JPH07212751A - 階層画像ファイルにおける画像データ形成方法および装置 - Google Patents
階層画像ファイルにおける画像データ形成方法および装置Info
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- JPH07212751A JPH07212751A JP161694A JP161694A JPH07212751A JP H07212751 A JPH07212751 A JP H07212751A JP 161694 A JP161694 A JP 161694A JP 161694 A JP161694 A JP 161694A JP H07212751 A JPH07212751 A JP H07212751A
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Abstract
の画像ファイルにおける画像データ形成方法と、その装
置を提供。 【構成】ガウシアンプレーンの画像ファイル構成におい
て、階層状ファイルの画像データG0〜GM-1を構成するた
め、原画像データG0を各解像度階層に従って縮小し、各
階層のそれぞれにおいて、たとえば輝度信号に輪郭強調
処理70〜7M-1を行なう。この輪郭強調処理後の各階層の
画像データG0a 〜GM-1a により画像データファイルを構
成する。これによって、輪郭強調後の処理における画質
劣化の影響を少なくし、処理量が低減され、処理速度が
向上する。
Description
ける画像データ形成方法、より具体的には、たとえばラ
プラシアンピラミッド符号化方式による階層構造の画像
ファイルにおける画像データ形成方法と、その装置に関
する。
P.J. Burt 他による"The Laplacian Pyramid as a Comp
act Image Code", IEEE Trans. Commun., COM-31, 第 4
号、第532〜540 頁(1983年 4月)に記載のように、ラ
プラシアンピラミッド符号化方式が知られている。これ
は、フィリップス・コダック社によるフォトCD(コンパ
クトディスク)規格等の画像データのファイルにおいて
行なわれているように、階層状のファイル構造において
縮小または拡大画像を生成し、記録するものである。こ
れは、たとえば米国特許第4,969,204 号(公表平4-5032
95に対応)、同第4,812,903 号、特開昭62-89175号、特
開昭63-173465 号および特開平 4-32367号などに開示さ
れている。
ァイルではまず、たとえば3072×2048画素で構成される
原画像の三原色画像データが輝度/色差信号に変換さ
れ、最大サイズの16Base画像が作られる。この16Base画
像は、順次2x2 画素を単位として縮小処理され、4Base
、Base、Base/4およびBase/16 の4階層の縮小画像が
生成される。これらの5階層の階層画像データでガウシ
アンプレーンを構成する画像の2x2 画素毎の縮小処理に
は、一般にサブサンプリングが用いられる。
レーンを生成する際、サブサンプルによる折返し歪を除
去する目的で低域通過フィルタリングが行なわれる。通
常、低域通過フィルタには2次元の非再帰型フィルタで
あるFIR (有限インパルス応答)フィルタが用いられ
る。しかしこれは、良好なフィルタリング特性を得よう
とすると膨大な演算を必要とする。また、簡易なフィル
タで実現しようとすると、十分なフィルタリング特性が
得られず、画質の劣化を招く。そこで、良好なフィルタ
リング特性を得ようとする場合、多段のFIR フィルタを
用いることになる。しかしながら、多段のFIR フィルタ
を構成すると、1画素当たりの演算量は膨大になる。こ
れは、汎用の演算器を用いると多くの演算時間を必要と
し、専用の演算回路を用いれば大きな回路を必要とする
ことを意味する。とくに、2次元処理ではそれが顕著で
あり、実用的でない。
型フィルタであるIIR (無限インパルス応答)フィルタ
を用いたり、少ない段数のFIR フィルタを用いることも
考えられる。しかし、IIR フィルタでは位相特性の直線
性が損なわれ、少段のFIR フィルタでは転移帯域が広が
ってしまい、いずれも画質が悪化することになる。
くし、少量の演算で良好な画質が得られる階層画像ファ
イルにおける画像データ形成方法と、その装置を提供す
ることを目的とする。
的を達成するため、本発明による階層画像ファイルにお
ける画像データ形成方法では、ガウシアンピラミッドを
生成した後、各階層における解像度に適した強度で輪郭
強調処理を行なう。これは、簡易な低域通過フィルタお
よび輪郭強調フィルタの組合せにより実現され、したが
って少量の演算で良好な画質が達成される。
像データ形成方法は、原画像を表わす第1の画像データ
を解像度の階層に応じて順次、縮小して第2の画像デー
タを生成する複数の縮小工程と、複数の縮小工程のそれ
ぞれから得られる各階層のうちの少なくとも1つの第2
の画像データへその階層に応じた強度で輪郭強調を施し
て第3の画像データを生成する輪郭強調工程とを含み、
第3の画像データにより画像ファイルのデータを生成す
ることを特徴とする。
第2の画像データは、輝度信号および色差信号を含み、
輪郭強調工程は、第2の画像データのうち輝度信号へ輪
郭強調を施すようにしてもよい。
じた画像ファイルの画像データを形成する装置は、原画
像を表わす第1の画像データを解像度の階層に応じて順
次、縮小して第2の画像データを生成する複数の縮小手
段と、複数の縮小手段のそれぞれから得られる各階層の
うちの少なくとも1つの第2の画像データへその階層に
応じた強度で輪郭強調を施して第3の画像データを生成
する複数の輪郭強調手段とを含み、第3の画像データに
より画像ファイルのデータを生成することを特徴とす
る。
は、輝度信号および色差信号を含み、輪郭強調手段は、
第2の画像データのうち輝度信号へ輪郭強調を施すよう
にしてもよい。
り形成された階層状画像データファイル構成の各階層に
おいて輪郭強調処理を施す。つまり、ファイル処理によ
り近い位置で画質の改善が行なわれる。また、縮小処理
に先立って、三原色信号画像データを輝度および色差信
号に変換してもよい。その場合、変換後の階層構成され
た各階層の画像データの輝度信号へ輪郭強調を施す。
される方法で輪郭強調処理を階層化画像ファイルに組み
入れたとした場合の階層化画像ファイルの処理プロセス
を図5を参照して説明する。画像の縮小処理において画
質の劣化、とくに輝度の劣化が生じるため、これを補償
する1つの策として輪郭強調処理が施される。図5は、
フォトCD規格の画像の階層化データと輪郭強調処理の処
理関係を示している。同図において、3072×2048画素で
構成される三原色の原画像データR、GおよびBには、
それぞれ5x5 カーネルの輪郭強調(USM) 処理が施され
る。輪郭強調された画像データR、GおよびBは、輝度
/色差信号のYcc に変換され、まず最大サイズの16Base
画像が作られる。この16Base画像は、順次2x2 画素毎に
縮小処理され、4Base 、Base、Base/4およびBase/16 の
4階層の縮小画像が生成される。フォトCDなどの画像デ
ータ記録媒体には、同図における太線のボックスのデー
タが記録される。しかし、このように原画像データR、
GおよびBに輪郭強調処理を施すには、かなりの量の演
算を行なわなければならない。
いて、ガウシアンピラミッドを生成した後、各階層にお
ける解像度に適した強度で輪郭強調処理を行なう。これ
は、簡易な低域通過フィルタおよび輪郭強調フィルタの
組合せにより実現されるので、少量の演算で良好な画質
が達成される。このような本発明による階層画像ファイ
ルにおける画像データ形成方法の実施例を添付図面を参
照して詳細に説明する。
ける画像データ形成方法を一般的なラプラシアンピラミ
ッド符号化方式へ適用した実施例が示されている。実施
例のラプラシアンピラミッド方式では、原画像の画像デ
ータG0とこれを順次、縮小処理して上位の階層状の画像
データG0〜GM-1(Mは2より大きい自然数)が生成され
る。同図では、この縮小処理を概念的に画像縮小処理部
l0〜lM-2で示す。これらの画像データは、カラー画像の
場合、たとえば三原色R、GおよびBの画像データ、ま
たは輝度/色差信号でよい。階層画像データG0〜GM-1
は、それぞれ輪郭強調(USM) 処理部70〜7M-1で輪郭強調
がなされる。こうして詳明化された画像データG1a 〜GM
-1a はそれぞれ、隣接する下位の階層との間にある補間
処理部21〜2M-1で拡大される。補間された画像データ
は、すぐ下位の階層に入力され、そこでその階層の画像
データとの差分データL0〜LM-2が算出される。これは、
第1群の演算器30〜3M-2で行なわれる。最上位の詳明化
された画像データGM-1a は、そのままラプラシアンデー
タLM-1として得られる。
符号器40〜4M-1で符号化され、また符号化したデータは
復号されて、再生差分データ<L0>〜<LM-1>となる。ここ
で、不等号記号< > は、再生されたデータを表す。最上
位の符号器/符号器4M-1から出力される最上位層の再生
差分データ<LM-1>は、そのまま再生画像データ<GM-1>を
形成する。他の符号器/符号器40〜4M-3から出力される
各階層の再生差分データ<L0>〜<LM-3>はそれぞれ、これ
より1段上位の再生画像データ<G1>〜<GM-2>が補間処理
部81〜8M-2により拡大されたものと演算器50〜5M-3で加
算され、再生画像<G0>〜<GM-3>が生成される。第2位の
符号器/符号器4M-2から出力される第2階層の再生差分
データ<LM-2>は、最上位の再生画像データ<GM-1>の拡大
されたものと加算され、再生画像<GM-2>が生成される。
これらの拡大処理は、第2群の演算器50〜5M-2により行
なわれる。
の画像縮小処理部1mを例にとって説明すると、画像縮小
処理部1mは、低域通過フィルタリング機能を有し、また
サブサンプリングによるnxn 画素(nは自然数)からな
るブロックを単位として画像データを1画素の画像デー
タへ変換する処理部である。この処理部1mによって、入
力画像は縦横とも1/n に縮小される。複数の画像縮小処
理部1mによって得られた複数の階層構造の画像データGm
は、いわゆるガウシアンピラミッドを構成する。
タ、本実施例の場合はとくに輝度信号をその解像度階層
に応じた強度で輪郭強調することによって修復する機能
を有する。輪郭強調処理部7mは、その構成例を図3に示
すように、輝度信号Yの高域成分を通過させる帯域通過
フィルタ(BPF) 80と、その高域出力82にコアリングを行
うコアリング回路84と、高域出力82に輪郭強調係数kを
乗算する乗算器86と、乗算器86の出力に輝度信号Yを加
算する加算器94とを有する。加算器94は、図4に示すよ
うな非線形の入出力特性を有する回路であり、その出力
96がスイッチ回路90の制御入力に接続されている。この
ように輪郭強調は、輝度信号についてのみ行なえば、十
分な鮮鋭度の効果を上げることができる。
零の状態にあると、その出力92を遮断する回路である。
高域の輝度信号82は、乗算器86によって輪郭強調係数k3
が乗ぜられる。比較的レベルの高い信号成分の場合は、
乗算器86の出力88がスイッチ90を通過して、加算器94で
元の輝度信号32に加算される。これによって輪郭強調が
行なわれる。高域成分82に含まれる低レベルの成分すな
わち雑音成分については、図4にaで示すようにコアリ
ング回路84の出力96が零であるので、乗算器86の出力88
のスイッチ90の通過が阻止される。したがって、この部
分aに対しては輪郭強調が行なわれない。
れた画像データGma の補間を行なう。この補間処理で
は、ある階層の縮小画像の画像データGma の各画素へnx
n 個の「0」データを付加してnxn 倍の画像へ拡大す
る。拡大された画像データは、1階層下位の画像Gm-1a
と同じ画像サイズとなる。補間処理された画像データGm
aは、1段下位階の演算器3m-1へ入力される。演算器3m-
1では、詳明化された画像データGm-1との差分データLm-
1が算出される。この補間処理は、隣接する上下段の2
つの画像データ階層の間で演算処理を行なう際、両階層
の画像データを構成する画素のアドレスの位置関係を合
わせるために実行する。補間で付加する数値は、最終的
に記録媒体へ記録する記録データ量が少なく、しかも復
号が簡単に行える数値が好ましい。一般的には、数値
「0」が用いられる。
値の差を算出する。つまり、隣接する上下階層の詳明化
された画像データ間の差分データLmを算出する。演算器
3mにより算出された差分データLmは、当該階層の画像デ
ータと1段上位の縮小処理された階層画像データとの誤
差データである。この差分データLmは、後続する符号器
/復号器4mでハフマン符号化等の処理後にフォトCD等の
記録媒体へ記録されるデータの素となる。
って得られた差分データLmを符号化処理する。符号化さ
れたデータは、本実施例ではフォトCDなどの記録媒体へ
記録される。また、符号化された画像データは、復号さ
れて再生データ<Lm>となる。なお、最上段以外の階層の
再生データ<Lm-2>〜<L0>は、前段の演算器3m-2〜30によ
って算出された差分データLM-2〜L0に基づいたデータで
ある。
り復号された復号データ<Lm>と1段上位の再生画像デー
タ<Gm+1> とを加算し、再生画像データ<Gm>を生成す
る。再生ガウシアンピラミッドを構成する再生画像<Gm>
のうちの最上位の再生画像データ<GM-1>は、符号器/復
号器4M-1により復号されたデータ<LM-1>から作られる。
第(M-2) 階層以下の階層の再生画像データ<GM-2>〜<G0>
は、再生データ<LM-2>〜<L0>と補間処理部2M-1〜21の処
理によって得られた拡大された再生画像データ<GM-1>と
が加算されたものである。
m>の補間を行なう。この補間処理は、前段と同様に、あ
る階層の縮小画像の画像データ< Gm> の各画素へnxn 個
の「0」データを付加し、nxn 倍の画像へ拡大処理す
る。拡大された画像データは、1階層下位の画像Lm-1と
同一の画像サイズとなる。補間処理された画像データ<G
m>は、1段下位階の演算器5m-1へ入力される。演算器5m
-1では、再生画像データ<Gm-1>が算出される。第2群の
演算器5mは、復号された再生差分データ<Lm>と上位階層
の再生画像データ<Gm+1>との加算により処理階の再生画
像データ<Gm>を算出する。
ァイル構成に基づいて本発明の実施例を説明したが、次
に、本発明をフォトCD規格の画像データファイルに適用
した画像データ形成装置の実施例について説明する。図
2は、フォトCD規格の画像データファイルにおける階層
画像データについて輪郭強調処理を行なう実施例を示し
ている。同図によれば、たとえば3072×2048画素で構成
される原画像の三原色R、GおよびBの画像データ11a
、11b および11c は、線21で示すように、まず輝度信
号および色差信号Ycc に変換され、最大サイズの16Base
画像12a のデータとなる。この16Base画像のデータは、
線22、23、24および25で示すように、順次2x2 画素を単
位とする画素ブロックごとに縮小処理され、それぞれ4B
ase 、Base、Base/4およびBase/16 の4階層の縮小画像
データ13a 、14a 、15a および16aが生成される。これ
により、全部で5階層の画像データが形成される。
のガウシアンプレーンを構成する5階層の画像データの
それぞれの輝度信号Yについて輪郭強調処理USM(1)〜US
M(5)が施されることである。この輪郭強調USM(1)〜USM
(5)は、同図では2重線31〜35で示すが、図3および4
を参照して前述した輪郭強調処理部7mによって行なわれ
る。輪郭強調された5階層の画像データのうち、下位の
16Base画像データ12b と4Base 画像データ13b はぞれぞ
れ、さらに1段下位の画像データ13c および13dとの差
分をとられ、この差分データ12d および13d がハフマン
符号化されて記録データ12e および13e となる。なお、
輪郭強調されたBase画像データ14b は、補間されて4Bas
e 補間データ13c となり、1段下位の画像データ13c と
の差分に供される。この4Base 差分データ13d は、4Bas
e 補間データ13c と加算されて4Base 復号データ13g と
なる。4Base 復号データ13g は、補間されて16Base補間
データ13c として16Base輪郭強調画像データ12b との差
分に供される。また、上位の3階層のBase、Base/4およ
びBase/16 画像データ14b 、15b および16b は、輪郭強
調後の形でそのまま記録される。同図において、フォト
CDなどの画像データ記録媒体(図示せず)に記録される
データは、2重線のボックスで示されている。もちろ
ん、このように差分データを符号化して記録するのでは
なく、輪郭強調した画像データをそのままデータ記録媒
体に記録するようにしてもよい。
R、GおよびBの各々を直接、輪郭強調することはせ
ず、階層毎の画像データに変換した後に階層ごとに輪郭
強調を行っている。これにより、フィルタリングやサブ
サンプリング等の縮小処理による輪郭強調効果の減退を
最小化することができる。また、本実施例における輪郭
強調処理は、簡易な低域通過フィルタと輪郭強調フィル
タの組合せにより実現され、したがって少量の演算で良
好な画質の階層符号化を可能とする。
R、GおよびBの画素データ量は、それぞれが6Mバイト
であり、合計で18M バイトとなる。これに対し、5階層
の画像データの輝度信号Yは合計8Mバイトであるので、
各階層ごとに輝度信号について輪郭強調を行なう上述の
実施例では、Yチャネルのみへ輪郭強調処理を行なうこ
とにより、処理量が少なくてすみ、処理時間も短い。
おける画像データ形成方法によれば、簡易な低域通過フ
ィルタと輪郭強調フィルタとの組合せにより、少量の演
算で良好な画質の画像データを階層符号化することがで
きる。階層状画像ファイル構成の各階層において輪郭強
調処理が施されるため、画質の改善された画像データが
他の処理により先鋭度を損なう機会が少ない。また、各
階層のそれぞれにおいて画像データを構成する複数チャ
ネルのデータのうちYチャネルのデータのみへ輪郭強調
を行なうことにより、十分な線影度が得られ、しかも処
理量の低減および処理時間の短縮が可能である。
形成方法が適用されたガウシアンプレーンの階層構成例
を示した図である。
フォトCD規格へ適用した本発明の画像データ形成装置の
実施例を示す機能ブロック図である。
路構成例を示す機能ブロック図である。
力特性を例示するグラフである。
色信号に単純に輪郭強調処理を行なうとした場合の処理
の階層構成を示す図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 原画像を表わす第1の画像データを解像
度の階層に応じて順次、縮小して第2の画像データを生
成する複数の縮小工程と、 該複数の縮小工程のそれぞれから得られる各階層のうち
の少なくとも1つの第2の画像データへ該階層に応じた
強度で輪郭強調を施して第3の画像データを生成する輪
郭強調工程とを含み、 第3の画像データにより画像ファイルのデータを生成す
ることを特徴とする階層画像ファイルにおける画像デー
タ形成方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の方法において、第2の
画像データは、輝度信号および色差信号を含み、前記輪
郭強調工程は、第2の画像データのうち輝度信号へ輪郭
強調を施すことを特徴とする画像データ形成方法。 - 【請求項3】 請求項2に記載の方法において、第1の
画像データは、三原色信号を含み、 該方法はさらに、前記複数の縮小工程に先立って、第1
の画像データの三原色信号を輝度信号および色差信号に
変換する変換工程を含むことを特徴とする画像データ形
成方法。 - 【請求項4】 解像度の階層に応じた画像ファイルの画
像データを形成する装置において、該装置は、 原画像を表わす第1の画像データを解像度の階層に応じ
て順次、縮小して第2の画像データを生成する複数の縮
小手段と、 該複数の縮小手段のそれぞれから得られる各階層のうち
の少なくとも1つの第2の画像データへ該階層に応じた
強度で輪郭強調を施して第3の画像データを生成する複
数の輪郭強調手段とを含み、 第3の画像データにより画像ファイルのデータを生成す
ることを特徴とする階層画像ファイルにおける画像デー
タ形成装置。 - 【請求項5】 請求項4に記載の装置において、第2の
画像データは、輝度信号および色差信号を含み、前記輪
郭強調手段は、第2の画像データのうち輝度信号へ輪郭
強調を施すことを特徴とする画像データ形成装置。 - 【請求項6】 請求項5に記載の装置において、第1の
画像データは、三原色信号を含み、 該装置はさらに、第1の画像データの三原色信号を輝度
信号および色差信号に変換し、該輝度信号および色差信
号を前記複数の縮小手段に順次、与える変換手段を含む
ことを特徴とする画像データ形成装置。 - 【請求項7】 請求項4に記載の装置において、該装置
はさらに、第3の画像データを画像データ記録媒体に記
録する記録手段を含むことを特徴とする画像データ形成
装置。 - 【請求項8】 請求項7に記載の装置において、該装置
はさらに、第3の画像データを符号化し、該符号化され
た画像データを前記記録手段に与える符号化手段を含む
ことを特徴とする画像データ形成装置。 - 【請求項9】 請求項8に記載の装置において、前記縮
小手段は、フォトCD規格に基づく階層に第1の画像デー
タを縮小することを特徴とする画像データ形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00161694A JP3432878B2 (ja) | 1994-01-12 | 1994-01-12 | 階層画像ファイルにおける画像データ形成方法および装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH07212751A true JPH07212751A (ja) | 1995-08-11 |
JP3432878B2 JP3432878B2 (ja) | 2003-08-04 |
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ID=11506456
Family Applications (1)
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JP00161694A Expired - Fee Related JP3432878B2 (ja) | 1994-01-12 | 1994-01-12 | 階層画像ファイルにおける画像データ形成方法および装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112819716A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-05-18 | 西安交通大学 | 基于高斯-拉普拉斯金字塔的无监督学习x光图像增强方法 |
CN113724144A (zh) * | 2020-05-22 | 2021-11-30 | 北京小米移动软件有限公司 | 一种图像处理方法及终端设备上的图像信号处理器 |
-
1994
- 1994-01-12 JP JP00161694A patent/JP3432878B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN112819716A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-05-18 | 西安交通大学 | 基于高斯-拉普拉斯金字塔的无监督学习x光图像增强方法 |
CN112819716B (zh) * | 2021-01-29 | 2023-06-09 | 西安交通大学 | 基于高斯-拉普拉斯金字塔的无监督学习x光图像增强方法 |
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