JP2002540685A - 画像圧縮及び圧縮解除 - Google Patents
画像圧縮及び圧縮解除Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、マイクロソフトS3圧縮方式などの所定の圧縮技術を用いて画像データを圧縮することに関する。圧縮された画像は、次に圧縮解除され、原画像と圧縮解除画像との間の差分値が得られる。このようにして得られた差分値は、次に、圧縮解除画像のやや異なる補正に使用するために圧縮され、圧縮画像データと共に送信又は格納される。
Description
【0001】 本発明は、画像の圧縮及び圧縮解除に関し、特にマイクロソフト社によって実
施許諾されたS3圧縮技術と同様の種類の圧縮及び圧縮解除技術に適用可能であ
る。
施許諾されたS3圧縮技術と同様の種類の圧縮及び圧縮解除技術に適用可能であ
る。
【0002】 画像圧縮は、占める格納空間が原画像よりも小さいデジタルフォーマットの画
像データの新たな表現を作ることから成る。多くの圧縮技術は、原データの全て
を回復せず、代わりに原データのある種の近似を作るので損失があると言われて
いる。 画像を表現するピクセルは、RGBフォーマットに格納されていることが多い
。これは、それらのピクセルが多ビットからなる3つの数で構成されていること
を意味し、これら多ビットからなる3つの数は、それぞれが特定のピクセルに適
用される赤色、緑色、及び、青色の量を表している。別の色フォーマットにYU
Vとして知られているものがある。このYUVにおいては、画像の輝度はY値で
表されて白黒画像を表示するために使用できる一方、色はU値及びV値に包含さ
れるこことなるよう色が符号化される。これらの色フォーマットは、色空間とし
て知られているものを形成するために、直交座標系を用いて図式的に表現するこ
とができる。
像データの新たな表現を作ることから成る。多くの圧縮技術は、原データの全て
を回復せず、代わりに原データのある種の近似を作るので損失があると言われて
いる。 画像を表現するピクセルは、RGBフォーマットに格納されていることが多い
。これは、それらのピクセルが多ビットからなる3つの数で構成されていること
を意味し、これら多ビットからなる3つの数は、それぞれが特定のピクセルに適
用される赤色、緑色、及び、青色の量を表している。別の色フォーマットにYU
Vとして知られているものがある。このYUVにおいては、画像の輝度はY値で
表されて白黒画像を表示するために使用できる一方、色はU値及びV値に包含さ
れるこことなるよう色が符号化される。これらの色フォーマットは、色空間とし
て知られているものを形成するために、直交座標系を用いて図式的に表現するこ
とができる。
【0003】 ある場合には、画像データと共に半透明データが含まれる。この情報は、ある
画像が別の画像又は背景に対比して示される時に使用され、半透明又はアルファ
情報は、その際、1つの画像を他の画像と結合するのに使用される。これは、1
つの画像のエッジを別の画像に溶け込ませる場合に特に有用である。パンチ・ス
ルーとして知られる特別な種類の半透明は、半透明を入切するために使用するこ
とができ、一方、完全に可変的な半透明は、分数又は変数のアルファ値を有する
場合もあり得るパースペクス(perspex)などの対象に対して使用することがで
きる。 大抵の圧縮技術においては、ピクセルのブロックが圧縮技術によって操作され
る。本特許出願においては、通常4×4ピクセルブロックに関連して説明するこ
とになるが、本発明は、無論いかなるブロックサイズに適用してもよい。
画像が別の画像又は背景に対比して示される時に使用され、半透明又はアルファ
情報は、その際、1つの画像を他の画像と結合するのに使用される。これは、1
つの画像のエッジを別の画像に溶け込ませる場合に特に有用である。パンチ・ス
ルーとして知られる特別な種類の半透明は、半透明を入切するために使用するこ
とができ、一方、完全に可変的な半透明は、分数又は変数のアルファ値を有する
場合もあり得るパースペクス(perspex)などの対象に対して使用することがで
きる。 大抵の圧縮技術においては、ピクセルのブロックが圧縮技術によって操作され
る。本特許出願においては、通常4×4ピクセルブロックに関連して説明するこ
とになるが、本発明は、無論いかなるブロックサイズに適用してもよい。
【0004】 上記のS3圧縮技術は、損失のある画像圧縮技術を与える。それは、DXT1
、DXT2、DXT3として知られた3つの異なる圧縮方式を含んでいる。これ
らのうちの最初のものであるDXT1は、原理的に不透明な圧縮方法であって、
その主たる役割は、RGBピクセルブロックを圧縮することである。それは、「
パンチ・スルー」として知られる特別な種類の半透明を提供し、これは半透明値
又はアルファ値がオン又はオフのいずれかの時に使用される。 他の2つの圧縮方式DXT2及びDXT3は、アルファ値が1と0の間である
半透明情報に対してのみ使用される。
、DXT2、DXT3として知られた3つの異なる圧縮方式を含んでいる。これ
らのうちの最初のものであるDXT1は、原理的に不透明な圧縮方法であって、
その主たる役割は、RGBピクセルブロックを圧縮することである。それは、「
パンチ・スルー」として知られる特別な種類の半透明を提供し、これは半透明値
又はアルファ値がオン又はオフのいずれかの時に使用される。 他の2つの圧縮方式DXT2及びDXT3は、アルファ値が1と0の間である
半透明情報に対してのみ使用される。
【0005】 DXT1は、先ず始めに画像を4×4ピクセルのブロックに分割することによ
って作動する。このブロック内の各ピクセルの色が分析され、色空間内で最も遠
くに離れた2点がこの分析から割り出される。次に、これらの端点のそれぞれは
、RGB565フォーマット(赤、緑、青チャンネルの各々に対して、それぞれ
5、6、5ビットを意味する)の16ビット色彩値によって表現される。色空間
内の2つの端点を結ぶ線に沿った色彩値を4×4ブロックの各ピクセルに割り当
てるために、ピクセル毎の2ビットのインデックスが使用される。それぞれのピ
クセルについて使用可能なインデックス値は、00、01、10、11である。
00は1つの端点を表し、11はもう一方の端点を表す。他の2つの値は、圧縮
解除中に補間によって得られる、線に沿う中間点を表す。 代表的な色の選択は、最も遠く離れた2つの値である必要はない。誤差を減ら
すために反復する一層複雑な方式を用いることができるであろうし、例えば色知
覚や他の要素に基づく重みづけを適用することもできるであろう。
って作動する。このブロック内の各ピクセルの色が分析され、色空間内で最も遠
くに離れた2点がこの分析から割り出される。次に、これらの端点のそれぞれは
、RGB565フォーマット(赤、緑、青チャンネルの各々に対して、それぞれ
5、6、5ビットを意味する)の16ビット色彩値によって表現される。色空間
内の2つの端点を結ぶ線に沿った色彩値を4×4ブロックの各ピクセルに割り当
てるために、ピクセル毎の2ビットのインデックスが使用される。それぞれのピ
クセルについて使用可能なインデックス値は、00、01、10、11である。
00は1つの端点を表し、11はもう一方の端点を表す。他の2つの値は、圧縮
解除中に補間によって得られる、線に沿う中間点を表す。 代表的な色の選択は、最も遠く離れた2つの値である必要はない。誤差を減ら
すために反復する一層複雑な方式を用いることができるであろうし、例えば色知
覚や他の要素に基づく重みづけを適用することもできるであろう。
【0006】 可能な4つの色彩値のうちのどれがそのピクセルの原色彩値と最も近く一致す
るかを判断することによって、圧縮装置における各ピクセルにインデックス値が
割り当てられる。すなわち、DXT1は1つの方式を与え、それにより、各ピク
セルが元々例えば24ビットのRGB色彩値で表されていた4×4ピクセルのブ
ロックは、それらの画像データが2つの16ビット色彩値及びピクセル当たり2
ビットのインデックス、従って、合計64ビットからなるものに圧縮される。
るかを判断することによって、圧縮装置における各ピクセルにインデックス値が
割り当てられる。すなわち、DXT1は1つの方式を与え、それにより、各ピク
セルが元々例えば24ビットのRGB色彩値で表されていた4×4ピクセルのブ
ロックは、それらの画像データが2つの16ビット色彩値及びピクセル当たり2
ビットのインデックス、従って、合計64ビットからなるものに圧縮される。
【0007】 パンチスルー半透明は、色空間にただ1つの中間色彩値を持つことにより、ま
た、特定ピクセルに対して半透明がオンであるかオフであるかを判断する第4の
インデックス値を用いることにより、DXT1で処理される。すなわち、4×4
ピクセルブロックのために使用可能な色の数は減少し、それにより、パンチ・ス
ルーが選択される時には、このブロックにおける色表現の質は低下する。
た、特定ピクセルに対して半透明がオンであるかオフであるかを判断する第4の
インデックス値を用いることにより、DXT1で処理される。すなわち、4×4
ピクセルブロックのために使用可能な色の数は減少し、それにより、パンチ・ス
ルーが選択される時には、このブロックにおける色表現の質は低下する。
【0008】 DXT2は、純粋に半透明のために使用される。これは、単に、低い精度でア
ルファ情報を回復することにより作動する。従って、それは、高精度で格納され
たアルファ層に対しては特にうまく働くというわけではない。 DXT3は、アルファデータを格納する別の圧縮方式である。これは、上記の
色彩方法と同様の方法でアルファデータを格納する。それぞれの4×4ピクセル
ブロックに対して、2つの8ビットアルファ値が、この2つの8ビットアルファ
値とこれら2つの極値の間で補間される6つの値の間で選択するための、ピクセ
ル当たりビットのインデックスと共に格納される。
ルファ情報を回復することにより作動する。従って、それは、高精度で格納され
たアルファ層に対しては特にうまく働くというわけではない。 DXT3は、アルファデータを格納する別の圧縮方式である。これは、上記の
色彩方法と同様の方法でアルファデータを格納する。それぞれの4×4ピクセル
ブロックに対して、2つの8ビットアルファ値が、この2つの8ビットアルファ
値とこれら2つの極値の間で補間される6つの値の間で選択するための、ピクセ
ル当たりビットのインデックスと共に格納される。
【0009】 画像ブロックが2つの異なる色の間にエッジを含む時、上記のDXT1などの
方式においては画像の質に問題が生じる可能性がある。ブロックに対する色デー
タは、2つの代表的な色のみによって生成されるので、それら2色の間の平滑化
を表すことのみが可能であって、これら2色の平滑化を表すことはできない。従
って、この方式では画像はあまりうまく圧縮されず、場合によっては、圧縮解除
された画像に濃淡むらをもたらす可能性がある。これは、一般的には許容し難い
ことである。
方式においては画像の質に問題が生じる可能性がある。ブロックに対する色デー
タは、2つの代表的な色のみによって生成されるので、それら2色の間の平滑化
を表すことのみが可能であって、これら2色の平滑化を表すことはできない。従
って、この方式では画像はあまりうまく圧縮されず、場合によっては、圧縮解除
された画像に濃淡むらをもたらす可能性がある。これは、一般的には許容し難い
ことである。
【0010】 本発明の好ましい実施形態は、DXT1などの方式の濃淡むらを減らすことを
目指しており、また、視覚的な人工生成物(artefacts)を減らすほか、最小2
乗誤差などの計測される判定基準を更に容易に減らすことによって、圧縮及び圧
縮解除の後の画像の視覚的品質を改善することを目指している。 本発明の実施形態は、半透明情報に対して使用される上記の他のDXT圧縮方
式にも適用できる。 本発明は、添付の請求項に一層正確に示されており、ここで、参照されたい。 ここで、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を例示的に以下
に詳しく説明する。
目指しており、また、視覚的な人工生成物(artefacts)を減らすほか、最小2
乗誤差などの計測される判定基準を更に容易に減らすことによって、圧縮及び圧
縮解除の後の画像の視覚的品質を改善することを目指している。 本発明の実施形態は、半透明情報に対して使用される上記の他のDXT圧縮方
式にも適用できる。 本発明は、添付の請求項に一層正確に示されており、ここで、参照されたい。 ここで、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を例示的に以下
に詳しく説明する。
【0011】 上記の実施形態は、DXT1画像圧縮の品質に対する改善を含む。上記のよう
な基本的な方式は、4×4ピクセルブロックに対するRGB色データを合計32
ビットとなる2つのRGB565表示の色と、補間されたどの色を使用するかと
いうことを示すピクセル当たり2ビットのインデックスとに圧縮する。後者によ
り別の32ビットが加わり、全部で64ビットになる。
な基本的な方式は、4×4ピクセルブロックに対するRGB色データを合計32
ビットとなる2つのRGB565表示の色と、補間されたどの色を使用するかと
いうことを示すピクセル当たり2ビットのインデックスとに圧縮する。後者によ
り別の32ビットが加わり、全部で64ビットになる。
【0012】 圧縮段階のブロック図を示す図1において、原ピクセルaが装置に入り、各ブ
ロックに対して圧縮近似層fを出力するS3圧縮装置2のDXT1方式に従って
圧縮されるのを見ることができる。 この実施形態において、装置2はまた、圧縮解除装置4に供給される圧縮近似
層を出力端子bで出力する。この圧縮解除装置は、圧縮近似層が通常圧縮解除さ
れると思われるのと同じ方式で、圧縮近似層を圧縮解除する。この出力cは、原
画像を圧縮解除された形で表示するのに用いられるであろうデータである。この
データと原ピクセルデータとは、減算装置6に送られる。この減算装置6は、原
ピクセルと圧縮解除されたピクセルとの差を得るのに用いられる。
ロックに対して圧縮近似層fを出力するS3圧縮装置2のDXT1方式に従って
圧縮されるのを見ることができる。 この実施形態において、装置2はまた、圧縮解除装置4に供給される圧縮近似
層を出力端子bで出力する。この圧縮解除装置は、圧縮近似層が通常圧縮解除さ
れると思われるのと同じ方式で、圧縮近似層を圧縮解除する。この出力cは、原
画像を圧縮解除された形で表示するのに用いられるであろうデータである。この
データと原ピクセルデータとは、減算装置6に送られる。この減算装置6は、原
ピクセルと圧縮解除されたピクセルとの差を得るのに用いられる。
【0013】 すなわち、各ピクセルに対して各RGB値に対する差分が存在することになり
、この差は、出力端子dにおいて与えられる。この差分値は、次に、変換装置8
へ送られる。これは任意選択であるが、好ましい実施形態においては使用される
ことになる。この変換装置8の目的は、各4×4ピクセルブロックに対する誤差
値の範囲を判断してこれらの誤差値にスケーリングを適用し、それらがその後圧
縮され、圧縮画像データと共に圧縮解除時に妥当な正確さを与えることになる形
で伝送されることを確実にする。ブロックに適用されるスケーリングは、出力g
において与えられる。
、この差は、出力端子dにおいて与えられる。この差分値は、次に、変換装置8
へ送られる。これは任意選択であるが、好ましい実施形態においては使用される
ことになる。この変換装置8の目的は、各4×4ピクセルブロックに対する誤差
値の範囲を判断してこれらの誤差値にスケーリングを適用し、それらがその後圧
縮され、圧縮画像データと共に圧縮解除時に妥当な正確さを与えることになる形
で伝送されることを確実にする。ブロックに適用されるスケーリングは、出力g
において与えられる。
【0014】 変換装置の他の出力は、スケール値そのものである。これらは、別のDXT1
圧縮装置に送られる。この圧縮装置は、近似層を圧縮するのと同様な方法で差分
ピクセルデータを圧縮する。色空間におけるブロック内の全ての差分ピクセルの
極値を表すために、2つの代表的な色差分が選択され、RGB565フォーマッ
トで格納される。次に、これら2つの端点及びこれら2つの端点を結ぶ線上の2
つの中間点のうちのいずれがブロック内の各ピクセルに割り当てられるべきかを
示すために、ピクセル与え2ビットのインデックスが使用される。
圧縮装置に送られる。この圧縮装置は、近似層を圧縮するのと同様な方法で差分
ピクセルデータを圧縮する。色空間におけるブロック内の全ての差分ピクセルの
極値を表すために、2つの代表的な色差分が選択され、RGB565フォーマッ
トで格納される。次に、これら2つの端点及びこれら2つの端点を結ぶ線上の2
つの中間点のうちのいずれがブロック内の各ピクセルに割り当てられるべきかを
示すために、ピクセル与え2ビットのインデックスが使用される。
【0015】 すなわち、圧縮誤差層hは、装置10によって出力され、圧縮近似層の64ビ
ットに加えて更に64ビットを含んでいる。圧縮近似層、圧縮誤差層、及び、各
ブロックに対するスケーリングは、その後格納されるか、又は、後に続く圧縮解
除のために必要に応じて伝送することができる。 変換装置を省略し、スケーリングされていないデータを送ることにより、シス
テムを単純化してもよい。
ットに加えて更に64ビットを含んでいる。圧縮近似層、圧縮誤差層、及び、各
ブロックに対するスケーリングは、その後格納されるか、又は、後に続く圧縮解
除のために必要に応じて伝送することができる。 変換装置を省略し、スケーリングされていないデータを送ることにより、シス
テムを単純化してもよい。
【0016】 誤差層のために用いられるビット数は、圧縮近似層に用いられるビット数より
多くても少なくても可能であろう。スケーリングを表すために用いられるビット
は、近似層及び誤差層に含まれる。第1のビットは、近似層内の代表値の順序化
に由来し、例えば、昇順は1、降順は0で表す。同様に、第2のビットは、誤差
層内の代表値の順序化に由来する。
多くても少なくても可能であろう。スケーリングを表すために用いられるビット
は、近似層及び誤差層に含まれる。第1のビットは、近似層内の代表値の順序化
に由来し、例えば、昇順は1、降順は0で表す。同様に、第2のビットは、誤差
層内の代表値の順序化に由来する。
【0017】 画像データは、図2の装置で圧縮解除される。この装置は、圧縮装置とは逆の
方式で作動する。 近似層fは、DXT1圧縮解除装置12へ送られる。圧縮解除装置12は、圧
縮解除された出力kを与える。同時に、同等なブロックに対する誤差層が、ブロ
ック内の各ピクセルに対する圧縮解除誤差iをもたらすDXT1圧縮解除装置1
4に送られる。スケーリングgは、スケーリングされた圧縮解除ピクセルに対し
て変換装置8とは逆のスケーリングを実行してスケーリングされていない圧縮解
除誤差jを与える変換装置16へ送られる(スケーリングされていないデータが
送られる場合には、これは省略される)。圧縮解除ピクセルデータk及び圧縮解
除誤差データjは、次に、各ピクセルに対して加算装置18で結合され、圧縮解
除されて誤差調節されたピクセルを出力lで与える。
方式で作動する。 近似層fは、DXT1圧縮解除装置12へ送られる。圧縮解除装置12は、圧
縮解除された出力kを与える。同時に、同等なブロックに対する誤差層が、ブロ
ック内の各ピクセルに対する圧縮解除誤差iをもたらすDXT1圧縮解除装置1
4に送られる。スケーリングgは、スケーリングされた圧縮解除ピクセルに対し
て変換装置8とは逆のスケーリングを実行してスケーリングされていない圧縮解
除誤差jを与える変換装置16へ送られる(スケーリングされていないデータが
送られる場合には、これは省略される)。圧縮解除ピクセルデータk及び圧縮解
除誤差データjは、次に、各ピクセルに対して加算装置18で結合され、圧縮解
除されて誤差調節されたピクセルを出力lで与える。
【0018】 格納されたスケーリングにより、誤差値をブロック毎に決まった量でスケーリ
ングすることができる。このことは、異なるブロックhに格納された誤差範囲を
動的に変更する方法を可能にし、それにより、各誤差に最大の解像度が与えられ
るのを可能にする。RG値及びB値の各々に対して異なるスケーリングが与えら
れるように、システムを変更することができるであろう。
ングすることができる。このことは、異なるブロックhに格納された誤差範囲を
動的に変更する方法を可能にし、それにより、各誤差に最大の解像度が与えられ
るのを可能にする。RG値及びB値の各々に対して異なるスケーリングが与えら
れるように、システムを変更することができるであろう。
【0019】 特にこの実装においては、ここでスケーリングセットと呼ぶ、例えば、16、
32、64、及び、128のセットからどのスケーリングが使用されるかを指定
するためにブロック当たり2ビットが使用される。これらのビットの供給源に関
して次に検討する。 例えば、ピクセルの原RGB値が(76、87、129)であり、近似層が圧
縮解除後に値(62、92、116)を持つピクセルを生成する場合、差分ピク
セルは、(6、5、−13)の値を持つ。各色彩成分に対する最大絶対差分は1
6よりも小さいから、全ての誤差を表すためのスケーリングセットから範囲16
を選ぶことは適切である。数値16で表される範囲は、−15と15との間の任
意の値を表すことができ、従って、値15、あるいは一般の場合には(範囲−1
)という値が差分値に加算されて、値(21、20、2)を有する、すなわち、
各成分が0〜31又は0〜(範囲−1)の範囲内にあるスケーリングされた差分
ピクセルを与える。その数は、次に、それが可能な限り高い範囲、この場合には
8ビットの範囲を占めるようにスケーリングされる。この場合、スケーリングの
目的で各成分には8が掛けられることになる。すなわち、スケーリングされて書
き換えられた差分ピクセルは、(168、160、16)となる。ブロック内の
全部で16の変換差分ピクセルが見出されると、それらは、次に、DXT1方法
を用いて圧縮される。 他のスケーリングセットやスケーリング関数を選択する方法を使用することが
でき、例えば、最大値、平均値、又は、他の何らかの尺度が使用できる。
32、64、及び、128のセットからどのスケーリングが使用されるかを指定
するためにブロック当たり2ビットが使用される。これらのビットの供給源に関
して次に検討する。 例えば、ピクセルの原RGB値が(76、87、129)であり、近似層が圧
縮解除後に値(62、92、116)を持つピクセルを生成する場合、差分ピク
セルは、(6、5、−13)の値を持つ。各色彩成分に対する最大絶対差分は1
6よりも小さいから、全ての誤差を表すためのスケーリングセットから範囲16
を選ぶことは適切である。数値16で表される範囲は、−15と15との間の任
意の値を表すことができ、従って、値15、あるいは一般の場合には(範囲−1
)という値が差分値に加算されて、値(21、20、2)を有する、すなわち、
各成分が0〜31又は0〜(範囲−1)の範囲内にあるスケーリングされた差分
ピクセルを与える。その数は、次に、それが可能な限り高い範囲、この場合には
8ビットの範囲を占めるようにスケーリングされる。この場合、スケーリングの
目的で各成分には8が掛けられることになる。すなわち、スケーリングされて書
き換えられた差分ピクセルは、(168、160、16)となる。ブロック内の
全部で16の変換差分ピクセルが見出されると、それらは、次に、DXT1方法
を用いて圧縮される。 他のスケーリングセットやスケーリング関数を選択する方法を使用することが
でき、例えば、最大値、平均値、又は、他の何らかの尺度が使用できる。
【0020】 圧縮解除装置においては、上記と逆の処理に従っている。上記と同じピクセル
の圧縮解除差分ピクセルが(175、155、20)である場合、スケーリング
を元に戻したピクセルは、(21、19、3)で与えられる。これは、次に、圧
縮解除差分ピクセルを(6、4、−12)として与える。これは、次に、原ピク
セルの圧縮解除値、すなわち(62、92、116)から減算され、(56、8
8、128)を与えることができる。この数値は、近似層のピクセル値よりも原
ピクセル値の(56、87、129)にずっと近いものである。
の圧縮解除差分ピクセルが(175、155、20)である場合、スケーリング
を元に戻したピクセルは、(21、19、3)で与えられる。これは、次に、圧
縮解除差分ピクセルを(6、4、−12)として与える。これは、次に、原ピク
セルの圧縮解除値、すなわち(62、92、116)から減算され、(56、8
8、128)を与えることができる。この数値は、近似層のピクセル値よりも原
ピクセル値の(56、87、129)にずっと近いものである。
【0021】 いくつかの数値が可能な限り大きな差分値、ここでは127、を超える場合が
あることも可能である。そのような場合、誤差は、その範囲内にあるように抑え
られるであろう。 スケーリングセットからスケーリングを選ぶために使用される2ビットは、S
3 DXT1圧縮方式が通常ブロックとパンチスルー・ブロックとの間で選択す
るのと同じ方法で選ばれる。これには、上記の通り、スケーリングが存在するか
否かを示すために2つの代表値を昇順又は降順のいずれかに置くことを伴う。
あることも可能である。そのような場合、誤差は、その範囲内にあるように抑え
られるであろう。 スケーリングセットからスケーリングを選ぶために使用される2ビットは、S
3 DXT1圧縮方式が通常ブロックとパンチスルー・ブロックとの間で選択す
るのと同じ方法で選ばれる。これには、上記の通り、スケーリングが存在するか
否かを示すために2つの代表値を昇順又は降順のいずれかに置くことを伴う。
【0022】 図1に示す圧縮装置は、必要なDXT1圧縮装置が1つだけで済むように変更
可能であろう。この変更には、圧縮装置2からの圧縮誤差層のほか、圧縮近似層
を与えるために、フィードバック機構の使用を伴うであろう。同様に、圧縮解除
においては、誤差近似層と、圧縮解除装置及び変換装置16との間に適切な多重
化を設けることにより、圧縮解除装置をただ1つだけ用いることが可能である。
可能であろう。この変更には、圧縮装置2からの圧縮誤差層のほか、圧縮近似層
を与えるために、フィードバック機構の使用を伴うであろう。同様に、圧縮解除
においては、誤差近似層と、圧縮解除装置及び変換装置16との間に適切な多重
化を設けることにより、圧縮解除装置をただ1つだけ用いることが可能である。
【0023】 他の実施形態においては、圧縮方式は、パンチスルー半透明と共に用いること
ができる。この場合、インデックスの1つの値は、パンチスルー値を表す。この
値がインデックスに存在するという事実は、2つの代表色又は2つの誤差値の順
序によって表される。格納された第1の代表色又は誤差値が第2のものよりも大
きな値である場合、インデックス値のうちの1つはパンチ・スルーを表す。代表
色又は誤差値が逆の順序である場合、全てのインデックス値は、色空間の線上の
点を表すために使用される。これが利用される時には、本発明の実施形態でもた
らされる誤差補正処理のために、品質低下は、基本的DXT1圧縮方式における
よりも遥かに小さくなる。このような構成においては、スケーリング関数のため
に使用される2ビットは、近似誤差層の代表値に対してRGB565の代わりに
RGB555を用いることによって与えられる。このことは、スケーリング関数
として用いる追加の2ビットを自由に使えるようにする。パンチスルー・ビット
は、RGB555によって自由になるビットのうちの1つであり得ることは明ら
かであり、これは特定の用途において必要である。
ができる。この場合、インデックスの1つの値は、パンチスルー値を表す。この
値がインデックスに存在するという事実は、2つの代表色又は2つの誤差値の順
序によって表される。格納された第1の代表色又は誤差値が第2のものよりも大
きな値である場合、インデックス値のうちの1つはパンチ・スルーを表す。代表
色又は誤差値が逆の順序である場合、全てのインデックス値は、色空間の線上の
点を表すために使用される。これが利用される時には、本発明の実施形態でもた
らされる誤差補正処理のために、品質低下は、基本的DXT1圧縮方式における
よりも遥かに小さくなる。このような構成においては、スケーリング関数のため
に使用される2ビットは、近似誤差層の代表値に対してRGB565の代わりに
RGB555を用いることによって与えられる。このことは、スケーリング関数
として用いる追加の2ビットを自由に使えるようにする。パンチスルー・ビット
は、RGB555によって自由になるビットのうちの1つであり得ることは明ら
かであり、これは特定の用途において必要である。
【0024】 本発明の別の実施形態においても、2つの層は、伝送のために用いられる。こ
れらのうちの第1層は、色フォーマットRGB444に格納され、合計で48ビ
ットの格納容量を占める4つのピクセルから成る。これらのピクセルの各々は、
4×4ピクセルブロックにおける4つの2×2ブロックの各々において平均色を
表す。これらの平均ピクセルは、RGB444フォーマットに対する打ち切り処
理の後に、明示的に格納される。次に、第2層は、原ピクセル値の各々により近
く近似させる補正のために平均ピクセルの各々に加えられる、誤差層又は差分層
から成る。各サブブロックの全ての誤差を上記のものと同様な方法で同じ範囲内
に収めるために、スケーリングがそれぞれの2×2サブブロックに施される。
れらのうちの第1層は、色フォーマットRGB444に格納され、合計で48ビ
ットの格納容量を占める4つのピクセルから成る。これらのピクセルの各々は、
4×4ピクセルブロックにおける4つの2×2ブロックの各々において平均色を
表す。これらの平均ピクセルは、RGB444フォーマットに対する打ち切り処
理の後に、明示的に格納される。次に、第2層は、原ピクセル値の各々により近
く近似させる補正のために平均ピクセルの各々に加えられる、誤差層又は差分層
から成る。各サブブロックの全ての誤差を上記のものと同様な方法で同じ範囲内
に収めるために、スケーリングがそれぞれの2×2サブブロックに施される。
【0025】 別の実施形態においては、アルファ値又は半透明値を圧縮するために、誤差層
がDXT2又はDXT3方式に加えられる。これが行われる方法は、上記の方法
と類似している。すなわち、誤差層が各DXT3圧縮方式に加えられる。上記の
通り、この方式は、各サブブロックに対して2つの8ビットアルファ値を生成し
、1つのピクセルに対する3ビットのインデックスは、代表値から生成される中
間アルファ値を表している。これは、近似層が、3つではなく2つの8ビットア
ルファ値と、それに続くピクセル当たり2ビットのインデックスとから成るよう
に変更される。誤差層は、次に、2つの8ビット差分代表値と、2つの代表アル
ファ値から生成された総計4つの補間差分値を指し示すピクセル当たり2ビット
のインデックスとから成る。ブロック毎の誤差は、次に、ブロック毎の平均誤差
又は最大誤差に基づいてスケーリングすることができ、ブロックにおいて誤差が
少なくより良い解像度を与えるために、圧縮に先立って打ち切り処理をすること
ができる。不透明な場合のように、代表値の順序化からもたらされる2ビットは
、サイズ4のスケーリングセットからスケーリング値を指定するために用いるこ
とができる。
がDXT2又はDXT3方式に加えられる。これが行われる方法は、上記の方法
と類似している。すなわち、誤差層が各DXT3圧縮方式に加えられる。上記の
通り、この方式は、各サブブロックに対して2つの8ビットアルファ値を生成し
、1つのピクセルに対する3ビットのインデックスは、代表値から生成される中
間アルファ値を表している。これは、近似層が、3つではなく2つの8ビットア
ルファ値と、それに続くピクセル当たり2ビットのインデックスとから成るよう
に変更される。誤差層は、次に、2つの8ビット差分代表値と、2つの代表アル
ファ値から生成された総計4つの補間差分値を指し示すピクセル当たり2ビット
のインデックスとから成る。ブロック毎の誤差は、次に、ブロック毎の平均誤差
又は最大誤差に基づいてスケーリングすることができ、ブロックにおいて誤差が
少なくより良い解像度を与えるために、圧縮に先立って打ち切り処理をすること
ができる。不透明な場合のように、代表値の順序化からもたらされる2ビットは
、サイズ4のスケーリングセットからスケーリング値を指定するために用いるこ
とができる。
【0026】 本発明は、YUVなどの他の色フォーマットで格納されたピクセル上で使用す
ることができる。これが為される場合、色彩成分の区分に応じてピクセルを幾つ
かの異なるグループに分けると役に立つ場合がある。YUVフォーマットで格納
されたピクセルは、3つの方式を用いて表すことができる。第1に、上記のアル
ファのみの圧縮方法と同様な方式の2つの代表値とピクセル当たり2ビットのイ
ンデックスとを用いて、Yチャンネルの近似が与えられる。次に、Uチャンネル
及びVチャンネルに対する第2の近似層は、これもまた2つのUV代表値とピク
セル当たり2ビットのインデックスとを用いて与えられる。最後に、Y近似層は
、Yにおける誤差で構成される層で補正される。本実施例においては、UV層は
補正されておらず、また、あまり重要でないと思われるが、本発明の別の実施形
態においては、これを行なうことができるであろう。
ることができる。これが為される場合、色彩成分の区分に応じてピクセルを幾つ
かの異なるグループに分けると役に立つ場合がある。YUVフォーマットで格納
されたピクセルは、3つの方式を用いて表すことができる。第1に、上記のアル
ファのみの圧縮方法と同様な方式の2つの代表値とピクセル当たり2ビットのイ
ンデックスとを用いて、Yチャンネルの近似が与えられる。次に、Uチャンネル
及びVチャンネルに対する第2の近似層は、これもまた2つのUV代表値とピク
セル当たり2ビットのインデックスとを用いて与えられる。最後に、Y近似層は
、Yにおける誤差で構成される層で補正される。本実施例においては、UV層は
補正されておらず、また、あまり重要でないと思われるが、本発明の別の実施形
態においては、これを行なうことができるであろう。
【0027】 ピクセルの誤差層及び近似層に対して最良の2つの代表値又は端点を見つける
ことは、必ずしも色空間の最も離れた2点を選ぶことによって為される必要はな
い。あるフォーマットの調整及び反復を以下のように使用することができる。 第1に、ピクセルに対する最良の2つの代表値又は端点は、それらの間の補間
点を考慮することなく見出される。これは、色空間の最も離れた2つのピクセル
を取り、次に、一般化ロイドアルゴリズムの少数回の反復を実行してより良い1
対の代表値を見つけることにより行われる。これらの代表値は、初期の形態又は
端点の値である。これとは別に、単にピクセルの最も遠いものから始めることも
できるであろう。 端点コードを見出す別の方法は、ピクセルに対してある多変量解析を行い、そ
れらの点の分散マトリックスの固有値を取ることによって、データの平均方向及
び主方向を見出すことである。この時点でコードを受け入れることができ、その
次の段階が始まる。
ことは、必ずしも色空間の最も離れた2点を選ぶことによって為される必要はな
い。あるフォーマットの調整及び反復を以下のように使用することができる。 第1に、ピクセルに対する最良の2つの代表値又は端点は、それらの間の補間
点を考慮することなく見出される。これは、色空間の最も離れた2つのピクセル
を取り、次に、一般化ロイドアルゴリズムの少数回の反復を実行してより良い1
対の代表値を見つけることにより行われる。これらの代表値は、初期の形態又は
端点の値である。これとは別に、単にピクセルの最も遠いものから始めることも
できるであろう。 端点コードを見出す別の方法は、ピクセルに対してある多変量解析を行い、そ
れらの点の分散マトリックスの固有値を取ることによって、データの平均方向及
び主方向を見出すことである。この時点でコードを受け入れることができ、その
次の段階が始まる。
【0028】 これとは別に、多数回の反復を行うことにより反復の第2段階を実行すること
ができ、最適合の2つの端点コードが改善される。これは、ある特定の反復にお
けるピクセルに最も近い読み取りコードに関して最小2乗条件を満たすために行
われる。最後に、この反復には、試験的にある種の疑似アニーリングを含むこと
ができ、より小さな誤差をただ単に受け入れる代わりに、局所的極小値から免れ
ることができるであろう。 また、Yにおける誤差又は差分から成る層によってのみ補正されたYUV代表
値の近似値を与えるなどの他の処理を実装することも可能であろう。
ができ、最適合の2つの端点コードが改善される。これは、ある特定の反復にお
けるピクセルに最も近い読み取りコードに関して最小2乗条件を満たすために行
われる。最後に、この反復には、試験的にある種の疑似アニーリングを含むこと
ができ、より小さな誤差をただ単に受け入れる代わりに、局所的極小値から免れ
ることができるであろう。 また、Yにおける誤差又は差分から成る層によってのみ補正されたYUV代表
値の近似値を与えるなどの他の処理を実装することも可能であろう。
【0029】 この種類の画像圧縮及び圧縮解除は、一般的に家庭で用いられる例えばコンピ
ュータゲームなどのビデオグラフィックスにおいて使用され、そのゲームに関係
したソフトウエアと共にあるフォーマットの機械読取可能なデータ媒体上で供給
される。それはまた、一層大きな目的で構築されたアーケード型ビデオゲームに
使用することもできる。また、それは、リアルタイムのビデオ送信に用いること
もできるであろう。
ュータゲームなどのビデオグラフィックスにおいて使用され、そのゲームに関係
したソフトウエアと共にあるフォーマットの機械読取可能なデータ媒体上で供給
される。それはまた、一層大きな目的で構築されたアーケード型ビデオゲームに
使用することもできる。また、それは、リアルタイムのビデオ送信に用いること
もできるであろう。
【0030】 ゲーム型の用途においては、データの圧縮は、ソフトウエアの販売以前に実行
される。すなわち、S3装置などの圧縮装置は、本発明の実施形態に従って、上
記の図1に示すような装置を与えるためにハードウエア的に変更されることにな
るであろうし、又は、全ての圧縮がソフトウエアでもたらされる場合、それは、
S3技術を用いて画像を圧縮するのに使用されるソフトウエアを変更することに
より行われることになるであろう。
される。すなわち、S3装置などの圧縮装置は、本発明の実施形態に従って、上
記の図1に示すような装置を与えるためにハードウエア的に変更されることにな
るであろうし、又は、全ての圧縮がソフトウエアでもたらされる場合、それは、
S3技術を用いて画像を圧縮するのに使用されるソフトウエアを変更することに
より行われることになるであろう。
【図1】 本発明を組み入れた圧縮装置のブロック図である。
【図2】 本発明を組み入れた圧縮解除装置のブロック図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5C057 AA03 BA01 CA01 DA01 EL01 EM01 EM11 EM14 FB03 GH01 GJ02 5C059 KK27 KK30 MA00 MA01 MA31 MB23 PP15 PP16 RB02 SS08 SS20 UA02 UA06 UA38 UA39 5J064 BA01 BD01
Claims (17)
- 【請求項1】 所定の圧縮技術を用いて画像データを圧縮する段階と、 前記このようにして圧縮された画像を圧縮解除する段階と、 原画像と前記圧縮解除画像との間の差分値を得る段階と、 前記圧縮解除画像を次に補正するのに用いるために、前記そのように得られた
差分値を圧縮する段階と、 圧縮画像データと圧縮差分値とを圧縮解除のために与える段階と、 を含むことを特徴とする、デジタル画像データを圧縮する方法。 - 【請求項2】 前記差分値は、前記画像と同じ圧縮方法を用いて圧縮される
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記差分値は、圧縮の前にこれらの差分値に適用されるスケ
ーリングを有し、前記スケーリングもまた圧縮解除のために与えられることを特
徴とする請求項1又は請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 前記画像データは、色データを含むことを特徴とする請求項
1から請求項3のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項5】 前記画像データは、半透明データを含むことを特徴とする請
求項1から請求項4のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項6】 所定の圧縮技術を用いて前記画像データを圧縮する手段と、 前記圧縮画像データを圧縮解除する手段と、 前記原画像データと前記圧縮解除画像データとから差分値を得る手段と、 前記そのように得られた差分値を圧縮する手段と、 後に続く圧縮解除のために前記圧縮画像データと圧縮差分値とを与える手段と
、 を含むことを特徴とする、デジタル画像データを圧縮する装置。 - 【請求項7】 前記差分値を圧縮する手段は、前記画像データを圧縮する手
段と同じ圧縮技術を用いることを特徴とする請求項6に記載の装置。 - 【請求項8】 圧縮の前に前記差分値をスケーリングする手段を含み、その
スケーリングもまた圧縮解除のために与えられることを特徴とする請求項6又は
請求項7に記載の装置。 - 【請求項9】 所定の圧縮解除技術を用いて前記圧縮画像データを圧縮解除
する段階と、 前記圧縮画像データに付随する圧縮差分値を圧縮解除する段階と、 前記圧縮解除差分値で前記圧縮解除画像データを補正する段階と、 を含むことを特徴とする、圧縮デジタル画像データを圧縮解除する方法。 - 【請求項10】 前記圧縮画像データ及び差分値は、両方とも同じ圧縮解除
技術を用いて圧縮解除されることを特徴とする請求項9に記載の方法。 - 【請求項11】 前記差分値は、スケーリングされた差分値であり、前記圧
縮解除差分値に逆スケーリングを適用する段階を更に含むことを特徴とする請求
項9又は請求項10に記載の方法。 - 【請求項12】 所定の圧縮解除技術に従って前記圧縮画像データを圧縮解
除する手段と、 前記圧縮画像データに付随する圧縮差分値を圧縮解除する手段と、 前記圧縮解除差分値で前記圧縮解除画像データを補正する手段と、 を含むことを特徴とする、圧縮デジタル画像データを圧縮解除する装置。 - 【請求項13】 前記画像データを圧縮解除する手段と前記差分値を圧縮解
除する手段とは、両方とも同じ圧縮解除技術を用いることを特徴とする請求項1
2に記載の装置。 - 【請求項14】 前記差分値は、スケーリングされた差分値であり、前記ス
ケーリングされた差分値に逆スケーリングを適用する手段を更に含むことを特徴
とする請求項12又は請求項13のいずれか1項に記載の装置。 - 【請求項15】 請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、又は、請求項
5に記載された前記方法によって圧縮された画像データを含むことを特徴とする
、コンピュータプログラム製品。 - 【請求項16】 請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、又は、請求項
5に記載された前記方法によって圧縮された画像データを含むことを特徴とする
、機械読取可能なデータ媒体。 - 【請求項17】 請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、又は、請求項
5に記載された前記方法によってデジタル画像データを圧縮するようにコンピュ
ータを構成する命令セットを含むことを特徴とする、コンピュータプログラム製
品。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB9906603A GB2348334A (en) | 1999-03-22 | 1999-03-22 | A method of compressing digital image data |
GB9906603.7 | 1999-03-22 | ||
PCT/GB2000/001081 WO2000057649A1 (en) | 1999-03-22 | 2000-03-22 | Image compression and decompression |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002540685A true JP2002540685A (ja) | 2002-11-26 |
Family
ID=10850147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000607420A Pending JP2002540685A (ja) | 1999-03-22 | 2000-03-22 | 画像圧縮及び圧縮解除 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1163800A1 (ja) |
JP (1) | JP2002540685A (ja) |
GB (1) | GB2348334A (ja) |
WO (1) | WO2000057649A1 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9418450B2 (en) | 2006-08-31 | 2016-08-16 | Ati Technologies Ulc | Texture compression techniques |
GB2445008B (en) * | 2006-12-20 | 2008-12-31 | Sony Comp Entertainment Europe | Image compression and/or decompression |
US9058637B2 (en) | 2011-05-05 | 2015-06-16 | Arm Limited | Method of and apparatus for encoding and decoding data |
US10147202B2 (en) * | 2013-03-15 | 2018-12-04 | Arm Limited | Methods of and apparatus for encoding and decoding data |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1056562A (ja) * | 1996-08-09 | 1998-02-24 | Kokusai Electric Co Ltd | 画像通信方法及び画像通信装置 |
US5838818A (en) * | 1997-06-18 | 1998-11-17 | Hewlett-Packard Company | Artifact reduction compression method and apparatus for mosaiced images |
US5956431A (en) * | 1997-10-02 | 1999-09-21 | S3 Incorporated | System and method for fixed-rate block-based image compression with inferred pixel values |
-
1999
- 1999-03-22 GB GB9906603A patent/GB2348334A/en not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-03-22 EP EP00912762A patent/EP1163800A1/en not_active Withdrawn
- 2000-03-22 WO PCT/GB2000/001081 patent/WO2000057649A1/en not_active Application Discontinuation
- 2000-03-22 JP JP2000607420A patent/JP2002540685A/ja active Pending
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---|---|
GB2348334A (en) | 2000-09-27 |
GB9906603D0 (en) | 1999-05-19 |
WO2000057649A1 (en) | 2000-09-28 |
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