JP2000032271A

JP2000032271A - 画像生成装置及び方法

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Publication number: JP2000032271A
Application number: JP19600998A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Fukuhara; 隆浩福原; Keisuke Kato; 圭介加藤; Masafumi Minami; 雅文南
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2000-01-28

Abstract

(57)【要約】【課題】データ量を抑えてなお高精細の画像を生成す
ることができる画像生成装置及び方法を提供することを
目的とする。【解決手段】描画装置は、符号化されている画像情報
を復号して表示用画像を生成する地図画像復号化部１
と、ベクトルデータ化されている画像情報に基づいて表
示用画像を復元するベクトルデータ復元部２と、複数種
類の表示用画像に基づいて合成した表示用画像を生成す
る画像合成部３と、上記表示用画像を記憶するメモリ部
４と、上記表示用画像を表示部に表示制御する表示制御
手段を構成するグラッフィックスインターフェース５及
び表示制御部６とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像情報に基づい
て画像を生成する画像生成装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の代表的なカーナビゲーション・シ
ステムや、コンピュータ上での地図・図形探索では、地
図画像としてベクトルデータとグラフィックデータとを
組み合わせたものを使用していた。ベクトルデータは、
探索の目的とする場所や位置への経路探索をする際には
非常に有効なデータ形式である。道路の場合は線図形で
あり、ベクトル（ある位置座標から別の位置座標への長
さと方向のデータ）形式のデータとして記述されてい
る。その結果、縮尺が変わってもそれに比例して、道路
の大きさと方向が変化する特徴がある。

【０００３】またベクトルデータは、上述したように、
基本的に位置座標間のデータとして記述できるので、非
常に情報量が少なくて済むという利点もある。しかし、
ベクトルデータで記述できる画像には限界があり、詳細
なテキスチャを持つ画像や自然画像等を記述することは
困難である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自然画像や
パソコン上等で頻繁に用いられる画像フォーマットにＢ
ＭＰ（ビットマップ）形式や、ＧＩＦ（Graphic Image
File）形式がある。これらは、非常に詳細な画像やテキ
スチャを表現することができる。従って、今後詳細な地
図画像や自然画像も取り込んだ形の地図画像を用いる場
合には、ベクトルデータ形式以外に、このＢＭＰ形式の
画像フォーマットによる画像表示の利用価値が大きくな
ると考えられる。ただし、ＢＭＰ形式の画像フォーマッ
トでは、未圧縮のためにデータ量が大きいという欠点が
ある。よって、これを高品質に圧縮及び伸張する技術が
必要とされるといえる。

【０００５】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みてな
されたものであって、データ量を抑えてなお高精細の画
像を生成することができる画像生成装置及び方法を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像生成装
置は、上述の課題を解決するために、符号化されている
画像情報を復号して表示用画像を生成する復号手段と、
ベクトルデータ化されている画像情報に基づいて表示用
画像を復元する復元手段と、複数種類の表示用画像に基
づいて合成した表示用画像を生成する画像合成手段と、
表示用画像を記憶する記憶手段と、表示用画像を表示部
に表示制御する表示制御手段とを備える。

【０００７】このような構成を有する画像生成装置は、
符号化されている画像情報に基づいて復号手段により得
た表示用画像と、ベクトルデータに基づいて復元手段に
より得た表示用画像とを画像合成手段において合成す
る。そして、合成して得た表示用画像を、表示制御手段
により表示部に表示制御する。

【０００８】また、本発明に係る画像生成方法は、上述
の課題を解決するために、符号化されている画像情報を
復号して表示用画像を生成する復号工程と、ベクトルデ
ータ化されている画像情報に基づいて表示用画像を復元
する復元工程と、複数種類の表示用画像に基づいて合成
した表示用画像を生成する画像合成工程と、表示用画像
を記憶手段に記憶する記憶工程と、表示用画像を表示部
に表示制御する表示制御工程とを有する。

【０００９】このような画像生成方法により、符号化さ
れている画像情報に基づいて復号工程にいて得た表示用
画像と、ベクトルデータに基づいて復元工程において得
た表示用画像とを画像合成工程において合成する。そし
て、合成して得た表示用画像を、表示制御工程により表
示部に表示制御する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳しく説明する。この実施の形態は、本
発明に係る画像生成装置及び方法を、画像情報に基づい
て得た画像を表示部に表示する描画装置に適用したもの
である。この描画装置は、例えば、カーナビゲーション
・システム、コンピュータ上での地図・図形探索、及び
エンタテインメントシステム等に適用される。

【００１１】この描画装置は、図１に示すように、符号
化されている画像情報を復号して表示用画像を生成する
復号手段である地図画像復号化部１と、ベクトルデータ
化されている画像情報に基づいて表示用画像を復元する
復元手段であるベクトルデータ復元部２と、複数種類の
表示用画像に基づいて合成した表示用画像を生成する画
像合成手段である画像合成部３と、上記表示用画像を記
憶する記憶手段であるメモリ部４と、上記表示用画像を
表示部に表示制御する表示制御手段を構成するグラッフ
ィックスインターフェース５及び表示制御部６とを備え
ている。

【００１２】また、描画装置１０は、文字フォント及び
図形情報からなる図形情報に基づいて表示用画像を生成
する画像及び図形画像生成手段である文字・図形画像生
成部７と、制御信号等の外部からの入力を可能にするイ
ンターフェース部８と、当該描画装置１０の各部を制御
する中央制御部９とを備えている。

【００１３】そして、この描画装置１０は、各種画像を
生成するための画像情報を記憶媒体９０により記憶及び
保持している。

【００１４】この描画装置１０を構成する各部について
説明する。

【００１５】上記地図画像復号化部１は、記憶媒体９０
から読み出された所定の縮尺の画像又はレイヤ画像の符
号化ビットストリーム１０１を復号して地図画像１０５
を生成する。具体的には、中央制御部９から発せられた
制御信号１００を受けて、記憶媒体９０から所定の縮尺
の画像又はレイヤ画像の符号化ビットストリーム１０１
が読み出されて、地図画像復号化部１は、この読み出さ
れた符号化ビットストリーム１０１に基づいて地図画像
１０５を復号する。ここで復号された地図画像１０５
は、ナビゲーションや地図画像において、例えば自然画
像や複雑なテキスチャを構成する。自然画像や複雑なテ
キスチャは、例えば、ＢＭＰ形式やＧＩＦ形式の画像フ
ォーマットによる画像表示とされる。

【００１６】この地図画像復号化部１は、後述するよう
に、フラクタル変換方式、ウェーブレット変換方式、又
はＤＣＴ（Discrete Cosine Transform、離散コサイン
変換）方式を採用して画像を復号するように構成するこ
とができる。

【００１７】上記ベクトルデータ復元部２は、記憶媒体
９０から読み出されたベクトルデータ１０６に基づいて
画像１０７に復元する。ここで復元された画像１０７
は、ナビゲーションや地図画像において、例えば道路の
線図や道路標識・記号等を構成する。

【００１８】上記文字・画像生成部７は、記憶媒体９０
に記憶されている画像情報である文字・図形情報に基づ
いて文字・図形画像１０４を生成する。

【００１９】ここで文字はフォントとそのサイズ情報で
あれば画像を生成することができ、図形についても例え
ば頂点座標や、形状、サイズ等の情報があれば、画像に
することが可能である。この図形画像１０４は、ナビゲ
ーションや地図画像においては、例えば、地図上の建物
の図形や地名の文字等を構成する。

【００２０】なお、上記各種画像情報が記憶されている
上記記憶媒体９０については、固定型の記憶媒体、例え
ばハードディスク、又は着脱自在とされる記憶媒体、例
えば、いわゆるＣＤ−ＲＯＭ等によって構成されてい
る。

【００２１】また、この記憶媒体９０において、符号化
された画像情報は、複数種類の縮尺又は階層の画像とし
て記憶されている。

【００２２】上記画像合成部３は、上記地図画像復号化
部１、ベクトルデータ復元部２及び文字・図形画像生成
部７により生成された表示用画像とされる各画像１０
４，１０５，１０７を、選択・合成して合成画像１０８
を生成する。そして、この画像合成部３により生成され
た合成画像１０８は、メモリ部４において記憶・保持さ
れる。

【００２３】グラッフィックスインターフェース部５
は、メモリ部４から読み出された画像１０９を、例えば
Ｄ／Ａ変換して、アナログ画像信号１１０を生成する。
このグラッフィックスインターフェース部５において生
成されたアナログ画像信号１１０は、上記表示制御部６
に入力される。

【００２４】表示制御部６は、アナログ画像信号１１０
に基づいて表示部への表示制御を行う。

【００２５】上記インターフェース部８は、外部機器と
のインターフェース機能を有している。例えば、描画装
置１０は、このインターフェース部８から入力される各
種制御信に基づいて画像生成等の制御を開始する。具体
的には、インターフェース部８には、現在表示されてい
る画像（第Ｎレイヤの画像）のズーム画像を表示するた
め（縮尺の変更時）の指示情報１０３が入力される場合
がある。

【００２６】上記中央制御部９は、描画装置１０を構成
する各部の制御を行う。例えば、中央制御部９は、制御
信号により、記録媒体９０から各種画像情報を読み出し
て、地図画像復号化部１、ベクトルデータ復元部２及び
文字・図形画像生成部７等の各画像生成部において表示
用画像の生成を実行する。

【００２７】以上のように描画装置１０の各部は構成さ
れている。このような構成を有する描画装置１０におい
て、インターフェース部８から、現在表示されている画
像（第Ｎレイヤの画像）のズーム画像を表示するため
（縮尺の変更時）の指示情報１０３が制御情報１００に
対して発せられた場合について説明する。

【００２８】上記表示情報１０３が制御信号１００に発
せられると、ズーム率が次のレイヤ画像の縮尺率を上回
っているか否かが中央制御部９によって判断される。す
なわち、第Ｎレイヤの画像が現在表示されている場合に
おいて、第（Ｎ＋１）レイヤの画像の縮尺率を上回って
いるか否かが中央制御部９によって判断される。

【００２９】ここで、第Ｎレイヤの画像が縮尺１０００
分の１の画像、第（Ｎ＋１）レイヤの画像が縮尺２００
分の１の場合において、ズーム率が縮尺１０００分の１
から縮尺２００分の１の間にある場合には、第Ｎレイヤ
の画像（縮尺１０００分の１の画像）に相当する符号化
ビットストリーム１０１が記憶媒体９０から読み出され
て、その符号化ビットストリーム１０１が地図画像復号
化部１に入力される。

【００３０】地図画像復号化部１では、入力された符号
化ビットストリーム１０１を指定されたズーム率で復号
し、ズームされた復号化画像１０５を生成する。例え
ば、縮尺５００分の１の拡大画像が欲しい場合には、縮
尺１０００分の１の画像である第Ｎレイヤの画像を水平
・垂直共に２倍に拡大することにより生成することがで
きる。

【００３１】指示情報に基づいて行うズーム画像の生成
するための一連の工程については、図２に示すようにな
る。

【００３２】先ずステップＳ１において、記憶媒体９０
から第Ｎレイヤ画像の符号化ビットストリームを読み出
す。

【００３３】続いて、ステップＳ２において、インター
フェース部８からの指示情報１０３を元にズーム率を決
定する。

【００３４】続いて、ステップＳ３において、ズーム率
が次のレイヤの縮尺を上回ったか否かを判別する。ここ
で、ズーム率が次のレイヤの縮尺を上回ったことを確認
した場合には、ステップＳ４に進む。一方、ズーム率が
次のレイヤの縮尺を上回っていない場合には、上記ステ
ップＳ２に戻る。

【００３５】上記ステップＳ４においては、Ｎ＝Ｎ＋１
のレイヤにする、すなわち、次のレイヤに移る。

【００３６】そして、ステップＳ５において、符号化ビ
ットストリームを上記ズーム率で復号して復号画像を出
力する。

【００３７】描画装置１０は、以上のような手順によ
り、ズーム画像を生成することができる。図３には、隣
接するレイヤ間のズーム率の画像を復号するときの概要
を示している。

【００３８】記憶媒体９０に第Ｎレイヤ画像Ｐ_Nと第
（Ｎ＋１）レイヤ画像Ｐ_N+1が予め記憶・保持されてお
り、地図画像復号化部１は、図３に示すように、この第
Ｎレイヤ画像Ｐ_Nと第（Ｎ＋１）レイヤ画像Ｐ_N+1の間の
所定の倍率の画像Ｐ_NZを復号する。

【００３９】そしてこのように所定の倍率として復号さ
れた表示用画像は、画像合成部３において他の表示用画
像と合成される。

【００４０】ここで、表示用画像の合成については、図
４に示すように、これら同一の縮尺（レイヤ）下での、
文字・図形画像の層、地図画像復号化部１からの復号画
像１０５と、ベクトルデータ復元画像１０７と、文字・
図形生成画像１０４その他の画像が、多層になってお
り、これらの画像を画像合成部３において合成する。そ
して、この画像合成部３において生成された画像１０８
は、メモリ部４に記憶・保持される。

【００４１】以上のように、描画装置１０は、自然画像
や複雑なテキスチャを持つ画像を符号化して生成された
符号化ビットストリーム１０１を記憶媒体９０から読み
出して、これを地図画像復号化部１において復号するこ
とで画像を復元する。また、ナビゲーションや地図画像
で多用するベクトルデータ１０６を記憶媒体９０から読
み出して、ベクトルデータ復元部２においてこれを画像
に復元する。

【００４２】描画装置１０は、このように対象とする画
像の種類と目的によって元になる画像のデータフォーマ
ットを使い分けることにより、画質を向上させながら、
同時に従来の機能、例えばベクトルデータの場合に可能
なルート探索、目的地探索、現在地探索等、も維持する
という条件を満足することを可能にする。

【００４３】なお、文字・図形画像生成部７で画像を生
成する代りに、予め幾つかの縮尺又はレイヤの文字・図
形画像を、記憶媒体９０に記憶・保持しておき、これら
を必要に応じて読み出す構成にしても良い。

【００４４】次に、地図画像復号化部１がフラクタル変
換方式を採用して画像情報を復号する場合について説明
する。本実施の形態では、フラクタル符号化・復号化
は、ArnaudE.Jacquinによる文献 ”Ｉｍａｇｅｃｏｄｉｎｇｂａｓｅｄ−ｏｎａ
ｆｒａｃｔａｌｔｈｅｏｒｙｏｆＩｔｅｒａｔｅ
ｄＣｏｎｔｒａｃｔｉｖｅＩｍａｇｅＴｒａｎｓｆ
ｏｒｍａｔｉｏｎｓ”，（ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃ
ｔｉｏｎｓｏｎＩｍａｇｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ，Ｖｏｌ．１，Ｎｏ．１，ｐｐ．１８−３０）に
示されているものを基本構成としている。

【００４５】フラクタル復号化は、通常ドメインブロッ
ク画像からレンジブロック画像への縮小画像写像変換
を、画面を構成するすべてのレンジブロック画像に対し
て反復して行うことで、画像全体を収束させて復元画像
を生成する手法である。符号化側では、各レンジブロッ
クを最も近似するドメインブロックの位置情報、変換パ
ラメータを符号化すれば良い。

【００４６】例えば、図５に示すように、レンジブロッ
クＲｋのブロックサイズをｍ×ｎとし、ドメインブロッ
クＤｋのブロックサイズをＭ×Ｎとした場合において
は、レンジブロックＲｋがＬ×Ｌ個存在することにな
る。

【００４７】なお、このレンジブロックとドメインブロ
ックのブロックサイズは、自由に設定することができ
る。

【００４８】また、このドメインブロックＤｋからレン
ジブロックＲｋへの画像変換を表すために、ブロックｋ
へのマッピング関数をｗｋ、画面全体を写像変換するた
めに要したドメインブロックＤｋのブロック数をＰとす
ると、画像ｆは次式に示す画像全体のマッピング関数Ｗ
によって、写像される。

【００４９】

【数１】

【００５０】従って、マッピング関数Ｗは次式によって
表される。

【００５１】

【数２】

【００５２】ここで、上記マッピング関数Ｗは、どのよ
うなものを選択しても収束すれば良く、収束を確実にす
るために一般に縮小写像が用いられることが多い。さら
に、処理の簡単化からアフィン変換がよく用いられる。
例えば、アフィン変換によってドメインブロックＤ_kが
レンジブロックＲ_kに写像されるケースを、実際の変換
関数をｖ_iとして、数式化すると次式のようになる。

【００５３】

【数３】

【００５４】上式によって、２ブロック間の回転・並進
・縮小・拡大等の変換がすべて表現できることになる。
フラクタル復号化の画像変換を処理する部分では、例え
ば（３）式で示される回転・並進・縮小・拡大等の変換
を行う回路を内蔵していて、ドメインブロック画像に対
して、アフィン変換パラメータを用いて変換処理を施す
ことで、変換後のドメインブロック画像を得る手順とな
る。

【００５５】なお、ブロックの空間座標の変換について
説明してきたが、画素値、例えば、輝度、色差情報等の
濃淡値、に関しても同様にアフィン変換を用いて写像変
換することができる。この場合、例えば簡単化のため
に、ドメインブロックＤ_k内の画素値ｄ_iがレンジブロッ
クＲ_kの画素値ｒ_iに写像される関係式を表すと、次式の
ようになる。

【００５６】

【数４】

【００５７】ここで、パラメータｃをコントラスト（な
お、上記文献中でJacquinはこれをContrast Scalingと
呼んでいる。）、パラメータｂをブライトネス（なお、
上記文献中でJacquinはこれをLuminance Shiftと呼んで
いる。）と定義する。この場合、レンジブロックＲ_k内
の画素値ｒ_iとの誤差の差分２乗和が最小になるよう
な、パラメータｃ，ｂを算出すれば良い。すなわち、Σ
（ｃ×ｄ_i＋ｂ−ｒ_i）²の値が最小値になるように設定
する。以上がフラクタル符号化・復号化の基本動作の説
明であり、図６には、そのフラクタル復号化を実現する
地図画像復号化部１の具体的構成を示している。

【００５８】地図画像復号化部１は、図６に示すよう
に、多重化分離部２１、ドメインブロック生成部２２、
画像変換・生成部２３、画像メモリ部２４、及び制御部
２５を備えている。

【００５９】この地図画像復号化部１において、上記多
重化分離部２１は、受信した符号化ビットストリーム１
２５を多重化分離して、レンジブロックのアドレス１２
７、ドメインブロックのアドレス１２８、そして変換パ
ラメータ１２６に分割する。ドメインブロック生成部２
２では、ドメインブロックのアドレス１２８に基づい
て、画面中のドメインブロックの位置を決定して、その
ブロック内の画像をドメインブロック画像１２９として
画像変換・生成部２３に送出する。

【００６０】画像変換・生成部２３では、変換パラメー
タ１２６を用いてドメインブロック画像１２９を変換し
て、変換後のドメインブロック画像１３１を生成する。
変換後のドメインブロック画像１３１は、画像メモリ部
２４上のレンジブロックのアドレス１２７で指定される
位置に記憶・保持される。

【００６１】画像メモリ部２４からは、ドメインブロッ
ク生成部２２に対して、次のドメインブロックを生成す
るように、指示信号１３０が出力され、随時復号が行わ
れる。そして、すべてのレンジブロックの処理が終了し
た時点で、画像メモリ部２４に書き込まれた復号画像１
３３が、制御部２５に対して出力される。

【００６２】制御部２５では、再度反復して上記復号処
理を最初のレンジブロックから行うか否かを決定する。
復号を終了する場合には、制御部２５より最終的な復号
画像１３５が、この地図画像復号化部１より送出され
る。

【００６３】以上がフラクタル方式を採用して構成され
た地図画像復号化部１の説明である。このフラクタル復
号化を用いる利点としては、上述したように、画像の中
の自己相似性を利用して画像を符号化・復号化する性質
であることから、画像の解像度の大小に関わらず、画素
が生成されて解像度が保たれることにある。よって、こ
れ以外の方法によれば、ズームインして拡大するに比例
して画像がボケた感じになるが、フラクタル復号化を用
いることにより、拡大画像もテキスチャの詳細度を維持
することができる。

【００６４】次に、地図画像復号化部１がウェーブレッ
ト変換方式を採用して画像情報を復号する場合について
説明する。

【００６５】図７には、ウェーブレット変換方式を採用
した基本構成とされる地図画像復号化部１の構成を示
す。

【００６６】地図画像復号化部１は、図７に示すよう
に、エントロピー復号化部３１、逆量子化部３２、変換
係数逆スキャニング部３３、ウェーブレット係数解像度
変換部３４、ウェーブレット逆変換部３５、画素値補正
部３６を備えている。

【００６７】ウェーブレット変換方式を採用した地図画
像復号化部１において、エントロピー復号化部３１は、
符号化ビットストリーム１４１を復号し、量子化係数１
４２を生成する。量子化係数１４２は、逆量子化部３２
に入力される。

【００６８】なお、エントロピー復号化の手段として
は、算術復号化やハフマン復号化等の一般的に知られて
いる手段で十分対応できる。

【００６９】上記逆量子化部３２は、上記量子化係数１
４２を逆量子化して、ウェーブレット変換係数１４３を
得る。ここで得たウェーブレット変換係数１４３は、上
記変換係数逆スキャニング部３３に入力される。

【００７０】変換係数逆スキャニング部３３は、ウェー
ブレット変換係数１４３を逆スキャニング（走査）し
て、並び替えた係数１４４を生成する。この係数１４４
は、上記ウェーブレット係数解像度変換部３４に入力さ
れる。

【００７１】ウェーブレット係数解像度変換部３４は、
係数１４４を解像度変換する。解像度変換は、一般的に
は、解像度が拡大された場合には係数が補填され、逆に
解像度が縮小の場合には、一部の係数が除去される。解
像度変換された係数１４５は、上記ウェーブレット逆変
換部３５に入力される。

【００７２】ウェーブレット逆変換部３５は、係数１４
５を逆変換して、復号画像１４６を得る。ここで得た符
号化画像１４６は、上記画素値補正部３６に入力され
る。

【００７３】画素値補正部３６は、符号化画像１４６に
おいて画素値を補正し、最終的な復号画像１４７を生成
する。

【００７４】なお、上記ウェーブレット逆変換部３５の
構成については、図８に示すようになる。

【００７５】ウェーブレット逆変換部３５は、入力され
た画像の解像度を２倍に上げるアップサンプラ４１，４
２，４３と、アップサンプラ４１，４２，４３の出力段
に配設されているローパスフィルタ４４，４５，４６
と、入力された画像の解像度を２倍に上げるアップサン
プラ４７，４８，４９と、アップサンプラ４７，４８，
４９の出力段に配設されているローパスフィルタ５０，
５１，５２とを備えている。そして、ウェーブレット逆
変換部３５は、ローパスフィルタ４４とハイパスフィル
タ５０の画像を合成する加算器５３と、ローパスフィル
タ４５とハイパスフィルタ５１の画像を合成する加算器
５４と、ローパスフィルタ４６とハイパスフィルタ５２
の画像を合成する加算器５５とを備えている。

【００７６】このウェーブレット逆変換部３５は、レベ
ル毎のウェーブレット逆変換を用いて帯域合成を行って
いる。

【００７７】すなわち、先ずレベル３として、１番低域
の帯域成分からなる画像データ１５１をアップサンプラ
４１により解像度を２倍にして、ローパスフィルタ４４
によりそれを低域成分とし、また２番目の低域の帯域成
分からなる画像データ１５２をアップサンプラ４７によ
り解像度を２倍にして、ハイパスフィルタ５０によりそ
れを高域成分として、これら低域成分と高域成分とを加
算器５３により合成する。

【００７８】続いて、レベル２として、レベル３におい
て生成した画像データをアップサンプラ４２により解像
度を２倍にして、ローパスフィルタ４５によりそれを低
域成分とし、また、２番目に高域な帯域成分からなる画
像データ１５３をアップサンプラ４８により解像度を２
倍にして、ハイパスフィルタ５１によりそれを高域成分
として、これら低域成分と高域成分とを加算器５４によ
り合成する。

【００７９】そして、レベル１として、レベル２におい
て生成した画像データをアップサンプラ４３により解像
度を２倍にして、ローパスフィルタ４６によりそれを低
域成分とし、また、１番高域の帯域成分からなる画像デ
ータ１５４をアップサンプラ４９により解像度を２倍に
して、ハイパスフィルタ５２によりそれを高域成分とし
て、これら低域成分と高域成分とを加算器５５により合
成する。このように構成されたウェーブレット逆変換部
３５は、帯域合成された画像を生成する。

【００８０】以上がウェーブレット変換方式を採用して
構成された地図画像復号化部１の説明である。ウェーブ
レット復号を用いる利点としては、ウェーブレット変換
自体が、画像を多重解像度変換する方式であることか
ら、２のベキ乗で画像の解像度を容易に復元することが
できる点にある。

【００８１】次に、地図画像復号化部１がＤＣＴ方式を
採用して画像情報を復号する場合について説明する。

【００８２】図９には、ＤＣＴ方式を採用した基本構成
とされる地図画像復号化部１の構成を示す。

【００８３】この地図画像復号化部１は、図９に示すよ
うに、エントロピー復号化部６１、逆量子化部６２、変
換係数逆スキャニング部６３、ＤＣＴ係数解像度変換部
６４、逆ＤＣＴ変換部６５、画素値補正部６６を備えて
いる。

【００８４】このＤＣＴ方式を採用して復号を行う地図
画像復号化部１において、エントロピー復号化部６１
は、符号化ビットストリーム１６１を復号し、量子化係
数１６２を生成する。量子化係数１６２は、逆量子化部
６２に入力される。

【００８５】なお、エントロピー復号化の手段として
は、算術復号化やハフマン復号化等の一般的に知られて
いる手段で十分対応できる。

【００８６】上記逆量子化部６２は、上記量子化係数１
６２を逆量子化して、ＤＣＴ変換係数１６３を得る。こ
こで得たＤＣＴ変換係数１６３は、上記変換係数逆スキ
ャニング部６３に入力される。

【００８７】変換係数逆スキャニング部６３は、ＤＣＴ
変換係数１６３を逆スキャニング（走査）して、並び替
えた係数１６４を生成する。この係数１６４は、上記Ｄ
ＣＴ係数解像度変換部６４に入力される。

【００８８】ＤＣＴ係数解像度変換部６４は、係数１４
４を解像度変換する。解像度変換は、一般的には、解像
度が拡大された場合には係数が補填され、逆に解像度が
縮小の場合には、一部の係数が除去される。解像度変換
された係数１６５は、上記逆ＤＣＴ変換部６５に入力さ
れる。

【００８９】逆ＤＣＴ変換部６５は、係数１６５を逆変
換して、復号画像１６６を得る。ここで得た符号化画像
１６６は、上記画素値補正部６６に入力される。

【００９０】画素値補正部６６は、符号化画像１６６に
おいて画素値を補正し、最終的な復号画像１６７を生成
する。

【００９１】以上がＤＣＴ方式を採用して構成された地
図画像復号化部１の説明である。

【００９２】上述したように、描画装置１０は、各種符
号化方式を採用されて記憶媒体９０に記憶されている符
号化ビットストリームからなる画像情報をこの復号化方
式に対応して復号することができる構成とされている。

【００９３】次に、記憶媒体９０に予め記憶・保持され
た２つの異なる縮尺間の拡大・縮小率での画像を、地図
画像復号化部１において生成する場合について説明す
る。

【００９４】なお、ベクトルデータ復元部２及び文字・
図形画像生成部７については、ズーム画像を生成するこ
とは、従来より行われている方法に従うことにする。す
なわち、例えば、ベクトルデータ復元部２については、
縮尺が変わってもそれに比例して、道路の大きさと方向
が変化するというベクトルデータの特徴を生かしてズー
ム画像を生成する。

【００９５】先ず初めに、ウェーブレット変換方式にお
いて行う場合について説明する。すなわち、図７に示し
たように構成されるウェーブレット変換方式を採用した
地図画像復号化部１により実現されるズーム画像生成で
ある。

【００９６】図１０には一般的なウェーブレット変換に
よる２次元画像の帯域分割の様子を示しており、例え
ば、レベル２まで分割したものを示している。

【００９７】ウェーブレット変換方式を採用した地図画
像復号化部１は、レベル２まで分割すると、垂直成分が
Ｈ（高域）、水平成分がＬ（低域）である帯域成分を意
味していることとした場合においては、図１０に示すよ
うに、帯域画像ＬＬＬＬから帯域画像ＨＨまで７つの異
なる帯域画像ＬＬＬＬ，ＬＬＬＨ，ＬＬＨＬ，ＬＬＨ
Ｈ，ＬＨ，ＨＬ，ＨＨを得ることができる。なお、この
ウェーブレット変換による手段は、既に図８で述べたも
のに対応される方式を用いている。

【００９８】よって、ウェーブレット変換により２のベ
キ乗で帯域分割画像（これは原画像の解像度の２のベキ
乗分の１のサイズになっている）を得ることができるの
で、所定の帯域分割画像は、それよりも解像度の小さい
帯域画像を復号して、それらの復号画像を帯域合成する
こと、すなわち、図８での加算器５３の動作に相当する
処理を行うことで得ることができる。このように、ウェ
ーブレット変換方式を採用することにより、ズームアウ
ト即ち縮小画像として容易に復号画像を得ることができ
る。

【００９９】一方、拡大画像を復号画像として得る場合
には、存在していない解像度のウェーブレット変換係数
に０の値を入れて、これに同様のウェーブレット逆変換
操作を行なえば良い。ただし、この場合、フラクタル復
号化と異なり、０値挿入による復元画像であるので、解
像度の再現性は好ましくない場合があり得る。

【０１００】以上がウェーブレット変換方式が採用され
ている場合において縮小画像及び拡大画像を生成すると
きの処理の説明である。次に、ＤＣＴ方式を採用した場
合においてのズーム画像生成について説明する。

【０１０１】ＤＣＴ方式が採用されている場合における
ズーム画像は、上記図９に示した地図画像復号化部１に
より実現することができる。具体的には、ズーム画像の
生成については、図９に示すＤＣＴ係数解像度変換部６
４により実現される。

【０１０２】ＤＣＴ係数解像度変換部６４は、図１１に
示すように、ＤＣＴ変換係数１６４を操作して解像度を
小さくすることにより縮小画像の生成が可能とされる。

【０１０３】例えば、図１１中（Ａ）及び（Ｂ）に示す
例では、ＤＣＴ変換係数１６４は、８×８のＤＣＴ変換
をかけた場合を想定しており、８×８のブロック（図１
１中（Ａ）に示すブロック）を５×５のＤＣＴ変換係数
のブロック（図１１中（Ｂ）に示すブロック）に縮小変
換している場合を示している。この場合には、低域から
５×５のブロックの係数を選択し、残りの係数を除去す
る。

【０１０４】この結果、解像度変換されたＤＣＴ変換係
数１６５が逆ＤＣＴ変換部６５において逆ＤＣＴ変換さ
れることにより、復号画像１６６が復元できる。

【０１０５】このとき、逆ＤＣＴ変換は、５×５のブロ
ック単位に行われる。その後、復号画像１６６は、画素
補正部６６において画素値が補正され、最終的な復号画
像１６７として出力される。なお、ここで画素値の補正
値Λ＝５/８で良い。これは、一般に解像度変換前のＤ
ＣＴの変換ブロックサイズがＭ×Ｍで、変換後のブロッ
クサイズがＮ×Ｎであった場合、Λ＝Ｎ/Ｍであること
による。

【０１０６】一方、解像度変換が拡大変換である場合に
は、図１２中（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、新たに増
えた部分の係数に０値を挿入することで、拡大されたブ
ロックを作る。これにより、図１２においては、８×８
のブロック（図１２中（Ａ）に示すブロック）が１０×
１０のブロック（図１２中（Ｂ）に示すブロック）に変
換されることになる。そして、上述したと同様に、逆Ｄ
ＣＴ変換部６５では、１０×１０のブロック単位に逆Ｄ
ＣＴ変換が行われ、画素値補正処理も、ブロックサイズ
の比の乗算によって行われる。

【０１０７】また、記憶媒体９０に予め記憶されている
縮尺以外の縮尺画像をズームによって生成する構成が実
現できるので、復号画像を徐々にズームする際、非常に
滑らかなズーム画像を得ることができる。またそのと
き、記憶媒体９０に記憶・保持された符号化ビットスト
リームの情報量は、生のデータに比べて非常に少なくて
済むので、多くの画像及び、高精細の画像を記憶媒体に
保持しておくことができる。

【０１０８】以上のように、地図画像復号化部１は、記
憶媒体９０に予め記憶・保持された２つの異なる縮尺間
の拡大・縮小率での画像を生成することができる。

【０１０９】通常のナビゲーション・システムでは、地
図画像をズームして行くと、ある縮尺の所で次のレイヤ
画像に切り替わる。例えば、今縮尺１０００分の１の画
像を出力していて、画像を徐々にズームアップしていく
と、例えば次の縮尺画像である２００分の１の画像が現
れる。この縮尺画像の変わり目は、予め決まっており、
これらの縮尺画像は予めＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体やハ
ードディスク等に保存されている。そして、それら縮尺
画像間のズーム画像は、いずれかの縮尺画像から生成し
なければならないが、本発明を適用して構成した描画装
置１０は、画像をズームしながら復元又は復号すること
もできる。

【０１１０】よって、描画装置１０は、幾つかのフォー
マットの画像、特に地図画像、文字画像、及びグラフィ
ックス画像を生成することができるとともに、高速かつ
高品質に、所定のズーム率で、画像を復元又は復号する
ことができる。

【０１１１】なお、地図画像を符号化する際に、その地
図画像に対応した緯度・経度の情報を多重化することが
できる。そして、符号化方式については、先に述べたフ
ラクタル、ウェーブレット、及びＤＣＴ方式のいずれで
もよい。一般に自動車用のナビゲーション・システムで
は、ＧＰＳ（Global Positioning System）から受信し
た現在の自動車の位置を緯度・経度の形で検出し、これ
を表示することができ、何らかの形で地図には緯度・経
度の対応付けが行われている。このように符号化する際
に、その地図画像に対応した緯度・経度の情報を多重化
することによって、緯度・経度をＧＰＳで検出又は、緯
度・経度をインターフェース部より入力することで、即
座にそれに対応した地図画像を読み出せることが可能に
なる。

【０１１２】また、描画装置１０は、地図画像復号化部
１、ベクトルデータ復元部２、及び文字・図形画像生成
部７用として第１のメモリ部７１、第２のメモリ部７
２、第３のメモリ部７３を配置することもできる。ここ
で、第１のメモリ部７１、第２のメモリ部７２、第３の
メモリ部７３は、それぞれがローカルメモリ又はキャッ
シュメモリとして構成される。そして、第１のメモリ部
７１から読み出された画像１７１と、第２のメモリ部７
２から読み出された画像１７２と、第３のメモリ部７３
から読み出された画像１７３とを画像合成部３において
合成処理する。

【０１１３】上記図１に示した描画装置１０の構成と比
較した場合、メモリ部４を地図画像復号化部１、ベクト
ルデータ復元部２、及び文字・図形画像生成部７に個別
的に分散して配置していることになり、これにより、高
速性及び効率性を向上させることが可能になり、また、
全体のメモリ容量を削減することが可能になる。

【０１１４】

【発明の効果】本発明に係る画像生成装置は、符号化
されている画像情報を復号して表示用画像を生成する復
号手段と、ベクトルデータ化されている画像情報に基づ
いて表示用画像を復元する復元手段と、複数種類の表示
用画像に基づいて合成した表示用画像を生成する画像合
成手段と、表示用画像を記憶する記憶手段と、表示用画
像を表示部に表示制御する表示制御手段とを備えること
により、符号化されている画像情報に基づいて復号手段
により得た表示用画像と、ベクトルデータに基づいて復
元手段により得た表示用画像とを画像合成手段において
合成し、この合成して得た表示用画像を、表示制御手段
により表示部に表示制御することができる。

【０１１５】この画像表示装置により、自然画像や複雑
なテキスチャを持つ画像を符号化して生成されてなる符
号化ビットストリームを復号して画像を生成することが
できる。一方で、この画像生成装置は、ナビゲーション
や地図画像で多用するベクトルデータから画像を復元す
ることができる。

【０１１６】これにより、対象とする画像の種類と目的
によって元になる画像のデータフォーマットを使い分け
ることができるとともに、画質を向上させながら、同時
に従来の機能、例えばベクトルデータの場合に可能なル
ート探索、目的地探索、又は現在地探索等の機能も維持
することができる。

【０１１７】また、本発明に係る画像生成方法は、符号
化されている画像情報を復号して表示用画像を生成する
復号工程と、ベクトルデータ化されている画像情報に基
づいて表示用画像を復元する復元工程と、複数種類の表
示用画像に基づいて合成した表示用画像を生成する画像
合成工程と、表示用画像を記憶手段に記憶する記憶工程
と、表示用画像を表示部に表示制御する表示制御工程と
を有することにより、符号化されている画像情報に基づ
いて復号工程において得た表示用画像と、ベクトルデー
タに基づいて復元工程において得た表示用画像とを画像
合成工程において合成し、この合成して得た表示用画像
を、表示制御工程により表示部に表示制御することがで
きる。

【０１１８】この画像表示方法により、自然画像や複雑
なテキスチャを持つ画像を符号化して生成されてなる符
号化ビットストリームを復号して画像を生成することが
できる。一方で、この画像生成装置は、ナビゲーション
や地図画像で多用するベクトルデータから画像を復元す
ることができる。

【０１１９】これにより、対象とする画像の種類と目的
によって元になる画像のデータフォーマットを使い分け
ることができるとともに、画質を向上させながら、同時
に従来の機能、例えばベクトルデータの場合に可能なル
ート探索、目的地探索、又は現在地探索等の機能も維持
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態である描画装置の構成を示
すブロック回路図である。

【図２】上記描画装置が、符号化ビットストリームから
所定のズーム率の画像を生成する一連の処理工程を示す
フローチャートである。

【図３】第Ｎレイヤと第（Ｎ＋１）レイヤの間の画像で
あって、第Ｎレイヤに基づいてズームインした画像を生
成する場合を説明するために用いた図である。

【図４】複数種類の画像から合成画像を生成する場合の
説明のために用いた図である。

【図５】フラクタル変換方式を説明するために用いた図
である。

【図６】フラクタル変換方式を採用して構成される
地図画像復号化部の構成を示すブロック回路図である。

【図７】ウェーブレット変換方式を採用して構成される
地図画像復号化部の構成を示すブロック回路図である。

【図８】上記ウェーブレット変換方式を採用して構成さ
れる地図画像復号化部の備えるウェーブレット逆変換部
の構成を示すブロック回路図である。

【図９】ＤＣＴ方式を採用して構成される地図画像復号
化部の構成を示すブロック回路図である。

【図１０】ウェーブレット変換方式によって復号画像を
生成する場合の説明のために用いた図である。

【図１１】ＤＣＴ方式によって縮小された復号画像を生
成する場合の説明のために用いた図である。

【図１２】ＤＣＴ方式によって拡大された復号画像を生
成する場合の説明のために用いた図である。

【図１３】上記描画装置の変形例の構成を示すブロック
回路図である。

【符号の説明】

１地図画像復号化部、２ベクトルデータ復元部、３
画像合成部、４メモリ部、５グラッフィックスイ
ンターフェース部、６表示制御部、１０描画装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者南雅文東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 5B050 AA04 BA10 BA17 EA10 EA12 EA20 FA02 5B056 AA00 AA04 BB11 BB37 BB39 FF02 FF05 HH03 5C059 KK08 KK36 KK37 KK38 MA23 MA24 MA43 MB21 MC22 SS00 SS26 TA17 UA05 UA31 5C078 AA00 AA01 BA21 BA53 BA57 BA64 CA27 DA00 DA02 DB04 DB19 EA00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】符号化されている画像情報を復号して表
示用画像を生成する復号手段と、ベクトルデータ化されている画像情報に基づいて表示用
画像を復元する復元手段と、複数種類の表示用画像に基づいて合成した表示用画像を
生成する画像合成手段と、上記表示用画像を記憶する記憶手段と、上記表示用画像を表示部に表示制御する表示制御手段と
を備えていることを特徴とする画像生成装置。
【請求項２】上記復号手段は、フラクタル変換方式に
より上記符号化された画像情報を復号することを特徴と
する請求項１記載の画像生成装置。
【請求項３】上記復号手段は、ウェーブレット変換方
式により上記符号化された画像情報を復号することを特
徴とする請求項１記載の画像生成装置。
【請求項４】上記復号手段は、ＤＣＴ（Discrete Cos
ine Transform、離散コサイン変換）方式により上記符
号化された画像情報を復号することを特徴とする請求項
１記載の画像生成装置。
【請求項５】上記画像情報が記憶媒体に記憶されてい
ることを特徴とする請求項１記載の画像生成装置。
【請求項６】上記記憶媒体は、固定型の記憶媒体であ
ることを特徴とする請求項５記載の画像生成装置。
【請求項７】上記記憶媒体は、着脱自在型の記憶媒体
であることを特徴とする請求項５記載の画像生成装置。
【請求項８】文字フォント及び図形情報からなる画像
情報に基づいて表示用画像を生成する文字及び図形画像
生成手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の
画像生成装置。
【請求項９】上記記憶手段は、複数種類の表示用画像
を生成することに対応して別個に備えられていることを
特徴とする請求項１記載の画像生成装置。
【請求項１０】上記表示用画像を所定の倍率の表示用
画像に縮小及び拡大する画像縮小拡大手段を備えている
ことを特徴とする請求項１記載の画像生成装置。
【請求項１１】上記符号化されている画像情報は、複
数種類の縮尺又は階層構造からなることを特徴とする請
求項１記載の画像生成装置。
【請求項１２】上記復号手段は、上記複数種類の縮尺
又は階層構造間の任意の倍率の表示用画像を生成するこ
とを特徴とする請求項１１記載の画像生成装置。
【請求項１３】上記復号手段は、０値のウェーブレッ
ト係数を挿入することで解像度を向上させて拡大した上
記表示用画像を生成し、ウェーブレット係数の幾つかを
選択しないことで解像度を下げることで縮小した上記表
示用画像を生成することを特徴とする請求項３記載の画
像生成装置。
【請求項１４】上記復号手段は、０値のＤＣＴ係数を
挿入することで解像度を向上させて拡大した上記表示用
画像を生成し、ＤＣＴ係数の幾つかを選択しないことで
解像度を下げることで縮小した上記表示用画像を生成す
ることを特徴とする請求項４記載の画像生成装置。
【請求項１５】符号化されている画像情報を復号して
表示用画像を生成する復号工程と、ベクトルデータ化されている画像情報に基づいて表示用
画像を復元する復元工程と、複数種類の表示用画像に基づいて合成した表示用画像を
生成する画像合成工程と、上記表示用画像を記憶手段に記憶する記憶工程と、上記表示用画像を表示部に表示制御する表示制御工程と
を有することを特徴とする画像生成方法。