JP2001197318A

JP2001197318A - カラーイメージのデジタル圧縮方法

Info

Publication number: JP2001197318A
Application number: JP2000345009A
Authority: JP
Inventors: Anthony H Otto; エイチオットーアントニー
Original assignee: Wada Ayao
Current assignee: Wada Ayao
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2001-07-19
Also published as: EP1100049A2

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【０００４】基本的符号化プロセスの１つはは、Ｐｕｒ
ｄｕｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ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。

【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。

【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＋０．１１４ＢＣｒ＝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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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）。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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：

【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。

【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／ｑｂ＝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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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／ｑｂ＝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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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］＋１６Ｃｒ＝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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【数７】

【００７６】標準偏差は次の方程式によって決定され
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、

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００９８】クオンタイザの値は、次に更に検討するｂ
_YU，ｂ_YP、ｂ_CU、ｂ_CP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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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／ｑｂ＝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＝０ｘ１３７Ｆａ＝１００−（−１０）ｘ１．２９１＝１１３ｂ＝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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

Claims

【特許請求の範囲】

【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。