JP4968686B2 - 画像圧縮装置、画像再生装置、および画像圧縮プログラム - Google Patents

Description

本発明は、補間演算によりピクセルデータを生成するフォーマットを画像生成装置が採用している場合に適した画像圧縮技術に関する。

テクスチャマッピング法は、三次元オブジェクトの表面にテクスチャ画像をマッピングすることによりオブジェクトの質感を表現する技術である。テクスチャ画像のデータ容量はコンピュータグラフィックの画像データの中でもとりわけ大きいため、テクスチャ画像のデータ容量を効率よく低減するための圧縮技術が従来から提供されている。

例えば、特開平１０−１１５９４号公報に開示されたデータ圧縮方法では、テクスチャ画像データを、その縮小率に対応した圧縮率で圧縮している。例えば、縮小率１／１の場合には１／１０に圧縮し、縮小率１／２の場合には１／５に、縮小率１／４の場合には１／２に圧縮し、縮小率１／８の場合には圧縮しない。このようにして画質の劣化を低減させながらデータ量の低減を図っている（特許文献１）。

一方、画像の拡大や縮小を行うとピクセルデータの欠落を生じ、生成された画像が粗くなる。いわゆるジャギや線の寸断、モアレ、ワゴンホイールの発生である。このような画像劣化現象に対処するために、アンチエイリアシング法が用いられる。例えば、ＤＸＴテクスチャ圧縮フォーマットは、このアンチエイリアシング法の一つであり、周囲のピクセルデータを含めた補間演算をすることにより、自然な画像を発生可能になっている（非特許文献１）。
特開平１０−１１５９４号公報 http://www.sjbrown.co.uk/?article=dxt

画像の圧縮効率を高めるためには、ピクセルデータが存在しない部分を排除してメモリに格納していけばよい。ところが、画像再生装置に何らかのアンチエイリアシング法が用いられる場合、補間演算が周囲のピクセルデータを参照するため時として隣接して圧縮された全く異質なピクセルデータに基づく補間演算がされ、不自然な再生画像が出現することがあった。

そこで本発明は、周囲のピクセルデータとの補間演算をしてピクセルデータを生成するフォーマットが利用される場合であっても不自然な再生画像となることを防止しながら、メモリの利用効率を向上させることが可能な画像圧縮装置および画像圧縮プログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る画像圧縮装置は、周囲のピクセルデータとの補間演算をしてピクセルデータを生成するフォーマットの利用を前提とした画像を圧縮するための画像圧縮装置であって、再生対象となるピクセルで構成される再生ブロックと、再生ブロックの外側であってフォーマットが補間演算のために参照するピクセルの範囲であるマージン領域と、を含めて設定された補間ブロックを元テクスチャ画像から順に読み出すブロック読出部と、読み出された再生ブロックが予め定めた格納条件に合致するか否かを判定する判定部と、格納条件に合致すると判定された補間ブロックを画像メモリに順に格納していく格納部と、を備え、判定部は、再生ブロックを構成するピクセルの少なくとも一つにピクセルデータが設定されていること、かつ、再生ブロックを構成するピクセルデータの総てが既に格納されているいずれかの補間ブロックに対応する再生ブロックを構成するピクセルデータの総てと同一でないことを格納条件とすることを特徴とする。

また本発明に係る画像圧縮プログラムは、周囲のピクセルデータとの補間演算をしてピクセルデータを生成するフォーマットの利用を前提とした画像を圧縮するための画像圧縮プログラムであって、コンピュータに、再生対象となるピクセルで構成される再生ブロックと、再生ブロックの外側であってフォーマットが補間演算のために参照するピクセルの範囲であるマージン領域と、を含めて設定された補間ブロックを元テクスチャ画像から順に読み出す機能と、読み出した再生ブロックが予め定めた格納条件に合致するか否かを判定する機能と、格納条件に合致すると判定された補間ブロックを画像メモリに順に格納していく機能と、を実行させ、格納条件が、再生ブロックを構成するピクセルの少なくとも一つにピクセルデータが設定されていること、かつ、再生ブロックを構成するピクセルデータの総てが既に格納されているいずれかの補間ブロックに対応する再生ブロックを構成するピクセルデータの総てと同一でないことであることを特徴とする。

係る構成によれば、元テクスチャ画像が複数のピクセルで構成されるブロックに分割され、それが順に、例えば元テクスチャ画像のアドレスの若い方に位置しているブロックから順に読み出される。この際、再生対象となるピクセルで構成される再生ブロックのみではなく、再生ブロックの外側であってフォーマットが補間演算のために参照するピクセルの範囲であるマージン領域までを含めて設定された補間ブロックが読み出される。そのため、再生時にフォーマットで必要とされる周囲のピクセルデータとの補間演算をしたとしてもマージン領域には異質な画像が含まれていないので、補間演算後のピクセルデータに異質な画像のピクセルデータが反映されることはない。よって、再生ブロックの範囲のピクセルデータを生成する限り、再生後の画像に不要な筋やノイズが表示されることを防止することが可能である。特に、再生ブロックのピクセルデータ総てが既存の補間ブロックと同じ場合には、再生されるピクセルデータもほぼ同じになるので、複数の再生ブロックを格納することは冗長である。よって、その再生ブロックを使用する画像メモリ空間でのアドレスを別途記録することを条件として、そのような重複する再生（補間）ブロックを複数格納することを禁止すれば、冗長なデータを削減することができる。

ここで、フォーマットは、テクスチャ圧縮フォーマットであることが考えられる。テクスチャ圧縮フォーマットは、汎用のパーソナルコンピュータで採用される画像の縮小や拡大時の補間演算を行うものであり、本発明によって圧縮された画像が不自然なく再生可能なフォーマットだからである。例えば、マイクロソフト（商標）社提供のＤＸＴフォーマット（Ｓ３テクスチャ圧縮）は、周囲の４ビットを含めて補間演算をするテクスチャ圧縮フォーマットの代表である。

またフォーマットは、バイリニア・フィルタであってもよい。バイリニア・フィルタは、周囲４個の画素をサンプリングし、線形補間するアンチエイリアス法であり、本発明によって圧縮された画像が不自然なく再生可能なフォーマットだからである。

ここで、再生ブロックを構成するピクセルデータが同一であることを格納条件としたのは、マージン領域のピクセルデータが再生ブロック内のピクセルデータ再生に与える影響を無視できる場合が多いからである。しかしながら、補間演算では、マージン領域のピクセルデータも影響を与えるため、この影響が大きいような画像である場合には、再生ロックに代えて補間ブロックを構成するピクセルデータが同一であることを格納条件としてもよい。

上記本発明の画像圧縮装置で圧縮された画像を再生する画像再生装置は、再生ブロックを構成するピクセルデータを生成するように構成されており、フォーマットに基づいて、前記画像メモリに格納されている再生ブロックを構成するピクセルのピクセルデータと該ピクセルデータの周囲のピクセルデータとの補間演算により該ピクセルデータを生成することを特徴とする。

係る構成によれば、画像再生装置は、再生ブロックのピクセルデータを生成する際に周囲のピクセルデータとの補間演算によりピクセルデータを生成する。その際に、補間ブロックはマージン領域を含んでいるので、再生ブロックの端部のピクセルデータを補間演算する場合でも、異質なピクセルデータが補間演算に加えられることがない。よって、不自然な画像が再生されることが防止される。

なお、本発明の画像圧縮プログラムは、記憶媒体に格納されて流通されうるものである。このような記憶媒体としては、コンピュータに読み取り可能な媒体であり、各種ＲＯＭ、フラッシュメモリを備えたＵＳＢメモリ、ＳＤメモリ、メモリスティック、メモリカードや、ＦＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の物理的な記憶媒体を含む。また広義の記録媒体として、プログラムを伝送可能なインターネット等の伝送媒体をも含むものとする。伝送媒体を通して伝送（ダウンロード）されたプログラムは、そのままメモリに記憶されて、コンピュータに実行されるものだからである。

本発明によれば、再生対象となるピクセルで構成される再生ブロックのみではなく、再生ブロックの外側であって該フォーマットが該補間演算のために参照するマージン領域までを含めて設定された補間ブロックが格納されるので、再生時にマージン領域のピクセルデータとの補間演算がされても異質な画像のピクセルデータが反映されることはない。従って、再生後の画像に不要な筋やノイズが表示されることを防止することができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
以下の実施の形態は本発明の適用方法の例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々に変形して適用することが可能である。

（実施形態１）
本発明の実施形態１は、元画像であるテクスチャ画像を分割してブロック化し、ピクセルデータが存在しないブロックを除外することにより画像を圧縮する方法に関する。

（画像圧縮用コンピュータの構成）
図１は、画像圧縮用コンピュータのハードウェア構成を示すブロック図である。
図１に示すように、テクスチャ画像圧縮のためのハードウェア環境は、画像圧縮用コンピュータ１、操作入力装置２０、および表示装置３０から構成されている。画像圧縮プログラムが実行される汎用コンピュータ（以下「画像圧縮装置」という。）１は、デザイナやプログラマによって制作されたテクスチャ画像の元データ（以下「元テクスチャ画像」という。）を読み込んで民生用装置のＲＯＭに組み込むための元テクスチャ画像の画像圧縮処理を実行するコンピュータである。操作入力装置２０は、操作入力手段であり、例えばキーボードおよびマウスを含む。表示装置３０は、画像圧縮用コンピュータ１の出力する画像を表示するディスプレイである。

画像圧縮装置１は、ＣＰＵ１０、ＲＯＭ１１、メインメモリ（ＲＡＭ）１２、外部記憶媒体ドライブ１３、画像処理部１４、および操作入力処理部１５を含んでいる。

ＣＰＵ１０は、画像圧縮用コンピュータの制御動作の中枢となり、システムバスＳＢを介してＩ／Ｏアドレスを出力して特定の構成要素を選択し、データの入出力を行って装置全体を統括的に制御する。ＣＰＵ１０は、プログラム読み込み時、外部記憶媒体ドライブ１３を介して外部記憶媒体ＤＭ１に記録されている本発明に係る画像圧縮プログラムをメインメモリ１２の画像圧縮プログラム記録領域１２ａに転送し、画像圧縮プログラムを実行するように構成されている。またＣＰＵ１０は、元テクスチャ画像（データ）をメインメモリ１２の元テクスチャ画像記録領域１２ｂに転送する。なお、元テクスチャ画像は、画像圧縮プログラムと同じ記録媒体に記録されている必要はなく、他の手段（着脱自在の携帯型記録媒体やネットワークを介した通信等）でメインメモリ１２に展開されるようにしてもよい。ＣＰＵ１０は画像圧縮プログラムを実行することにより、当該画像圧縮用コンピュータを本発明の画像圧縮装置として機能させ、ブロック化されて圧縮されたテクスチャ画像（以下「圧縮テクスチャ画像」という。）を順次メインメモリ１２の圧縮テクスチャ画像記録領域１２ｃに記録していく。

ＲＯＭ１１は、画像圧縮装置１の起動時に使用する起動用プログラムや装置を動かすための基本的なシステムプログラム等を格納する不揮発性メモリである。電源投入直後は、ＣＰＵ１０はこのＲＯＭ１１の起動用プログラムを実行し、外部記憶媒体ＤＭ１が外部記憶媒体ＤＭ１のプログラムデータをメインメモリ１２に転送するように動作する。

ＲＡＭ１２は、メインメモリであり、外部記憶媒体ＤＭ１から転送された画像圧縮プログラムを画像圧縮プログラム記録領域１２ａに一時記録保持するとともに、元テクスチャ画像を元テクスチャ画像記録領域１２ｂに一時記録保持する。

外部記憶媒体ドライブ１３は、ＤＶＤ−ＲＯＭなどの外部記憶媒体ＤＭ１に記録された画像圧縮プログラムおよび元テクスチャ画像を読み取る。

画像処理部１４は、画像圧縮に必要な情報の表示制御をするブロックである。少なくとも、元テクスチャ画像を表示装置３０のディスプレイ画面で確認することが可能になっている。

操作入力処理部１５には、操作入力装置２０からの操作信号を入力するＩ／Ｏポートであり、操作信号が受信されるとＣＰＵ１０に対し割り込み要求を出力したり、ＣＰＵ１０からの読み出しコマンドに対応して操作信号をシステムバスＳＢに出力したりする。

（民生用装置の構成）
図２は、民生用装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
民生用装置２は、上記画像圧縮装置１により圧縮された圧縮テクスチャ画像を所定のフォーマットに従って復元し、復元後のテクスチャ画像を表示する装置をいい、民生用のゲーム装置や遊技機に相当している。

図２に示すように、民生用装置２は、汎用コンピュータとしての構成を備えており、上記と同様の操作入力装置２０、および表示装置３０が接続されて構成されている。民生用装置２は、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１、メインメモリ（ＲＡＭ）２２、外部記憶媒体ドライブ２３、画像処理部２４、および操作入力処理部２５を含んでいる。

ＣＰＵ２０は、民生用装置の制御動作の中枢となり、上記ＣＰＵ１０と同様の構成を備えている。ＣＰＵ２０は、外部記憶媒体ドライブ２３を介して外部記憶媒体ＤＭ２に記録されている民生用遊技プログラムをメインメモリ２２の遊技プログラム記録領域２２ａに転送し、遊技プログラムを実行するように構成されている。同様にＣＰＵ２０は、オブジェクトのモデリングに必要なオブジェクトデータをオブジェクトデータ記録領域２２ｂに転送する。さらにＣＰＵ２０は、上記画像圧縮装置１により圧縮された圧縮テクスチャ画像をメインメモリ１２の圧縮テクスチャ画像記録領域２２ｃに転送する。

ＲＯＭ２１は、民生用装置２の起動時に使用する起動用プログラムや装置を動かすための基本的なシステムプログラム等を格納する不揮発性メモリである。電源投入直後は、ＣＰＵ２０はこのＲＯＭ２１の起動用プログラムを実行し、外部記憶媒体ＤＭ２が外部記憶媒体ＤＭ２のプログラムデータをメインメモリ２２に転送するように動作する。

ＲＡＭ２２は、メインメモリであり、外部記憶媒体ＤＭ２から転送された遊技プログラム、オブジェクトデータ、および圧縮テクスチャ画像を遊技プログラム記録領域２２ａ、オブジェクトデータ記憶領域２２ｂ、および圧縮テクスチャ画像記憶領域２２ｃにそれぞれ一時記録保持する。

外部記憶媒体ドライブ２３は、ＤＶＤ−ＲＯＭなどの外部記憶媒体ＤＭ２に記録された遊技プログラム、オブジェクトデータ、および圧縮テクスチャ画像を読み取る。

画像処理部２４は、画像デコーダ２４ａ、フレームバッファ（ＶＲＡＭ）２４ｃを有するＧＰＵ２４ｂ、ディスプレイコントローラ２４ｄ等の半導体デバイスを備え、遊技実行に便宜な画像を表示可能に構成されている。

画像処理部２４の画像デコーダ２４ａは、外部記憶媒体ＤＭ２に動画像圧縮化されたファイルが格納されている場合に、動画像圧縮フォーマットに対応した復号化処理によりフレーム画像を再生する。

画像処理部２４のＧＰＵ２４ｂは、ＣＰＵ２０からのコマンドに応じて、オブジェクトデータや圧縮テクスチャ画像を参照してレンダリング処理を実行し、１フレーム分のビデオ画像をフレームバッファ２４ｃに出力可能に構成されている。

ディスプレイコントローラ２４ｄは、各フレーム時間にフレームバッファ２４ｃに格納された画像データを、それぞれ次のフレーム時間に読み出し、該読み出した画像データに対応した輝度信号（明るさの情報）と色信号（色の情報）を含む映像信号を生成して表示装置３０に出力する。

操作入力処理部２５には、操作入力装置２０からの操作信号を入力するＩ／Ｏポートであり、上記操作入力処理部１５と同様に動作する。

特に、民生用装置２において、上記画像処理部２４のＧＰＵ２４ｂは、所定のフォーマットに基づいてテクスチャ画像の補間演算を実行するように構成されている。上記画像圧縮装置１は、この民生用装置２に採用されているフォーマットに基づく補間演算を実行しても復元後のテクスチャ画像に不自然な画像が発生しないようにテクスチャ画像を圧縮する点に特徴がある。

（本発明の原理説明）
次に本発明に係る画像圧縮方法の原理を説明する。
上述したように、本発明は、圧縮テクスチャ画像を復元する民生用装置が、周囲のピクセルデータとの補間演算をしてピクセルデータを生成するフォーマットを利用することを前提としている。このフォーマットは、種々の規格に基づくテクスチャ圧縮フォーマットであり、例えば、マイクロソフト（商標）社提供のＤＸＴフォーマット（Ｓ３テクスチャ圧縮）である。ＤＸＴフォーマットは、あるピクセルデータを生成する際に、メモリに格納されている当該ピクセルの周囲の４ピクセルのピクセルデータを参照して補間演算をするテクスチャ圧縮フォーマットである。またバイリニア・フィルタといわれるアンチエイリアシングフォーマットであってもよい。

これらのテクスチャ圧縮フォーマットは、一つのピクセルデータを生成する際に、メモリに格納されたそのピクセルの周囲のピクセルデータを参照して補間演算を行うことによりピクセルデータを生成するように定められている。

テクスチャ画像を制作するデザイナやプログラマは、画像デザイン用コンピュータで３Ｇグラフィックスツールを動作させ、コンピュータグラフィックスのモデルとなるオブジェクトにマッピングするためのテクスチャ画像を制作する。制作されたテクスチャ画像は、一定の二次元論理画像空間で定義されたデータとなる。例えばテクスチャ画像は表示装置における表示画像空間と同じｘ座標およびｙ座標を有する論理画像空間の一部に設定される。

図４にこのような元テクスチャ画像の例を示す。
図４に示すように、画像空間２００にはテクスチャ２０１およびテクスチャ２０２が設定されている。画像空間２００は、ここでは右上隅を原点（０，０）とし、横方向にｘ座標、縦方向にｙ座標が割り振られている。最大のｘ座標がＸであり、最大のｙ座標がＹである。テクスチャ２０１および２０２以外の領域のピクセルデータは設定されていない。すなわちテクスチャ２０１および２０２以外のピクセルデータはゼロまたは初期値（以下「ＮＵＬＬ」と称する。）である。

本発明の前提として、この画像空間２００を所定のピクセル数のブロックに分割し、ブロック単位でピクセルデータの判定を行う。本実施形態では、ブロックを構成するピクセルデータが総てＮＵＬＬではないことを、当該ブロックを圧縮テクスチャ画像記憶領域に格納するための「格納条件」としている。この格納条件に基づけば、判定対象となるブロックを構成するピクセルデータに何らかのデータが設定されていれば、当該ブロックを順に圧縮テクスチャ画像記憶領域に格納し、総てのピクセルデータがＮＵＬＬであればそのブロックを記憶対象から除外する。

図５に上記元テクスチャ画像をブロックに分割した概念図を示す。
図５に示すように、画像空間２００は格子ｇによって複数のブロックに分割されている。このように元テクスチャ画像から分割された個々のブロックを「再生ブロック」と称する。いずれのピクセルも、複数の再生ブロックによって共有されることはない。各再生ブロックＢａはｘ軸方向にａｘ個のピクセル、ｙ軸方向にａｙ個のピクセルで構成される。再生ブロックＢａはｘ軸方向にｍ個、ｙ軸方向にｎ個に分けられているものとする。ｘ軸方向にｐ番目、ｙ軸方向にｐ番目の升目を（ｐ，ｑ）で表示し、その升目に位置する再生ブロックをＢａ（ｐ，ｑ）と表すものとする。

なお、再生ブロックは画像空間２００の解像度に鑑み均等に分割できるようなピクセル数に設定することが好ましいが、画像空間端部のブロックにはテクスチャを設定しないという前提であれば、画像空間２００の端部に、いずれの再生ブロックにも含まれない領域が生じてしまってもよい。また、端部を構成する再生ブロックにそのような余剰な領域が含まれるように、他の再生ブロックとは異なるピクセル数に設定してしまってもよい。

図５において、テクスチャ２０１は格子（ｐ，ｑ）、（ｐ＋１，ｑ）、（ｐ，ｑ＋１）、（ｐ＋１，ｑ＋１）に分割されている。テクスチャ２０２は（ｐ−１，ｑ＋２）、（ｐ，ｑ＋２）、（ｐ＋１，ｑ＋２）、（ｐ＋２，ｑ＋２）に分割されている。これら以外の升目の再生ブロックのピクセルデータは総てＮＵＬＬである。よって、データが存在する上記合計８つの再生ブロックＢａのみを圧縮テクスチャ画像記憶領域に格納することにすれば、テクスチャ画像の圧縮が可能となる。

図１３（ａ）に、圧縮テクスチャ画像記憶領域のメモリ空間ＭＡを示す。圧縮テクスチャ画像記憶領域におけるメモリ空間ＭＡは必ずしも元テクスチャ画像の画像空間２００や再生のための画像空間を同じ空間を有している必要はない。

上記の圧縮方法に従えば、圧縮テクスチャ画像記憶領域には、図１３（ａ）に示すようにピクセルデータが存在する再生ブロックが記憶される。すなわちメモリ空間ＭＡの若いアドレスから順に格子（ｐ，ｑ）、（ｐ＋１，ｑ）、（ｐ，ｑ＋１）、（ｐ＋１，ｑ＋１）、（ｐ−１，ｑ＋２）、（ｐ，ｑ＋２）、（ｐ＋１，ｑ＋２）、（ｐ＋２，ｑ＋２）の８つの再生ブロックが記憶されることになる。

さて、民生用装置が、この再生ブロックのテクスチャ画像をそのまま読み出してテクスチャ２０１やテクスチャ２０２を復元するような構成である場合には問題を生じない。再生ブロックを圧縮した順番でそのまま読み出して合成すれば、元テクスチャ画像と同じテクスチャが複製できる。

しかしながら、圧縮されたテクスチャ画像を再利用する民生用装置において画像を生成する際に補間演算をする前述のようなフォーマットを利用している場合、図１３のように再生ブロックのみを圧縮テクスチャ画像記憶領域に記憶すると表示上の不都合を生じる。補間演算をするフォーマットでは、一つのピクセルデータを生成するに際しその周囲のピクセルデータとの補間演算を実施するように構成されている。特にテクスチャ画像を拡大したり縮小したりしてマッピングする場合には補間演算が必須となる。補間演算をしないと、境界線のジャギ等のエイリアシングが発生してしまうからである。このため、再生ブロックの一つのピクセルを復元する場合にこのピクセルに隣接しているメモリ空間ＭＡ内の他のピクセルデータも参照して補間演算される。

ところが、メモリ空間ＭＡには、再生ブロックが圧縮して格納されているため、隣接する再生ブロック間で画像が連続していない場合がある。具体的には行方向（ｘ軸方向）に連なる再生ブロック間では連続した画像である可能性が高いが、列方向（ｙ軸方向）に連なる再生ブロック間では無関係の画像である可能性が高い。例えば、図１３（ａ）では、破線の円で囲まれた領域においてテクスチャ２０１の端部のピクセルデータを生成するためにその周囲のピクセルデータの補間演算をする場合、無関係なテクスチャ２０２を構成するピクセルデータが参照されてしまう。逆に、テクスチャ２０２の端部のピクセルデータの補間演算をする場合、無関係なテクスチャ２０１を構成するピクセルデータが参照されてしまう。

無関係なピクセルデータを参照した補間演算により復元されたテクスチャ画像は、元テクスチャ画像のようには復元されず、不自然なラインが表示されてしまう。例えば、テクスチャ２０１であれば、図１３（ｂ）のように、再生ブロックの升目近傍に位置していたピクセルデータの補間演算時にテクスチャ２０２のピクセルデータの影響を受けて異なる色データが計算され、ノイズのような線Ｌ１が出現することとなってしまう。また、テクスチャ２０２であれば、図１３（ｃ）のように、再生ブロックの升目近傍に位置していたピクセルデータの補間演算時にテクスチャ２０１のピクセルデータの影響を受けて異なる色データが計算され、ノイズのような線Ｌ２が出現することとなってしまう。ラインのない所にラインが出現したり、周囲と異なる色のラインがテクスチャ画像内部に出現したりしてしまうのである。

これらの不都合に鑑み、本発明では、元テクスチャ画像をブロック化する際に、再生ブロックの周囲に補間演算で参照されるピクセルの範囲であるマージン領域を含めてブロック化し、格納するようにした。このマージン領域は、再生ブロックの端部のピクセルデータを生成する場合に参照されうるピクセル数の幅を有するように設定される。以下、再生ブロックＢａにマージン領域を含めたブロックを「補間ブロック」と称し、「Ｂｂ」で表すこととする。

図６に補間ブロックの設定方法の具体例を示す。図６は、図４におけるテクスチャ２０１をブロック化する場合を拡大した図である。
本発明の画像圧縮方法に従えば、図６に示すように、例えば、格子（ｐ，ｑ）をブロック化する際に、再生ブロックＢａ（ｐ，ｑ）のみならず、その周囲のマージン領域を含めた補間ブロックＢｂ（ｐ，ｑ）を切り出して、圧縮テクスチャ画像記憶領域に格納する。マージン領域は、ｘ軸方向にＭｘのピクセル数、ｙ軸方向にＭｙのピクセル数を有するものとする。よって補間ブロックＢｂのｘ軸方向のピクセル数をｂｘ、ｙ軸方向のピクセル数をｂｙとすれば、ｂｘ＝ａｘ＋２Ｍｘ、ｂｙ＝ａｙ＋２Ｍｙという関係になる。図４のテクスチャ２０１を、マージン領域を含めて補間ブロックＢｂで切り出せば、図６に示すように、再生ブロックの周囲のピクセルも含んだ画像単位となる。

図７に、このようにして切り出された補間ブロックＢｂを圧縮テクスチャ画像記憶領域の画像空間３００に格納した場合のメモリ空間概念図を示す。図７に示すように、再生ブロックＢａのピクセルデータがＮＵＬＬではない補間ブロックＢｂが若いアドレスから順に格納されている。当然ながら補間ブロックＢｂは再生ブロックＢａよりも若干大きなピクセル数で構成されるので、圧縮効率が僅かながら落ちるが、再生側でどのような補間演算を実行しようと、不自然な画像が表示されることが防止可能となる。

（画像圧縮に関する機能ブロック）
次に上記原理に基づく動作する画像圧縮装置１の機能ブロックを説明する。
図３に示すように、画像圧縮装置１は、機能的に、ブロック読出部１０１、判定部１０２、および格納部１０３を備えて構成されている。これらの機能ブロックはいずれもＣＰＵ１０１が画像圧縮プログラムを実行することによって実現される機能ブロックである。

ブロック読出部１０１は、元テクスチャ画像記憶領域１２ｂに記憶された元テクスチャ画像をブロック単位で読み出す機能ブロックである。このとき、ブロック読出部１０１は、民生用装置２で採用されている画像生成フォーマットの補間演算で使用するピクセル数を考慮し、再生対象となるピクセルで構成される再生ブロックＢａの外側にマージン領域を含めた補間ブロックＢｂを元テクスチャ画像記憶領域１２ｂから順に読み出す。

なお、ここでは再生ブロックの大きさは例えば３２ピクセル×３２ピクセルであり、マージン領域は４ピクセルであるから、補間ブロックの大きさは、４０ピクセル×４０ピクセルとなる。再生ブロックの大きさは、テクスチャ全体における空白部分の割合に基づいて、最も記憶領域の利用効率が高い値を決定することができる。例えば空白部の割合が３０％の場合には、３２ピクセル×３２ピクセルが適している。また補間ブロックの大きさは、民生用装置２で用いるフォーマットで利用する補間演算のピクセル数に基づくものであり、フォーマットに応じて変化する。

判定部１０２は、読み出された再生ブロックＢａが予め定めた格納条件に合致するか否かを判定する機能ブロックである。本実施形態において、この格納条件は、再生ブロックＢａを構成するピクセルの少なくとも一つにピクセルデータが設定されていること、すなわちＮＵＬＬではないことである。

格納部１０３は、上記格納条件に合致すると判定された補間ブロックＢｂを画像メモリである圧縮テクスチャ画像記憶領域１２ｃに順に格納していく機能ブロックである。

（動作説明）
次に図８のフローチャートに基づいて本発明の画像圧縮方法を説明する。
ステップＳ１００において、画像圧縮装置１のブロック読出部１０１は、再生ブロックＢａを特定するための行ポインタｉ、列ポインタｊをリセット、すなわち「１」にリセットする。これによって、元テクスチャ画像記憶領域１２ｂの格子（１，１）がポイントされるようになる。

ステップＳ１０１に移行し、ブロック読出部１０１は元テクスチャ画像記憶領域１２ｂを参照し、格子（ｉ，ｊ）に位置している補間ブロックＢｂ（ｉ，ｊ）を読み出す。すなわち格子（ｉ，ｊ）の範囲に入る再生ブロックＢａ（ｉ，ｊ）とその周囲のマージン領域とを共に読み出す。格子が画像空間２００の端部に位置し、マージン領域に対応するピクセルが存在しない場合には、マージン領域のピクセルデータをＮＵＬＬに設定する。

次いでステップＳ１０２に移行し、画像圧縮装置１の判定部１０２は、読み出された再生ブロックＢａ（ｉ，ｊ）を構成するピクセルデータに何らかのデータが設定されているか否かを判定する。その結果、何らかのピクセルデータが設定されている、すなわち再生ブロックの総てのピクセルデータがＮＵＬＬではないと判定できたら（ＹＥＳ）、画像圧縮装置１の格納部１０３は、ステップＳ１０３に移行し、当該補間ブロックＢｂ（ｉ，ｊ）をメインメモリ１２の圧縮テクスチャ画像記憶領域１２ｃに若いアドレスから順に格納する。一方、ステップＳ１０２において、読み出された再生ブロックＢａ（ｉ，ｊ）を構成するピクセルデータが総てＮＵＬＬであったら（ＮＯ）、格納処理をスキップしてステップＳ１０４に移行する。

ステップＳ１０４において、ブロック読出部１０１は、行ポインタｉを一つ増加させ、ステップＳ１０５において、行ポインタｉが行ブロック最大数ｍを超えたか否かを判定する。行ポインタｉが行ブロック最大数ｍを超えていない場合には（ＮＯ）、同じ行に次のブロックを格納できるので、ブロック読出部１０１はステップＳ１０１に移行する。ステップＳ１０５において、行ポインタｉが行ブロック最大数ｍを超えた場合には（ＹＥＳ）、圧縮テクスチャ画像記憶領域１２ｃにおける画像空間２００の行の最後に達していると判断できるので、ブロック読出部１０１は、ステップＳ１０６に移行し、行ポインタｉをリセット（ｉ＝１）するとともに、列ポインタｊを一つ増加させてから、ステップＳ１０７に移行する。

ステップＳ１０７において、ブロック読出部１０１は増加させた列ポインタｊが列ポインタ最大数ｎを超えたか否かを判定する。その結果、列ポインタｊが列ポインタ最大数ｎを超えていない場合には（ＮＯ）、まだ有効な列ポインタ数であるため、ブロック読出部１０１はステップＳ１０１に移行する。ステップＳ１０７において、列ポインタｊが列ポインタ最大数ｎを超えた場合には（ＹＥＳ）、有効な列が終了したことを意味するため、当該ルーチンから復帰させる。

以上の画像圧縮処理により、総てのピクセルデータがＮＵＬＬでない再生ブロックについてはその再生ブロックの周囲のマージン領域も含めた補間ブロックが保存され、総てのピクセルデータがＮＵＬＬである再生ブロックについては、対応する補間ブロックの保存がスキップされる。よって、実質的な画像が設定されているブロックのみが保存される。

次に図９のフローチャートに基づいて上記画像圧縮方法で圧縮されたテクスチャ画像の復元方法を説明する。このフローチャートは、ソフトウェアプログラムで実行されるように構成してもよいが、ハードウェアにより同等の機能を奏するように構成することが高速化の観点から好ましい。以下の処理は、民生用装置２のＧＰＵ２４ｂにおいて実行されるものとする。

ステップＳ２００において、ＧＰＵ２４ｂは、圧縮テクスチャ画像記憶領域２２ｃの画像空間３００における再生ブロックの位置を特定する再生ブロックポインタ（ｉ，ｊ）をリセットする。次いでステップＳ２０１において、ＧＰＵ２４ｂは、各再生ブロックを構成するピクセルの各々を特定するピクセルポインタをリセットする。初期状態では、画像空間３００の最も若い再生ブロックの最初のピクセルが指示されていることになる。

ステップＳ２０２において、ＧＰＵ２４ｂは再生ブロックＢａ（ｉ，ｊ）のうちピクセルポインタで示されるピクセルデータを生成するための補間演算を実施する。すなわち当該ピクセルデータとその周囲のピクセルデータ（ＤＸＴフォーマットであれば４ピクセル）との補間演算を実施する。周囲のピクセルデータが存在しない場合にはそのようなピクセルデータがＮＵＬＬであるものとして演算する。生成されたピクセルデータが該当するテクスチャ画像記憶領域に格納される。

補間演算が終了すると、ステップＳ２０３に移行し、ＧＰＵ２４ｂはピクセルポインタをカウントアップする。ステップＳ２０４においてカウントアップしたピクセルポインタの指示するピクセルが存在している場合には（ＮＯ）、再びステップＳ２０２に移行し、ＧＰＵ２４ｂは次のピクセルデータの補間演算を実行する。カウントアップしたピクセルポインタの指示するピクセルが存在しない場合、すなわち再生ブロックＢａ（ｉ，ｊ）内のピクセルが終了した場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ２０５に移行し、ＧＰＵ２４ｂは再生ブロックポインタをカウントアップする。

ステップＳ２０６において、カウントアップした再生ブロックが存在している場合には（ＮＯ）、ステップＳ２０１に移行し、ＧＰＵ２４ｂは新たな再生ブロックにおける最初のピクセルデータからの補間演算を繰り返す。カウントアップした再生ブロックが存在しない場合、すなわち圧縮テクスチャ画像記憶領域２２ｃに格納されたテクスチャが存在しない場合には（ＹＥＳ）、当該ルーチンから復帰させる。

なお、上記画像伸張処理は、テクスチャ毎に必要な再生（補間）ブロックのみを参照して行うように構成してもよい。

以上、本実施形態１によれば、元テクスチャ画像が複数のピクセルで構成されるブロックに分割され、それが順に、例えば元テクスチャ画像のアドレスの若い方に位置しているブロックから順に読み出される。この際、再生対象となるピクセルで構成される再生ブロックのみではなく、再生ブロックの外側であって該フォーマットが該補間演算のために参照するピクセルの範囲であるマージン領域までを含めて設定された補間ブロックが読み出される。そのため、再生時にフォーマットで必要とされる周囲のピクセルデータとの補間演算をしたとしてもマージン領域には異質な画像が含まれていないので、補間演算後のピクセルデータに異質な画像のピクセルデータが反映されることはない。よって、再生ブロックの範囲のピクセルデータを生成する限り、再生後の画像に不要な筋やノイズが表示されることを防止することが可能である。

また本実施形態１によれば、補間ブロックの格納条件を、再生ブロックを構成するピクセルの少なくとも一つにピクセルデータが設定されていることとしたので、デザイナやプログラマがデータを設定しなかったブロックを除外し、実質的に画像の存在するブロックのみを格納して、テクスチャ画像のデータ容量を削減することが可能である。

また本実施形態１によれば、民生用装置２は、再生ブロックのピクセルデータを生成する際に周囲のピクセルデータとの補間演算によりピクセルデータを生成する。その際に、補間ブロックはマージン領域を含んでいるので、再生ブロックの端部のピクセルデータを補間演算する場合でも、異質なピクセルデータが補間演算に加えられることがない。よって、不自然な画像が再生されることが防止される。

（実施形態２）
次の本発明の実施形態２を説明する。本実施形態２は、既に格納した再生ブロックと同じピクセルデータを有する再生ブロックの格納を禁止することによりテクスチャ画像のデータ容量を削減する態様に関する。

本実施形態２における画像圧縮装置１および民生用装置２の構成は上記実施形態１と同様でありその説明を省略する。ただし、判定部１０２は、再生ブロックＢａを構成するピクセルデータの総てが既に格納されているいずれかの再生ブロックを構成するピクセルデータの総てと同一でないことを格納条件としている。

図１０に本実施形態２における元テクスチャ画像のブロック分割例を示す。
本実施形態２においても、上記実施形態１（図５）と同様に、画像空間２００が格子ｇによって複数のブロックに分割され、同様に再生ブロックＢａが設定されている。ここで、画像空間２００には、テクスチャ２０１の他に、テクスチャ２０３が設定されている。升目（ｐ−１，ｑ）に位置するテクスチャ２０３と升目（ｒ，ｓ）に位置するテクスチャ２０３とは全く同じ画像であり、升目内における位置も同一である。よって、再生ブロックＢａ（ｐ−１，ｑ）と再生ブロックＢａ（ｒ，ｓ）とは、ピクセルデータを比較した場合に全く同一の再生ブロックとなっている。

本実施形態２では、ピクセルデータが総てＮＵＬＬである再生ブロックが排除される点は上記実施形態１と同様とするが、さらに判定対象の再生ブロックが既に圧縮格納された再生ブロックとピクセルデータが総て同じ場合にその格納が禁止される点に特徴がある。

上記手順に従って図１０に示す元テクスチャ画像から再生ブロックを順に読み出し、判定し、格納していった場合、圧縮テクスチャ画像記憶領域１２ｃの画像空間３００には、最初にピクセルデータが設定された再生ブロックＢａ（ｐ−１，ｑ）がそのマージン領域とともに補間ブロックＢｂとして格納され、以降、Ｂｂ（ｐ，ｑ）、Ｂｂ（ｐ＋１，ｑ）、Ｂｂ（ｐ，ｑ＋１）、Ｂｂ（ｐ＋１，ｑ＋１）の順で各補間ブロックが格納される。

次に図１２のフローチャートに基づいて本発明の画像圧縮方法を説明する。
ステップＳ１０２までは、上記実施形態１と同様である。
ステップＳ１１０において、画像圧縮装置１の判定部１０２は、読み出された再生ブロックＢａ（ｉ，ｊ）と既に圧縮テクスチャ画像記憶領域１２ｃの画像空間３００に圧縮されている再生ブロックとをピクセルデータ単位で比較し、判定対象の再生ブロックと同じピクセルデータを有する再生ブロックが既に格納されているか否かを判定する。この比較判定は、例えば再生ブロック同士の減算演算を行ってゼロ以外のピクセルデータが存在するか否かにより実行することが可能である。

その結果、当該再生ブロックＢａ（ｉ，ｊ）が既に格納されている再生ブロックと異なるピクセルデータを有すると判定されれば（ＹＥＳ）、再生ブロックを構成するピクセルデータがＮＵＬＬでもなく、既に格納もされてもいないことを意味するので、ステップＳ１０３に移行し、画像圧縮装置１の格納部１０３は、当該補間ブロックＢｂ（ｉ，ｊ）をメインメモリ１２の圧縮テクスチャ画像記憶領域１２ｃに若いアドレスから順に格納する。

一方、ステップＳ１１０において、当該再生ブロックＢａ（ｉ，ｊ）が既に格納されている再生ブロックと同一のピクセルデータを有すると判定された場合（ＮＯ）、この再生ブロックを記憶させることは冗長となる。そこで、ステップＳ１１１に移行し、格納部１０３は、当該再生ブロックＢａ（ｉ，ｊ）に対応する補間ブロックを記憶させる代わりに、その格子（ｉ，ｊ）を示す位置情報および対応付けられる補間ブロックを記憶し、次の処理に移行する。
ステップＳ１０４以降の処理は上記実施形態１と同様である。

以上の画像圧縮処理により、総てのピクセルデータがＮＵＬＬである再生ブロックに対応する補間ブロックが除外される他、ピクセルデータがＮＵＬＬでない再生ブロックに対応する補間ブロックであって一旦記憶された補間ブロックであっても、既に記憶された補間ブロックと同一のピクセルデータ構成を有する補間ブロックの保存も禁止される。

上記画像圧縮方法で圧縮されたテクスチャ画像を復元する場合、民生用装置２のＧＰＵ２４ｂは、ステップＳ１１１で格納された再生ブロックの格子位置情報を参照し、そのような格子位置情報が記録されていた場合には、対応付けられた補間ブロックを読み出して、テクスチャ画像の復元を実行する。

以上、本実施形態２によれば、重複する再生（補間）ブロックを複数格納することが禁止されるので、冗長なデータをさらに削減することが可能である。
特に本実施形態２によれば、テクスチャ画像の背景に広く色づけがされている場合に、その色づけされたテクスチャ画像を排除することなく、かつ、極力画像を圧縮することが可能となる。

（変形例）
本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々に変形して適用することが可能である。例えば、上記実施形態では、再生ブロックを構成するピクセルデータがＮＵＬＬであるか、また、再生ブロックを構成するピクセルデータが既に記憶されている再生ブロックのピクセルデータと一致するかを格納条件としていたが、再生ブロックの代わりに、マージン領域まで含めた補間ブロック全体のピクセルデータが設定されていることを格納条件としてもよい。このようにすれば、補間演算に影響を与えるマージン領域のピクセルデータの状態も含めて判定ができるので、テクスチャ画像に影響を与えるおそれのない補間ブロックのみが除外されることになる。

また上記実施形態２では、ピクセルデータのＮＵＬＬ判定（Ｓ１０２）に加えて異同判定（Ｓ１１０）を実施していたが、ＮＵＬＬ判定を省き、異同判定のみとしてもよい。この場合、総てのピクセルデータがＮＵＬＬであると最初に判定された再生ブロックはメモリに格納されることになる。

また、上記画像圧縮装置によって作成された圧縮テクスチャ画像は、民生用装置として、各種情報端末や、家庭用ゲーム機、遊技機等の表示装置に表示するテクスチャ画像として利用することができる。遊技機は、例えば、ぱちんこ機（第一種ぱちんこ機、第二種ぱちんこ機を含む。）、回動式遊技機（以下、「スロットマシン」という。）等を含む。

実施形態における画像圧縮装置のハードウェア・ブロック図 実施形態における民生用装置のハードウェア・ブロック図 実施形態における画像圧縮装置の機能ブロック図 実施形態１における元テクスチャ画像の例 実施形態１における元テクスチャ画像のブロック分割例 元テクスチャ画像を例に採った場合の再生ブロックおよび補間ブロック設定を示す図 実施形態１における圧縮テクスチャ画像記憶領域内の補間ブロック記憶例 実施形態１における画像圧縮装置の画像圧縮方法を示すフローチャート 実施形態における民生用装置の画像復元方法を示すフローチャート 実施形態２における元テクスチャ画像のブロック分割例 実施形態２における圧縮テクスチャ画像記憶領域内の補間ブロック記憶例 実施形態２における画像圧縮装置の画像圧縮方法を示すフローチャート 本発明を適用しないでブロック圧縮を行った場合に生ずる不都合を説明する図であり、（ａ）はブロック記憶例、（ｂ）は画像復元後のテクスチャ２０１における不都合な表示例、（ｃ）は画像復元後のテクスチャ２０２における不都合な表示例

符号の説明

１…画像圧縮装置、２…民生用装置、１２…メインメモリ、１２ａ…画像圧縮プログラム記録領域、１２ｂ…元テクスチャ画像記録領域、１２ｃ…圧縮テクスチャ画像記憶領域、１３…外部記憶媒体ドライブ、１４…画像処理部、１５…操作入力処理部、２０…操作入力装置、２２…メインメモリ、２２ａ…遊技プログラム記録領域、２２ｂ…オブジェクトデータ記録領域、２２ｃ…圧縮テクスチャ画像記憶領域、２３…外部記憶媒体ドライブ、２４…画像処理部、２４ａ…画像デコーダ、２４ｃ…フレームバッファ、２４ｄ…ディスプレイコントローラ、２５…操作入力処理部、３０…表示装置、１０１…ブロック読出部、１０２…判定部、１０３…格納部、２００…画像空間、Ｂａ…再生ブロック、Ｂｂ…補間ブロック、ＤＭ１…外部記憶媒体、ＤＭ２…外部記憶媒体、ｇ…格子、ｉ…行ポインタ、ｊ…列ポインタ、Ｌ１…線、Ｌ２…線、ｍ…行ブロック最大数、ＭＡ…メモリ空間、ｎ…列ポインタ最大数、ＳＢ…システムバス

Claims (5)

1. 周囲のピクセルデータとの補間演算をしてピクセルデータを生成するフォーマットの利用を前提とした画像を圧縮するための画像圧縮装置であって、
   再生対象となるピクセルで構成される再生ブロックと、前記再生ブロックの外側であって前記フォーマットが前記補間演算のために参照するピクセルの範囲であるマージン領域と、を含めて設定された補間ブロックを元テクスチャ画像から順に読み出すブロック読出部と、
   読み出された前記再生ブロックが予め定めた格納条件に合致するか否かを判定する判定部と、
   前記格納条件に合致すると判定された補間ブロックを画像メモリに順に格納していく格納部と、
   を備え、
   前記判定部は、
   前記再生ブロックを構成するピクセルの少なくとも一つにピクセルデータが設定されていること、かつ、
   前記再生ブロックを構成するピクセルデータの総てが既に格納されているいずれかの補間ブロックに対応する再生ブロックを構成するピクセルデータの総てと同一でないことを前記格納条件とする
   ことを特徴とする画像圧縮装置。
2. 前記フォーマットは、テクスチャ圧縮フォーマットである、
   請求項１に記載の画像圧縮装置。
3. 前記フォーマットは、バイリニア・フィルタである、
   請求項１に記載の画像圧縮装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像圧縮装置で圧縮された画像を再生する画像再生装置であって、
   前記再生ブロックを構成するピクセルデータを生成するように構成されており、
   前記フォーマットに基づいて、前記画像メモリに格納されている再生ブロックを構成するピクセルのピクセルデータと前記ピクセルデータの周囲のピクセルデータとの補間演算により前記ピクセルデータを生成することを特徴とする画像再生装置。
5. 周囲のピクセルデータとの補間演算をしてピクセルデータを生成するフォーマットの利用を前提とした画像を圧縮するための画像圧縮プログラムであって、
   コンピュータに、
   再生対象となるピクセルで構成される再生ブロックと、前記再生ブロックの外側であって前記フォーマットが前記補間演算のために参照するピクセルの範囲であるマージン領域と、を含めて設定された補間ブロックを元テクスチャ画像から順に読み出す機能と、
   読み出した前記再生ブロックが予め定めた格納条件に合致するか否かを判定する機能と、
   前記格納条件に合致すると判定された補間ブロックを画像メモリに順に格納していく機能と、を実行させ、
   前記格納条件が、
   前記再生ブロックを構成するピクセルの少なくとも一つにピクセルデータが設定されていること、かつ、
   前記再生ブロックを構成するピクセルデータの総てが既に格納されているいずれかの補間ブロックに対応する再生ブロックを構成するピクセルデータの総てと同一でないことである、
   画像圧縮プログラム。