JP2921655B2

JP2921655B2 - 多次元画像圧縮伸張装置

Info

Publication number: JP2921655B2
Application number: JP16266295A
Authority: JP
Inventors: 芳子穂積; 恭一清水; 邦男山田
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1995-06-28
Filing date: 1995-06-28
Publication date: 1999-07-19
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: JPH0918869A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は画像の輝度情報を圧縮
伸張する多次元画像圧縮伸張装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の多次元画像圧縮伸張装置は、本出
願人が特開平６−２３１２３５号公報で開示したよう
に、画像の２次元空間輝度情報を表す輝度関数を記憶す
る画像メモリと、輝度関数から輝度等高線を生成して輝
度等高線の特徴点を抽出する等高線トレーサと、特徴点
の輝度値と位置情報を圧縮画像データとして符号化して
出力する符号化送出回路とを備えた多次元画像圧縮手段
と、符号化された前記圧縮画像データを受信して復号す
る受信復号回路と、受信した輝度等高線の特徴点情報か
ら圧縮前の輝度関数を再生する輝度関数再生装置とを備
えた多次元画像伸張手段と、から構成されている。

【０００３】また特開平６−２３１２３５号公報には、
画像を縦横の２次元空間と、時間を含む３次元空間より
成る画像情報として捕らえ、３次元空間の輝度関数から
特徴点情報を抽出して符号化した圧縮画像データを送出
し、送出された圧縮画像データから圧縮前の３次元空間
の輝度関数を再生する多次元画像圧縮伸張装置について
言及されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の多次元画像圧縮
伸張装置は、画像の輝度関数の特徴点数が多発した場
合、画像の輝度関数の圧縮、伸張時の信号処理時間が増
して圧縮、伸張処理が所定時間内に終了しない現象が生
じる課題がある。

【０００５】この発明はこのような課題を解決するため
になされたもので、その目的は画像情報の圧縮、伸張処
理を行うにあたって重要度の低い特徴点の抽出を制限し
て圧縮率を向上させ，圧縮、伸張時の信号処理時間が所
定時間内に終了するよう制御する制御手段を備えた多次
元画像圧縮伸張装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
請求項１に係る多次元画像圧縮伸張装置は、適応輝度等
高群を生成するための適応輝度等高群生成手段を備えた
ことを特徴とする。

【０００７】また、請求項２に係る多次元画像圧縮伸張
装置は、適応輝度等高群生成手段に、輝度等高群中に含
まれる画素数を計数する等輝度画素数計数手段と、輝度
等高群から抽出される特徴点数を計数する特徴点数計数
手段と、適応制御を行うため圧縮指標値を算出する演算
手段を有する適応輝度値制御手段と、を備えたことを特
徴とする

【０００８】さらに、請求項３に係る多次元画像圧縮伸
張装置は、多次元画像圧縮手段に、孤立画素除去手段を
備えたことを特徴とする。

【０００９】また、請求項４に係る多次元画像圧縮伸張
装置は、適応輝度等高群生成手段に、輝度関数の２次元
空間内での分布、および時間を含む３次元空間内での分
布を解析する輝度値解析手段を備えたことを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】請求項１に係る多次元画像圧縮伸張装置は、適
応輝度等高群を生成する適応輝度等高群生成手段を備え
たので、必要度の低い特徴点の抽出を制限して圧縮率を
向上させることができる。

【００１１】また、請求項２に係る多次元画像圧縮伸張
装置は、適応輝度等高群生成手段に、輝度等高群中に含
まれる画素数を計数する等輝度画素数計数手段と、輝度
等高群から抽出される特徴点数を計数する特徴点数計数
手段と、適応制御を行うため圧縮指標値を算出する演算
手段を有する適応輝度値制御手段とを備えたので、生成
した輝度等高群の圧縮指標値の高い順に優先順位化を行
なうことができる。

【００１２】さらに、請求項３に係る多次元画像圧縮伸
張装置は、多次元画像圧縮手段に、孤立画素除去手段を
備えたので、ノイズによる特徴点の発生を軽減すること
ができる。

【００１３】また、請求項４に係る多次元画像圧縮伸張
装置は、適応輝度等高群生成手段に、輝度関数の分布を
解析する輝度値解析手段を備えたので、輝度等高群を生
成するための輝度値の設定範囲、設定数、設定値を決め
ることができる。

【００１４】

【実施例】以下に、この発明の実施例を添付図面に基づ
いて説明する。図１はこの発明に係る多次元画像圧縮伸
張装置の全体構成概略図である。図１において、多次元
画像圧縮伸張装置１は、多次元画像圧縮手段２と、多次
元画像伸張手段３から成る。

【００１５】多次元画像圧縮手段２は、ＡＤＣ１０と、
孤立画素除去手段１６と、画像情報記憶手段１１と、適
応輝度等高群生成手段１２と、輝度等高特徴点抽出手段
１３と、画像データ記憶手段１４と、符号化手段１５
と、から構成されている。

【００１６】ＡＤＣ１０は、アナログ画像情報Ｖ_INをデ
ジタル画像情報Ｖ_Dに変換し、その出力Ｖ_Dを孤立画素除
去手段１６に送出する。孤立画素除去手段１６は、画像
情報Ｖ_Dの水平、垂直軸で構成される２次元平面画像か
ら隣接する総ての画素の輝度値と等しくない画素をノイ
ズと見なし，その画素の輝度値を隣接する画素の輝度値
から演算して求めた補間値で置換した孤立画素補間画像
情報Ｖ_Bを画像情報記憶手段１１と、適応輝度等高群生
成手段１２に送出する。

【００１７】画像情報記憶手段１１は、孤立画素補間画
像情報Ｖ_Bを記憶し、読み出し出力Ｖ_MBを輝度等高特徴
点抽出手段１３と、画像データ記憶手段１４に送出す
る。

【００１８】適応輝度等高群生成手段１２は、孤立画素
補間画像情報Ｖ_Bの輝度値の分布を解析して画像の圧
縮、伸張で有効な輝度等高特徴点を抽出するための輝度
値Ｂ_Gを輝度等高特徴点抽出手段１３と、画像データ記
憶手段１４に送出する。

【００１９】画像の輝度関数から輝度等高線を生成する
ための輝度値は、任意に設定することができるが、伸張
側で輝度等高線を再現するために有効でない情報は、圧
縮側で輝度等高線として生成しないことが望ましい。

【００２０】図２は適応輝度等高群生成手段の動作原理
の模式説明図である。図２は、２次元画像平面［水平方
向（Ｈ）、垂直方向（Ｖ）］に分布する輝度関数の断面
を、縦軸Ｂ（輝度）、横軸（Ｈ、またはＶ）で示す。

【００２１】例えば、図２に示す輝度関数は、輝度値Ｂ
１０を中心とした微小な輝度変化があり、確率的には伸
張側で輝度等高線を再現するための重要な輝度変化を持
っているとは言えないが、輝度値Ｂ１０で輝度等高線を
生成したとすると、輝度値Ｂ１０との交差点が多数あ
り、従って多数の輝度等高線を生成することになり、伝
送情報量が増加する結果となる。

【００２２】情報圧縮の観点からは、図２に示す輝度関
数のうち、ほぼ一定の輝度を中心に微小変化を示してい
る部分は、これを上回る特定の輝度値（例えば図中Ｂ１
１）と、下回る輝度値（例えば図中Ｂ９）との間にある
ことのみ示されれば充分である。

【００２３】そこで、輝度値Ｂ１０を設定した際、輝度
関数との交差点数を計数し、次に、この輝度値を若干、
上下に可変させることによって、より少ない計数値が得
られるように適応制御することにより、例えば、図中Ｂ
１１の輝度値のように交差点数の減少した輝度等高線生
成のための輝度値を選ぶことができる。

【００２４】これにより、再生輝度関数の画像内容上、
重要な輝度変化は伝送対象とし、重要度の低い輝度変化
にかかわる輝度等高線の発生を抑え、伝送情報量を減少
させることで、圧縮率の一層の向上を図ることができ
る。

【００２５】輝度等高特徴点抽出手段１３は、適応輝度
等高群生成手段１２の出力Ｂ_Gと、画像情報記憶手段１
１の出力Ｖ_MBから輝度等高特徴点を抽出して抽出フラッ
グＲ_Jを適応輝度等高群生成手段１２と、画像データ記
憶手段１４に送出する。

【００２６】画像データ記憶手段１４は、輝度等高特徴
点の抽出フラグＲ_Jに基づいて輝度等高特徴点の輝度値
Ｂ_Gと、その位置情報群Ａ_Rを記憶し、記憶した輝度等高
特徴点の輝度値Ｂ_Gと、その位置情報群Ａ_Rを読み出して
符号化手段１５に送出する。

【００２７】符号化手段１５は、輝度等高特徴点の輝度
値Ｂ_Gと、その位置情報群Ａ_Rを符号化して所定の伝送速
度で符号化圧縮画像データＤ_CCを出力する。

【００２８】多次元画像伸張手段３は、受信復号手段３
０と、画像データ記憶手段３１と、属性領域探索手段３
２と、輝度等高群再生手段３３と、属性領域内輝度値補
間再生手段３４と、再生画像情報記憶手段３５と、ＤＡ
Ｃ３６と、駆動手段３７と、から構成される。

【００２９】受信復号手段３０は、符号化圧縮画像デー
タＤ_CCを取り込んで輝度等高特徴点の輝度値Ｂ_Gと、そ
の位置情報群Ａ_Rを復号して輝度値Ｂ_Gと、その位置情報
群Ａ_Rを画像データ記憶手段３１に送出する。

【００３０】輝度等高群再生手段３３は、画像データ記
憶手段３１に記憶された輝度等高特徴点の輝度値Ｂ
_Gと、その位置情報群Ａ_Rから輝度等高群Ｂ_Eを再生する
とともに再生画像情報記憶手段３５に対する相対位置情
報を発生し、その相対位置情報を輝度等高群Ｂ_Eの書き
込みアドレスとして輝度等高群Ｂ_Eを再生画像情報記憶
手段３５に記憶させる。

【００３１】属性領域探索手段３２は、輝度等高群再生
手段３３で再生した輝度等高群Ｂ_E以外の画素情報を記
憶手段３１に記憶された輝度等高特徴点の輝度値Ｂ
_Gと、その位置情報群Ａ_Rから補間再生するための属性領
域を探索し、その属性領域を示す属性領域情報Ａ_Pを発
生して画像データ記憶手段３１に記憶させる。

【００３２】属性領域内輝度値補間再生手段３４は、画
像データ記憶手段３１から属性領域情報Ａ_Pを読み出し
て属性領域情報Ａ_Pに基づいて画像データ記憶手段３１
から輝度等高特徴点の輝度値Ｂ_Gを読み出し、補間演算
を行って属性領域内の画素の輝度値Ｂ_Cを補間再生する
とともに再生画像情報記憶手段３５に対する相対位置情
報を発生し、その相対位置情報を補間再生輝度値Ｂ_Cの
書き込みアドレスとして補間再生輝度値Ｂ_Cを再生画像
情報記憶手段３５に記憶させる。

【００３３】再生画像情報記憶手段３５は、輝度等高特
徴点の輝度値Ｂ_Gと、補間再生輝度等高群Ｂ_Eと、補間再
生輝度値Ｂ_Cを記憶して所定の形式で読み出してその読
み出し出力Ｖ_B´をＤＡＣ３６に送出する。

【００３４】ＤＡＣ３６は、再生画像情報記憶手段３５
のデジタル信号出力Ｖ_B´をアナログ信号Ｖ_Aに変換して
そのアナログ信号Ｖ_Aを駆動手段３７に送出する。駆動
手段３７は、アナログ信号Ｖ_Aを所定のレベルにしてＶ
_OUTを出力する。

【００３５】図３はこの発明に係る多次元画像圧縮伸張
装置の多次元画像圧縮手段の要部ブロック構成図であ
る。図３に示す多次元画像圧縮手段２の孤立画素除去手
段１６と、適応輝度等高群生成手段１２と、輝度等高特
徴点抽出手段１３と、画像データ記憶手段１４の動作を
述べる。

【００３６】図４は、孤立画素除去手段１６の要部ブロ
ック構成図であり、図５は、孤立画素除去手段１６の動
作説明のための模式説明図である。

【００３７】孤立画素除去手段１６は、画像情報記憶手
段１７と、書き込みアドレス発生手段１７Ｗと、読み出
しアドレス発生手段１７Ｒと、隣接画素輝度値比較手段
１８と、孤立画素判定手段１９と、孤立画素輝度値補間
手段２０と、から構成される。

【００３８】画像情報記憶手段１７は、図３に示す画像
情報源４からのアナログ画像情報Ｖ_INをＡＤＣ１０でデ
ジタルに変換したデジタル画像情報Ｖ_Dの４ライン分の
画像情報を書き込みアドレス発生手段１７Ｗの書き込み
アドレスＡ_W1に従って記憶する。

【００３９】隣接画素輝度値比較手段１８は、読み出し
アドレス発生手段１７Ｒから発生される読み出しアドレ
スＡ_R1で画像情報記憶手段１７から図５に示すフレーム
画像Ｆ１の画素Ｐ₂₂の輝度値と、その隣接画素（Ｐ₁₁、
Ｐ₁₂、Ｐ₁₃、Ｐ₂₁、Ｐ₂₃、Ｐ₃₁、Ｐ₃₂、Ｐ₃₃）の輝度値
Ｖ_DAを読み出し、画素Ｐ₂₂の輝度値とその隣接画素の輝
度値Ｖ_DAを比較して比較結果Ｃ_Mを孤立画素判定手段１
９に送出する。

【００４０】孤立画素判定手段１９は、隣接画素輝度値
比較手段１８の比較結果Ｃ_Mから画素Ｐ₂₂が孤立画素で
あるか、または孤立画素でないかを判定してその判定結
果ＪCを孤立画素輝度値補間手段２０に送出する。

【００４１】隣接画素輝度値比較手段１８の比較結果Ｃ
_Mが画素Ｐ₂₂の輝度値と等しい輝度値の隣接画素が在る
ことを示す場合、孤立画素判定手段１９は、画素Ｐ₂₂を
孤立画素でないと判定する。

【００４２】画素Ｐ₂₂が孤立画素でない場合は、次のス
テップとして、画素Ｐ₂₂の水平方向右の画素Ｐ₂₃の輝度
値とその隣接画素（Ｐ₁₂、Ｐ₁₃、Ｐ₁₄、Ｐ₂₂、Ｐ₂₄、Ｐ
₃₂、Ｐ₃₃、Ｐ₃₄）の輝度値Ｖ_DAを読み出し、画素Ｐ₂₃の
輝度値とその隣接画素の輝度値Ｖ_DAを比較して画素Ｐ₂₃
が孤立画素であるか、ないかを判定してその判定結果Ｊ
_Cを孤立画素輝度値補間手段２０に送出する。以下、同
様の処理をフレーム画像Ｆ１の全画素に亘って行う。

【００４３】隣接画素輝度値比較手段１８の比較結果Ｃ
_Mが画素Ｐ₂₂の輝度値と等しい輝度値の隣接画素が無い
ことを示す場合、孤立画素判定手段１９は、画素Ｐ₂₂を
孤立画素と判定してその判定結果Ｊ_Cを孤立画素輝度値
補間手段２０に送出する。

【００４４】孤立画素除去手段１６は、孤立画素と判定
された画素Ｐ₂₂を補間するための一連の動作を以下に述
べる。

【００４５】孤立画素輝度値補間手段２０は、最初に垂
直方向（Ｖ）の隣接画素での補間動作を行なうための制
御信号Ｃ₁を読み出しアドレス発生手段１７Ｒに送出
し、読み出しアドレス発生手段１７Ｒは制御信号Ｃ₁に
基づき読み出しアドレスＡ_R1を発生して画像情報記憶手
段１７から孤立画素Ｐ₂₂の垂直方向（Ｖ）の隣接画素Ｐ
₁₂とＰ₃₂の輝度値を読み出して隣接画素輝度値比較手段
１８に送出する。

【００４６】隣接画素輝度値比較手段１８は、画素Ｐ₂₂
の隣接画素Ｐ₁₂とＰ₃₂の輝度値を比較して比較結果Ｃ_M
を孤立画素判定手段１９に送出する。隣接画素輝度値比
較手段１８の比較結果Ｃ_Mが等しいことを示した場合、
孤立画素判定手段１９は、孤立画素Ｐ₂₂の輝度値を垂直
方向（Ｖ）の隣接画素Ｐ₁₂とＰ₃₂の輝度値で補間可能と
判定してその判定結果Ｊ_Cを孤立画素輝度値補間手段２
０に送出する。

【００４７】判定結果Ｊ_Cを受けた孤立画素輝度値補間
手段２０は、孤立画素Ｐ₂₂の輝度値を垂直方向（Ｖ）の
隣接画素Ｐ₁₂またはＰ₃₂の輝度値で補間した補間値Ｖ_DC
を画像情報記憶手段１７に送出し、また制御信号Ｃ₁を
書き込みアドレス発生手段１７Ｗに送出する。

【００４８】書き込みアドレス発生手段１７Ｗは、制御
信号Ｃ₁に基づいて孤立画素Ｐ₂₂の輝度値が画像情報記
憶手段１７に記憶されているアドレスを発生してそのア
ドレスＡ_W1に、補間値Ｖ_DCを書き込み、孤立画素Ｐ₂₂の
垂直方向（Ｖ）の隣接画素での補間動作を終了する。

【００４９】隣接画素輝度値比較手段１８での孤立画素
Ｐ₂₂の垂直方向（Ｖ）の隣接画素Ｐ₁₂とＰ₃₂の輝度値の
比較結果Ｃ_Mが等しくないことを示した場合は、次に斜
方向の隣接画素での補間動作を行なうために、画像情報
記憶手段１７から孤立画素Ｐ₂₂の斜方向の隣接画素Ｐ₁₁
とＰ₃₃の輝度値、または斜方向の隣接画素Ｐ₁₃とＰ₃₁の
輝度値を読み出して隣接画素輝度値比較手段１８で比較
してその比較結果Ｃ_Mを孤立画素判定手段１９に送出す
る。

【００５０】隣接画素輝度値比較手段１８の比較結果Ｃ
_Mが等しいことを示した場合、孤立画素判定手段１９
と、孤立画素輝度値補間手段２０と、書き込みアドレス
発生手段１７Ｗとによって画像情報記憶手段１７に記憶
されている孤立画素Ｐ₂₂の輝度値を、孤立画素Ｐ₂₂の斜
方向の隣接画素の輝度値で補間した補間値Ｖ_DCで置換
し、孤立画素Ｐ₂₂の斜方向の隣接画素での補間動作を終
了する。

【００５１】隣接画素輝度値比較手段１８での孤立画素
Ｐ₂₂の斜方向の隣接画素の輝度値の比較結果Ｃ_Mが等し
くないことを示した場合は、次に水平方向（Ｈ）の隣接
画素での補間動作を行なうために、画像情報記憶手段１
７から孤立画素Ｐ₂₂の水平方向（Ｈ）の隣接画素Ｐ₂₁と
Ｐ₂₃の輝度値を読み出して隣接画素輝度値比較手段１８
で比較してその比較結果Ｃ_Mを孤立画素判定手段１９に
送出する。

【００５２】隣接画素輝度値比較手段１８の比較結果Ｃ
_Mが等しいことを示した場合、孤立画素判定手段１９
と、孤立画素輝度値補間手段２０と、書き込みアドレス
発生手段１７Ｗとによって画像情報記憶手段１７に記憶
されている孤立画素Ｐ₂₂の輝度値を、孤立画素Ｐ₂₂の水
平方向（Ｈ）の隣接画素の輝度値で補間した補間値Ｖ_DC
で置換し、孤立画素Ｐ₂₂の水平方向（Ｈ）の隣接画素で
の補間動作を終了する。

【００５３】隣接画素輝度値比較手段１８での孤立画素
Ｐ₂₂の水平方向（Ｈ）の隣接画素の輝度値の比較結果Ｃ
_Mが等しくないことを示した場合は、自然画像の垂直、
水平画素間の相関が強い性質に着目し、画素Ｐ₂₂の垂直
方向（Ｖ）下の画素Ｐ₃₂の輝度値、または画素Ｐ₂₂の水
平方向（Ｈ）右の画素Ｐ₂₄が孤立画素であるか否かを判
定してその判定結果に基づいて孤立画素Ｐ₂₂の処理を行
なう。

【００５４】最初に画素Ｐ₂₂の垂直方向（Ｖ）下の画素
Ｐ₃₂の輝度値とその隣接画素（Ｐ₂₁、Ｐ₂₂、Ｐ₂₃、
Ｐ₃₁、Ｐ₃₃、Ｐ₄₁、Ｐ₄₂、Ｐ₄₃）の輝度値Ｖ_DAを読み出
し、画素Ｐ₃₂の輝度値とその隣接画素の輝度値Ｖ_DAを比
較して画素Ｐ₃₂が孤立画素であるか否かを判定するため
画素Ｐ₂₂で行った処理と同様の処理をする。

【００５５】この処理結果から画素Ｐ₃₂が孤立画素と判
定され、かつ画素Ｐ₃₂の垂直方向（Ｖ）の隣接画素Ｐ₂₂
とＰ₄₂の輝度値の比較結果Ｃ_Mが等しいことを示した場
合は、画素Ｐ₂₂は孤立画素ではないと判定して画素Ｐ₃₂
の輝度値を画素Ｐ₂₂の輝度値で置換し、画素Ｐ₂₂の補間
動作を終了する。

【００５６】画素Ｐ₃₂の処理結果から画素Ｐ₃₂の輝度値
と画素Ｐ₃₂の垂直方向（Ｖ）の隣接画素Ｐ₄₂の輝度値の
比較結果Ｃ_Mが等しいことを示した場合は孤立画素Ｐ₂₂
の輝度値を画素Ｐ₃₂の輝度値で置換し、画素Ｐ₂₂の補間
動作を終了する。

【００５７】画素Ｐ₃₂の処理結果から画素Ｐ₃₂が孤立画
素と判定され、かつ画素Ｐ₃₂の垂直方向（Ｖ）の隣接画
素Ｐ₂₂とＰ₄₂の輝度値の比較結果Ｃ_Mが等しくないこと
を示した場合、または画素Ｐ₃₂の輝度値と画素Ｐ₃₂の垂
直方向（Ｖ）の隣接画素Ｐ₄₂の輝度値の比較結果Ｃ_Mが
等しくないことを示した場合は、画素Ｐ₂₂の水平方向
（Ｈ）右の画素Ｐ₂₃の輝度値とその隣接画素（Ｐ₁₂、Ｐ
₁₃、Ｐ₁₄、Ｐ₂₂、Ｐ₂₄、Ｐ₃₂、Ｐ₃₃、Ｐ₃₄）の輝度値Ｖ
_DAを読み出し、画素Ｐ₂₃の輝度値とその隣接画素の輝度
値Ｖ_DAを比較して画素Ｐ₂₃が孤立画素であるか否かを判
定するため画素Ｐ₂₂で行った処理と同様の処理をする。

【００５８】この処理結果から画素Ｐ₂₃が孤立画素と判
定され、かつ画素Ｐ₂₃の水平方向（Ｈ）の隣接画素Ｐ₂₂
の輝度値と画素Ｐ₂₄の輝度値の比較結果Ｃ_Mが等しいこ
とを示した場合は、画素Ｐ₂₂は孤立画素ではないと判定
して画素Ｐ₂₃の輝度値を画素Ｐ₂₂の輝度値で置換し、画
素Ｐ₂₂の補間動作を終了する。

【００５９】画素Ｐ₂₃の処理結果から画素Ｐ₂₃の輝度値
と画素Ｐ₂₃の水平方向（Ｈ）の隣接画素Ｐ₂₄の輝度値の
比較結果Ｃ_Mが等しいことを示した場合は孤立画素Ｐ₂₂
の輝度値を画素Ｐ₂₃の輝度値で置換し、画素Ｐ₂₂の補間
動作を終了する。

【００６０】画素Ｐ₂₃の処理結果から画素Ｐ₂₃が孤立画
素と判定され、かつ画素Ｐ₂₃の水平方向（Ｈ）の隣接画
素Ｐ₂₂とＰ₂₄の輝度値の比較結果Ｃ_Mが等しくないこと
を示した場合、または画素Ｐ₂₃の輝度値と画素Ｐ₂₃の水
平方向（Ｈ）の隣接画素Ｐ₂₄の輝度値の比較結果Ｃ_Mが
等しくないことを示した場合は、画素Ｐ₂₂の輝度値を、
その隣接画素（Ｐ₁₁、Ｐ₁₂、Ｐ₁₃、Ｐ₂₁、Ｐ₂₃、Ｐ₃₁、
Ｐ₃₂、Ｐ₃₃）の輝度値Ｖ_DAの相加平均値で置換し、画素
Ｐ₂₂の補間動作を終了する。

【００６１】孤立画素除去手段１６は、画像情報源から
のデジタル画像情報Ｖ_Dから孤立画素を判定して補間し
たデジタル画像情報Ｖ_Bを画像情報記憶手段１１に送出
し、デジタル画像情報Ｖ_Bは、画像情報記憶手段１１の
書き込みアドレス発生手段１１Ｗによって発生される書
き込みアドレスＡ_Wに記憶される。また、孤立画素除去
手段１６は、デジタル画像情報Ｖ_Bを適応輝度等高群生
成手段１２の輝度値分布解析手段１２Ａに送出する。

【００６２】孤立画素除去手段１６において、孤立画素
判定で判定対称画素の輝度値とその周囲８個の隣接画素
の輝度値とを比較して等しい輝度値の有無をもって判定
したが、判定するために用いる画素の範囲を広げて画素
間の輝度値の相関を検討して孤立画素の判定、補間を行
なっても良い。

【００６３】図３に示す適応輝度等高群生成手段１２
は、輝度値分布解析手段１２Ａと、等輝度画素数計数手
段１２Ｎと、特徴点数計数手段１２Ｍと、適応輝度値制
御手段１２Ｃと、輝度値発生手段１２Ｇとから構成され
る。

【００６４】図３に示す輝度等高特徴点抽出手段１３
は、輝度値比較手段１３Ｃと、特徴点判定手段１３Ｆと
から構成される。

【００６５】図３に示す画像データ記憶手段１４は、輝
度等高特徴点アドレス記憶手段１４Ｆと、輝度等高特徴
点輝度値記憶手段１４Ａとから構成される。

【００６６】輝度値分布解析手段１２Ａは、孤立画素除
去手段１６の出力Ｖ_Bの輝度値の分布を解析して輝度値
ごとの画素数を求め、その結果Ｂ_DAを適応輝度値制御手
段１２Ｃに送出する。

【００６７】適応輝度値制御手段１２Ｃは、輝度値分布
解析手段１２Ａの解析結果Ｂ_DAに基づき、有効な画像輝
度値の最高値と最低値から輝度等高群生成のための輝度
値の最高値と最低値を決定し、また輝度値に対する画素
数の分布から輝度等高群生成のための輝度値と数、およ
び輝度等高群の生成順序等を決定し、画像情報の圧縮、
伸張において有効な輝度等高群生成のための輝度値群を
発生させるための制御出力Ｂ_DAを輝度値発生手段１２Ｇ
に送出する。

【００６８】また、適応輝度値制御手段１２Ｃは、等輝
度画素数計数手段１２Ｎから得られる等輝度画素数Ｐ_N
と、特徴点数計数手段１２Ｍから得られる特徴点数Ｆ_M
とから圧縮指標（Ｃ_F＝Ｐ_N／Ｆ_M）を算出し、輝度値に
対する画素数の分布から決定した輝度等高群生成のため
の輝度値を中心に予め設定した範囲内でこの輝度値を可
変し、この圧縮指標Ｃ_Fを最大にする輝度値を選択する
ため輝度値発生手段１２Ｇを適応制御をする。

【００６９】輝度等高特徴点抽出手段１３の輝度値比較
手段１３Ｃは、輝度値発生手段１２Ｇの出力Ｂ_Gと、画
像情報記憶手段１１から読み出しアドレス発生手段１１
Ｒによって読み出される画像情報の輝度値Ｖ_MBとを比較
して等しい場合、出力Ｒ_CMを等輝度画素数計数手段１２
Ｎと、特徴点判定手段１３Ｆとに送出する。

【００７０】特徴点判定手段１３Ｆは、輝度等高特徴点
抽出手段１３からの出力Ｒ_CMを受けて輝度値発生手段１
２Ｇの出力Ｂ_Gと等しい画像情報の輝度値Ｖ_MBの読み出
しアドレス群を取り込み、この取り込んだアドレス群か
ら特徴点の判定を行ない、特徴点と判定した場合は輝度
等高特徴点抽出フラッグＲ_Jを特徴点数計数手段１２Ｍ
と、輝度等高特徴点アドレス記憶手段１４Ｆとに送出す
る。

【００７１】図６は、輝度等高特徴点抽出手段１３の動
作原理の模式説明図である。輝度等高特徴点抽出手段１
３は、Ｐ₁からＰ₂₃までの輝度等高群のアドレス群から
形成される輝度等高線、または輝度等高面の曲率を演算
し、その正負の極大点（図６のＰ₆とＰ₁₈）を輝度等高
群のアドレス群の特徴点と判定する。

【００７２】また、輝度等高特徴点抽出手段１３は、図
６に示した特徴点画素Ｐ₆を始点として輝度等高画素
Ｐ₇、Ｐ₈,‥と順次、直線で結び、この直線と、この直
線の直角方向の輝度等高画素間距離（Ｑ１−Ｐ₁₁）が、
所定の値を越えた輝度等高画素Ｐ₁₁を特徴点画素と判定
する。

【００７３】次に、図６に示した特徴点画素Ｐ₁₁を始点
として輝度等高画素Ｐ₁₂、Ｐ₁₃,‥と順次、直線で結
び、この直線と、この直線の直角方向の輝度等高画素間
距離が、所定の値を越えた輝度等高画素を特徴点画素と
判定する。

【００７４】この様に、輝度等高画素Ｐ₁から輝度等高
画素Ｐ₂、Ｐ₃,‥と順次、直線で結び、特徴点画素
（Ｐ₁、Ｐ₁₁）を抽出する。

【００７５】適応輝度等高群生成手段１２と、輝度等高
特徴点抽出手段１３によって輝度等高群から輝度等高特
徴点を抽出して、輝度等高特徴点の読み出しアドレスＡ
_Rを画像データ記憶手段１４の輝度等高特徴点アドレス
記憶手段１４Ｆに記憶し、輝度等高特徴点の輝度値Ｂ_G
を輝度等高特徴点輝度値記憶手段１４Ａに記憶する。

【００７６】符号化送出手段１５は、画像データ記憶手
段１４に記憶された画像データを所定の信号形式に従っ
て符号化して送出する。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る多
次元画像圧縮伸張装置は、適応輝度等高群を生成する適
応輝度等高群生成手段を備え、必要度の低い特徴点の抽
出を制限して圧縮率を向上させることができるので、画
像処理を容易にすることができる。

【００７８】また、この発明に係る多次元画像圧縮伸張
装置は、適応輝度等高群生成手段に、輝度等高群中に含
まれる画素数を計数する等輝度画素数計数手段と、輝度
等高群から抽出される特徴点数を計数する特徴点数計数
手段と、適応制御を行うため圧縮指標値を算出する演算
手段を有する適応輝度値制御手段とを備え、生成した輝
度等高群の圧縮指標値の高い順に優先順位化を行なうこ
とができるので、扱う画像の情報量、および要求される
画質に応じて優先順位化した輝度等高群の選択操作によ
って圧縮率を階層的に制御できる。

【００７９】さらに、この発明に係る多次元画像圧縮伸
張装置は、多次元画像圧縮手段に、孤立画素除去手段を
備え、ノイズによる特徴点の発生を軽減することができ
るので、信頼性の高い画像情報の圧縮、伸張処理をする
ことができる。

【００８０】また、この発明に係る多次元画像圧縮伸張
装置は、適応輝度等高群生成手段に、輝度関数の分布を
解析する輝度値解析手段を備え、輝度等高群を生成する
ための輝度値の設定範囲、設定数、設定値を決めること
ができるので、圧縮、伸張時の信号処理時間を短くする
ことができ、伝送路や蓄積媒体等を含めた経済的システ
ムを構築することができる。

【００８１】よって、経済性、および信頼性に優れた多
次元画像圧縮伸張装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る多次元画像圧縮伸張装置の全体
構成概略図

【図２】この発明に係る適応輝度等高群生成手段の動作
原理の模式説明図

【図３】この発明に係る多次元画像圧縮手段の要部ブロ
ック構成図

【図４】この発明に係る孤立画素除去手段の要部ブロッ
ク構成図

【図５】この発明に係る孤立画素除去手段の動作原理の
模式説明図

【図６】この発明に係る輝度等高特徴点抽出手段の動作
原理の模式説明図

【符号の説明】

１…多次元画像圧縮伸張装置、２…多次元画像圧縮手
段、３…多次元画像伸張手段、４…画像情報源、１０…
ＡＤＣ、１１…画像情報記憶手段、１１Ｒ…読み出しア
ドレス発生手段、１１Ｗ…書き込みアドレス発生手段，
１２…適応輝度等高群生成手段、１２Ａ…輝度値分布解
析手段、１２Ｃ…適応輝度値制御手段、１２Ｇ…輝度値
発生手段、１２Ｍ…特徴点数計数手段、１２Ｎ…等輝度
画素数計数手段、１３…輝度等高特徴点抽出手段、１３
Ｃ…輝度値比較手段、１３Ｆ…特徴点判定手段、１４…
画像データ記憶手段、１４Ａ…輝度等高特徴点輝度値記
憶手段、１４Ｆ…輝度等高特徴点アドレス記憶手段、１
５…符号化手段、１６…孤立画素除去手段、１７…画像
情報記憶手段、１７Ｒ…読み出しアドレス発生手段、１
７Ｗ…書き込みアドレス発生手段、１８…輝度値比較手
段、１９…孤立画素判定手段、２０…孤立画素輝度値補
間手段、３０…受信復号手段、３１…画像データ記憶手
段、３２…属性領域探索手段、３３…輝度等高群再生手
段、３４…属性領域内輝度値補間再生手段、３５…再生
画像情報記憶手段、３６…ＤＡＣ、３７…駆動手段、Ａ
_P…属性領域情報、Ａ_R…輝度等高特徴点位置情報群、Ａ
_R1…読み出しアドレス、Ａ_W，Ａ_W1…書き込みアドレ
ス、Ｂ，Ｂ９，Ｂ１０，Ｂ１１…輝度値、Ｂ_C…補間再
生輝度値、Ｂ_DA…輝度値分布解析手段出力、Ｂ_G…輝度
等高特徴点輝度値、Ｃ₁…制御信号、Ｃ_F…圧縮指標、Ｃ
_M…隣接画素輝度値比較手段比較結果、Ｄ_CC…符号化圧
縮画像データ、Ｆ_M…特徴点数、Ｈ…水平方向、Ｊ_C…孤
立画素判定手段判定結果、Ｐ_N…等輝度画素数、Ｒ_CM…
輝度値比較手段出力、Ｒ_J…輝度等高特徴点抽出フラッ
グ、Ｖ…垂直方向、Ｖ_A…ＤＡＤ出力、Ｖ_B…孤立画素補
間画像情報、Ｖ_B´…再生画像情報記憶手段出力、Ｖ_D…
デジタル画像情報、Ｖ_DA…隣接画素輝度値、Ｖ_DC…補間
値、Ｖ_IN…アナログ画像情報、Ｖ_MB…画像情報記憶手段
読み出し出力、Ｖ_OUT…駆動手段出力、

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 1/41 - 1/419

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像を縦横の２次元空間と、時間を含む
３次元空間より成る画像情報として捕らえ、前記画像の
輝度関数から輝度等高群を生成する輝度等高群生成手段
と、前記輝度等高群から特徴点を抽出する輝度等高特徴
点抽出手段と、前記特徴点の輝度値と位置情報を圧縮画
像データとして符号化して出力する符号化手段とを備え
た多次元画像圧縮手段と、符号化された前記圧縮画像デ
ータを受信して復号する受信復号手段と、前記輝度等高
群を再生する輝度等高群補間再生手段と、前記輝度等高
群以外の未伝送画素情報を補間再生する属性領域内輝度
値補間再生手段とを備えた多次元画像伸張手段と、から
なる多次元画像圧縮伸張装置において、前記輝度等高群生成手段に、適応輝度等高群を生成する
ために、輝度値と輝度関数との交差点数の計数値を少な
くするように一定の輝度を中心に輝度値を若干上下に変
化させる適応制御の機能を持たせた適応輝度等高群生成
手段を備えたことを特徴とする多次元画像圧縮伸張装
置。
【請求項２】前記適応輝度等高群生成手段に、前記輝
度等高群中に含まれる画素数を計数する等輝度画素数計
数手段と、前記輝度等高群から抽出される特徴点数を計
数する特徴点数計数手段と、適応制御を行うため圧縮指
標値を算出する演算手段を有する適応輝度値制御手段
と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の多次元画
像圧縮伸張装置。
【請求項３】前記多次元画像圧縮手段に、孤立画素除
去手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の多次元
画像圧縮伸張装置。
【請求項４】前記適応輝度等高群生成手段に、前記輝
度関数の２次元空間内での分布、および時間を含む３次
元空間内での分布を解析する輝度値解析手段を備えたこ
とを特徴とする請求項１記載の多次元画像圧縮伸張装
置。