JP4444967B2 - 画像処理 - Google Patents
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Description
E. J. Delp and O. R. Mitchell, "Image compression using block truncation coding", IEEE Transactions on Communications, Vol. COM-2、No. 9、pp.1335-1342, 1979 G. Campbell, T. A. DeFanti, J. Frederiksen, S. A. Joyce, L. A. Leske, J. A. Lindberg and D. J. Sandin, "Two bit/pixel full color encoding", SIGGRAPH ’86 Conference Proceedings、Vol.20, No. 4, pp.215-223, August, 1986
本発明の本実施形態に従って画像ブロックを符号化するために、基本的には、正しい色コードワード及び正しい輝度変更子セットが選択される。この選択が実行された後、画像ブロック中の各画像要素の符号化は、セットの4つの輝度変更子の全てを試行し、誤差を計算することにより実行される。画像要素の元の(24ビット)色が(R, G, B)であり、色コードワード(量子化平均色、12ビット)が
先に説明した単純符号化においては、単純に、画像ブロック中の画像要素の色の表現(色コードワード)として、量子化平均色が使用された。本発明による全数符号化の本実施形態では、色及び輝度変更子セット(変更子値を含む)の双方が選択される。すなわち、可能なあらゆる組み合わせが試行される。所定の画像要素に対して、輝度変更子セットの全4ビット及び輝度表現の2ビットの先の繰り返しに加えて色の全12ビットを通して更に繰り返しが追加実行され、その結果、合わせて218ステップとなる。単純圧縮の場合と同一のPCラップトップを使用すると、128×128画素の画像の符号化に約5分かかる。これは、ランタイムアプリケーションには長すぎるであろうが、オフライン符号化の場合には法外な長さではない。全数符号化の結果を上述の単純符号化の結果と比較すると、PSNRの差は、約1.5dBであることがわかる。視覚的には、単純符号化方式によって符号化された画像のいくつかの領域が色ずれを示すという点で、画像に差が生じる。グレイの領域にある個々の画像ブロックが、急にわずかな緑色の陰影を帯びる。その理由は、単純方式の場合、色コードワードのR成分、G成分、及びB成分が個別に量子化され、それが最適とは言えないことである。
単純符号化方式の場合、本発明の本実施形態は、(24ビット)平均色
赤:ahex × 11hex = aahex ←→ 1010 1010bin ←→ 170
緑:5hex × 11hex = 55hex ←→ 0101 0101bin ←→ 85
青:1hex × 11hex = 11hex ←→ 0001 0001bin ←→ 17
次に、この拡張色は、画像ブロックの画像要素に割り当てられる。その結果、以下のようになる。
Claims (52)
- 複数の画像要素(610)から構成される画像ブロック(600)を圧縮する方法であって、
前記画像ブロック(600)中の前記複数の画像要素(610)の色の表現である1つの色コードワード(710)を決定する工程と、
前記画像ブロック(600)中の前記複数の画像要素(610)の輝度を変更するための複数の輝度変更子から成るセットの表現である輝度コードワード(720)を提供する工程と、
前記画像ブロック(600)中の画像要素(610)ごとに、前記輝度変更子セットからの1つの輝度変更子と関連する輝度表現(730)を選択する工程と、
前記1つの色コードワード(710)と前記輝度コードワード(720)と画像要素(610)ごとの前記輝度表現(730)とを、前記画像ブロック(600)の圧縮表現(700)として、出力する工程と
を備えることを特徴とする方法。 - 画像を符号化する方法であって、
前記画像を、各々が複数の画像要素(610)を含む複数の画像ブロック(600)に分割する分割工程と、
少なくとも1つの画像ブロック(600)に関して、
前記画像ブロック(600)中の前記複数の画像要素(610)の色の表現である1つの色コードワード(710)を決定し、
前記画像ブロック(600)中の前記複数の画像要素(610)の輝度を変更するための複数の輝度変更子から成るセットの表現である輝度コードワード(720)を提供し、
前記画像ブロック(600)中の画像要素(610)ごとに、前記輝度変更子セットからの1つの輝度変更子と関連する輝度表現(730)を選択することにより、符号化表現(700)を決定する工程と
を備え、
前記符号化表現(700)は、前記1つの色コードワード(710)と前記輝度コードワード(720)と画像要素(610)ごとの前記輝度表現(730)とを、含む
ことを特徴とする方法。 - 前記符号化表現(700)を決定する前記工程は、画像ブロック(600)ごとに実行されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記1つの色コードワード(710)を決定する前記工程は、
前記画像ブロック(600)中の前記複数の画像要素(610)の平均色を判定する工程と、
前記平均色を量子化する工程と
を備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の方法。 - 前記平均色を量子化する前記工程は、
前記平均色の近傍量子化色ごとに、誤差表現を判定する工程と、
最小の誤差表現と関連する前記近傍量子化色を、前記量子化された平均色として選択する工程と
を備えることを特徴とする請求項4に記載の方法。 - 前記誤差表現は、重み付き誤差表現であることを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記誤差表現を判定する前記工程は、
近傍量子化色ごとに、前記画像ブロック(600)を圧縮する工程と、
近傍量子化色ごとに、前記画像ブロック(600)と前記画像ブロック(600)の前記圧縮表現との比較に基づいて、前記誤差表現を判定する工程と
を備えることを特徴とする請求項5又は6に記載の方法。 - 前記輝度変更子セットは、数学的相補輝度変更子値を含むことを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の方法。
- 前記輝度コードワード(720)を提供する工程では、複数の輝度変更子セットを含む輝度テーブル(500)から前記輝度変更子セットを選択し、それにより、前記輝度コードワード(720)は、前記テーブル(500)からの前記選択された輝度変更子セットの識別を可能にすることを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の方法。
- 前記輝度変更子セットを選択する前記工程、及び前記輝度表現(730)を選択する前記工程は、
前記画像ブロック(600)中の画像要素(610)ごとに、前記輝度テーブル(500)の輝度変更子セットからの1つの輝度変更子によって変更された平均色輝度と元の色値との差を判定する工程と、
前記判定された差に基づいて、誤差値を推定する工程と、
前記誤差値を最小にする輝度変更子セット及び輝度変更子を選択する工程と
を備えることを特徴とする請求項9に記載の方法。 - 前記誤差値は重み付き誤差値であり、色成分の重みは、前記元の色及び前記平均色に対して等しいことを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記1つの色コードワード(710)を決定する前記工程、前記輝度変更子セットを選択する前記工程、及び前記輝度表現(730)を選択する前記工程は、
前記画像ブロック(600)中の画像要素(610)ごとに、前記輝度テーブル(500)の輝度変更子セットからの1つの輝度変更子によって輝度変更された量子化色と元の色値との差を判定する工程と、
前記判定された差に基づいて、誤差値を推定する工程と、
前記誤差値を最小にする量子化色、輝度変更子セット、及び輝度変更子を選択する工程と
を備え、
それにより、前記1つの色コードワード(710)は、前記選択された量子化色を含むことを特徴とする請求項9に記載の方法。 - 前記誤差値は、重み付き誤差値であり、色成分の重みは、前記元の色及び前記量子化色に対して等しいことを特徴とする請求項12に記載の方法。
- m=3−n、及びn=0,1,2,3とするとき、前記画像ブロック(600)は、2m×2n個の画像要素(610)を含むことを特徴とする請求項1乃至13の何れか1項に記載の方法。
- 前記画像ブロック(600)の圧縮表現(700)は32ビットシーケンスであり、前記1つの色コードワード(710)は12ビットを含み、前記輝度コードワード(720)は4ビットを含み、前記輝度表現のシーケンス(730)は16ビットを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記画像ブロック(600)の前記符号化表現(700)は32ビットシーケンスであり、前記1つの色コードワード(710)は12ビットを含み、前記輝度コードワード(720)は4ビットを含み、前記輝度表現のシーケンス(730)は16ビットを含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 複数の画像要素(610)から構成される画像ブロック(600)の圧縮表現(700)であり、1つの色コードワード(710)、輝度コードワード(720)、及び前記複数の画像要素(610)のそれぞれに対する輝度表現(730)を有する輝度表現シーケンス(730)を含む圧縮表現(700)を処理する方法であって、
前記輝度コードワード(720)に基づいて、複数の輝度変更子から成るセットを提供する工程と、
前記画像ブロック(600)中の少なくとも1つの画像要素(610)に対して、
前記1つの色コードワード(710)に基づいて、色表現を生成する工程と、
前記輝度表現シーケンス(730)に基づいて、前記輝度変更子セットから1つの輝度変更子を選択する工程と、
前記選択された輝度変更子に基づいて、前記少なくとも1つの画像要素(610)の輝度を変更する工程と
を備えることを特徴とする方法。 - 複数の画像要素(610)から構成される画像ブロック(600)の符号化表現(700)であり、1つの色コードワード(710)、輝度コードワード(720)、及び前記複数の画像要素(610)のそれぞれに対する輝度表現(730)を有する輝度表現シーケンス(730)を含む符号化表現(700)を複数含む符号化画像を復号化する方法であって、1つの画像ブロック(600)の少なくとも1つの符号化表現(700)に関して、
前記輝度コードワード(720)に基づいて、複数の輝度変更子から成るセットを提供する工程と、
前記画像ブロック(600)中の少なくとも1つの画像要素(610)に対して、前記1つの色コードワード(710)に基づいて、色表現を生成する工程と、
前記画像ブロック(600)中の少なくとも1つの画像要素(610)に対して、前記輝度表現シーケンス(730)に基づいて、前記輝度変更子セットから1つの輝度変更子を選択する工程と、
前記画像ブロック(600)中の少なくとも1つの画像要素(610)に対して、前記選択された輝度変更子に基づいて、前記少なくとも1つの画像要素(610)の輝度を変更する工程と、
複数の着色輝度変更済画像要素(610)を合成することにより、前記符号化画像の復号化表現を生成する工程と
を備えることを特徴とする方法。 - 前記輝度変更子セットは、数学的相補輝度変更子値を含むことを特徴とする請求項17又は18に記載の方法。
- 前記輝度変更子セットを提供する前記工程は、前記輝度コードワード(720)に基づいて、複数の輝度変更子セットを含む輝度テーブル(500)から前記輝度変更子セットを選択することを特徴とする請求項17乃至19の何れか1項に記載の方法。
- 前記テーブル(500)は、輝度変更子セットの第1のサブセットを含み、
前記第1のサブセットの中の輝度変更子セットの輝度変更子を用いて、第2のサブセットに対する輝度変更子セットの輝度変更子を決定する工程を更に備えることを特徴とする請求項20に記載の方法。 - 前記輝度表現シーケンス(730)は、前記画像ブロック(600)の前記表現(700)の中の画像要素(610)ごとに、前記画像要素(610)に対して、前記輝度変更子セットの前記複数の輝度変更子のうちのどれを使用すべきかの識別を可能にする輝度インデックスを含むシーケンスであることを特徴とする請求項17乃至21の何れか1項に記載の方法。
- 前記輝度変更工程では、前記色表現の全ての色成分値に、選択された輝度変更子値を加算することを特徴とする請求項17乃至22の何れか1項に記載の方法。
- 前記輝度変更工程では、選択された輝度変更子値に要素特定重みを乗算した値を、前記色表現の全ての色成分値に加算することを特徴とする請求項17乃至22の何れか1項に記載の方法。
- 前記輝度変更子値と前記色成分値の和を、最小閾値と最大閾値との間にクランプする工程を更に備えることを特徴とする請求項23又は24に記載の方法。
- m=3−n、及びn=0,1,2,3とするとき、前記画像ブロック(600)は、2m×2n個の画像要素(610)を含むことを特徴とする請求項17乃至25の何れか1項に記載の方法。
- 前記画像ブロック(600)の前記表現(700)は32ビットシーケンスであり、前記1つの色コードワード(710)は12ビットを含み、前記輝度コードワード(720)は4ビットを含み、前記輝度表現シーケンス(730)は16ビットを含むことを特徴とする請求項17乃至26の何れか1項に記載の方法。
- 複数の画像要素(610)から構成される画像ブロック(600)を圧縮するシステム(300)であって、
前記画像ブロック(600)中の前記複数の画像要素(610)の色の表現である1つの色コードワード(710)を決定する色量子化器(310)と、
前記画像ブロック(600)中の前記複数の画像要素(610)の輝度を変更するための複数の輝度変更子から成るセットの表現である輝度コードワード(720)を提供する輝度量子化器(320)と、
前記画像ブロック(600)中の画像要素(610)ごとに、前記輝度変更子セットからの輝度変更子と関連する輝度表現(730)を選択する輝度表現選択器(330)とを備え、
前記システム(300)は、前記1つの色コードワード(710)と前記輝度コードワード(720)と画像要素(610)ごとの前記輝度表現(730)とを、前記画像ブロック(600)の圧縮表現(700)として、出力する
ことを特徴とするシステム。 - 画像符号化システム(210)であって、
各々が複数の画像要素(610)から構成される複数の画像ブロック(600)に画像を分解する画像分割器(215)と、
前記画像ブロック(600)の符号化表現(700)を生成するために、画像ブロック(600)を符号化するブロック符号器(300)とを備え、
前記ブロック符号器(300)は、
前記画像ブロック(600)中の前記複数の画像要素(610)の色の表現である1つの色コードワード(710)を決定する色量子化器(310)と、
前記画像ブロック(600)中の前記複数の画像要素(610)の輝度を変更するための複数の輝度変更子から成るセットの表現である輝度コードワード(720)を提供する輝度量子化器(320)と、
前記画像ブロック(600)中の画像要素(610)ごとに、前記輝度変更子セットからの輝度変更子と関連する輝度表現(730)を選択する輝度表現選択器(330)とを備え、
前記ブロック符号器(300)は、前記1つの色コードワード(710)と前記輝度コードワード(720)と画像要素(610)ごとの前記輝度表現(730)とを、前記画像ブロック(600)の符号化表現(700)として、出力する
ことを特徴とする画像符号化システム(210)。 - 前記色量子化器(310)は、
前記画像ブロック中の前記複数の画像要素の平均色を判定する手段(312)と、
前記平均色を量子化する手段(314)と
を備えることを特徴とする請求項28又は29に記載のシステム。 - 前記量子化する手段(314)は、前記平均色の近傍量子化色を提供するように構成されており、
前記システム(210;300)は、前記平均色の近傍量子化色ごとに、誤差表現を判定し、最小の誤差表現と関連する近傍量子化色を、前記量子化された平均色として選択する誤差推定器(340)を更に備えることを特徴とする請求項30に記載のシステム。 - 前記誤差表現は、重み付き誤差表現である請求項31に記載のシステム。
- 前記ブロック符号器(300)は、近傍量子化色ごとに、前記画像ブロック(600)を圧縮するように構成されており、
前記誤差推定器(340)は、近傍量子化色ごとに、前記画像ブロック(600)と前記画像ブロック(600)の前記圧縮表現との比較に基づいて、前記誤差表現を判定するように構成されていることを特徴とする請求項31又は32に記載のシステム。 - 前記輝度変更子セットは、数学的相補輝度変更子値を含むことを特徴とする請求項28乃至33の何れか1項に記載のシステム。
- 複数の輝度変更子セットを含む輝度テーブル(500)を更に備え、
前記輝度量子化器(320)は、前記輝度テーブル(500)から前記輝度変更子セットを選択する選択器(322)を備え、
それにより、前記輝度コードワード(720)は、前記テーブル(500)からの前記選択された輝度変更子セットの識別を可能にすることを特徴とする請求項28又は29に記載のシステム。 - 前記画像ブロック(600)中の画像要素(610)ごとに、前記輝度テーブル(500)の1つの輝度変更子セットからの1つの輝度変更子によって輝度変更された平均色と元の色値との差を判定する手段(340)と、
前記判定された差に基づいて、誤差値を推定する誤差推定器(340)とを更に備え、
前記変更子セット選択器(322)及び前記表現選択器(330)は、前記誤差値を最小にする輝度変更子セット及び輝度変更子を選択するように構成されていることを特徴とする請求項35に記載のシステム。 - 前記誤差推定器(340)は、重み付き誤差値を推定し、色成分の重みは、前記元の色及び前記平均色に対して等しいことを特徴とする請求項36に記載のシステム。
- 前記画像ブロック(600)中の画像要素(610)ごとに、前記輝度テーブル(500)の1つの輝度変更子セットからの1つの輝度変更子によって輝度変更された量子化色と元の色値との差を判定する手段(340)と、
前記判定された差に基づいて、誤差値を推定する誤差推定器(340)と
を更に備え、
前記色量子化器(310)、前記変更子セット選択器(322)、及び前記表現選択器(330)は、前記誤差値を最小にする量子化色、輝度変更子セット、及び輝度変更子を選択するように構成されており、
それにより、前記1つの色コードワード(710)は、前記選択された量子化色を含むことを特徴とする請求項35に記載のシステム。 - 前記誤差推定器(340)は、重み付き誤差値を推定し、色成分の重みは、前記元の色及び前記量子化色に対して等しいことを特徴とする請求項38に記載のシステム。
- m=3−n、及びn=0,1,2,3とするとき、前記画像ブロック(600)は、2m×2n個の画像要素(610)を含むことを特徴とする請求項28乃至39の何れか1項に記載のシステム。
- 前記画像ブロック(600)の圧縮表現(700)は32ビットシーケンスであり、前記1つの色コードワード(710)は12ビットを含み、前記輝度コードワード(720)は4ビットを含み、前記輝度表現のシーケンス(730)は16ビットを含むことを特徴とする請求項28に記載のシステム。
- 前記画像ブロック(600)の前記符号化表現(700)は32ビットシーケンスであり、前記1つの色コードワード(710)は12ビットを含み、前記輝度コードワード(720)は4ビットを含み、前記輝度表現のシーケンス(730)は16ビットを含むことを特徴とする請求項29に記載のシステム。
- 複数の画像要素(610)から構成される画像ブロック(600)の圧縮表現(700)であり、1つの色コードワード(710)、輝度コードワード(720)、及び前記複数の画像要素(610)のそれぞれに対する輝度表現(730)を有する輝度表現シーケンス(730)を含む圧縮表現(700)を処理するシステム(400)であって、
前記輝度コードワード(720)に基づいて、複数の輝度変更子から成るセットを提供する手段(410)と、
前記1つの色コードワード(710)に基づいて、前記画像ブロック(600)中の少なくとも1つの画像要素(610)に対して色表現を生成する色発生器(420)と、
前記少なくとも1つの画像要素(610)に対して、前記輝度表現シーケンス(730)に基づいて、前記識別された輝度変更子セットから1つの輝度変更子を選択する選択器(430)と、
前記選択された輝度変更子に基づいて、前記少なくとも1つの画像要素(610)の輝度を変更する輝度変更器(440)と
を備えることを特徴とするシステム。 - 複数の画像要素(610)から構成される画像ブロック(600)の符号化表現(700)であり、1つの色コードワード(710)、輝度コードワード(720)、及び前記複数の画像要素(610)のそれぞれに対する輝度表現(730)を有する輝度表現シーケンス(730)を含む符号化表現(700)を複数含む符号化画像を復号化するシステム(220)であって、
画像ブロック(600)に対して、前記輝度コードワード(720)に基づいて、複数の輝度変更子から成るセットを提供する手段(410)と、
前記1つの色コードワード(710)に基づいて、前記画像ブロック(600)の少なくとも1つの画像要素(610)に対して色表現を生成する色発生器(420)と、
前記少なくとも1つの画像要素(610)に対して、前記輝度表現シーケンス(730)に基づいて、前記識別された輝度変更子セットから1つの輝度変更子を選択する選択器(430)と、
前記選択された輝度変更子に基づいて、前記少なくとも1つの画像要素(610)の輝度を変更する輝度変更器(440)と、
複数の着色輝度変更済画像要素(610)を合成し、前記符号化画像の復号化表現を生成する手段(225)と
を備えることを特徴とするシステム。 - 複数の輝度変更子セットを含む輝度テーブル(500)を更に備え、
前記輝度変更子セットを提供する前記手段は、前記輝度コードワード(720)に基づいて、前記輝度テーブル(500)から前記輝度変更子セットを選択するように構成されていることを特徴とする請求項43又は44に記載のシステム。 - 前記輝度変更子セットは、数学的相補輝度変更子値を含むことを特徴とする請求項43乃至45の何れか1項に記載のシステム。
- 前記輝度表現シーケンス(730)は、前記画像ブロック(600)の前記表現(700)の中の画像要素(610)ごとに、前記画像要素(610)に対して、前記輝度変更子セットの前記複数の輝度変更子のうちのどれを使用すべきかの識別を可能にする輝度インデックスを含むシーケンスであることを特徴とする請求項43乃至46の何れか1項に記載のシステム。
- 前記輝度変更器(440)は、前記色表現の全ての色成分値に、選択された輝度変更子値を加算するように構成されていることを特徴とする請求項43乃至47の何れか1項に記載のシステム。
- 前記輝度変更器(440)は、選択された輝度変更子値に成分特定重みを乗算した値を、前記色表現の全ての色成分値に加算するように構成されていることを特徴とする請求項43乃至47の何れか1項に記載のシステム。
- 前記輝度変更器(440)は、前記輝度変更子値及び前記色表現値の和を、最小閾値と最大閾値との間にクランプするように構成されていることを特徴とする請求項48又は49に記載のシステム。
- m=3−n、及びn=0,1,2,3とするとき、前記画像ブロック(600)は、2m×2n個の画像要素(610)を含むことを特徴とする請求項43乃至50の何れか1項に記載のシステム。
- 前記画像ブロック(600)の前記表現(700)は32ビットシーケンスであり、前記1つの色コードワード(710)は12ビットを含み、前記輝度コードワード(720)は4ビットを含み、前記輝度表現シーケンス(730)は16ビットを含むことを特徴とする請求項43乃至50の何れか1項に記載のシステム。
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