JPS63240289A - カラ−画像伝送装置 - Google Patents

カラ−画像伝送装置

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JPS63240289A
JPS63240289A JP62075129A JP7512987A JPS63240289A JP S63240289 A JPS63240289 A JP S63240289A JP 62075129 A JP62075129 A JP 62075129A JP 7512987 A JP7512987 A JP 7512987A JP S63240289 A JPS63240289 A JP S63240289A
Authority
JP
Japan
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color
image
display
data
hierarchical
Prior art date
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Pending
Application number
JP62075129A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Kumazawa
宏之 熊沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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  • Color Television Systems (AREA)
  • Processing Of Color Television Signals (AREA)

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、この代表色およ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、この様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1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256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5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(51)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(52)は、ヒスト
グラム作成手段(51)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、1.・・・N−1)に分割するとともに、各
部分空間Siから代表色Ci  (CiSi)を抽出す
る。このとき、Siは 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(53)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 1pi−pj I2/(hi+hj
)      ・・・(2)を定義し、復11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−リ+hj−
mD/(hi+hj)画像変換手段(54)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(151)〜(15N)の
インデックス番号に変換する。伝送装置(55)は、複
数の表示端末(141)〜(14N)に対して、色統合
手段(53)によって作成された代表色と、画像変換手
段(54)の出力とを伝送する。複数の表示端末(14
1)〜(14N)は、画像メモリ(181)〜(1fl
N)の内容をカラーマツプ(151)〜(15N)を介
してR(赤)。
G(緑)、B(青)の値に変換して表示装置(171)
〜(17N)に表示するように構成されている。ここで
各表示端末(141)〜(14N)において、画像メモ
リ(181)〜(18N)の各画素あたりのメモリ容量
は、色統合手段(53)で作成される代表色数によって
規定される値、例えば代表色数が256の場合は8 b
it以上である必要があり、また、カラーマツプ(15
1)〜(15N)は、すべての代表色を登録できるだけ
の容量が必要である。
従来のカラー画像伝送装置は上記のように、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
ス番号とが複数の表示端末に伝送され、各表示端末の表
示装置により複数地点で同一のカラー画像を表示できょ
うに構成されている。
[発明が解決しようとする問題点] 上記の様な従来のカラー画像伝送装置には二つの問題点
がある。まず第1の問題点は、各表示端末のハードウェ
アの構成が、色の量子化によって作成された代表色の数
によって規定されるということである。すなわち、表示
すべき代表色の数が256の場合には(8bit/画素
)の画像メモリと、256色の代表色を登録するカラー
マツプが必要である。したがって、種々の構成を持つ複
数の表示端末に画像を表示する場合、最もランクの高い
表示端末、すなわち最も多くの代表色を表示できる表示
端末向けに色の量子化を行うと、ランクの低い表示端末
ではカラー画像を表示できず、逆に最もランクの低い表
示端末向けに色の量子化を行うと、ランクの高い表示端
末ではそのハードウェアが有効に利用できないことにな
る。
つぎに、第2の問題点は、各表示端末においてカラー画
像を表示するためには、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ことである。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
装置に画像情報を表示できない。したがって、カラー画
像の伝送中に次第に大まかな情報から詳細な情報を表示
して行くような階層的な画像の表示ができない。
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、ハー
ドウェア構成、すなわちランクの異なる複数の表示端末
で、各々のランクに応じたカラー画像を表示するととも
に、カラー画像の伝送中に各表示端末において階層的な
画像の表示ができるカラー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、複数の
表示端末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。表示端末は、それぞ
れの処理能力に応じたカラー映像の表示を行う。
[発明の実施例コ 第1図はこの発明の一実施例のブロック回路図で、第5
図と同一符号は同一、または相当部分を示している。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◆V傘空間、L傘 a卓 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RGB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、gi
j、bij)(0≦i<N1.0≦j<N2)とする。
(ステップl) 色空間C3を式(4)の様に2個の部分空間Co、CI
に分割し各部分空間の代表色Co =(Ro、Go、B
o)、 CI =(B+、G+、B+)を決定する。
C3=ColJ cl  、ConC+ −φCo  
e Co  、C+ 6 C+        ・・・
(4)なお、部分空間CO,C,および代表色co 。
C1は、 dij=min(d(Go、yij)、d(q+、!1
j))   −(5)とすると i雪0j=0 を最小化するように決定される。ただし、式(5)にお
いてwin(a、b)は、aとbc7)うち、小さい方
の値を示し、d (Go 、xiDは、Go 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,C1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l)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20個の部分空間に分割さ
れ、2n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2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二分割する方法に
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3図に示すような構成のデータを表
示端末(141)〜(14N)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2図の二進
水に示される部分空間Coの代表色COと、CIの代表
色C1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C1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(141)〜(14N)では、ゲ
ー) (181)〜(18N)を介して伝送されて来た
データのうち、代表色はカラーマツプ(151)〜(1
5N)に登録され、画像データは画像メモリ(IEII
)〜(18N)に記録される。第4図はカラーマツプ(
151)〜(15N)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(151)〜(15N)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(151)〜(15%)の状態を示し
ている。また、画像メモリ(181)〜(18N)は、
初期状態では0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。なお、表示端末(14
1)〜(14N)のハードウェア構成は任意であり、例
えば(kbit/画素)の画像メモリと、2に色の代表
色を登録できるカラーマツプとを有する表示端末では、
第に階層のデータの伝送が終了した81でゲート(18
1)〜(18N)を閉じてデータの受は取りを終了し、
2に色の代表色と(kbit/画素)のインデックス番
号とを用いてカラー画像を表示することになる。
上記のように構成されたこの実施例においては、最もラ
ンクの高い表示端末向けに色の量子化を行っておけば、
ランクの高い表示端末では代表色数の多い品質の高いカ
ラー画像が表示でき、また、ランクの低い表示端末では
そのハードウェア構成に応じたカラー画像が表示できる
ことになる。さらに各表示端末では、カラー画像の伝送
途中において第1階層までのデータが伝送されて来ると
、表示装置には21色の代表色を用いてカラー画像を表
示できることになる。
[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、表示端末ではそのハード
ウェア構成に応じたカラー画像の表示が可能となる。さ
らにデータが伝送されてくる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のできる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
はこの実施例における色空間の階層的分割を示す二進本
図、第3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4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5図は従来のカラー
画像伝送装置の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、
(141)〜(14N)・・・表示端末、(151)〜
(15N)・・・カラーマツプ、(181)〜(18N
)・・・画像メモリ、(171)〜(17N)・・・表
示装置、(181)〜(18N)・・・ゲート。 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、この階層的伝送装置から伝送されたデータを
    同時に受けてカラー画像を表示する複数の表示端末とを
    具備し、上記複数の表示端末は、それぞれ上記伝送デー
    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、この画像メモリおよびカラーマ
    ツプが格納できるデータ容量を越えないように入力デー
    タの階層を規制するゲートとを備えてなるカラー画像伝
    送装置。
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