JP3504978B2 - 圧縮画像の仮想編集方法 - Google Patents
圧縮画像の仮想編集方法Info
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Description
関し、より特定すれば、画像全体を展開することなく圧
縮画像の部分を編集するための圧縮画像の仮想編集方法
に関する。
ラー画像は、入力し又は走査した画像を表現するデータ
を含む画像ファイルを保存するために、大量のメモリを
必要とする。カラー複写機において、8.5インチ×1
1インチ(216mm×297mm)の用紙、解像度400
ドット/インチ(15.75ドット/mm)、各ドットの
色を表現するために3バイト(24ビット)を用いるよ
うな典型的な画像では、44.88メガバイトのメモリ
を占有することになる。メモリの容量に加え、メモリは
リアルタイムの用途、例えば、毎分15枚の速度が一般
的な要求とされるカラー複写機などのための広い帯域幅
を有する必要がある。これは、帯域幅又はデータ速度で
ほぼ90メガビット/秒に相当することを意味する。
を押し上げることになる。圧縮技術は、当面の帯域幅と
保存容量の問題の両方を解決するために用いられてき
た。圧縮によると、画像ファイルは少ないメモリに保存
可能であり、画像を表現するのに使用されているビット
数が少ないため、帯域幅の制限されている何らかのチャ
ネル間で画像を高速に転送することが可能である。圧縮
は元の画像データをコンプレッサ回路に通すことで行な
われ、コンプレッサ回路が元のデータに含まれるパター
ンを統合又は分析して、圧縮画像ファイルを生成する
が、対応する展開なしには元の画像が容易に識別し得な
い。
を加える場合、何らかの又は全ての画素への無作為なア
クセスが要求される。処理が完了すれば、編集結果を画
像ファイルに保存する必要がある。処理している画像フ
ァイルが圧縮されている場合、従来の無作為な画素への
アクセスを得るための手段は、画像をフレーム記憶装置
内に展開し、処理を実行し、しかる後、画像を新しい画
像ファイルに再圧縮する。これに伴う問題は、展開によ
りメモリが保存されないことで、フレーム記憶装置にメ
モリが必要とされることである。画像全体の圧縮と展開
に時間がかかることから帯域幅も低下する。画像システ
ムにおいて最も高価な表示装置でさえも完全な解像度で
画像全体を表示し得ないことから、このさらなる処理時
間とメモリはしばしば無駄となる。
である。こうした圧縮規格の1つがJPEG(Joint
Photographic Experts Group)である。その他の規
格としては、JBIG、ファクシミリのG3又はG4規
格、及び、GIFが含まれる。JPEGでは、1つの例
を示すと、画像は画像の要素又は画素の2次元アレイに
よって表現されている。画像がグレースケールの場合、
各々の画素は濃度値により表現され、また、画像がカラ
ーの場合、画素は幾つかの成分画像(例えば、RGB色
分離規格に従って分割した画像では、赤、緑、青の成分
など)に分割され、各々の成分画像の各々の画素が成分
の色の値で表現される。
ータを含めて画像ファイルと称する)を圧縮画像ファイ
ルに圧縮する以前に、画像は成分に分解され(画像が白
黒でない場合。白黒画像の場合には1つの成分だけしか
ない)、しかる後、各々の成分は8×8画素又は64画
素からなる正方形の画像領域を各々が包括するようなブ
ロックに分割される。各ブロック内で64画素はディス
クリート・コサイン変換(DCT変換)を用いて直流
(DC)値と63の交流(AC)値からなる64の周波
数振幅に変換される。これらの値が圧縮画像データに符
号化される。
のDC値とその直前のブロックのDC値の差をそのブロ
ックの絶対DC値の代わりに使用する。大半の画像では
絶対値より差分値で表わす方が少ないビット数で足りる
ので、画像データ全体として高い圧縮比を得ることがで
きる。このような理由から、JPEG以外の多くの画像
圧縮方式も同様の圧縮技術を使用し差分値を用いてい
る。
サンプリングを用いることが多い。画像がYUV色空間
(Y,Cr,Cb)の3つの成分に分解されるとき、Y
成分は輝度(Y)を表わし、U又はCr成分は赤‐緑の
色相成分、また、V又はCb成分は青‐緑の色相成分を
表す。視覚的に輝度成分は最も重要な成分で、画像に所
望しないアーチファクトを導入することなく他の2つの
成分の解像度を減少させられることが多い。この輝度解
像度に対する色相解像度の減少はサブサンプリングとし
て周知となっている。各々の色成分(UとV)の解像度
を半分に減少させることを2:1:1サブサンプリング
と称するが、これは、2つの輝度(Y)画素色相値の各
々に対して一対の(U,V)画素色相値だけが提供され
るためである。サブサンプリングなし(1:1:1)で
あれば、1画素の領域は3つの画素(1L,1U,1
V)全体として記述されるが、2:1:1サブサンプリ
ングを行なうと、2画素の領域を4つの画素(2L,1
U,1V)で記述することができ、画像データファイル
の大きさを2/3に減少させられる。4:1:1サブサ
ンプリングを行なうと、4画素の領域が12画素ではな
く6画素で記述でき、画像データファイルの大きさを1
/2に減少できる。
成分のブロックが異なる大きさの領域に跨るので、成分
のブロックを一緒に保持するためには、符号化と復号化
の際に小さな領域について全てのブロックを一緒に保持
する。例えば、2:1:1サブサンプリングを行なうと
き、4ブロック、即ち、Uブロックと、Vブロックと、
2つのYブロックが8画素×16画素の領域を包括する
のに必要であるから、これら4ブロックを一緒に保持す
る。4:1:1サブサンプリングの場合、16×16画
素の領域は6ブロック(4Y,1U,1V)で包括され
るので、これらを一緒に保持する。この圧縮展開自在な
データの最小単位はMCU(最小符号化単位)として公
知である。JPEG規格によれば、一度に1つのMCU
だけ圧縮画像ファイルからデータを抽出できる。
の色相値の各々を1つの差分DC値と63個のAC値に
変換することと、複数ブロックMCUとしてブロックを
MCUにまとめることと、しかる後、エントロピー符号
化によって各々のMCUを記述するのに必要なビット数
を減少させることと、から構成される。圧縮画像を構成
する圧縮MCUは、例えば、展開時の画像内でのMCU
の位置、MCU内に含まれるビット数を表わす長さデー
タ、及び、同様な情報などの識別情報でタグを付け、M
CUを圧縮画像ファイルとして順次保存する。長さデー
タが必要なのはMCUが可変長であり、長さが圧縮しよ
うとするデータと用いる圧縮方法の関数をなすためであ
る。エントロピー符号化処理は、一般に符号化を指し、
ブロック化と、コサイン変換と、画像データ符号化の処
理を指す。
についての差分DC値は画像データのエントロピー復号
の段階の後圧縮画像から抽出することができ、このほう
がデータの逆コサイン変換のさらなる段階を必要とする
画像の完全な展開より労力が少ない。あるブロックのD
C値を得るために逆変換しなくてもよいことから、DC
値を得るのに必要な労力は展開したブロックを得る場合
のそれに比べて大幅に少ない。これは、コサイン変換と
逆変換が非常に計算資源を多用する演算であるためであ
る。
と、結果は各々のブロックについての差分DC値と63
個のAC値となる。次に、差分DC値に注目しているブ
ロックの左側のブロックの絶対DC値を加算して絶対D
C値へ変換する。当然のことながら、このDC値再生処
理を機能させるためには、注目しているブロックの左側
のブロックが全て処理される必要がある。次に、ブロッ
クを逆コサイン変換に通して圧縮されていない画素色相
値データを得る。
る値の差分符号化は圧縮を増加させるが、画像の一部の
展開の困難さも増大させる。これは、部分的画像の幾つ
かのMCUの展開が部分的画像の一部をなさないMCU
の参照を必要とするためである。
は、さらなる困難が部分的展開で発生する。圧縮度は画
像データの順序に依存しているため、MCUの変化を表
す画像部分として大きさが変化することになる。その結
果、単純に部分的画像からのMCUを編集した部分的画
像からのMCUで置換することは、画像全体が展開、編
集、再圧縮されない限り非実用的である。
するための方法の改良が必要とされていることは明白で
ある。
が復号されないようなMCU内の差分符号化した値を取
り扱うための手段を提供する。値を保持するためにエッ
ジ・テーブルを用意し、ここで各々の値は仮想画像の辺
縁上のブロックについての差分値と結合された場合、仮
想画像の辺縁より遠方のブロックを参照することなくそ
のブロックについての絶対値を提供する。エッジ・テー
ブル内のエントリーは、ブロックを完全に展開せずに圧
縮されたままのMCUから決定される。これは、逆コサ
イン変換がエッジ・テーブルの作成に必要ないためであ
る。さらなる記憶空間の必要性より処理速度が重要な場
合に差分値から絶対値を計算する速度を向上させるた
め、1つ以上のエッジ・テーブルを設けることができ
る。絶対値計算は平均してエッジ・テーブルが多いほど
高速であるが、これは、計算速度がエッジ・テーブルを
有する最も近い辺縁までのブロックからの距離に比例す
るためである。
などの差分符号化した値の記憶空間に対して処理速度が
特に優先する場合、画像を含む全てのブロックについて
のDC値を抽出してDC値アレイに保存する。
タ処理、マスキング及び混合を含むが、これに制限され
るものではない。マスキングは、各々の画素でマスキン
グ値を評価するマスキング関数に従って画像を切り取る
処理である。混合は、混合しようとする各々の画像につ
いて各々の画素で重み値を評価する混合関数に従って、
画素毎に2つの画像を結合する処理である。
る。まず、図1は本発明による編集システム10の好適
実施例を機能的に図示したものである。この編集システ
ム10は、圧縮画像メモリ12、画像処理部14及び画
像メモリ16を含む。前記圧縮画像メモリ12は、圧縮
画像19を含む原本の画像データ領域18と編集したM
CU21を保持するための編集画像データ領域20を含
む。画像処理部14は、ポインタ生成部22とブロック
/MCU復号部24とエッジ値計算部26と画像エディ
タ28とスクローラ30と画像更新部32とを含む。画
像処理部14のこれらの部材は、独立したハードウェア
として、或いは、処理装置により実行されるソフトウェ
アのサブルーチン群として、又は、両者の組合せとして
実現することが可能である。
が画像の一部を観察しつつマウス及び/又はキーボード
を用いて編集命令を発行する場合などの対話型アプリケ
ーションとして有用であるが、編集システム10は画像
と命令が利用者の介入なしに編集システム10へ供給さ
れるような画像処理システムの構成部材としても有用で
ある。
4、ディスプレイ・メモリ36、左側エッジ・テーブル
38及び右側エッジ・テーブル40を含む。前記圧縮画
像メモリ12はランダム・アクセス・メモリ(RA
M)、磁気ディスク又はその他の記憶媒体などのデジタ
ルメモリである。
行なうまで、編集画像データ領域20は空で編集された
MCUを全く含まない。この編集画像データ領域20に
割り当てられるメモリ量は、実行すべき編集の量に基づ
く利用者又はアプリケーションの必要性と多重取消動作
の必要性に従って変化し得る。
から説明する。画像メモリ16は、編集作業の開始時又
は圧縮画像メモリ12内に新規に圧縮画像が読み込まれ
た場合に初期化される。画像はブロックの2次元アレイ
よりなる。カラー画像において、画像は、第1に複数の
カラー層に細分され、各々のカラー層は単一の画像とし
て扱われる。以下の議論では、単一のカラー層画像につ
いてのみ説明するが、説明する原理は直接的に複数のカ
ラー層に拡張し得るものである。ブロックは通常8×8
画素の方形を含み、非圧縮時には64の濃度値を提供し
ており、また、画像はこのようなN×M個のブロックの
アレイにより構成される。各々のブロックが8×8画素
であるため、8.5インチ×11インチでインチ当たり
400画素の場合、Nは425、Mは550となり、画
素当たりの成分が単一と仮定すると、全体として画像当
たり233,750ブロックとなる。この例について続
けると、圧縮画像19は圧縮データを含む233,75
0MCUを含むことになる。この例ではMCUは1ブロ
ックとなる。
再インデックスが取られなかった場合、編集画像データ
領域20は圧縮データのMCUを含み、領域20内の各
々のMCUで原本画像データ領域18内のMCUを置換
する。また、ブロックが1回以上編集された場合、領域
20は領域18のMCUを置換するための1つ以上のブ
ロックを含むことになるが、実際に領域18内のブロッ
クを置換するのは1つの編集されたMCUだけである。
ポインタ生成部22は領域18を走査してポインタ・ア
レイ34内に各々のMCUの開始部分へのポインタを配
置する。ブロックとポインタの1:1対応により、ポイ
ンタ・アレイ34はN×M又は233,750個のエン
トリーを含む。
のポインタがどのように構成されるかをよく図示してい
る。第1のポインタ35は圧縮画像19の第1のMCU
を示す。他のポインタも同様に、ブロックとそれらに対
応するMCUに付随している。ポインタ・アレイ34
は、図1に図示したように2次元アレイ内に論理的に配
置して画像内のブロックの構成に対応させることがで
き、又は、図3に図示したように1次元アレイ内に構成
することが可能である。各々のポインタは領域18内の
MCUを示すか、又は、ポインタ(n+3)の場合のよ
うに領域20内のMCUを示す。図2及び図3のブロッ
クの番号はMCU当たり1つのブロックを仮定したもの
であるが、この例は複数ブロックMCUに容易に拡張で
きる。
々のMCUを走査してから、ポインタ生成部22は編集
画像データ領域20を走査する。領域20内の各々のM
CUは別のMCU内のデータを置換する画像データを含
む。置換されたMCUは、MCUが原本のMCUの第1
の編集物である場合には、領域18内のMCUを置換す
るか、又は、MCUが既に編集されている場合、領域2
0内のMCUを置換する。領域20内の各々のMCUは
置換されるMCUへのポインタを含む。従って、ポイン
タ生成部22は領域20内の各々のMCUを単純に走査
し、そのMCUに関連するブロックを認識してポインタ
・アレイ34内のそのブロックへのポインタを更新す
る。ポインタ生成部22は古い編集から最新の編集へと
領域20内を走査し、単一ブロックについて複数の編集
が領域20内に存在する場合、そのブロックについて最
新のMCUだけがポインタ・アレイ34内のポインタに
よって示される。
ブロック復号部24はアレイ34内のポインタを用いて
領域18内の選択されたMCUを検索するが、別の実施
例において、ブロック復号部24はポインタ・アレイ3
4の参照なしに領域18内のMCUを特定している。し
かし、処理の重複を回避する上で、ポインタ・アレイ3
4を用いることが望ましい。ブロック復号部24は圧縮
画像メモリ12内に保存された画像全体を復号するが、
本発明の幾つかの利点は失われることになる。
分にのみ関連する。この部分は、仮想画像が復号された
後で画像エディタ28により完全な画像として操作され
る。図2は仮想画像44が全体画像42にどのように関
連するかを図示している。図2において、全体画像42
はN×Mブロックの広がりを有するが、仮想画像44は
4×4ブロックの大きさである。
像44は編集用に選択された画像であり、ブロック復号
部24は仮想画像44の16ブロックだけを復号して得
られたブロックをディスプレイ・メモリ36内に配置す
る。ディスプレイ・メモリ36から仮想画像44を処理
し、表示させ、又はそのまま保存させることができる。
明らかなように、画像処理部14は全体画像の全てを展
開するのにかかる処理資源と時間を占有する必要がな
く、エッジ・テーブル又はDC値アレイが本発明によっ
て利用可能なため、仮想画像44内部のブロックに関連
するMCUにだけ集中すればよいことになる。
値計算部26と並行して動作している。他の実施例で
は、これらの動作は逐次的又は全く独立である。エッジ
値計算部26は圧縮画像メモリ12内のブロックを走査
し、差分であって基準ブロックへの参照を必要とする各
々のブロック(MCU)の差分値だけを評価する。1つ
の規格であるJPEG規格では、各々のブロックはDC
濃度についての差分値を含み、基準ブロックは復号され
るブロックの左にあるブロックである。例えば、ブロッ
ク(n+2)についての絶対DC値を検索するには(図
2参照)、差分値がブロック(n+2)から抽出され、
抽出された値からブロック(n+1)についての絶対D
C値が減算される。しかし、ブロック(n+1)は仮想
画像44内に含まれないため展開していないので、エッ
ジ値計算部26によりDC値だけがそのブロックから抽
出する。全体画像に渡り仮想画像を移動させる際の遅延
を回避するため、左右のエッジ・テーブル38,40が
用意されている。
ィスプレイ・メモリ36内に保存されている仮想画像4
4の関連性を良く図示している。仮想画像44は当初に
ブロックA,B,C,Dにより仕切られている。左側エ
ッジ・テーブル38は全体画像42の各行について1つ
のエントリーを含み、また、テーブルは仮想画像44の
境界を越えて到達することが多い。各行についてのエン
トリーはその行の中のブロックについてと仮想画像44
内の最も左の桁のブロックの左側までの絶対DC値を含
む。例えば、左側エッジ・テーブル38のエントリーY
はブロックDの左側に存在する全体画像中のブロックに
ついてのDC絶対値である。同様に、右側エッジ・テー
ブル40は仮想画像44の最も右側の桁にあるブロック
のDC絶対値についてのエントリーを含む。よって、エ
ッジ・テーブル38,40は各々M個のエントリーを含
むことになる。
方向にスクロールされる場合、更新領域100内の新し
いブロックが展開され、ディスプレイ・メモリ36内に
移動される。エッジ・テーブルを用いずにブロックを完
全に展開するには、復号されるブロックの左側の各々の
ブロックについてのDC差分値が全て加算されなければ
ならない。それに対して、右側エッジ・テーブル40を
用いると、1回の加算又は減算だけでよいことになる。
例えば、ブロックEが展開される場合、ブロックEでの
絶対DC値はブロックEの差分DC値と右側エッジ・テ
ーブル40内に記憶しているブロックBについてのDC
絶対値から見つかる。各々の新しい桁が仮想画像44内
に導入されるに従って、エッジ・テーブル40はその新
しい桁についての絶対DC値で更新される。例えば、ブ
ロックBについての絶対DC値を保持しているエントリ
ーは1桁左へスクロールした後ではブロックEについて
の絶対DC値を保持することになる。他の圧縮方式にお
いては、差分値が復号するブロックの上下のブロックを
参照するような上部と底部のエッジ・テーブルを用いる
ことがある。得られた仮想画像44と得られたエッジ・
テーブルL’及びR’が図示してある。
には必要ではないが、大きな仮想画像の場合には、2つ
のエッジ・テーブル38,40を用いるとスクロール中
に必要な計算が減少する。例えば、右側エッジ・テーブ
ル40が存在していない場合、ブロックEについての絶
対DC値は左側エッジ・テーブル38から決定し、仮想
画像44の最上行の各ブロックについての差分DC値を
加算することになる。1つのエッジ・テーブルを用いる
場合でも、エッジ・テーブルを有する仮想画像の辺縁と
全体画像の辺縁の間のブロック数だけ必要な加算回数が
減少する。エッジ値計算部26は仮想画像44内のブロ
ックを含めたブロックについての絶対DC値を決定する
ので、これらの値はブロックを復号するためにこの値を
使用するブロック復号部24に提供することができる。
ローラ30はエッジ・テーブル38,40内のDC値を
用いて仮想画像内でスクロールしようとするブロックに
ついてのオフセットを提供する。例えば、全体画像の2
05桁目から204桁目へ仮想画像の左辺縁が移動する
ように仮想画像を移動した場合、新しい仮想画像内部の
204桁目のブロックを復号してディスプレイ・メモリ
36内に配置する必要がある。203回の減算を実行し
て204桁目のブロックの絶対DC値を求める代りに、
204桁目の各々のブロックについての絶対DC値を左
側エッジ・テーブル38の適切なエントリーから読み出
すことができる。左側エッジ・テーブル38は203桁
目の絶対DC値を保持するように更新される。これは、
204桁目の絶対DC値と204桁目のDC差分値から
計算する。
の場合、右側エッジ・テーブル40は205桁目の絶対
DC値を含む。1桁右へスクロールする場合、スクロー
ラ30はブロック復号部24に新しい仮想画像のブロッ
クに対応するMCUを復号させる。新しいブロックは2
05桁目にあり、これらのブロックについての絶対DC
値は右側エッジ・テーブル40内で簡単に見つかる。右
側エッジ・テーブル40はこの後更新され、内部の各々
のエントリーが205桁目のブロックの差分DC値で変
更され、206桁目のブロックについてのDC値が得ら
れる。
ジ・テーブル38,40は変更せず、異なるエントリー
を使用する。エッジ・テーブル38,40は全体画像4
2の長さに渡って延在しているので、仮想画像はエッジ
・テーブル38,40内のエントリーをどれも変更する
ことなく全体画像の上部から底部までスクロールするこ
とができる。
リ36の内容を観察しつつ画像を編集し得るような対話
型装置とすることができ、又は、画像エディタ28は自
動処理とすることもできる。1つの用途は、利用者がデ
ィスプレイ・メモリ36の内容を観察しながら又は観察
せずに、利用者からの命令入力に応答する複写機内の画
像の変更を行なうことである。編集内容を保存する場
合、画像更新部32は編集MCUを再圧縮し、編集MC
Uを編集画像データ領域20内の利用可能な位置に保存
し、そのブロックに関連するポインタ・アレイ34内の
ポインタを更新して、新規に保存した編集MCUを示さ
せる。画像更新部32はまた新規保存したMCUがどの
MCUを置換するかを表わす参照フィールドも編集MC
Uと一緒に保存する。この方法では、画像エディタ28
が「取り消し」操作を起動した場合、画像更新部32は
単にポインタを変更して、新規保存したMCUが参照す
るMCUを示すようにさせて、効率的に直前の編集を取
り消すことができる。画像更新部32及び画像エディタ
28は、また、1つ以上のブロックについて同時に操作
する能力を有する。画像更新部32は各々の編集MCU
についてのポインタ・アレイ34を更新するので、ポイ
ンタ・アレイ34は最新の状態にあり、新規の圧縮画像
が圧縮画像メモリ12内に読み込まれるまで、圧縮画像
メモリ12をポインタ生成部22で走査する必要がな
い。
タ35を示す。前述の好適実施例において、ポインタは
32ビットであり、編集フラグ50を保持するための最
上位ビットと残り31ビットでMCUアドレスを構成す
る。「仮想編集」は、ツールを用いてディスプレイ・メ
モリ36内の画像データを変更することで実現してい
る。ブロック内の画素を編集すると、そのブロックのポ
インタの編集フラグが設定される。編集は編集ブロック
についての絶対DC値に影響を及ぼし得ることから、編
集ブロックの右側のブロックのポインタ内の編集フラグ
も設定される。これは、右側のブロックでの差分DC値
が左側のブロックでの絶対DC値を変化させるためであ
る。編集作業が完了すると、ポインタ・アレイ34は設
定されている編集フラグについて走査される。各々のフ
ラグが立てられた領域では、圧縮画像メモリ12からブ
ロックを復号し、フラグの立てられた領域のブロックの
各列について左側に見えるブロックから開始して、各々
の編集ブロックの左側のブロックでのDC値を決定す
る。編集したブロックが左側又は右側のエッジに到達し
た場合、DCエッジ・テーブルは新しい値で更新され
る。
は編集画像データ領域20内の原本の画像データ領域1
8に追加される。つまり、ポインタ・アレイ34は単一
の線形メモリとして圧縮画像メモリ12をアドレスする
ことができる。編集MCUが作成されると、図6に示し
た編集ヘッダ・フィールドが初期化されて、編集MCU
が領域20内に保存され、ポインタ・アレイ内のポイン
タが初期化されて新規保存した編集MCU内における編
集ヘッダの始点を示す。
urposes(走査及びブロックID用のJPEG APP
のマーカ) HLEN=Length of block + in bytes to conform to
JPEG standard(JPEG規格に適合させるためのブロ
ック+2のバイト長) EID =Edit id number for unique id signature w
hen searching(検索時の独自IDシグネーチャ用編集
ID番号) PBP =Previous bit position of previously edit
ed same mcu(直前に編集した同一MCUの直前ビット
位置) NBP =Next bit position of subsequently edited
same mcu(続けて編集した同一MCUの次のビット位
置) CBB =Number of bits comprising followng encod
ed data(これ以下に符号化されているデータを含めた
ビット数) CBD =Recompressed edited mcu image data(再圧
縮された編集MCUの画像データ) である。
MCUがJPEG規格に適合するように提供されてい
る。PBPフィールドはMCUの直前の版を指す。直前
の版は第1の編集MCUについて領域18内に存在する
が、編集MCUがさらに編集された場合には、第2の編
集MCUのPBPフィールドは第1の編集MCUを指す
ことになる。第1の編集MCUのNBPフィールドは第
2の編集MCUの先を指すように設定されることになる
ので、リンクされたリストを構成する。CBBフィール
ドは後続する画像データのビット数を表わしているの
で、所望するヘッダが見つかるまで1つのヘッダから別
のヘッダへ飛び越し走査することにより画像ファイルが
走査できる。CBDフィールドは画像データそれ自体を
含む。さらにCBDフィールド内のデータはエントロピ
ー符号化されているので、ビット数はMCU毎に異な
る。これらのフィールドは、編集画像ファイルを新規画
像ファイルに順次読み込むようにできるので、編集MC
Uが新規画像ファイルの原本データ領域内に含まれ、さ
らに、新規画像ファイルの編集領域が空になるように編
集領域のMCUを画像ファイル内へ再配置する。
実施例を示す。この編集システム100では(特に、図
10を参照)、入力ブロックを編集関数に従って処理し
ており、編集システム100はDC値アレイ又はDC定
数オフセットのどちらかを使用してエッジ・テーブルの
必要性を回避している。編集システム100は図1に図
示した編集システム10の対話型編集及び取消機能を完
全に支持する能力を有している。このシステム、編集シ
ステム10は図7及び図8に図示したDC値アレイ又は
定数オフセットをエッジ・テーブルの代わりに使用する
ようにもできる。
圧縮データファイル76から仮想画像70の一部71を
抽出するためにポインタ・アレイ・テーブル72とDC
値アレイ・テーブル74を用いることを示している。部
分71の右下のブロックなどのブロックを圧縮データフ
ァイル76から抽出する際には、仮想画像70内のブロ
ックの位置を用いてポインタ・アレイ・テーブル72内
にインデックスを作成し、そのブロックを含むMCUへ
のポインタを返し、また、DC値アレイ・テーブル74
内にインデックスを作成してそのブロックのDC値を返
す。返されたポインタを用いて圧縮データファイル76
内のブロックの圧縮MCUを特定し、返されたDC値を
そのブロックの右側のブロックのDCオフセットとし
て、JPEG規格に準拠するように用いる。つまり、取
り出したブロックを展開する際に、逆コサイン変換のD
C値は返されたDC値と圧縮MCUとともに保存してあ
る差分DC値を加算することで求まる。これ以外で、1
段階の節約には、DC値アレイが各々のブロックについ
ての絶対DC値を含め、逆コサイン変換用のDC値をア
レイからの値とブロックからの値を組み合わせる代わり
に直接DC値アレイ・テーブル74から読み出せるよう
にする。
えて、固定DCオフセットの使用を図示したものであ
る。オフセット78は圧縮画像内のブロックから読み出
した差分DC値の全部に加算する単一の値を提供し、一
方、DC値アレイ・テーブル74は各々のブロックにつ
いて独自の値を提供する。オフセット78を用いる利点
は、DC値に必要な記憶容量を単一の値に減少すること
である。場合によってはオフセット値0が好適であり、
このような場合にはオフセット78とこれを加算する段
階をどちらも排除することができる。
を割り当てても、圧縮画像は画像全体の占有空間より少
ない空間に納まる。前述の8.5インチ×11インチの
大きさで400画素/インチの解像度、2:1:1サブ
サンプリング、1バイト/成分の画像を例にとると、圧
縮していない画像は、93.5平方インチ*160,0
00画素/平方インチ*3成分/画素*1バイト/成
分、又は、44.88メガビットを占有することにな
る。64画素/ブロックの場合、画像は467,500
ブロックを必要とする。各々のMCUが2ブロックで4
バイトのポインタ1つと2バイトのDC値2つ(MCU
の各ブロックに1つずつ)を必要とする場合、ポインタ
・アレイ・テーブル72は各々が4バイトのエントリー
233,750個を有するので935,000バイトを
必要とし、DC値アレイ・テーブル74は各々2バイト
のエントリー467,500個を有するので935,0
00バイトを必要とする。全体の圧縮比が10:1の場
合、ファイル76に保存された圧縮画像(4.488メ
ガバイト)と、ポインタ・アレイ・テーブル72と、D
C値アレイ・テーブル74との占有空間は6.358メ
ガバイトでしかなく、さらに圧縮比は44.88:6.
358又は約7:1である。
00が実行できる編集処理のフローチャートである。処
理はステップ80で始まり、ステップ98へ進むように
図示してある。ステップ80から、編集システム100
はステップ82へ進む。
編集関数を選択してステップ84へ進む。典型的な編集
関数には、パン(移動)、伸縮、回転、マスキング(隠
蔽)が含まれる。幾つかの実施例ではこの編集関数は予
め設定してあり、また、別の実施例では、通常入力画像
又は出力画像の一部のどちらかを観察してから編集関数
を利用者が選択する。
処理しようとする第1の出力ブロックを指し示すように
出力ブロック・ポインタを初期化し、ステップ86へ進
む。
どの入力ブロックを処理して現在の出力ブロックを生成
するかを決定し、ステップ88へ進む。入力ブロックは
現在の出力ブロック・ポインタと特定の編集関数をもと
に決定される。例えば、編集関数が色の変更だけの場合
には、出力ブロックは編集関数と単一の入力ブロックの
関数であるが、編集関数が変換の場合には、出力ブロッ
クは4つまでの入力ブロックの関数となることがある。
出力ブロックを生成するのに必要な入力ブロックを抽出
展開し、ステップ90へ進む。抽出すべき入力ブロック
はポインタ・アレイ内でブロックを含むMCUについて
ポインタを特定しそのポインタを用いて圧縮画像内のM
CUをアドレスすることによって発見可能である。入力
ブロックの展開処理において、その入力ブロックについ
てのDC値(絶対値又は相対オフセットの何れか)はD
C値アレイから読み出される。このステップでは、キャ
ッシュ114を編集システム100に設けることによっ
て使用する展開入力ブロックを同じ入力ブロックに依存
する他の出力ブロックとともに記憶しておくこともでき
る。
入力ブロックと編集関数に基づいて出力ブロックの画素
値を計算し、ステップ92に進む。ステップ92では出
力ブロックを出力して出力画像ファイルを形成する。
ポインタをインクリメントして次の出力ブロックを指す
ようにし、さらに、ステップ96ではさらに計算しなけ
ればならない出力ブロックが他にも残っているか否かに
よって、流れは次の出力ブロックがある場合にはステッ
プ86へ戻り、又は、ステップ98で処理を終了する。
圧縮出力画像ファイル102へ編集するための本発明に
よる編集システム100を示す。幾つかの実施例におい
て入力と出力の画像は、入力MCUの集合として一緒に
保存されており、出力画像は入力MCUを置き換える
か、又は、図1の圧縮画像メモリ12で図示したように
入力MCUに追加するかの何れかとなる。
100は入力ブロック選択部106と、ブロック展開部
108と、ブロック単位の画像処理部110と、レジス
タ112と、任意のキャッシュ114と、メモリ118
とを含む。アレイ生成部120を設けて入力ブロックへ
のポインタを含むポインタ・アレイ・テーブル72を格
納しメモリ118にはDC値アレイ又は固定DCオフセ
ット値のどちらかを格納する。利用者I/O130も設
けて編集システム100の利用者が編集関数を選択し入
力及び/又は出力画像ブロックを観察できるようにす
る。
指示が利用者I/O130又は別の供給源から供給され
る線104からの入力と、現在処理中の出力ブロックに
ついての指示を提供するレジスタ112からの入力を受
け取る。入力ブロック選択部106はブロック選択線1
22上にどの入力ブロックを選択したかを表わすための
出力を有する。ブロック選択線122はポインタ・アレ
イ・テーブル72をアドレスするために用い、DC値ア
レイを用いる場合にはメモリ118をアドレスする。入
力ブロック選択部106も、圧縮入力画像ファイル10
1から選択したブロック/MCUを受け取るための入力
と、線124上でメモリ118からのDCオフセットを
受け取るための入力と、選択したブロック/MCUをブ
ロック展開部108へ提供するためにこのブロック展開
部108へ結合してある出力とを有する。別の実施例に
おいて、線124はブロック展開部108へ直接結合
し、入力ブロック選択部106はDC値を計算しない。
クを画像処理部110へ出力するための出力を有し、幾
つかの実施例においては、展開したブロックを出力する
ためのキャッシュ114への出力とキャッシュ114か
ら展開したブロックを呼び出すための入力とを含む。キ
ャッシュ114は回路の寸法より処理速度が優先するよ
うな場合と、編集関数が入力ブロックを反復的に使用す
るとわかっている場合に用いる。
た編集関数の指示を受け取るための入力と、出力ブロッ
クを出力するための出力とを含む。レジスタ112の内
容は圧縮出力画像ファイル102へ提供されて、画像処
理部110の出力するブロックが正しい位置に保存され
るが、幾つかの実施例では、内容を画像処理部110へ
提供し、ここでさらに圧縮出力画像ファイル102へ出
力するブロックへアドレスの指示を添付するようになし
てある。さらに別の実施例においては、出力ブロックの
アドレスはブロックが出力される順序で示される。
イル101から情報を受け取るための入力と、ポインタ
の値をポインタ・アレイ・テーブル72へ出力するため
の出力とメモリ118へDC値を出力するための出力の
2つの出力を有する。アレイ生成部120を他の部材へ
結合する線は、これらの線がポインタ・アレイ・テーブ
ル72とメモリ118の初期化の間にだけ使用され、初
期化以後は不要であることを示すために破線で示してあ
る。これは、ポインタ・アレイ・テーブル72とメモリ
118が更新されないということではない。出力画像と
入力画像が結合されるような編集システムの一部として
実装する場合、ブロックを編集して入力画像ファイル内
で移動するとポインタ・アレイとメモリ118を更新す
るような機構(図10には図示していない)を設ける。
第1の出力ブロックへのポインタで初期化され、ポイン
タを介して注目するその他のブロック全部を走査するよ
うにプログラムする。例えば、仮想画像70の一部71
(図7及び図8参照)を編集関数で操作しようとする場
合、レジスタ112は部分71の16個のブロックの各
々を順次指し示すことになる。線104上に指示された
特定の編集関数とレジスタ112によって示される出力
ブロックから、入力ブロック選択部106はどのブロッ
クを入力するか決定する。例えば、選択した編集関数が
仮想画像70の中心にある画素を通る反映(鏡像)で現
在の出力ブロックが左下隅の画素だとすると、選択すべ
き入力ブロックは右上隅の画素となる。他の編集関数、
例えば、回転、伸縮、及び小数ブロック変換などでは、
1つ以上のブロックを現在の出力ブロックとして選択す
ることがある。
イル101からこれらを抽出する(入力ブロック選択部
106がキャッシュ114にも結合してあり、選択した
ブロックが既にそこに記憶されている場合を除く)。ブ
ロックを見つけ出すには、入力ブロック選択部106が
そのブロックを含むMCUのMCUアドレスをブロック
選択線122へ出力し、ポインタ・アレイ72が選択し
たMCUへのポインタを提供する。選択したMCUは選
択したブロックについてのDC値オフセットと併せてブ
ロック展開部108へ供給される。幾つかの実施例にお
いて、DC値はブロックをブロック展開部108へ送出
する前に圧縮入力画像ファイル101内でブロックとと
もに保存してあるDC差分値と結合する。
で展開した後、展開したブロックは画像処理部110へ
供給される。ここで、従来技術に対して編集システム1
00が提供する1つの改良は、画像全体を処理しなけれ
ばならない場合であっても、圧縮入力画像ファイル10
1全体を一度に全部展開する必要がないことである。こ
れは、通常であれば、画像処理部110の何らかの所定
の演算には画像の小さな部分集合だけしか必要とされな
いためである。画像処理部110は出力ブロックを出力
するが、これは編集システム100の動作により、選択
した入力ブロックと選択した編集関数だけからなる関数
である。編集システム100が提供するさらに別の改良
は、メモリ118を正しく初期化すれば、選択したMC
Uは選択したMCU以外のどのMCUも参照することな
く圧縮入力画像ファイル101から抽出されることであ
る。エッジ・テーブル又はDC値アレイを用いない場合
には、選択したブロックより先のブロックを取り込んで
選択したブロックの正しいDC値オフセットを求めなけ
ればならないことが多い。
ロック図で、レジスタ142,144と、2対1マルチ
プレクサ146と、差分加算回路148とを含む。レジ
スタ142は1周期の遅延を有しているので、 End_
Of_Row信号がレジスタ142のCLR入力に発行さ
れ値0を保持する場合を除き、直前に適用したDC値を
保持する。入力線150はブロックのDC値をレジスタ
142の入力と加算回路148の加算入力へ提供するた
めに使用する。レジスタ142,144の出力は各々マ
ルチプレクサ146の入力へ結合してあり、マルチプレ
クサ146の出力は加算回路148の減算入力へ供給す
る。マルチプレクサ146はJPEG互換モードと固定
DC値モードの一方を示すモード選択入力を含む。
圧縮しようとするブロックとともに保存するDC差分値
を計算するために使用する。マルチプレクサ146がJ
PEG互換モードに設定してある場合、レジスタ142
からの値が加算回路148の減算入力へ送られる。即
ち、加算回路148から出力されるDC差分値は直前の
ブロックのDC値を引いたブロックのDC値、又は、そ
のブロックがある行の第1のブロックの場合には0であ
る。マルチプレクサ146が固定DC値モードに設定し
てある場合は、レジスタ144からの値は加算回路14
8の減算入力へ送られる。この場合、各々のブロックの
DC値はレジスタ144に保存してある定数値を減算し
てから出力される。定数値は、例えば、画像内のブロッ
クの絶対DC値全部の平均値とするなど幾つかの方法で
選択できる。選択した定数が圧縮画像内部に含まれるデ
ータの単なる関数ではない場合には、画像に追加のフィ
ールドを付与してアレイ生成部120による後の抽出の
ための定数を保存しておき、アレイ生成部120が値を
メモリ118へ抽出できるようにする。
制限するものではない。本発明の多くの変形が、本開示
の参照により、当業者には明らかとなろう。単なる例と
して、画像処理部14の別個に識別されたユニットがコ
ンピュータ上で動作する1つ又はそれ以上のソフトウェ
アプログラムとして実現することができ、又は、このユ
ニットの機能を統合又はさらに細分することが有り得
る。従って、本発明の範囲は、上述の実施例上の説明を
基準とすることなく定めるべきものであって、特許請求
の範囲の記載を参照し、これと等価の範囲において決定
されるべきものである。
全てのMCUが復号されないようなMCU内の差分符号
化した値を取り扱うための手段も提供されている。例え
ば、値を保持するためにエッジ・テーブルを用意し、こ
こで各々の値は仮想画像の辺縁上のブロックについての
差分値と結合された場合、仮想画像の辺縁より遠方のブ
ロックを参照することなくそのブロックについての絶対
値を提供することができる。エッジ・テーブル内のエン
トリーは、ブロックを完全に展開せずに圧縮されたまま
のMCUから決定できる。これは、逆コサイン変換がエ
ッジ・テーブルの作成に必要ないためである。さらなる
記憶空間の必要性より処理速度が重要な場合に差分値か
ら絶対値を計算する速度を向上させるため、1つ以上の
エッジ・テーブルを設けることもできる。絶対値計算は
平均してエッジ・テーブルが多いほど高速であるが、こ
れは、計算速度がエッジ・テーブルを有する最も近い辺
縁までのブロックからの距離に比例するためである。
ロック図である。
元アレイ中の圧縮画像を示す模式図である。
イを含む画像ファイルを示す模式図である。
エッジ・テーブルの使用を図示した模式図ある。
である。
す模式図である。
画像データファイルから仮想画像の一部を抽出する方法
を示し、矢印が各々の関連エントリーを示す模式図であ
る。
画像データファイルから仮想画像の一部を抽出する方法
を示し、矢印が各々の関連エントリーを示す模式図であ
る。
ブロック図である。
てDC値を符号化するために用いる符号化回路を示すブ
ロック図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 画像を複数のブロックに分割し、各々の
ブロック内の画像がDCオフセット値を含む1組のデジ
タル値で表現され、前記DCオフセット値は前記ブロッ
クについてのDC値と前記ブロックの左側のブロックに
ついてのDC値の間の差を表わすようになしてあり、あ
るブロックを含む仮想画像がディスプレイ上に表示さ
れ、前記ディスプレイ上の仮想画像は最上部の行のブロ
ックと、底部の行のブロックと、左側の桁のブロック
と、右側の桁のブロックで定義されている画像編集シス
テムにおいて、 前記仮想画像が前記画像に対して左に移動するとき、前
記仮想画像の最も左側の桁にあるブロックのDC値につ
いてのエントリーを含む左側エッジ・テーブルを使用し
て前記仮想画像に追加するブロックについてのDC値を
計算することと、 前記仮想画像が前記画像に対して右に移動するとき、前
記仮想画像の最も右側の桁にあるブロックのDC値につ
いてのエントリーを含む右側エッジ・テーブルを使用し
て前記仮想画像に追加するブロックについてのDC値を
計算することと、を含むことを特徴とする圧縮画像の仮
想編集方法。 - 【請求項2】 完全な画像がM行N桁のブロックに分割
され、各々のブロック内の画像がDCオフセット値を含
む1組のデジタル値で表現され、前記DCオフセット値
は前記ブロックについてのDC値と前記ブロックの左側
のブロックについてのDC値の間の差を表わすようにな
してあり、Y行X桁のブロックを含む仮想画像がディス
プレイ上に表示され、前記ディスプレイ上の仮想画像は
最上部の行のブロックと、底部の行のブロックと、左側
の桁のブロックと、右側の桁のブロックで定義され、Y
はMより小さく、XはNより小さく、M行からY行が選
択されN桁からX桁が選択されるようになしてある画像
編集システムにおいて、 M個のエントリーを含み、各々のエントリーが前記仮想
画像の最も左側の桁にあるブロックのDC値に対応する
ように左側エッジ・テーブルを生成することと、 M個のエントリーを含み、各々のエントリーが前記仮想
画像の最も右側の桁にあるブロックのDC値に対応する
ように右側エッジ・テーブルを生成することと、 前記仮想画像が前記完全な画像に対して左に移動すると
き前記左側エッジ・テーブルを使用して前記仮想画像に
追加するブロックについてのDC値を計算することと、 前記仮想画像が前記完全な画像に対して右に移動すると
き前記右側のエッジ・テーブルを使用して前記仮想画像
に追加するブロックについてのDC値を計算すること
と、を含むことを特徴とする圧縮画像の仮想編集方法。 - 【請求項3】 完全な画像がM行N桁のブロックに分割
され、各々のブロック内に含まれる前記画像の一部がD
Cオフセット値を含む1組のデジタル値として表現さ
れ、前記DCオフセット値は前記ブロックについてのD
C値と前記ブロックの左側のブロックについてのDC値
の間の差分を表わすようになしてあり、Y行の前記ブロ
ックを含む仮想画像がディスプレイ上に表示され、前記
ディスプレイ上の前記仮想画像は左側の桁のブロックを
有するような画像編集システムにおいて、 M個のエントリーを含み、各々のエントリーが前記仮想
画像の左側の桁に隣接する桁のブロックのDC値に対応
するように左側エッジ・テーブルを生成することと、 前記左側エッジ・テーブルを使用して前記完全な画像に
対して前記仮想画像を左側に移動するとき前記仮想画像
に追加されるブロックについてのDC値を計算すること
と、を含むことを特徴とする圧縮画像の仮想編集方法。
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