピング、
等を合図するために使われる。
ルブロックの8つのランレングス、及び、均一、均一ク
ロマ、およびパターンブロックのそれぞれに1つ、更
に、先行するエスケープコード用エントリ1つを含む。
エスケープコードは実装に依存し、イメージの終結、ブ
ロックランの終結、異なるブロックへのスキッピング、
等を合図するために使われる。
【0111】輝度および色差コードブックは最も頻度多
く観察されるデルタ値を含む。この場合、一般に輝度は
+25から−25、及び、色差は−6から+6を含む。
コード化されることは必要であるが選定されたコードブ
ックには見当たらない値に関しては、+128における
「他の」エントリが用いられ、図19に示すようにその
値が量子化されたビット数を用いて、その値が後続す
る。
く観察されるデルタ値を含む。この場合、一般に輝度は
+25から−25、及び、色差は−6から+6を含む。
コード化されることは必要であるが選定されたコードブ
ックには見当たらない値に関しては、+128における
「他の」エントリが用いられ、図19に示すようにその
値が量子化されたビット数を用いて、その値が後続す
る。
【0112】一般的なコードブックを次の表に示す。
【表8】
【表9】
【0113】圧縮プロセス(ブロック分類、輝度、色
差、および、グループ3マップ)に用いられる4つのコ
ードブックの各々は、圧縮解除プロセスに関するコード
ブックに表引きに翻訳されなければならない。例えば、
次の分類コードブックは、コードブック表引きに翻訳さ
れる。
差、および、グループ3マップ)に用いられる4つのコ
ードブックの各々は、圧縮解除プロセスに関するコード
ブックに表引きに翻訳されなければならない。例えば、
次の分類コードブックは、コードブック表引きに翻訳さ
れる。
【表10】
【表11】
【0114】コードブックエントリからのビットは圧縮
されたイメージビットストリームから検索されるので、
コードブック表引きは、ノード値が見付かるまで、横断
探索される。各表引きプロセスはインデックスゼロから
始まる。ゼロがビットストリームから検索された次のビ
ットであるならば、このインデックスが用いられる。1
が検索されたならば、インデックスは1だけインクレメ
ントされる。値がそのインデックスで見付かったなら
ば、プロセスはその値によって完了する。リンクが発見
されるならば、それは新規インデックスとして用いられ
る。前述の例であるブロック分類コードブック表引き
NullRLE6(パターン0111001)において
は、探索はインデックスゼロにおいて始まる。ゼロはビ
ットストリームから検索されるので、表引きにおいてイ
ンデックスゼロが用いられ、2のリンクの発見に帰着す
る。次のビットが検索され、これが1であれば、インデ
ックスは3までインクレメントされる。第3のビットが
探索され、これが1であれば、インデックスは4までイ
ンクレメントされる。第4のビットが探索され、これが
もう一つの1であれば、インデックスは5までインクレ
メントされる。第5のビットが探索され、これがゼロで
あれば、11のリンクを見付けるためにインデックス5
が用いられる。第6のビットが探索され、これがゼロで
あれば、13のリンクを見付けるためにインデックス1
1が用いられる。第7のビットが検索され、これが1で
あれば、インデックスは14までインクレメントされ
る。インデックス14において、9の値が見付かれば、
これはNullRLE6に対応する。
されたイメージビットストリームから検索されるので、
コードブック表引きは、ノード値が見付かるまで、横断
探索される。各表引きプロセスはインデックスゼロから
始まる。ゼロがビットストリームから検索された次のビ
ットであるならば、このインデックスが用いられる。1
が検索されたならば、インデックスは1だけインクレメ
ントされる。値がそのインデックスで見付かったなら
ば、プロセスはその値によって完了する。リンクが発見
されるならば、それは新規インデックスとして用いられ
る。前述の例であるブロック分類コードブック表引き
NullRLE6(パターン0111001)において
は、探索はインデックスゼロにおいて始まる。ゼロはビ
ットストリームから検索されるので、表引きにおいてイ
ンデックスゼロが用いられ、2のリンクの発見に帰着す
る。次のビットが検索され、これが1であれば、インデ
ックスは3までインクレメントされる。第3のビットが
探索され、これが1であれば、インデックスは4までイ
ンクレメントされる。第4のビットが探索され、これが
もう一つの1であれば、インデックスは5までインクレ
メントされる。第5のビットが探索され、これがゼロで
あれば、11のリンクを見付けるためにインデックス5
が用いられる。第6のビットが探索され、これがゼロで
あれば、13のリンクを見付けるためにインデックス1
1が用いられる。第7のビットが検索され、これが1で
あれば、インデックスは14までインクレメントされ
る。インデックス14において、9の値が見付かれば、
これはNullRLE6に対応する。
【0115】各ブロックに関する符号化プロセスに際し
て、平均、標準偏差、及び、選択マップが保存される。
これらの値は、ここで、元の画素の4x4方形またはデ
ルタ値を表す16画素に戻されなければならない。つの
2カラー「a」と「b」は、 マップ(16)「m」内の合計ビット数から決定され
る。次式は、「a」カラー及び「b」カラーに対する
Y、Cr、Cb成分の各々に関して用いられる。
て、平均、標準偏差、及び、選択マップが保存される。
これらの値は、ここで、元の画素の4x4方形またはデ
ルタ値を表す16画素に戻されなければならない。つの
2カラー「a」と「b」は、 マップ(16)「m」内の合計ビット数から決定され
る。次式は、「a」カラー及び「b」カラーに対する
Y、Cr、Cb成分の各々に関して用いられる。
【数10】
【0116】選択マップ内で1が発生した場合には、
「a」カラーは対応する画素位置に置かれ、「b」カラ
ーは選択マップ内の各ゼロに代置される。ランタイムに
際して必要とされる計算を節減するために、「q」およ
び「m」を含む乗数は標準偏差値「σ」に関する係数の
ルックアップテーブルに従って減少済みである。
「a」カラーは対応する画素位置に置かれ、「b」カラ
ーは選択マップ内の各ゼロに代置される。ランタイムに
際して必要とされる計算を節減するために、「q」およ
び「m」を含む乗数は標準偏差値「σ」に関する係数の
ルックアップテーブルに従って減少済みである。
【0117】絶対中央モーメント及び選択マップを用い
てコード化されたブロックに関しては、圧縮解除ステッ
プは、画素の各ブロックに関する絶対中央モーメント及
び選択マップに基づいて、画素の各ブロックに関する第
1カラー「a」および第2カラー「b」を決定するステ
ップを決定するステップを含むことが好ましい。ここ
に、次式に従い、「x」はサンプル平均(または、中央
カラー値、または、算術平均)であり、絶対中央モーメ
ントより暗い選択マップ内の1のビット数は「q」であ
り、選択マップ内の全ビット数は「m」である。 a=x+d/q b=x+d/(m―q) ここに、「d」は、「a」カラーおよび「b」カラーの
Y、Cr、Cb成分の各々に関する絶対中央モーメント
である。
てコード化されたブロックに関しては、圧縮解除ステッ
プは、画素の各ブロックに関する絶対中央モーメント及
び選択マップに基づいて、画素の各ブロックに関する第
1カラー「a」および第2カラー「b」を決定するステ
ップを決定するステップを含むことが好ましい。ここ
に、次式に従い、「x」はサンプル平均(または、中央
カラー値、または、算術平均)であり、絶対中央モーメ
ントより暗い選択マップ内の1のビット数は「q」であ
り、選択マップ内の全ビット数は「m」である。 a=x+d/q b=x+d/(m―q) ここに、「d」は、「a」カラーおよび「b」カラーの
Y、Cr、Cb成分の各々に関する絶対中央モーメント
である。
【0118】選択マップに関する幾つかのパターンは元
のイメージの勾配部位(エリア)を表す傾向がある。復
号済み「a」と「b」カラーの間の境界を平滑化するた
めに係数のマップを利用することも可能である。例え
ば、次の値であるものとする。 平均=100 標準偏差=−10 選択マップ=0x137F a=100−(−10)x1.291=113 b=100+(−10)x0.775=92
のイメージの勾配部位(エリア)を表す傾向がある。復
号済み「a」と「b」カラーの間の境界を平滑化するた
めに係数のマップを利用することも可能である。例え
ば、次の値であるものとする。 平均=100 標準偏差=−10 選択マップ=0x137F a=100−(−10)x1.291=113 b=100+(−10)x0.775=92
【0119】調節されない値、係数、及び、調節された
値を次の表に示す。
値を次の表に示す。
【表12】
【0120】背景カラーはデータストリームの最初から
検索される。各レベル2ブロックに関して、レベル2デ
ータはデータストリームから検索され、復号されて、背
景カラーに加えられる。幾らかのブロックに関しては、
レベル1データは一切記憶されない。これらのブロック
においては、レベル2データおよび背景データに関して
結果として得られる値は、当該レベル1ブロック内の1
6個の画素の各々に関して複製される。存在する場合に
は、16個のレベル1ブロックがデータストリームから
検索され、復号されてから、レベル2ブロックからの画
素値に加えられるはずである。
検索される。各レベル2ブロックに関して、レベル2デ
ータはデータストリームから検索され、復号されて、背
景カラーに加えられる。幾らかのブロックに関しては、
レベル1データは一切記憶されない。これらのブロック
においては、レベル2データおよび背景データに関して
結果として得られる値は、当該レベル1ブロック内の1
6個の画素の各々に関して複製される。存在する場合に
は、16個のレベル1ブロックがデータストリームから
検索され、復号されてから、レベル2ブロックからの画
素値に加えられるはずである。
【0121】3つのタイプの後処理フィルタ、即ち、深
度フィルタ(軽、中、または、重)、縁フィルタ(軽、
中、または、重)および、空間フィルタ(5画素軽、
中、または適応可能)、または、各々のカテゴリの中か
ら任意の1つを選定した組合わせを使用可能である。深
度フィルタは、単一均一カラーが復号済みのイメージエ
リア(部位)から「漫画」様外観を除去する。輝度成分
の小さい変動は復号済みイメージ内に注入される。変動
値は指定された濾過レベルに基づいて次の16個の値か
ら無作為に選定される。濾過の軽度レベルに関する一般
的な値を次に示す。
度フィルタ(軽、中、または、重)、縁フィルタ(軽、
中、または、重)および、空間フィルタ(5画素軽、
中、または適応可能)、または、各々のカテゴリの中か
ら任意の1つを選定した組合わせを使用可能である。深
度フィルタは、単一均一カラーが復号済みのイメージエ
リア(部位)から「漫画」様外観を除去する。輝度成分
の小さい変動は復号済みイメージ内に注入される。変動
値は指定された濾過レベルに基づいて次の16個の値か
ら無作為に選定される。濾過の軽度レベルに関する一般
的な値を次に示す。
【表13】 濾過の中度レベルに関する一般的な値を次に示す。
【表14】 濾過の重度レベルに関する一般的な値を次に示す。
【表15】
【0122】エッジ(縁)フィルタは4x4画素レベル
1ブロックの縁で発生する人工事象をマスクするために
役立つ。縁から離れた画素は影響されない。この場合、
図19AからDまでの表は、濾過の3つのレベルを示
す。個の場合、F−JとK−O行の間に水平ブロック境
界が発生し、B−VとC−Wカラムの間に垂直境界が発
生する。
1ブロックの縁で発生する人工事象をマスクするために
役立つ。縁から離れた画素は影響されない。この場合、
図19AからDまでの表は、濾過の3つのレベルを示
す。個の場合、F−JとK−O行の間に水平ブロック境
界が発生し、B−VとC−Wカラムの間に垂直境界が発
生する。
【0123】空間フィルターは従来型のコンボリューシ
ョンフィルタとして動作する。フィルタが比較的少ない
計算能力によって実行し易くするために、コンボリュー
ションマスクの特殊集合が選定される。この特殊集合に
おいては、わずか5個の画素(中央目標画素およびそれ
ぞれ上、下、左、右の画素)が用いられ、除数は2の倍
数であり、通常、空間フィルタの画素の値の合計は除数
に等しい。空間フィルタの実装において、中央目標画素
は、圧縮解除され、かつ復号されたイメージの目標画素
にマッチされ、目標画素の濾過された値は、空間フィル
タの5つの画素と当該イメージの目標画素に関連した圧
縮解除されたイメージの対応する画素の積和を除数によ
って割り算した値として決定される。空間マスク用の他
の形状も、例えば球形マスクのように適することもあり
得る。次のチャートは軽度および中度の5画素空間フィ
ルタ用コンボリュウションマスクを示す。
ョンフィルタとして動作する。フィルタが比較的少ない
計算能力によって実行し易くするために、コンボリュー
ションマスクの特殊集合が選定される。この特殊集合に
おいては、わずか5個の画素(中央目標画素およびそれ
ぞれ上、下、左、右の画素)が用いられ、除数は2の倍
数であり、通常、空間フィルタの画素の値の合計は除数
に等しい。空間フィルタの実装において、中央目標画素
は、圧縮解除され、かつ復号されたイメージの目標画素
にマッチされ、目標画素の濾過された値は、空間フィル
タの5つの画素と当該イメージの目標画素に関連した圧
縮解除されたイメージの対応する画素の積和を除数によ
って割り算した値として決定される。空間マスク用の他
の形状も、例えば球形マスクのように適することもあり
得る。次のチャートは軽度および中度の5画素空間フィ
ルタ用コンボリュウションマスクを示す。
【表16】
【表17】
【0124】適応フィルタは軽度バージョンと中度バー
ジョンの組合わせ体であり、周囲の画素の間の差が重要
である場合の中度フィルタが用いられる。図20の流れ
図はこれらのフィルタの一実装を示す。
ジョンの組合わせ体であり、周囲の画素の間の差が重要
である場合の中度フィルタが用いられる。図20の流れ
図はこれらのフィルタの一実装を示す。
【0125】本発明の方法の一般に好ましい他の一態様
は、更に、YCrCb色空間イメージデータを元のカラ
ーイメージ色空間に戻す変換ステップを含む。一般に好
ましい変種において、これはYCrCb色空間イメージ
データをRGB色空間に戻す変換ステップを含むことが
あり得る。更に、これは、色空間変換に関する選定済み
カラー値の参照テーブルを利用するステップを含むこと
が好ましい。好ましい一態様においては、5個の256
エントリ参照テーブルが利用される。
は、更に、YCrCb色空間イメージデータを元のカラ
ーイメージ色空間に戻す変換ステップを含む。一般に好
ましい変種において、これはYCrCb色空間イメージ
データをRGB色空間に戻す変換ステップを含むことが
あり得る。更に、これは、色空間変換に関する選定済み
カラー値の参照テーブルを利用するステップを含むこと
が好ましい。好ましい一態様においては、5個の256
エントリ参照テーブルが利用される。
【0126】本発明の方法およびシステムはグレースケ
ールイメージ、および、スカラ値を持つ他の単色イメー
ジ及び有彩色イメージシステムにも適用可能であること
は容易に理解できるはずである。本発明の特定の形式が
図示および記述されたが、本発明の趣旨および範囲から
逸脱することなしに種々の改変を行うことが可能である
ことは明白なはずである。従って、添付特許請求の範囲
以外によって本発明が限定されることが意図されるもの
ではない。
ールイメージ、および、スカラ値を持つ他の単色イメー
ジ及び有彩色イメージシステムにも適用可能であること
は容易に理解できるはずである。本発明の特定の形式が
図示および記述されたが、本発明の趣旨および範囲から
逸脱することなしに種々の改変を行うことが可能である
ことは明白なはずである。従って、添付特許請求の範囲
以外によって本発明が限定されることが意図されるもの
ではない。
【図1】従来の技術において知られているGB色空間の
概略図である。
概略図である。
【図2】従来の技術において知られているHVS色空間
におけるNTSC/PALビデオカラーシステムの概略
図である。
におけるNTSC/PALビデオカラーシステムの概略
図である。
【図3】従来の技術において知られているYCrCb色
空間におけるNTSC/PALビデオカラーシステムの
概略図である。
空間におけるNTSC/PALビデオカラーシステムの
概略図である。
【図4】カラーイメージデータを圧縮する本発明の方法
のためのイメージ収集プロセスを示す概略図である。
のためのイメージ収集プロセスを示す概略図である。
【図5】記憶または伝送用にカラーイメージデータを圧
縮する本発明の方法の全体的な概略図である。
縮する本発明の方法の全体的な概略図である。
【図6】カラーイメージデータを圧縮する本発明の方法
に従ったカラーイメージデータ前処理フィルタプロトコ
ルを示す。
に従ったカラーイメージデータ前処理フィルタプロトコ
ルを示す。
【図7】カラーイメージデータを圧縮する本発明の方法
に従ったカラーイメージデータ前処理フィルタプロトコ
ルを示す。
に従ったカラーイメージデータ前処理フィルタプロトコ
ルを示す。
【図8】カラーイメージデータを圧縮する本発明の方法
に従ったカラーイメージデータ前処理フィルタプロトコ
ルを示す。
に従ったカラーイメージデータ前処理フィルタプロトコ
ルを示す。
【図9】カラーイメージデータを圧縮する本発明の方法
に従ったカラーイメージデータ前処理フィルタプロトコ
ルを示す。
に従ったカラーイメージデータ前処理フィルタプロトコ
ルを示す。
【図10】カラーイメージデータを圧縮する本発明の方
法に従ったカラーイメージデータ前処理フィルタプロト
コルを示す。
法に従ったカラーイメージデータ前処理フィルタプロト
コルを示す。
【図11A】カラーイメージデータを圧縮する本発明の
方法に従ったカラーイメージデータ前処理に関するフロ
ーチャートである。
方法に従ったカラーイメージデータ前処理に関するフロ
ーチャートである。
【図11B】カラーイメージデータを圧縮する本発明の
方法に従ったカラーイメージデータ前処理に関するフロ
ーチャートである。
方法に従ったカラーイメージデータ前処理に関するフロ
ーチャートである。
【図11C】カラーイメージデータを圧縮する本発明の
方法に従ったカラーイメージデータ前処理に関するフロ
ーチャートである。
方法に従ったカラーイメージデータ前処理に関するフロ
ーチャートである。
【図11D】カラーイメージデータを圧縮する本発明の
方法に従ったカラーイメージデータ前処理に関するフロ
ーチャートである。
方法に従ったカラーイメージデータ前処理に関するフロ
ーチャートである。
【図11E】カラーイメージデータを圧縮する本発明の
方法に従ってクロマキーカラーおよび範囲を設定するオ
プションのフローチャートである。
方法に従ってクロマキーカラーおよび範囲を設定するオ
プションのフローチャートである。
【図11F】カラーイメージデータを圧縮する本発明の
方法に従った自動クロマキープロセスを示すダイアグラ
ムである。
方法に従った自動クロマキープロセスを示すダイアグラ
ムである。
【図12A】カラーイメージデータを圧縮する本発明の
方法に従ったカラーイメージデータの多重レベル符号化
フローチャートである。
方法に従ったカラーイメージデータの多重レベル符号化
フローチャートである。
【図12B】カラーイメージデータを圧縮する本発明の
方法に従ったカラーイメージデータの多重レベル符号化
フローチャートである。
方法に従ったカラーイメージデータの多重レベル符号化
フローチャートである。
【図12C】カラーイメージデータを圧縮する本発明の
方法に従ったカラーイメージデータの多重レベル符号化
フローチャートである。
方法に従ったカラーイメージデータの多重レベル符号化
フローチャートである。
【図13】カラーイメージデータを圧縮する本発明の方
法に従ったビットストリームを符号化するステップを示
すフローチャートである。
法に従ったビットストリームを符号化するステップを示
すフローチャートである。
【図14A】カラーイメージデータを圧縮する本発明の
方法に従ったコードブック圧縮に関するフローチャート
である。
方法に従ったコードブック圧縮に関するフローチャート
である。
【図14B】カラーイメージデータを圧縮する本発明の
方法に従ったコードブック圧縮に関するフローチャート
である。
方法に従ったコードブック圧縮に関するフローチャート
である。
【図14C】カラーイメージデータを圧縮する本発明の
方法に従ったコードブック圧縮に関するフローチャート
である。
方法に従ったコードブック圧縮に関するフローチャート
である。
【図14D】カラーイメージデータを圧縮する本発明の
方法に従ったコードブック圧縮に関するフローチャート
である。
方法に従ったコードブック圧縮に関するフローチャート
である。
【図14E】カラーイメージデータを圧縮する本発明の
方法に従ったコードブック圧縮に関するフローチャート
である。
方法に従ったコードブック圧縮に関するフローチャート
である。
【図15A】カラーイメージデータを圧縮する本発明の
方法に従ったパターンマップの符号化に関するフローチ
ャートである。
方法に従ったパターンマップの符号化に関するフローチ
ャートである。
【図15B】カラーイメージデータを圧縮する本発明の
方法に従ったパターンマップの符号化に関するフローチ
ャートである。
方法に従ったパターンマップの符号化に関するフローチ
ャートである。
【図15C】カラーイメージデータを圧縮する本発明の
方法に従ったパターンマップの符号化に関するフローチ
ャートである。
方法に従ったパターンマップの符号化に関するフローチ
ャートである。
【図15D】カラーイメージデータを圧縮する本発明の
方法に従ったパターンマップの符号化に関するフローチ
ャートである。
方法に従ったパターンマップの符号化に関するフローチ
ャートである。
【図16】カラーイメージデータを圧縮する本発明の方
法に従ったコードブック探索により輝度または色差値の
符号化に関するフローチャートである。
法に従ったコードブック探索により輝度または色差値の
符号化に関するフローチャートである。
【図17A】適応圧縮のフローチャートである。
【図17B】適応圧縮のフローチャートである。
【図18】データストリームのフォーマットを示す図で
ある。
ある。
【図19A】縁フィルタへの入力の表である。
【図19B】軽度の縁フィルタの表である。
【図19C】中度の縁フィルタの表である。
【図19D】重度の縁フィルタの表である。
【図20】空間フィルタ作用の後処理を示すフローチャ
ートである。
ートである。
Claims (53)
- 【請求項1】 イメージの記憶または伝送に関するイメ
ージのデジタル圧縮方法であって、前記イメージがスカ
ラ値を持つ画素の複数の走査線から成るイメージデータ
を含み、 近傍画素に関するイメージ内個別画素のスカラの値を評
価することによってイメージデータを濾過するステップ
と、 前記イメージを画素の40x40方形配列体に分割する
ことによって前記イメージデータを統計的に符号化し、
画素の各4x4方形を中央カラー値と色分散値と前記ブ
ロック内の16個の画素を表す選択マップとを含む一定
ビット長ブロックに符号化するステップとを含む、 方法。 - 【請求項2】 前記の各ブロックが中央カラー値および
色分散値を含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記イメージデータを統計的に符号化す
る前記ステップが各ブロックの第1サンプルモーメント
を前記ブロック内画素の算術平均として決定するステッ
プを含み、各前記ブロックの前記中央カラー値が前記ブ
ロック内画素の第1モーメントからの前記算術平均に設
定される請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 更に、前記ブロック内画素の第2サンプ
ルモーメントを決定するステップと、前記第1および第
2サンプルモーメントから前記標準偏差を決定すること
によって前記各ブロックの前記色分散値を決定するステ
ップとを含む請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 更に、前記画素値と前記第1サンプルモ
ーメントの間の差の平均を決定することによって第1絶
対モーメントを決定するステップを含み、ここに前記色
分散値が前記第1絶対モーメントに設定される請求項3
に記載の方法。 - 【請求項6】 前記イメージデータを統計的に符号化す
る前記ステップが前記ブロック内の前記画素の算術平均
として各ブロックの第1サンプルモーメント決定するス
テップと、前記ブロック内前記画素の第2サンプル本モ
ーメントを決定するステップと、前記ブロック内の前記
第1サンプルモーメントよりも明るいかまたは暗い値を
持つこれらの画素から前記選択マップを決定するステッ
プとを含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 前記イメージデータを統計的に符号化す
る前記ステップが各ブロックの第1サンプルモーメント
を前記ブロック内の前記画素の算術平均として決定する
ステップと、前記ブロック内の前記画素の第2サンプル
モーメントを決定するステップと、前記ブロック内の最
も明るい画素と最も暗い画素の平均よりも明るいかまた
は暗い値を持つこれらの画素から前記選択マップを決定
するステップとを含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項8】 前記イメージデータを統計的に符号化す
るステップが前記イメージを画素の4x4方形配列体に
分割するステップと更に下位レベルブロックの各4x4
方形の前記中央カラー値を多重レベル符号化するステッ
プとを含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項9】 ブロックの最上レベルの各軸上に4から
15個までのブロックが残るまで前記多重レベル符号化
ステップが繰り返される請求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 ブロックの前記最上レベルが一定背景
色からの残余まで引き下げられる請求項9に記載の方
法。 - 【請求項11】 連続する各下位レベルブロックが前記
上位レベル上の符号化されたブロックからの残余まで引
き下げられる請求項8に記載の方法。 - 【請求項12】 前記画素値が符号化された前記レベル
1ブロックから前記残余まで引き下げられる請求項8に
記載の方法。 - 【請求項13】 更に、入力画素データと複号されたレ
ベル1ブロックの間の圧縮された残余を加え、それによ
ってイメージの無損失デジタル圧縮を提供するステップ
を含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項14】 更に、前記の各ブロックを圧縮解除す
るステップを含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項15】 圧縮解除する前記ステップがコードブ
ック圧縮解除によって前記の各ブロックを圧縮解除する
ステップを含む請求項14に記載の方法。 - 【請求項16】 レベル順のデータストリームに関し
て、圧縮解除する前記ステップがブロックの最高レベル
から最低レベルまで前進するレベルに従いブロックのレ
ベルにおける全てのブロックを復号することによってレ
ベル順に前記ブロックを復号するステップを含む請求項
14に記載の方法。 - 【請求項17】 ブロック順のデータストリームに関し
て、圧縮解除する前記ステップが、連続して各最上レベ
ルを復号し、かつ連続する各最上レベルブロックを復号
する以前に最上レベルブロック内に在る各々の下位レベ
ルブロックを次第に復号することによってブロック順に
ブロックを復号するステップと、必要でないブロックを
処理することなしに前記イメージの選定れた部分をディ
スプレイするステップとを含む請求項14に記載の方
法。 - 【請求項18】 圧縮解除する前記ステップが、前記ブ
ロックの成分をブロック分類に基づいて元のビット数に
復元するステップを含む請求項14に記載の方法。 - 【請求項19】 平均、標準偏差、および、選択マップ
を用いて符号化されるブロックに関して、圧縮解除する
前記ステップが画素の前記各々のブロックに関して平
均、標準偏差、および、選択マップに基づいて画素の各
ブロックに関する第1色「a」を決定するステップと、
前記第1色「a」カラーを対応する画素位置に置くステ
ップとを含み、この場合に前記選択マップ内に1つの1
が発生する請求項14に記載の方法。 - 【請求項20】 平均、標準偏差、および、選択マップ
を用いて符号化されるブロックに関して、圧縮解除する
前記ステップが画素の前記各々のブロックに関して平
均、標準偏差、および、選択マップに基づいて画素の各
ブロックに関する第2色「b」を決定するステップと、
前記第2色「b」カラーを対応する画素位置に置くステ
ップとを含み、この場合に前記選択マップ内に1つの0
が発生する請求項14に記載の方法。 - 【請求項21】 平均、標準偏差、および、選択マップ
を用いて符号化されるブロックに関して、圧縮解除する
前記ステップが画素の各ブロックに関して、平均、標準
偏差、および、選択マップに基づいて画素の各ブロック
に関する第1色「a」及び第2色「b」を決定するステ
ップを含み、ここに、次式に従い、「 ップ内の全ビットの個数が「m」である、 【数1】 請求項14に記載の方法。 - 【請求項22】 に関係する乗数に関して係数の参照用テーブルを利用す
るステップを含む請求項21に記載の方法。 - 【請求項23】 絶対中央モーメント及び選択マップを
用いて符号化されるブロックに関して、圧縮解除する前
記ステップが画素の前記各ブロックに関する前記絶対中
央モーメントおよび選択マップに基づいて画素の各ブロ
ックに関する第1色「a」及び第2色「b」を決定する
ステップを含み、ここに、次式に従い、次式に従い、
「a」カラー及び「b」カラーの各成分Y、Cr、Cb
に関して「x」がサンプル平均(または、中央カラー
値、または、算術平均)であり、前記絶対中央モーメン
トより暗い選択マップにおけるビット1の個数が「q」
であり、前記選択マップ内ビットの全個数が「m」であ
る、 【数2】 請求項14に記載の方法。 - 【請求項24】 更に、元の前記イメージの勾配エリア
を示す復号された「a」と「b」カラーの間の境界を平
滑化するために係数のマップを利用するステップを含む
請求項21に記載の方法。 - 【請求項25】 更に、圧縮解除する前記ステップが、
複数のフィルタを層状に配置することによりイメージを
処理するステップを含む請求項14に記載の方法。 - 【請求項26】 複数のフィルタを層状に配置すること
により前記イメージを処理する前記ステップが圧縮解除
された前記イメージの復号済み均一色部分への輝度変化
を導入するために圧縮解除された前記イメージの部位を
濾過するステップを含む請求項25に記載の方法。 - 【請求項27】 複数のフィルタを層状に配置すること
により前記イメージを処理する前記ステップが前記ブロ
ックの前記の縁において発生する人工事象をマスクする
ために圧縮解除されたイメージの縁のブロックを濾過す
るステップを含む請求項25に記載の方法。 - 【請求項28】 複数のフィルタを層状に配置すること
により前記イメージを処理する前記ステップが、圧縮解
除された部位における選定された目標画素の周りにコン
ボリューションマスクを利用して、前記圧縮解除された
イメージの部位を濾過するステップを含み、前記コンボ
リューションマスクが、目標画素、前記目標画素の上の
画素1個、前記目標画素の下の画素1個、前記目標画素
の左の画素1個、前記目標画素の右の画素1個を含む5
子の画素から成り、前記除数が2の倍数であり、前記中
央目標画素を復号済みイメージの目標画素とマッチさせ
るステップと、圧縮解除されたイメージの目標画素の濾
過された値を空間フィルターの5個の画素と前記イメー
ジの目標画素に関係する復号済みイメージの対応する画
素の積の和を除数によって割り算した値として決定する
請求項25に記載の方法。 - 【請求項29】 更に、YCrCb色空間イメージデー
タを変換して元のカラーイメージ色空間に戻すステップ
を含む請求項14に記載の方法。 - 【請求項30】 YCrCb色空間イメージデータを変
換して元のカラーイメージ色空間または他の所要色空間
に戻すステップを含む請求項14に記載の方法。 - 【請求項31】 YCrCb色空間イメージデータを変
換する前記ステップが色空間変換に関する選択済みカラ
ー値の参照用テーブルを利用して前記イメージデータを
RGB色空間へ変換するステップを含む請求項30に記
載の方法。 - 【請求項32】 YCrCb色空間イメージデータをR
GB色空間に変換する前記ステップが5個の256エン
トリ参照用テーブルを利用するステップを含む請求項3
1に記載の方法。 - 【請求項33】 更に、前記イメージ内ノイズを減少さ
せ、かつ圧縮されたイメージの視覚的な品質を増大させ
るように初期クロマキー値およびデルタ値を設定するこ
とにより、スカラ値を用いて圧縮されつつあるイメージ
において背景を置き換えるステップを含み、圧縮されつ
つあるイメージにおいて背景を置き換える前記ステップ
がクロマキー値に近い前記入力イメージにおける画素の
初期クロマキーマスクを決定するステップを含む請求項
1に記載の方法。 - 【請求項34】 3個のデルタ成分がYCrCb色空間
における矩形領域を表す請求項33に記載の方法。 - 【請求項35】 1つのデルタ成分がYCrCb色空間
における球形領域を表す請求項33に記載の方法。 - 【請求項36】 3個のデルタ成分がHSV色空間にお
ける中空円筒形セグメントを表す請求項33の方法。 - 【請求項37】 更に、前記初期クロマキーマスクから
人工事象を除去するステップを含む請求項33に記載の
方法。 - 【請求項38】 人工事象を除去する前記ステップにお
いて、 a)画素の前記背景マスク集合を初期決定するステップ
と、 b)前記マスク集合に含まれる近傍画素の所定閾値未満
の値を持つ画素を前記マスク集合から除去するステップ
と、 c)前記マスク集合に含まれる近傍画素の所定閾値より
も大きい値の画素を前記マスク集合に加えるステップ
と、前記ステップb)とc)を複数回繰り返すステップ
とを含む請求項37に記載の方法。 - 【請求項39】 人工事象を除去する前記ステップにお
いて、前記初期クロマキーマスクの複数目標画素を調節
するために水平方向に1度および垂直方向に1度だけ画
素5個の摺動線形フィルタを適用するステップと、前記
目標画素が初めにクロマキーマスクに含まれないなら
ば、前記目標画素の両側の画素対がクロマキーマスク内
に在り、かつ前記目標画素が縁に近くないように前記ク
ロマキーマスクに含まれるべき各目標画素を調節するス
テップと、前記目標画素が初めにクロマキーマスクに含
まれていないで、かつ前記目標画素の両側の2つの隣接
画素が前記クロマキーマスクに含まれているならば、ク
ロマキーマスクに含まれるべき各目標画素を調節するス
テップと、前記目標画素が初めにクロマキーマスクに含
まれていないで、かつ前記目標画素から2個以下の画素
の距離に在る3個の隣接画素が前記クロマキーマスクに
含まれるならば、前記クロマキーマスクに含まれるべき
各目標画素を調節するステップと、前記目標画素が前記
クロマキーマスクに初めに含まれていて、かつ前記目標
画素の両側の両方の画素対が前記クロマキーマスクに含
まれないならば前記クロマキーマスクから除外されるべ
き各目標画素を調節するステップとを含む請求項37に
記載の方法。 - 【請求項40】 前記カラーイメージデータを統計的に
符号化する前記ステップが各4x4方形画素の2つのレ
ベルのブロックを符号化するステップを含み、前記2つ
のレベルがレベル1ブロック及びレベル2ブロックを含
み、前記レベル2ブロックが中央カラー値を含む請求項
1に記載の方法。 - 【請求項41】 前記レベル2ブロックが一定背景色の
残余まで引き下げられる請求項40に記載の方法。 - 【請求項42】 前記レベル1ブロックが復号済みレベ
ル2ブロックからの残余まで引き下げられる請求項40
に記載の方法。 - 【請求項43】 更に、ブロック順記憶または伝送用に
データストリームの準備をするステップを含む請求項1
に記載の方法。 - 【請求項44】 ブロック順記憶または伝送用にデータ
ストリームを準備する前記ステップが顔面識別にとって
最も重要な前記イメージの部分を先ず処理するようなブ
ロック順序を選択するステップを含む請求項43に記載
の方法。 - 【請求項45】 前記ブロック順序が円形グループレイ
アウトを提供する請求項43に記載の方法。 - 【請求項46】 前記ブロック順序が楕円形のグループ
レイアウトを提供する請求項43に記載の方法。 - 【請求項47】 前記ブロック順序がベル形グループレ
イアウトを提供する請求項43に記載の方法。 - 【請求項48】 前記イメージの隅が先端を切られる請
求項45、46又は47に記載の方法。 - 【請求項49】 ブロック順に記憶または伝送用にデー
タストリームを準備する前記ステップが前記ブロックを
グループに分割するステップを含む請求項43に記載の
方法。 - 【請求項50】 前記ブロックをグループに分割する前
記ステップが圧縮済み最大バイトの一部分を各グループ
に割り当てるステップを含む請求項49に記載の方法。 - 【請求項51】 前記ブロックをグループに分割する前
記ステップが各グループの完了に際して品質管理閾値を
調節する請求項49に記載の方法。 - 【請求項52】 当該情報が圧縮されたバイトの最大限
界に近いならば、前記ブロックをグループに分割する前
記ステップが処理されるべき最後のグループのブロック
に関するレベル2ブロック情報のみを伝送するステップ
を含む請求項49に記載の方法。 - 【請求項53】 イメージ全体を圧縮済みバイトの最大
限界内に処理することが必要ならば前記ブロックをグル
ープに分割する前記ステップが下位品質レベルにおいて
始動する当該イメージの圧縮を繰り返すステップを含む
請求項49に記載の方法。
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JP (1) | JP2001197318A (ja) |
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EP1100049A2 (en) | 2001-05-16 |
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