JPS63240288A - カラ−画像伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、カラー画像から限定された数の代表色を抽
出し、この代表色及びカラー画像の各画素がどの代表色
によって代表され得るかを表すインデックスとを伝送す
ることによりカラー画像を表示する装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ フレームバッファを有するカラー画像表示装置が様々な
分野で利用されており、更には家庭での需要も増えつつ
ある。人間の視覚は少なくとも５万色以上の色を区別で
きると言われているが、このような色を表現するには１
画素あたり１５ビット以上ものフレームバッファが必要
である。

カラーマツプ（あるいはカラールックアップテーブル）
を用いたカラー画像の表示は、より少ないフレームバッ
ファで多彩な色表現ができるという利点がある。カラー
マツプは、画像メモリ内の各画素の画素値に相当するイ
ンデックス番号と、実際の表示色との対応表としての機
能を持つハードウェアであり、例えば、インデックスの
数が２５６の場合には、画像の中に現れる可能性のある
すべてのＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）成分の組合せ（
各成分が８ビツトで量子化されている場合、２２４の組
合せ）から任意に２５６色を抽出してカラーマツプに登
録でき、１画面内に、この２５８色を同時に表示するこ
とができる。しかし、カラーＴＶカメラなどにより入力
されたカラー画像を、上記のようなカラーマツプを用い
て表示するためには、入力画像からカラーマツプに登録
すべき色を選択抽出する必要がある。この処理は「色の
量子化」と呼ばれ、盛んに研究が成されている。また、
このように色の量子化が行われた画像の代表色と、各画
素のインデックス番号とを、遠隔地にある表示端末に伝
送してカラー画像を表示する研究も行われている。

第６図は、例えば「カラー画像の量子化方式に関する検
討」　（昭和６１年度電子通信学会総合全国大会１３４
７）にて提案された色の量子化方式を用いたカラー画像
伝送装置の概略構成を示すブロック回路図、第７図はそ
の具体的なシステム構成を示すブロック回路図である。

図において、カラー画像記憶装置（１１）は、磁気ディ
スク、または半導体メモリ等で構成される記憶装置であ
り、ディジタル化されたカラー画像を蓄積する。ヒスト
グラム作成手段（６１）は、カラー画像の統計的性質を
調べる一手段であり、カラー画像に出現する色の生起頻
度をカウントする。色空間初期分割手段（６２）は、ヒ
ストグラム作成手段（６１）から得られるカラー画像の
統計的性質に従って、色空間Ｃ３を多数の部分空間Ｓｉ
　　（ｉ＝ｏ、ｌ、・・・Ｎ−１）に分割するとともに
、各部分空間Ｓｉから代表色Ｃ１（ＣｉｅＳｉ）を抽出
する。このとき、Ｓｉは Ｃ３＝Ｕグニｏｓ＋　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　・・・（１）Ｓｉ凸Ｓｊ＝φ（ｉ　ｆ−ｊ） を満足し、頻度がｈｉ　　（部分空間Ｓｉ内の各色の頻
度の和）であるとする。色統合手段（８３）は、色空間
上で隣接する部分空間どうしの統合を、部分空間の数、
すなわち代表色数が既定の数になるまで繰り返す。この
とき隣接する部分空間の統合順序は、統合対象となって
いる部分空間対の代表色と頻度によって定まる測度Δを
用いて制御される。例えば部分空間対Ｓｉ、Ｓｊの間の
測度Δとして Δ＝　ｈｉ−ｈｊ　ＩＬ；：１−Ｃｊ　１２／（ｈｉ＋
ｈｊ）　　　　　　　・・・（２）を定義し、漠）度Δ
が最小となる部分空間対から順に統合する方式が考えら
れる。なお、部分空間ＳｉとＳｊとが統合された結果作
成される部分空間Ｓは、次のように定義される。

部分空間５＝Ｓｉ　ＵＳｊ 頻　　　度ｈ＝ｈｉ　　＋ｈｊ　　　　　　　　　　　
・・・（３）代表色Ｃ＝　（ｈｉ−Ｃｉ＋ｈｊ−ＣＤ／
（ｈｉ＋ｈｊ）画像変換手段（６４）は、カラー画像の
各画素をその画素が属する部分空間の番号、すなわち後
述するカラーマツプ（１５）のインデックス番号に変換
する。表示端末（１４）には、色統合手段（６３）によ
って作成された代表色と、画像変換手段（６４）の出力
であるインデックス番号が伝送され、前者はカラーマツ
プ（１５）に登録され、後者は画像メモリ（１６）に書
き込まれる。そして表示装置（１７）には、画像メモリ
（１Ｂ）のインデックス番号がカラーマツプ（１５）を
介して赤・緑・青のデータに変換されて表示が行われる
。

第７図において、ＣＰＵ（２１）はメモリ（２２）に格
納されている制御プログラム、ならびにデータにしたが
ってヒストグラムの作成１色空間初期分割１色統合およ
び画像変換の各処理の実行と、各種装置の制御を行う。

また、磁気ディスク（２３）は、カラー画像記憶装置（
１１）に相当し、カラー画像の原画像が格納される。

従来のカラー画像伝送装置は上記のように構成され、色
の量子化を行った後、代表色とカラー画像の各画素のイ
ンデックス番号とが表示端末に伝送され、各表示端末の
表示装置にカラー画像が表示されるように構成されてい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のような従来のカラー画像伝送装置では、表示端末
においてカラー画像を再生するためには代表色と、各画
素の全てのインデックス番号が必要となる。すなわち、
色の量子化によって２５６色の代表色が作成されている
場合、各画素は８　ｂｉｔのインデックス番号で表現さ
れており、例えば表示端末において各画素についてイン
デックス番号の上位４　ｂｉｔの情報を得たとしても表
示装置には画像情報を表示できない。他方、従来より、
例えばカラー画像をデータベース等から検索する場合に
、データベースから伝送されて来た画像情報が真に検索
者の希望した情報であるか否かを伝送中のできるだけ早
い段階で知りたいという要求がある。上述したように、
従来のカラー画像伝送装置では、各画素についてインデ
ックス番号の全情報を受は取らないと画素を再生できな
いので、画像伝送中のできるだけ早い段階で画像の全貌
を知りたいという要求には答えられないものであった。

この発明はかかる問題点を解決すためになされたもので
、色の量子化を用いたカラー画像の伝送において、表示
端末で各画素のインデックス番号の一部分を用いて画素
の情報を再生でき、画像伝送中の早い段階においても画
像の全貌を知ることのできるカラ画像伝送装置を得るこ
とを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明にかかるカラー画像伝送装置は色の量子化手段
として色空間階層的分割手段と伝送装置として色空間の
階層的な分割を利用した階層的伝送装置とを設けたこと
を特徴とする。

［作用］ この発明においては、色空間階層的分割手段はまず色空
間を複数個の部分空間に分割して各部分空間の代表色を
作成しく第１階層の分割）、更に各部分空間を複数個の
部分空間に分割して各部分空間の代表色を作成する処理
を繰り返すことにより色空間を階層的に分割する。また
、階層的伝送装置は色空間の階層的分割を利用して、ま
ず第１階層の情報として第１階層の各部分空間の代表色
と各画素が第１階層のどの部分空間に属するのかという
情報とを伝送し、更に同様の情報を第２．第３・・・と
番号の小さい階層から順に伝送する。

［発明の実施例］ 第１図はこの発明の一実施例のブロック回路図で、第６
図と同一符号は、同一または相当部分を示しており、第
２図はこの実施例を具体化したシステムの構成例のブロ
ック回路図である。第１図において、色空間階層的分割
手段（１２）は、カラー画像記憶装置（１１）に格納さ
れているカラー画像に出現する色の生起頻度（統計的性
質）にしたがって、色空間を階層的に分割する。一般に
に次元空間を階層的に分割する方法は種々提案されてい
るが、その−例としてここでは木探索型ベクトル量子化
を色空間に適用して３次元空間を階層的に分割する手法
について説明する。ここで、色空間は一般にＲ（赤）、
Ｇ（緑）、Ｂ（青）空間が用いられるが、他の空間、例
えば均等色空間（Ｌ　傘　　Ｕ　傘　　Ｖ　傘　　空間
　、Ｌ”ａ　　傘　　ｂ　傘　　空間）　や　、ＹＩＱ
空間等であっても良い。なお、以下では色空間としてＲ
ＧＢ空間を想定している。

まず、色空間全体をＣ３、カラー画像のｉ行、ｊ列に位
置する画素の色をｘ　ｉｊ＝　（ｒｉｊ、ｇｉｊ、ｂｉ
ｊ）（０≦ｉ＜Ｎ１　、Ｏ≦ｊ＜Ｎ２）とする。

（ステップｌ） 色空間Ｃ３を式（４）のように２個の部分空間ＣＯ，Ｃ
Ｉに分割し各部分空間の代表色ＣＯ＝（Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂ
ｏ）、　ｃｌ　＝（Ｂ＋、Ｇ＋、Ｂ＋）を決定する。

なお、部分空間ｃｏ　　＋ＣＩおよび代表色ｃｏ　。

Ｃ１は、 ｄｉｊ＝ｍｉｎ（ｄ（ｐｏ、ｘｉｊ）、ｄ（Ｑ＋、亙１
ｊ））　　　・・・（５）とすると を最小化するように決定される。ただし、式（５）にお
いてｒａｉｎ（ａ、ｂ）は、ａとｂのうち、小さい方の
値を示し、ｄ　（Ｇｏ　＋ｘ＋ｊ）は、Ｃｏ　とｘｉｊ
との距離、例えばユークリッド距離を示している。

（ステップ２） 部分空間ＣＯ，ＣＩ　をそれぞれ下記の式（７）。

（８）のように２個の部分空間に分割し、各部分空間の
代表色を決定する。なお、部分空間と代表色の決定方法
は（ステップ１）と同様である。

（ステップ３）〜（ステップｎ） 各ステップでは、部分空間の２分割と代表色の決定を行
ない、最終的には色空間Ｃは２ｎ個の部分空間に分割さ
れ、２０個の代表色が決定される。（ステップｌ）〜（
ステップｎ）までの処理は第３図のような二進水で表現
され、色空間Ｃ３が階層的に分割されたことが分る。

以上の説明では簡単のため空間を常に玉分割する方法に
ついて説明したが、二分割に固定する必要はなく分割数
は一般にｍ分割であっても、また可変であってもよいが
、この実施例では二分割を前提として説明する。

つぎに、階層的伝送装置（１３）は、色空間の階層的分
割にしたがって、第４図に示すような構成のデータを表
示端末（１４）に伝送する。同図のデータ構成において
、第１階層の代表色とは第３図の二進水に示される部分
空間Ｃｏの代表色Ｃｏ　と、Ｃ１の代表色ＣＩ　のこと
であり、第１階層の画像データとは、カラー画像の各画
素が部分空間ＣＯと０１のいずれに属しているかを表す
（ｌｂｉｔ／画素）の情報である。二進水の場合、一般
に第ｉ　（１≦ｉ≦ｎ）階層のデータは、２１個の代表
色と、（ｌｂｉｔ／画素）のデータとで構成される。表
示端末（１４）では、伝送されて来たデータのうち、代
表色はカラーマツプ（１５）に登録され、画像データは
画像メモリ（１６）に記録される。第５図はカラーマツ
プ（１５）への代表色の登録方法を説明する図であり、
同図（ａ）は第２階層のデータが伝送されて来たときの
カラーマツプ（１５）の状態を、同図（ｂ）は第３階層
のデータが伝送されて来たときのカラーマツプ（１５）
の状態を示している。また、画像メモリ（１６）は、初
期状態ではＯにクリアされており、第１階層の画像デー
タは最上位ビットに、第１階層の画像データは最上位か
らｉ　ｂｉｔ目に記憶される。以上のようにして記憶さ
れる画像データは、カラーマツプ（１５）を介してＲＧ
Ｂデータに変換され、表示装置（１７）に表示される。

第２図に示したこの実施例を具体化したシステム構成例
においては、カラー画像記憶装置（１１）を磁気ディス
クで構成し、また、色空間階層的分割手段（１２）はＣ
Ｐ　Ｕ　（２１）とメモリ（２２）とで構成されており
、ＣＰ　Ｕ　（２１）は、メモリ（２２）に格納されて
いる制御プログラム、ならびにデータにしたがって色空
間階層的分割手段（１２）の処理、および各種装置の制
御を行う。

上記のように構成されたカラー画像伝送装置においては
、表示端末（１４）において、第１階層までのデータが
伝送されて来ると、表示装置（１４）には２１個の代表
色を用いてカラー画像を表示できることになる。

なお、上記実施例では、表示端末（１４）は遠隔地にあ
るものと仮定して説明したが、必ずしも離れて設置され
ている構成に限られるものではなく、例えば、磁気ディ
スク等の大容量の記憶装置を有する計算機システムにお
いて、大容量の記憶装置に格納されている画像を検索す
る場合にも利用できることはいうまでもない。

［発明の効果］ この発明は以上説明した通り、色空間を階層的に分割す
る色の量子化を行ない、この色空間の階層的な分割にし
たがってカラー画像を伝送し、表示端末では、データが
伝送されてくるのにしたがって代表色数が順次増加する
表示が可能となるので、画像伝送中の早い段階で画像の
全貌を知ることが可能になるというカラー画像伝送装置
が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック回路図、第２図
はその具体的システム構成例を示すブロック回路図、第
３図は色空間の階層的分割を表現する二進本図、第４図
は階層的伝送装置から伝送されるデータの構成を示す図
、第５図はカラーマツプに記憶される代表色の登録パタ
ーンの一例を示す図、第６図は従来例のカラー画像伝送
装置のブロック回路図、第７図はその具体的システム構
成例を示すブロック回路図である。 （１１）・・・カラー画像記憶装置、（１２）・・・色
空間階層的分割手段、（１３）・・・階層的伝送装置、
（１０・・・表示端末、（１５）・・・カラーマツプ、
（１６）・・・画像メモリ、（１７）・・・表示装置。 なお、各図中、同一符号は同一、または相当部分を示す
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）カラー画像をディジタルデータとして記憶する手
   段と、この記憶されたデータの色空間をカラー画像の統
   計的性質にしたがつて階層的に順次複数個の部分空間に
   分割するとともに分割した各階層の各部分空間ごとにそ
   れぞれ１色の代表色を作成する色空間階層的分割手段と
   、この階層的に分割された各部分空間の代表色と上記カ
   ラー画像の各画素がどの階層のどの部分空間に属してい
   るかを表す情報とを若い階層から順次送出する階層的伝
   送装置と、この伝送装置から伝送されたデータを受けて
   カラー画像を表示する表示端末とを具備し、この表示端
   末は上記伝送データを格納する画像メモリと、この画像
   メモリに格納する画像メモリと、この画像メモリに格納
   されたデータをアドレス値として３原色（赤・緑・青）
   の信号を出力するカラーマツプと、このカラーマツプの
   出力を表示する表示装置とを備えてなり、上記階層的伝
   送装置から伝送される情報を用いてカラー画像を順次階
   層的に表示するように構成したカラー画像伝送装置。