JP2000308056A - 画像圧縮装置 - Google Patents
画像圧縮装置Info
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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- G06T9/001—Model-based coding, e.g. wire frame
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- Multimedia (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回路規模が小さく、高速で処理できる効率の
よいフラクタル画像符号化を用いた画像圧縮装置を提供
する。 【解決手段】 画像圧縮装置１０００では、入力された
画像データをレンジブロックおよびドメインブロックに
分割し、クラス化演算部１００６において、画像の特徴
に基づきクラス化処理をおこなってクラス別に分類す
る。レンジ・ドメインマッチング部１０１２では、同一
のクラスに属するレンジデータがそれぞれメモリＳＲＡ
Ｍ（１）〜ＳＲＡＭ（ｎ）に格納された後、これらレン
ジブロックと同一のクラスに属し、かつ、共通に与えら
れるドメインブロックデータとの比較演算が、プロセッ
サエレメントＰＥ（１）〜ＰＥ（ｎ）で並列に行われ
る。
よいフラクタル画像符号化を用いた画像圧縮装置を提供
する。 【解決手段】 画像圧縮装置１０００では、入力された
画像データをレンジブロックおよびドメインブロックに
分割し、クラス化演算部１００６において、画像の特徴
に基づきクラス化処理をおこなってクラス別に分類す
る。レンジ・ドメインマッチング部１０１２では、同一
のクラスに属するレンジデータがそれぞれメモリＳＲＡ
Ｍ（１）〜ＳＲＡＭ（ｎ）に格納された後、これらレン
ジブロックと同一のクラスに属し、かつ、共通に与えら
れるドメインブロックデータとの比較演算が、プロセッ
サエレメントＰＥ（１）〜ＰＥ（ｎ）で並列に行われ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像圧縮処理を行
なう半導体集積回路装置を備えた画像圧縮装置に関し、
より特定的には、フラクタル画像符号化方式を用いた画
像圧縮装置の構成に関する。
なう半導体集積回路装置を備えた画像圧縮装置に関し、
より特定的には、フラクタル画像符号化方式を用いた画
像圧縮装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】フラクタル画像圧縮は、画像内に存在す
る自己相似度を抽出し、その相似情報を表わすアフィン
変換のパラメータを用いて画像の符号化を行なう方式で
ある。その復号処理においては、原理的には任意の画像
を原画像とし、符号化の逆の過程に相当するアフィン変
換の反復処理を行なうことで画像の再生を行なう。
る自己相似度を抽出し、その相似情報を表わすアフィン
変換のパラメータを用いて画像の符号化を行なう方式で
ある。その復号処理においては、原理的には任意の画像
を原画像とし、符号化の逆の過程に相当するアフィン変
換の反復処理を行なうことで画像の再生を行なう。
【０００３】フラクタル画像圧縮の特徴は、ＪＰＥＧ
（Joint Photographic Coding Experts Group）方式に
匹敵するほどの圧縮率と再現性を持つということに加え
て、さらに、ＪＰＥＧ方式で現われるブロックノイズや
モスキートノイズが発生しないということである。ま
た、フラクタル画像圧縮では、画像を拡大した際におい
ても高品質な画像を得られるという優れた性質がある。
（Joint Photographic Coding Experts Group）方式に
匹敵するほどの圧縮率と再現性を持つということに加え
て、さらに、ＪＰＥＧ方式で現われるブロックノイズや
モスキートノイズが発生しないということである。ま
た、フラクタル画像圧縮では、画像を拡大した際におい
ても高品質な画像を得られるという優れた性質がある。
【０００４】［フラクタル画像符号化の原理］フラクタ
ル画像は、Ｍ．Ｆ．バーンスレイ（M.F.Barnsley）が、
文献 M.F.Barnsley,"Fractals Everywhere",AK Pwters
(1993)において提案した反復関数系（ＩＦＳ：Iterated
Function System）に基づいて、Ａ．Ｅ．ジャックイン
(A.E.Jacquin)により、文献 A.E.Jacquin, "Fractal Im
age Coding:A Review", Proc IEEE, Vol.81,No.10,Oc
t.,pp1451-1465(1993)において自然画像への応用が行な
われた。
ル画像は、Ｍ．Ｆ．バーンスレイ（M.F.Barnsley）が、
文献 M.F.Barnsley,"Fractals Everywhere",AK Pwters
(1993)において提案した反復関数系（ＩＦＳ：Iterated
Function System）に基づいて、Ａ．Ｅ．ジャックイン
(A.E.Jacquin)により、文献 A.E.Jacquin, "Fractal Im
age Coding:A Review", Proc IEEE, Vol.81,No.10,Oc
t.,pp1451-1465(1993)において自然画像への応用が行な
われた。
【０００５】このような応用は、任意の初期画像に対し
て縮小変換を反復的に施して得られる画像が、原画像に
近い画像に収束するという原理に基づいている。つま
り、フラクタル画像符号化においては、符号化は、原画
像に対して適切な縮小変換の組を探索することであり、
復号化は縮小変換を繰返すことにより行なわれる。
て縮小変換を反復的に施して得られる画像が、原画像に
近い画像に収束するという原理に基づいている。つま
り、フラクタル画像符号化においては、符号化は、原画
像に対して適切な縮小変換の組を探索することであり、
復号化は縮小変換を繰返すことにより行なわれる。
【０００６】［反復関数系の原理］原画像μに対して復
号処理により再生される画像νとの関係を以下に考察す
る。ここで、原画像μに対する変換をω（μ）で表わ
し、原画像μと再生画像νの間の距離、言換えると、後
に説明するようなそれらの相違の度合いを表わすものを
距離ｄ（μ，ν）とする。
号処理により再生される画像νとの関係を以下に考察す
る。ここで、原画像μに対する変換をω（μ）で表わ
し、原画像μと再生画像νの間の距離、言換えると、後
に説明するようなそれらの相違の度合いを表わすものを
距離ｄ（μ，ν）とする。
【０００７】ここで、任意の原画像μおよび再生画像ν
に対して、以下の式（１）が成り立つとき、変換ωを、
縮小率ｓの縮小変換と呼ぶ。
に対して、以下の式（１）が成り立つとき、変換ωを、
縮小率ｓの縮小変換と呼ぶ。
【０００８】
【数１】
【０００９】以下では、初期画像μ0に縮小変換ωをｎ
回反復して施すことにより得られる画像をωn（μ0）で
表す。
回反復して施すことにより得られる画像をωn（μ0）で
表す。
【００１０】このとき、符号化の対象となる原画像μ
origについて、以下の式が成立することが知られてい
る。
origについて、以下の式が成立することが知られてい
る。
【００１１】
【数２】
【００１２】式（２）において、原画像μorigが、変換
画像ωorigに近ければ、式（２）の右辺の第２項が十分
小さくなるようｎを大きくとることで、式（２）の右辺
が０に近づくことがわかる。したがって、任意画像μ0
に対して、縮小写像ωを反復することで、ωn（μ0）を
求めれば、原画像μorigを求めることができることにな
る。
画像ωorigに近ければ、式（２）の右辺の第２項が十分
小さくなるようｎを大きくとることで、式（２）の右辺
が０に近づくことがわかる。したがって、任意画像μ0
に対して、縮小写像ωを反復することで、ωn（μ0）を
求めれば、原画像μorigを求めることができることにな
る。
【００１３】［自然画像の符号化方法］自然画像をフラ
クタル符号化する手順については、Ｙ．フッシャー著，
「フラクタル画像圧縮理論およびその応用」（Y. Fishe
r, Fractal Image CompressionTheory and Applicatio
n, Springer Verlag, New York,１９９５）に開示され
ている。以下では、このような自然画像をフラクタル符
号化する手順を簡単に説明する。
クタル符号化する手順については、Ｙ．フッシャー著，
「フラクタル画像圧縮理論およびその応用」（Y. Fishe
r, Fractal Image CompressionTheory and Applicatio
n, Springer Verlag, New York,１９９５）に開示され
ている。以下では、このような自然画像をフラクタル符
号化する手順を簡単に説明する。
【００１４】図１１は、このようなフラクタル符号化の
手順を示す概念図である。図１１を参照して、まず、原
画像全体を互いに重なり合わないブロックに分割する。
このブロックをレンジブロックと呼ぶ。
手順を示す概念図である。図１１を参照して、まず、原
画像全体を互いに重なり合わないブロックに分割する。
このブロックをレンジブロックと呼ぶ。
【００１５】次に、同じ原画像から各辺の大きさがレン
ジブロックの整数倍のブロックを作成する。このブロッ
クはドメインブロックと呼ばれ、このブロック同士はオ
ーバーラップしても構わない。このドメインブロックの
集合（以下、ドメインプールと呼ぶ）に対して、ドメイ
ンブロックをそれぞれ回転、裏返して作成したブロック
もドメインプールに付け加える。
ジブロックの整数倍のブロックを作成する。このブロッ
クはドメインブロックと呼ばれ、このブロック同士はオ
ーバーラップしても構わない。このドメインブロックの
集合（以下、ドメインプールと呼ぶ）に対して、ドメイ
ンブロックをそれぞれ回転、裏返して作成したブロック
もドメインプールに付け加える。
【００１６】次に、ドメインプールの中から、それぞれ
のレンジブロックとの相似度が最も高いドメインブロッ
クを探索する。相似度は、画素数がレンジブロックと同
じになるようにサイズ縮小（間引き、または平均化）お
よびアフィン変換を施したドメインブロックと、それぞ
れのレンジブロックとの画素強度差（輝度差）の二乗の
和により、以下の式（３）で示される。
のレンジブロックとの相似度が最も高いドメインブロッ
クを探索する。相似度は、画素数がレンジブロックと同
じになるようにサイズ縮小（間引き、または平均化）お
よびアフィン変換を施したドメインブロックと、それぞ
れのレンジブロックとの画素強度差（輝度差）の二乗の
和により、以下の式（３）で示される。
【００１７】
【数３】
【００１８】式（３）において、ｎはレンジブロックを
構成している画素数、ａiはサイズ縮小後のドメインブ
ロックの画素強度、ｂiはレンジブロックの画素強度、
ｓ，ｏはアフィン変換の係数をそれぞれ示す。そして、
式（３）における二乗和Ｒ（ｄj，ｒk）は、式（１）お
よび（２）における距離ｄに相当する。
構成している画素数、ａiはサイズ縮小後のドメインブ
ロックの画素強度、ｂiはレンジブロックの画素強度、
ｓ，ｏはアフィン変換の係数をそれぞれ示す。そして、
式（３）における二乗和Ｒ（ｄj，ｒk）は、式（１）お
よび（２）における距離ｄに相当する。
【００１９】距離Ｒの偏微分を求めることにより、距離
Ｒを最小とするアフィン変換係数ｓ，ｏをそれぞれ求め
ると、以下の式（４）および式（５）で表わされる値と
なる。それらアフィン変換係数ｓ，ｏの値を、式（３）
に代入すると、最終的に距離Ｒは式（６）のように表さ
れる。
Ｒを最小とするアフィン変換係数ｓ，ｏをそれぞれ求め
ると、以下の式（４）および式（５）で表わされる値と
なる。それらアフィン変換係数ｓ，ｏの値を、式（３）
に代入すると、最終的に距離Ｒは式（６）のように表さ
れる。
【００２０】
【数４】
【００２１】ドメインプールの中の距離Ｒを最小にする
ドメインブロックを最適ドメインとする。すべてのレン
ジブロックについて最適ドメインとアフィン変換係数を
求めることで、フラクタル画像符号化は完了する。
ドメインブロックを最適ドメインとする。すべてのレン
ジブロックについて最適ドメインとアフィン変換係数を
求めることで、フラクタル画像符号化は完了する。
【００２２】圧縮率を高めるには、レンジブロックの個
数が少ないこと、すなわちレンジブロックのサイズが大
きいことが望ましい。そのため、まず、大きなレンジブ
ロックから始め、その大きさのレンジでは相似性のよい
ドメインブロックが得られない場合に、レンジブロック
を再分割して小さなレンジブロックを作るという手続き
で画像圧縮が行なわれる。
数が少ないこと、すなわちレンジブロックのサイズが大
きいことが望ましい。そのため、まず、大きなレンジブ
ロックから始め、その大きさのレンジでは相似性のよい
ドメインブロックが得られない場合に、レンジブロック
を再分割して小さなレンジブロックを作るという手続き
で画像圧縮が行なわれる。
【００２３】［クラス化処理］フラクタル画像符号化に
おいて、全てのレンジブロックについて最適ドメインブ
ロックの探索を行う場合、上記距離Ｒを求める処理を行
なう回数は、簡単化のために上述のようなレンジブロッ
クの再分割手続きを無視すると、全探索の場合にはレン
ジブロック数Ｎrとドメインブロック数Ｎdの積Ｎr・Ｎd
になる。
おいて、全てのレンジブロックについて最適ドメインブ
ロックの探索を行う場合、上記距離Ｒを求める処理を行
なう回数は、簡単化のために上述のようなレンジブロッ
クの再分割手続きを無視すると、全探索の場合にはレン
ジブロック数Ｎrとドメインブロック数Ｎdの積Ｎr・Ｎd
になる。
【００２４】フラクタル符号化時間の短縮には、探索の
ために行うレンジブロックとドメインブロックの距離Ｒ
を求める処理の回数を削減することが有効である。
ために行うレンジブロックとドメインブロックの距離Ｒ
を求める処理の回数を削減することが有効である。
【００２５】それには、レンジブロック、ドメインブロ
ックをその画像の特徴で分類し、同一のクラス同士にお
いて相似度を求めるクラス化手法を用いる。
ックをその画像の特徴で分類し、同一のクラス同士にお
いて相似度を求めるクラス化手法を用いる。
【００２６】図１２は、このようなクラス化を行う際の
ブロックの分割を示す模式図である。
ブロックの分割を示す模式図である。
【００２７】まず、ドメインブロック、レンジブロック
を図１２に示すように、４個のサブブロックに分割し、
これらについて強度平均Ａi、偏差Ｖiを以下の式
（７）,(８）に基づいて計算する。
を図１２に示すように、４個のサブブロックに分割し、
これらについて強度平均Ａi、偏差Ｖiを以下の式
（７）,(８）に基づいて計算する。
【００２８】
【数５】
【００２９】以下では、ドメインブロックおよびレンジ
ブロックを総称してサブイメージと呼ぶことにする。
ブロックを総称してサブイメージと呼ぶことにする。
【００３０】式（７）,(８）において、ｒi jは、ｉ番目
のサブイメージ中のｊ番目のサブブロックを示す。
のサブイメージ中のｊ番目のサブブロックを示す。
【００３１】左上の位置に強度平均Ａｉの最大値がくる
ようにブロックを回転（０°、９０°、１８０°および
２７０°のいずれか）させ、４個の強度平均Ａiの相対
関係により、第１クラス（ｐｆｉｒｓｔ）に分類し、偏
差Ｖiの相対関係によりさらに第２クラス（ｐｓｅｃｏ
ｎ）を求める。第１クラスｐｆｉｒｓｔ、第２クラスｐ
ｓｅｃｏｎのクラス数は、それぞれ、３、２４個であ
り、サブイメージは、全体で７２個のクラスに分類され
る。また、回転角度を表わす変数ｐｓｙｍは回転の大き
さに応じて４種類に分類される。
ようにブロックを回転（０°、９０°、１８０°および
２７０°のいずれか）させ、４個の強度平均Ａiの相対
関係により、第１クラス（ｐｆｉｒｓｔ）に分類し、偏
差Ｖiの相対関係によりさらに第２クラス（ｐｓｅｃｏ
ｎ）を求める。第１クラスｐｆｉｒｓｔ、第２クラスｐ
ｓｅｃｏｎのクラス数は、それぞれ、３、２４個であ
り、サブイメージは、全体で７２個のクラスに分類され
る。また、回転角度を表わす変数ｐｓｙｍは回転の大き
さに応じて４種類に分類される。
【００３２】上述したようなクラス化手法では、レンジ
ブロックと同一の第１クラスｐｆｉｒｓｔ、第２クラス
ｐｓｅｃｏｎを持つドメインブロックに対してのみ、相
似性が高いドメインブロックの探索処理を限定すること
で、ソフトウェア処理での符号化時間の短縮を実現する
ことが可能である。
ブロックと同一の第１クラスｐｆｉｒｓｔ、第２クラス
ｐｓｅｃｏｎを持つドメインブロックに対してのみ、相
似性が高いドメインブロックの探索処理を限定すること
で、ソフトウェア処理での符号化時間の短縮を実現する
ことが可能である。
【００３３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現時点
では以上のようなフラクタル画像符号化に基づく画像圧
縮技術が、ＪＰＥＧやＭＰＥＧ（Moving Picture Exper
ts Group）等で用いられているＤＣＴ（Discrete Cosin
e Transform）方式を代替するには、以下のような問題
点がある。
では以上のようなフラクタル画像符号化に基づく画像圧
縮技術が、ＪＰＥＧやＭＰＥＧ（Moving Picture Exper
ts Group）等で用いられているＤＣＴ（Discrete Cosin
e Transform）方式を代替するには、以下のような問題
点がある。
【００３４】すなわち、フラクタル画像圧縮の実用化を
阻害している大きな原因は、画像符号化の処理量が膨大
であり、相当量の処理時間を必要とするということであ
る。
阻害している大きな原因は、画像符号化の処理量が膨大
であり、相当量の処理時間を必要とするということであ
る。
【００３５】特に、最適な相似性を持つ画像の探索に時
間がかかり、仮に、３００ＭＨｚで動作するエンジニア
リングワークステーション（ＥＷＳ）を用いたとして
も、２５６×２５６画素サイズの符号化に数秒程度が必
要である。
間がかかり、仮に、３００ＭＨｚで動作するエンジニア
リングワークステーション（ＥＷＳ）を用いたとして
も、２５６×２５６画素サイズの符号化に数秒程度が必
要である。
【００３６】さらなる、フラクタル符号化処理の高速化
のためには、専用ＬＳＩを用いたハードウェア処理を行
うことが望ましい。
のためには、専用ＬＳＩを用いたハードウェア処理を行
うことが望ましい。
【００３７】そこで、上述したようなフラクタル画像符
号化処理を行なう回路をＶＬＳＩ化することにより、フ
ラクタル画像符号化を高速で実現する方式が提案されて
いる。
号化処理を行なう回路をＶＬＳＩ化することにより、フ
ラクタル画像符号化を高速で実現する方式が提案されて
いる。
【００３８】たとえば、文献李 信行，阿曽 具著，
「フラクタル画像圧縮のＶＬＳＩアーキテクチャ」，信
学技報ＣＰＳＹ８−８２，ｐｐ．９−１４（ｓｅｐ．，
１９９８）には、原画像をＮｐ×Ｎｐ個のブロックに分
割し、その各々にプロセッサエレメント（以下、ＰＥと
呼ぶ）を割付けて、並列処理をする方法等が提案されて
いる。
「フラクタル画像圧縮のＶＬＳＩアーキテクチャ」，信
学技報ＣＰＳＹ８−８２，ｐｐ．９−１４（ｓｅｐ．，
１９９８）には、原画像をＮｐ×Ｎｐ個のブロックに分
割し、その各々にプロセッサエレメント（以下、ＰＥと
呼ぶ）を割付けて、並列処理をする方法等が提案されて
いる。
【００３９】図１３は、このような従来のプロセッサエ
レメントを並列処理させる構成を示す概略ブロック図で
ある。
レメントを並列処理させる構成を示す概略ブロック図で
ある。
【００４０】すなわち、各レンジブロックに対応して、
プロセッサエレメントＰＥがそれぞれアレイ状に設けら
れている。Ｎｐ×Ｎｐ個のプロセッサエレメントは、ア
レイの行に沿って互いにシリアルに接続されるととも
に、各行のいずれか一方の端部で次の行に接続され、全
体がシリアルに接続されている。
プロセッサエレメントＰＥがそれぞれアレイ状に設けら
れている。Ｎｐ×Ｎｐ個のプロセッサエレメントは、ア
レイの行に沿って互いにシリアルに接続されるととも
に、各行のいずれか一方の端部で次の行に接続され、全
体がシリアルに接続されている。
【００４１】ドメインデータが、入力されると各プロセ
ッサエレメントＰＥにおいて、対応するレンジブロック
との距離Ｒの評価が行われ、評価結果が出るごとに次の
プロセッサエレメントにドメインデータが転送される。
ッサエレメントＰＥにおいて、対応するレンジブロック
との距離Ｒの評価が行われ、評価結果が出るごとに次の
プロセッサエレメントにドメインデータが転送される。
【００４２】このようにして、レンジブロックのデータ
とドメインブロックのデータとの比較処理が並列的に行
われるため、フラクタル符号化処理の高速化が可能とな
る。
とドメインブロックのデータとの比較処理が並列的に行
われるため、フラクタル符号化処理の高速化が可能とな
る。
【００４３】しかしながら、これような提案されている
アーキテクチャをＬＳＩで実現すると、処理速度は向上
は見られるものの、それらの回路規模はＪＰＥＧ方式で
の符号化ＬＳＩよりも大きくなってしまうという問題が
ある。
アーキテクチャをＬＳＩで実現すると、処理速度は向上
は見られるものの、それらの回路規模はＪＰＥＧ方式で
の符号化ＬＳＩよりも大きくなってしまうという問題が
ある。
【００４４】さらに、このようなフラクタル符号化処理
用ＬＳＩの構成では、すべてのドメインデータが必然的
にすべてのレンジデータと比較されることになるので、
上述したようなソフトウェア処理では高速化に効果があ
ったクラス化手法を用いることが困難であるという問題
点も存在する。
用ＬＳＩの構成では、すべてのドメインデータが必然的
にすべてのレンジデータと比較されることになるので、
上述したようなソフトウェア処理では高速化に効果があ
ったクラス化手法を用いることが困難であるという問題
点も存在する。
【００４５】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであって、その目的は、フラクタル
画像符号化プロセッサの効率のよいアーキテクチャを有
する画像圧縮装置を提供することである。
ためになされたものであって、その目的は、フラクタル
画像符号化プロセッサの効率のよいアーキテクチャを有
する画像圧縮装置を提供することである。
【００４６】
【課題を解決するための手段】この発明は、要約すれ
ば、画像圧縮装置の画像圧縮アーキテクチャが、ＬＳＩ
の小型化を実現できるよう、同一クラスのブロックをま
とめて並列に相似性の探索を行なう構成となっている。
ば、画像圧縮装置の画像圧縮アーキテクチャが、ＬＳＩ
の小型化を実現できるよう、同一クラスのブロックをま
とめて並列に相似性の探索を行なう構成となっている。
【００４７】すなわち、請求項１記載の画像圧縮装置
は、与えられた原画像データを圧縮データに変換して出
力する画像圧縮装置であって、原画像データから、原画
像データを分割した複数のレンジブロックとレンジブロ
ックよりもサイズの大きな複数のドメインブロックとを
抽出し、レンジブロックおよびドメインブロックのそれ
ぞれにおいて画像データ値の分布の特徴に応じて、複数
のクラスに分類するクラス化手段と、ドメインブロック
の画像データにアフィン変換を行なった後のドメインブ
ロック画素データと、ドメインブロックと同一のクラス
に属する複数のレンジブロックのレンジブロック画素デ
ータとの相似性を並列に比較し、各レンジブロックに対
して最も相似度の高いドメインブロックを探索するレン
ジ・ドメイン比較手段と、レンジ・ドメイン比較手段の
探索結果に応じて、レンジブロックごとに最も相似する
ドメインブロックの位置情報および対応するアフィン変
換係数とに基づいて、圧縮データを生成するデータ圧縮
手段とを備える。
は、与えられた原画像データを圧縮データに変換して出
力する画像圧縮装置であって、原画像データから、原画
像データを分割した複数のレンジブロックとレンジブロ
ックよりもサイズの大きな複数のドメインブロックとを
抽出し、レンジブロックおよびドメインブロックのそれ
ぞれにおいて画像データ値の分布の特徴に応じて、複数
のクラスに分類するクラス化手段と、ドメインブロック
の画像データにアフィン変換を行なった後のドメインブ
ロック画素データと、ドメインブロックと同一のクラス
に属する複数のレンジブロックのレンジブロック画素デ
ータとの相似性を並列に比較し、各レンジブロックに対
して最も相似度の高いドメインブロックを探索するレン
ジ・ドメイン比較手段と、レンジ・ドメイン比較手段の
探索結果に応じて、レンジブロックごとに最も相似する
ドメインブロックの位置情報および対応するアフィン変
換係数とに基づいて、圧縮データを生成するデータ圧縮
手段とを備える。
【００４８】請求項２記載の画像圧縮手段は、請求項１
記載の画像圧縮装置の構成に加えて、画像圧縮装置のデ
ータ処理動作を制御するためのデータ制御手段をさらに
備え、レンジ・ドメイン比較手段は、各々がレンジブロ
ック画素データを格納することが可能な容量を有し、デ
ータ制御手段に制御されて、クラス化手段から与えられ
る同一のクラスに属する複数のレンジブロックに対応す
るレンジブロック画素データを保持する第１複数個のレ
ンジブロック画素記憶手段と、レンジブロック画素記憶
手段に対応してそれぞれ設けられ、対応するレンジブロ
ック画素記憶手段に保持されるレンジブロック画素デー
タと、データ制御手段に制御されて順次共通に与えら
れ、レンジブロック画素記憶手段に保持されるレンジブ
ロックと同一のクラスに属するドメインブロックのドメ
インブロック画素データとの相似度を各々比較する第１
複数個の相似度演算手段とを含む。
記載の画像圧縮装置の構成に加えて、画像圧縮装置のデ
ータ処理動作を制御するためのデータ制御手段をさらに
備え、レンジ・ドメイン比較手段は、各々がレンジブロ
ック画素データを格納することが可能な容量を有し、デ
ータ制御手段に制御されて、クラス化手段から与えられ
る同一のクラスに属する複数のレンジブロックに対応す
るレンジブロック画素データを保持する第１複数個のレ
ンジブロック画素記憶手段と、レンジブロック画素記憶
手段に対応してそれぞれ設けられ、対応するレンジブロ
ック画素記憶手段に保持されるレンジブロック画素デー
タと、データ制御手段に制御されて順次共通に与えら
れ、レンジブロック画素記憶手段に保持されるレンジブ
ロックと同一のクラスに属するドメインブロックのドメ
インブロック画素データとの相似度を各々比較する第１
複数個の相似度演算手段とを含む。
【００４９】請求項３記載の画像圧縮手段は、請求項２
記載の画像圧縮装置の構成に加えて、レンジブロックを
構成している画素数をｎ（ｎ：自然数）、レンジブロッ
クと同一サイズとなるようにサイズ縮小変換後のドメイ
ンブロックの画素強度をａi（１≦ｉ≦ｎ）、レンジブ
ロックの画素強度をｂi、ドメインブロックに施すアフ
ィン変換の係数をｓ，ｏとするとき、相似度演算手段
は、（ｓ・ａi＋ｏ―ｂi）2の値のレンジブロックを構
成する画素についての総和に基づいて、レンジブロック
とドメインブロックの相似度を比較する。
記載の画像圧縮装置の構成に加えて、レンジブロックを
構成している画素数をｎ（ｎ：自然数）、レンジブロッ
クと同一サイズとなるようにサイズ縮小変換後のドメイ
ンブロックの画素強度をａi（１≦ｉ≦ｎ）、レンジブ
ロックの画素強度をｂi、ドメインブロックに施すアフ
ィン変換の係数をｓ，ｏとするとき、相似度演算手段
は、（ｓ・ａi＋ｏ―ｂi）2の値のレンジブロックを構
成する画素についての総和に基づいて、レンジブロック
とドメインブロックの相似度を比較する。
【００５０】請求項４記載の画像圧縮手段は、請求項２
記載の画像圧縮装置の構成に加えて、各相似度演算手段
は、ドメインブロックの画素強度およびレンジブロック
の画素強度ならびにクラス化手段のクラス化処理の途中
において生成される演算結果とを受けて相似度を比較す
る。
記載の画像圧縮装置の構成に加えて、各相似度演算手段
は、ドメインブロックの画素強度およびレンジブロック
の画素強度ならびにクラス化手段のクラス化処理の途中
において生成される演算結果とを受けて相似度を比較す
る。
【００５１】請求項５記載の画像圧縮手段は、請求項２
記載の画像圧縮装置の構成に加えて、クラス化手段は、
ｉ）各レンジブロックをｍ個（ｍ：自然数）のサブレン
ジブロックに分割し、それぞれのサブレンジブロックに
おけるレンジブロック画素強度の平均値の配置パターン
と、それぞれのサブレンジブロックにおけるレンジブロ
ック画素強度の偏差の配置パターンとに基づいて、レン
ジブロックをクラス化し、ｉｉ）各ドメインブロック
を、レンジブロックの分割に対応してｍ個のサブドメイ
ンブロックに分割し、それぞれのサブドメインブロック
におけるドメインブロック画素強度の平均値の配置パタ
ーンと、それぞれのサブドメインブロックにおけるドメ
インブロック画素強度の偏差の配置パターンとに基づい
て、ドメインブロックをクラス化するクラス化演算手段
を含む。
記載の画像圧縮装置の構成に加えて、クラス化手段は、
ｉ）各レンジブロックをｍ個（ｍ：自然数）のサブレン
ジブロックに分割し、それぞれのサブレンジブロックに
おけるレンジブロック画素強度の平均値の配置パターン
と、それぞれのサブレンジブロックにおけるレンジブロ
ック画素強度の偏差の配置パターンとに基づいて、レン
ジブロックをクラス化し、ｉｉ）各ドメインブロック
を、レンジブロックの分割に対応してｍ個のサブドメイ
ンブロックに分割し、それぞれのサブドメインブロック
におけるドメインブロック画素強度の平均値の配置パタ
ーンと、それぞれのサブドメインブロックにおけるドメ
インブロック画素強度の偏差の配置パターンとに基づい
て、ドメインブロックをクラス化するクラス化演算手段
を含む。
【００５２】請求項６記載の画像圧縮手段は、請求項５
記載の画像圧縮装置の構成に加えて、レンジブロックを
構成している画素数をｎ（ｎ：自然数）、レンジブロッ
クと同一サイズとなるようにサイズ縮小変換後のドメイ
ンブロックの画素強度をａi（１≦ｉ≦ｎ）、レンジブ
ロックの画素強度をｂi、ドメインブロックに施すアフ
ィン変換の係数をｓ，ｏとし、ｊ番目（１≦ｊ≦ｍ）の
サブレンジブロックまたはｊ番目のサブドメインブロッ
クの画素強度をｒi jと総称するとき、クラス化演算手段
は、ｉ）サブレンジブロックまたはサブドメインブロッ
クにおける画素強度の平均値Ａｊを、Ａｊ＝（Σｒi j）
／ｎ（Σは、ｉについての１からｎまでの和）として導
出し、ｉｉ）サブレンジブロックまたはサブドメインブ
ロックにおける画素強度の偏差Ｖｊを、Ｖｊ＝（Σ（ｒ
i j）2−Ａｊ2）／ｎとして導出し、相似度演算手段は、
レンジブロックとドメインブロックとの距離Ｒ＝Σ（ｓ
・ａi＋ｏ―ｂi）2に基づいて相似度の比較を行ない、
距離Ｒの導出過程において、上記クラス化演算部で得ら
れた演算結果のΣｒi jの値およびΣ（ｒi j）2の値を用
いる。
記載の画像圧縮装置の構成に加えて、レンジブロックを
構成している画素数をｎ（ｎ：自然数）、レンジブロッ
クと同一サイズとなるようにサイズ縮小変換後のドメイ
ンブロックの画素強度をａi（１≦ｉ≦ｎ）、レンジブ
ロックの画素強度をｂi、ドメインブロックに施すアフ
ィン変換の係数をｓ，ｏとし、ｊ番目（１≦ｊ≦ｍ）の
サブレンジブロックまたはｊ番目のサブドメインブロッ
クの画素強度をｒi jと総称するとき、クラス化演算手段
は、ｉ）サブレンジブロックまたはサブドメインブロッ
クにおける画素強度の平均値Ａｊを、Ａｊ＝（Σｒi j）
／ｎ（Σは、ｉについての１からｎまでの和）として導
出し、ｉｉ）サブレンジブロックまたはサブドメインブ
ロックにおける画素強度の偏差Ｖｊを、Ｖｊ＝（Σ（ｒ
i j）2−Ａｊ2）／ｎとして導出し、相似度演算手段は、
レンジブロックとドメインブロックとの距離Ｒ＝Σ（ｓ
・ａi＋ｏ―ｂi）2に基づいて相似度の比較を行ない、
距離Ｒの導出過程において、上記クラス化演算部で得ら
れた演算結果のΣｒi jの値およびΣ（ｒi j）2の値を用
いる。
【００５３】
【発明の実施の形態】［フラクタル画像符号化アーキテ
クチャ］ ［画像圧縮装置１０００の構成］図１は、本発明の画像
圧縮装置１０００の構成を示す概略ブロック図である。
クチャ］ ［画像圧縮装置１０００の構成］図１は、本発明の画像
圧縮装置１０００の構成を示す概略ブロック図である。
【００５４】画像圧縮装置１０００は、外部から与えら
れ、符号化されるべき画像データを受ける画像データイ
ンターフェース部１００２と、画像データインターフェ
ース部１００２からの画像データを受け、外付けの外部
画像メモリ２０００との間で画像データの格納および読
出動作を制御するメモリ制御部１００４とを備える。メ
モリ制御部は、また、符号化の前処理として、原画像を
１／ｎ2（ｎ：整数）に縮小した画像を作成することに
よりさまざまなサイズのレンジブロックを作成し、画像
バッファメモリ内に別途格納する。
れ、符号化されるべき画像データを受ける画像データイ
ンターフェース部１００２と、画像データインターフェ
ース部１００２からの画像データを受け、外付けの外部
画像メモリ２０００との間で画像データの格納および読
出動作を制御するメモリ制御部１００４とを備える。メ
モリ制御部は、また、符号化の前処理として、原画像を
１／ｎ2（ｎ：整数）に縮小した画像を作成することに
よりさまざまなサイズのレンジブロックを作成し、画像
バッファメモリ内に別途格納する。
【００５５】すなわち、ドメインブロックはレンジブロ
ックと同サイズになるように縮小した後に、相似度を計
算する。縮小率としては通常は、１／２2としている
が、相似度の高いドメインブロックを得るには、１／２
2に縮小したドメインブロック以外にも縮小率の異なる
ドメインブロックについても距離Ｒを計算することが必
要である。したがって、原画像から縮小率の異なる複数
の画像を作成し、画像バッファメモリに格納しておく。
なお、この場合、圧縮率としては、計算を容易にするた
め１／ｎ2（ｎ：自然数）とした。
ックと同サイズになるように縮小した後に、相似度を計
算する。縮小率としては通常は、１／２2としている
が、相似度の高いドメインブロックを得るには、１／２
2に縮小したドメインブロック以外にも縮小率の異なる
ドメインブロックについても距離Ｒを計算することが必
要である。したがって、原画像から縮小率の異なる複数
の画像を作成し、画像バッファメモリに格納しておく。
なお、この場合、圧縮率としては、計算を容易にするた
め１／ｎ2（ｎ：自然数）とした。
【００５６】クラス化演算部１００６は、ドメインブロ
ック、レンジブロックのクラス、パラメータ（回転角
等）を計算し、その結果をクラスメモリ１００８に格納
する。
ック、レンジブロックのクラス、パラメータ（回転角
等）を計算し、その結果をクラスメモリ１００８に格納
する。
【００５７】データ制御部１０１０は、マッチングする
レンジブロックとドメインブロックを決定し、レンジ・
ドメインマッチング部１０１２へ必要なデータを出力す
る。
レンジブロックとドメインブロックを決定し、レンジ・
ドメインマッチング部１０１２へ必要なデータを出力す
る。
【００５８】レンジ・ドメインマッチング部１０１２
は、ドメインブロックとレンジブロックとの距離Ｒ、ア
フィン係数を計算する。さらに、データ制御部１０１０
は、レンジ・ドメインマッチング部１０１２からの演算
結果（距離Ｒ、アフィン係数、最適ドメインの位置）を
受けて、圧縮部１０１４に出力する。
は、ドメインブロックとレンジブロックとの距離Ｒ、ア
フィン係数を計算する。さらに、データ制御部１０１０
は、レンジ・ドメインマッチング部１０１２からの演算
結果（距離Ｒ、アフィン係数、最適ドメインの位置）を
受けて、圧縮部１０１４に出力する。
【００５９】圧縮部１０１４は、レンジ・ドメインマッ
チング部１０１２からの演算結果を所定の形式の符号化
データ（エンコードデータ）に変換し、出力インターフ
ェース１０１６は、エンコードデータを画像圧縮装置１
０００の外部に出力する。
チング部１０１２からの演算結果を所定の形式の符号化
データ（エンコードデータ）に変換し、出力インターフ
ェース１０１６は、エンコードデータを画像圧縮装置１
０００の外部に出力する。
【００６０】このようにして、フラクタル画像符号化の
手順は、レンジブロック、ドメインブロックのクラス化
を行った後、レンジ・ドメインマッチング部１０１２で
各レンジブロックについて最適ドメインを探索すること
により実行される。
手順は、レンジブロック、ドメインブロックのクラス化
を行った後、レンジ・ドメインマッチング部１０１２で
各レンジブロックについて最適ドメインを探索すること
により実行される。
【００６１】なお、以上の説明では、外部画像メモリ２
０００は、画像圧縮装置１０００の外部に存在する構成
としたが、本発明はこのような構成に限定されることな
く、たとえば、画像メモリと画像圧縮装置がワンチップ
に集積される構成であってもよい。
０００は、画像圧縮装置１０００の外部に存在する構成
としたが、本発明はこのような構成に限定されることな
く、たとえば、画像メモリと画像圧縮装置がワンチップ
に集積される構成であってもよい。
【００６２】［クラス化処理］クラス化処理において
は、原画像を大きさが（ｍ×ｍ）画素のブロックに分割
し、そのブロックの特徴を評価する。上記式（７）、
（８）の平均強度Ａi、偏差Ｖiを求め、これからクラス
番号ｐｆｉｒｓｔ、ｐｓｅｃｏｎｄ、パラメータｐｓｙ
ｍを求める。
は、原画像を大きさが（ｍ×ｍ）画素のブロックに分割
し、そのブロックの特徴を評価する。上記式（７）、
（８）の平均強度Ａi、偏差Ｖiを求め、これからクラス
番号ｐｆｉｒｓｔ、ｐｓｅｃｏｎｄ、パラメータｐｓｙ
ｍを求める。
【００６３】また、レンジ・ドメインマッチング部１０
１２で距離Ｒの計算に用いるブロック内ピクセルの強度
合計Σａi、二乗値の合計Σａi 2を予め計算する。
１２で距離Ｒの計算に用いるブロック内ピクセルの強度
合計Σａi、二乗値の合計Σａi 2を予め計算する。
【００６４】複数のブロックサイズについて、これらを
計算しクラスメモリに格納する。クラスメモリ１ワード
の構成を表１に示す。
計算しクラスメモリに格納する。クラスメモリ１ワード
の構成を表１に示す。
【００６５】
【表１】
【００６６】また、同一クラスのブロックが連続して検
索できるように、次の同一クラスのブロックのアドレス
を示すｎｅｘｔ−ａｄｄｒｅｓｓについても格納してい
る。
索できるように、次の同一クラスのブロックのアドレス
を示すｎｅｘｔ−ａｄｄｒｅｓｓについても格納してい
る。
【００６７】サイズが大きいレンジブロックを使えば、
圧縮率は高くでき、小さいレンジブロックを使えば画質
の向上を得ることができる。したがって、レンジブロッ
クのサイズを複数にすることは、圧縮率と画質の向上に
つながる。
圧縮率は高くでき、小さいレンジブロックを使えば画質
の向上を得ることができる。したがって、レンジブロッ
クのサイズを複数にすることは、圧縮率と画質の向上に
つながる。
【００６８】また、ドメインブロックの数が多いほど最
適なドメインブロックが探索できる可能性が高まるの
で、画質は向上する。しかしながら、反面クラスメモリ
の量が多くなる。
適なドメインブロックが探索できる可能性が高まるの
で、画質は向上する。しかしながら、反面クラスメモリ
の量が多くなる。
【００６９】クラスメモリの量は画像サイズにより異な
るが、画像サイズが５１２×５１２、レンジブロックの
サイズが８×８の場合には、２５６Ｋｂｉｔとなる。
るが、画像サイズが５１２×５１２、レンジブロックの
サイズが８×８の場合には、２５６Ｋｂｉｔとなる。
【００７０】また、ドメインブロック用のメモリ量はド
メインプールの大きさに依存するが、たとえば、レンジ
ブロックの数と同数にし、レンジブロック用と同容量と
することが可能である。
メインプールの大きさに依存するが、たとえば、レンジ
ブロックの数と同数にし、レンジブロック用と同容量と
することが可能である。
【００７１】［レンジ・ドメインマッチング部１０１２
の構成］図２は、図１に示した画像圧縮装置１０００の
構成において、レンジ・ドメインマッチング部１０１２
の構成をより詳しく説明するための概略ブロック図であ
り、図３は、レンジ・ドメインマッチング部１０１２の
みを図２から抜き出して示す概略ブロック図である。
の構成］図２は、図１に示した画像圧縮装置１０００の
構成において、レンジ・ドメインマッチング部１０１２
の構成をより詳しく説明するための概略ブロック図であ
り、図３は、レンジ・ドメインマッチング部１０１２の
みを図２から抜き出して示す概略ブロック図である。
【００７２】図２および図３を参照して、レンジ・ドメ
インマッチング部１０１２は、プロセッサエレメントＰ
Ｅとスタティック型半導体記憶装置（以下、ＳＲＡＭと
呼ぶ）とを含むペアを、ｎ個並列に接続して備えてい
る。
インマッチング部１０１２は、プロセッサエレメントＰ
Ｅとスタティック型半導体記憶装置（以下、ＳＲＡＭと
呼ぶ）とを含むペアを、ｎ個並列に接続して備えてい
る。
【００７３】各プロセッサエレメントＰＥは、データ制
御部１０１０から与えられる互いに同じクラスに属する
ドメインブロックおよびレンジブロックについてのドメ
インデータおよびレンジデータを受けて、レンジブロッ
クとドメインブロックの距離Ｒおよびアフィン係数ｓ，
ｏの計算を実行する。
御部１０１０から与えられる互いに同じクラスに属する
ドメインブロックおよびレンジブロックについてのドメ
インデータおよびレンジデータを受けて、レンジブロッ
クとドメインブロックの距離Ｒおよびアフィン係数ｓ，
ｏの計算を実行する。
【００７４】ここで、ドメインデータには、ドメインブ
ロックの画素についての情報を含むドメインピクセルデ
ータとドメインブロックの原画像における位置、回転角
やクラス化時に算出されマッチング処理にも使用される
演算結果などの情報を含むドメインパラメータが含ま
れ、レンジデータには、レンジブロックの画素について
の情報を含むレンジピクセルデータとレンジブロックの
原画像における位置、回転角やクラス化時に算出されマ
ッチング処理にも使用される演算結果などの情報を含む
ドメインパラメータが含まれる。
ロックの画素についての情報を含むドメインピクセルデ
ータとドメインブロックの原画像における位置、回転角
やクラス化時に算出されマッチング処理にも使用される
演算結果などの情報を含むドメインパラメータが含ま
れ、レンジデータには、レンジブロックの画素について
の情報を含むレンジピクセルデータとレンジブロックの
原画像における位置、回転角やクラス化時に算出されマ
ッチング処理にも使用される演算結果などの情報を含む
ドメインパラメータが含まれる。
【００７５】レンジブロックの画素データ（レンジピク
セルデータ）は、データ制御部１０１０によりＳＲＡＭ
（１）〜ＳＲＡＭ（ｎ）に書込まれ、ｎ個のＳＲＡＭに
は、同一のクラスに属する互いに異なるレンジブロック
の画素データが格納されている。ドメインブロックの画
素データ（ドメインピクセルデータ）は、データ制御部
１０１０からＰＥ部１２００．１〜１２００．ｎに入力
され、各ＰＥ部で探索しているドメインブロックは共通
のものである。すなわち、各ＰＥ部は、各々にあたられ
たレンジブロックデータとＰＥ部に共通に与えられるド
メインデータとに基づいて、マッチング処理を並列に行
なうことになる。
セルデータ）は、データ制御部１０１０によりＳＲＡＭ
（１）〜ＳＲＡＭ（ｎ）に書込まれ、ｎ個のＳＲＡＭに
は、同一のクラスに属する互いに異なるレンジブロック
の画素データが格納されている。ドメインブロックの画
素データ（ドメインピクセルデータ）は、データ制御部
１０１０からＰＥ部１２００．１〜１２００．ｎに入力
され、各ＰＥ部で探索しているドメインブロックは共通
のものである。すなわち、各ＰＥ部は、各々にあたられ
たレンジブロックデータとＰＥ部に共通に与えられるド
メインデータとに基づいて、マッチング処理を並列に行
なうことになる。
【００７６】また、レンジブロックパラメータ（ｐｓｙ
ｍr，Σａi，Σａi 2）とドメインブロックパラメータ
（ｐｓｙｍd，Σｂi，Σｂi 2）も、データ制御部１０１
０からＰＥ部１２００．１〜１２００．ｎに与えられる
構成となっているので、ＰＥ部１２００．１〜１２０
０．ｎでのマッチング演算では、Σａi，Σａi 2，Σ
ｂi，Σｂi 2等は再度演算する必要がなく、クラス化処
理を行なった場合に、高速な演算を行なうことが可能で
ある。
ｍr，Σａi，Σａi 2）とドメインブロックパラメータ
（ｐｓｙｍd，Σｂi，Σｂi 2）も、データ制御部１０１
０からＰＥ部１２００．１〜１２００．ｎに与えられる
構成となっているので、ＰＥ部１２００．１〜１２０
０．ｎでのマッチング演算では、Σａi，Σａi 2，Σ
ｂi，Σｂi 2等は再度演算する必要がなく、クラス化処
理を行なった場合に、高速な演算を行なうことが可能で
ある。
【００７７】ＰＥ部１２００．１〜１２００．ｎには、
ドメインブロックのデータが連続して入力される。各Ｐ
Ｅ部１２００．１〜１２００．ｎは、その中で距離Ｒが
最小値（Ｒｍｉｎ）になるドメインブロックの位置情報
Ｄｏｐｔ、アフィン係数ｓ，ｏを、データ制御部１０１
０に出力する。
ドメインブロックのデータが連続して入力される。各Ｐ
Ｅ部１２００．１〜１２００．ｎは、その中で距離Ｒが
最小値（Ｒｍｉｎ）になるドメインブロックの位置情報
Ｄｏｐｔ、アフィン係数ｓ，ｏを、データ制御部１０１
０に出力する。
【００７８】全ドメインブロックとのマッチングが終了
した後、データ制御部１０１０にこれらの情報が出力さ
れる。これによって、ｎ個のレンジブロックについての
最適なドメインブロックの探索が同時に終了することに
なる。
した後、データ制御部１０１０にこれらの情報が出力さ
れる。これによって、ｎ個のレンジブロックについての
最適なドメインブロックの探索が同時に終了することに
なる。
【００７９】図４は、ＰＥ部１２００．１〜１２００．
ｎのうち、ＰＥ部１２００．１の内部構成を示す概略ブ
ロック図である。他のＰＥ部１２００．２〜１２００．
ｎも基本的に同様の構成を有する。
ｎのうち、ＰＥ部１２００．１の内部構成を示す概略ブ
ロック図である。他のＰＥ部１２００．２〜１２００．
ｎも基本的に同様の構成を有する。
【００８０】ＰＥ部１２００．１は、対応するＳＲＡＭ
（１）からのデータ読み出し時において、レンジブロッ
クとドメインブロックのそれぞれの回転角を示すパラメ
ータＰｓｙｍ（ｒａｎｇｅ）とＰｓｙｍ（ｄｏｍａｉ
ｎ）とに応じて、レンジブロックとドメインブロックの
相対的な回転角を求め、ＳＲＡＭ（１）からのレンジピ
クセルデータ（レンジブロック画素データ）の読み出し
アドレス等の制御を行うメモリ制御部１２２０と、ＳＲ
ＡＭ（１）からのレンジピクセルデータａiとデータ制
御部１０１０から与えられるドメインピクセルデータ
（ドメインブロック画素データ）ｂiとを受けて、Σａi
ｂiの値を求めるために複数の乗算器および加算器によ
り構成されるデーパス部１２１０と、データパス部１２
１０の演算結果と、クラス化演算部１００６においてク
ラス化処理時に得られ、データ制御部１０１０を介して
与えられる演算結果Σａi、Σｂi、Σａi 2、Σｂi 2を受
けて、対応するレンジブロックとドメインブロックとの
距離Ｒ、アフィン係数ｓ，ｏを計算する演算部１２３０
とを含む。
（１）からのデータ読み出し時において、レンジブロッ
クとドメインブロックのそれぞれの回転角を示すパラメ
ータＰｓｙｍ（ｒａｎｇｅ）とＰｓｙｍ（ｄｏｍａｉ
ｎ）とに応じて、レンジブロックとドメインブロックの
相対的な回転角を求め、ＳＲＡＭ（１）からのレンジピ
クセルデータ（レンジブロック画素データ）の読み出し
アドレス等の制御を行うメモリ制御部１２２０と、ＳＲ
ＡＭ（１）からのレンジピクセルデータａiとデータ制
御部１０１０から与えられるドメインピクセルデータ
（ドメインブロック画素データ）ｂiとを受けて、Σａi
ｂiの値を求めるために複数の乗算器および加算器によ
り構成されるデーパス部１２１０と、データパス部１２
１０の演算結果と、クラス化演算部１００６においてク
ラス化処理時に得られ、データ制御部１０１０を介して
与えられる演算結果Σａi、Σｂi、Σａi 2、Σｂi 2を受
けて、対応するレンジブロックとドメインブロックとの
距離Ｒ、アフィン係数ｓ，ｏを計算する演算部１２３０
とを含む。
【００８１】上述のとおり、ＰＥ部１２００．１におい
て、距離Ｒ、およびアフィン係数の計算には、Σａi、
Σｂi、Σａi 2、Σｂi 2、Σａiｂiの値がそれぞれ必要
である。
て、距離Ｒ、およびアフィン係数の計算には、Σａi、
Σｂi、Σａi 2、Σｂi 2、Σａiｂiの値がそれぞれ必要
である。
【００８２】Σａi、Σｂi、Σａi 2、Σｂi 2の各パラメ
ータはレンジブロック、ドメインブロック特有の値であ
り、データ制御部１０１０から入力される。Σａiｂ
iは、レンジブロックとドメインブロックと関係で決ま
るため、ＰＥ部１２００．１で求める必要があり、デー
タパス部１２１０において計算されることになる。
ータはレンジブロック、ドメインブロック特有の値であ
り、データ制御部１０１０から入力される。Σａiｂ
iは、レンジブロックとドメインブロックと関係で決ま
るため、ＰＥ部１２００．１で求める必要があり、デー
タパス部１２１０において計算されることになる。
【００８３】演算部１２３０では、これらの値を用いて
距離Ｒ、およびアフィン係数ｓ，ｏを計算し、これらの
計算結果とドメインブロックの位置情報Ｄｏｐｔを出力
することになる。
距離Ｒ、およびアフィン係数ｓ，ｏを計算し、これらの
計算結果とドメインブロックの位置情報Ｄｏｐｔを出力
することになる。
【００８４】また、上述のとおり、レンジブロックとド
メインブロックのｐｓｙｍが異なる場合には、その相対
値に応じてドメインブロックの回転処理を施した後、Σ
ａiｂiを求めなければならない。
メインブロックのｐｓｙｍが異なる場合には、その相対
値に応じてドメインブロックの回転処理を施した後、Σ
ａiｂiを求めなければならない。
【００８５】ＰＥ部１２００．１では、メモリ制御部１
２２０の制御により、これをレンジブロックメモリのア
ドレッシングの変更と、データパス部に入力する画素デ
ータを再配置することで行なっている。
２２０の制御により、これをレンジブロックメモリのア
ドレッシングの変更と、データパス部に入力する画素デ
ータを再配置することで行なっている。
【００８６】データパス部１２１０と演算部１２３０と
をパイプライン化することで、距離Ｒおよびアフィン係
数の計算を高速化している。
をパイプライン化することで、距離Ｒおよびアフィン係
数の計算を高速化している。
【００８７】データパス部１２１０では、乗算器が並列
化されている。乗算器の並列度がΣａiｂiの計算に必要
な乗算回数より少ない場合には、計算を数サイクルに分
割して実行する。
化されている。乗算器の並列度がΣａiｂiの計算に必要
な乗算回数より少ない場合には、計算を数サイクルに分
割して実行する。
【００８８】レンジブロックの画素数をＮｒ、データパ
ス部の乗算器の並列度をＭｍとすると、データパス部で
のΣａiｂiの計算に必要なステップ数Ｎｄは、Ｎｒ／Ｍ
ｍとなる。
ス部の乗算器の並列度をＭｍとすると、データパス部で
のΣａiｂiの計算に必要なステップ数Ｎｄは、Ｎｒ／Ｍ
ｍとなる。
【００８９】また、レンジデータやドメインデータのデ
ータバス幅Ｗｄを、乗算器の並列度に合せて広くしてい
る。
ータバス幅Ｗｄを、乗算器の並列度に合せて広くしてい
る。
【００９０】演算部１２３０は、ロジック回路でステー
トマシンを作って構成し、上述の式（４）−（６）を計
算している。演算部１２３０でのステップ数Ｎｃは、た
とえば８である。ＰＥ部１２００．１は、パイプライン
構成であるので全体の処理ステップ数はＮｄ、Ｎｃの大
きい方になる。
トマシンを作って構成し、上述の式（４）−（６）を計
算している。演算部１２３０でのステップ数Ｎｃは、た
とえば８である。ＰＥ部１２００．１は、パイプライン
構成であるので全体の処理ステップ数はＮｄ、Ｎｃの大
きい方になる。
【００９１】図５は、ＰＥ部１２００．１〜１２００．
ｎの各々の回路規模とデータパス部１２１０の乗算器数
Ｍｎとの関係に示す図である。
ｎの各々の回路規模とデータパス部１２１０の乗算器数
Ｍｎとの関係に示す図である。
【００９２】スループットを向上させるには、データパ
ス部の乗算器の並列度Ｍｎを高くする必要があるが、回
路規模も大きくなるので、後に説明するように最適化が
必要である。
ス部の乗算器の並列度Ｍｎを高くする必要があるが、回
路規模も大きくなるので、後に説明するように最適化が
必要である。
【００９３】［データ制御部１０１０の動作］データ制
御部１０１０では、レンジ・ドメインマッチング部に転
送するドメインブロック、レンジブロックをクラスメモ
リ内のクラス値を参照して決定する。
御部１０１０では、レンジ・ドメインマッチング部に転
送するドメインブロック、レンジブロックをクラスメモ
リ内のクラス値を参照して決定する。
【００９４】レンジ・ドメインマッチング部１０１２の
ｎ個のレンジメモリＳＲＡＭ（１）〜ＳＲＡＭ（ｎ）に
は、クラス（ｐｆｉｒｓｔ、ｐｓｅｃｏｎｄ）が同一の
レンジブロックの画素データを書込む。同様に、そのブ
ロックのパラメータについてもＰＥ部１２００．１〜１
２００．ｎに出力する。
ｎ個のレンジメモリＳＲＡＭ（１）〜ＳＲＡＭ（ｎ）に
は、クラス（ｐｆｉｒｓｔ、ｐｓｅｃｏｎｄ）が同一の
レンジブロックの画素データを書込む。同様に、そのブ
ロックのパラメータについてもＰＥ部１２００．１〜１
２００．ｎに出力する。
【００９５】データ制御部１０１０は、ｎ個（またはそ
れ以下）のレンジブロックのデータの書込が終了した
後、次はドメインブロックの画素データとブロックパラ
メータをレンジ・ドメインマッチング部１０１２に出力
する。この場合、レンジブロックとクラスが同一のドメ
インブロックは、すべて出力される。
れ以下）のレンジブロックのデータの書込が終了した
後、次はドメインブロックの画素データとブロックパラ
メータをレンジ・ドメインマッチング部１０１２に出力
する。この場合、レンジブロックとクラスが同一のドメ
インブロックは、すべて出力される。
【００９６】全ドメインブロックのデータ転送終了後、
レンジ・ドメインマッチング部１０１２で求めた最適ド
メインの位置、アフィン係数を符号データ圧縮部１０１
４に出力する。
レンジ・ドメインマッチング部１０１２で求めた最適ド
メインの位置、アフィン係数を符号データ圧縮部１０１
４に出力する。
【００９７】以上の処理をすべてのレンジブロックにつ
いて繰返し行なう。 ［符号化データ圧縮処理］符号データパック部１０１４
では、各レンジブロックについてのドメインブロックの
位置、アフィン係数を連結して、符号化データを作成
し、出力インターフェイス部から外部に出力する。
いて繰返し行なう。 ［符号化データ圧縮処理］符号データパック部１０１４
では、各レンジブロックについてのドメインブロックの
位置、アフィン係数を連結して、符号化データを作成
し、出力インターフェイス部から外部に出力する。
【００９８】［画像圧縮装置１０００の動作］ （１） ＰＥ並列化による処理速度向上 以上説明したとおり、本発明に係る画像圧縮装置１００
０のアーキテクチャでは、同一クラスのレンジブロック
をまとめて並列に最適ドメインの探索を行なっている。
０のアーキテクチャでは、同一クラスのレンジブロック
をまとめて並列に最適ドメインの探索を行なっている。
【００９９】その並列化による処理速度向上の効果を、
Ｌｅｎｎａ（２５６×２５６ピクセル、８ビット／ピ
クセル）、Ｂｏａｔ（５１２×５１２ピクセル、８ビ
ット／ピクセル）、ｅｌｔｏｒｏ（５１２×５１２ピ
クセル、８ビット／ピクセル）の３種類のサンプル画像
を用いて評価した。これらのサンプル画像は、たとえ
ば、上述した文献のＹ．フッシャー著，「フラクタル画
像圧縮理論およびその応用」（Y. Fisher, Fractal Ima
ge Compression Theory and Application, Springer Ve
rlag, New York,１９９５）に開示されている。
Ｌｅｎｎａ（２５６×２５６ピクセル、８ビット／ピ
クセル）、Ｂｏａｔ（５１２×５１２ピクセル、８ビ
ット／ピクセル）、ｅｌｔｏｒｏ（５１２×５１２ピ
クセル、８ビット／ピクセル）の３種類のサンプル画像
を用いて評価した。これらのサンプル画像は、たとえ
ば、上述した文献のＹ．フッシャー著，「フラクタル画
像圧縮理論およびその応用」（Y. Fisher, Fractal Ima
ge Compression Theory and Application, Springer Ve
rlag, New York,１９９５）に開示されている。
【０１００】プロセッサエレメントの並列化の効果は、
レンジブロックとドメインブロックのクラスがどのよう
に分布しているかに依存する。図６および図７は、Ｌｅ
ｎｎａについてのレンジブロック、およびドメインブロ
ックの分布Ｄｒ（ｃ）、Ｄｄ（ｃ）をそれぞれ示す。各
分布においては、７２個のクラスに存在しているブロッ
クの個数を表わしている。
レンジブロックとドメインブロックのクラスがどのよう
に分布しているかに依存する。図６および図７は、Ｌｅ
ｎｎａについてのレンジブロック、およびドメインブロ
ックの分布Ｄｒ（ｃ）、Ｄｄ（ｃ）をそれぞれ示す。各
分布においては、７２個のクラスに存在しているブロッ
クの個数を表わしている。
【０１０１】ここでは、レンジブロックのサイズは８×
８とし、ドメインブロックのサイズは１６×１６であ
る。分布は一様でなくクラスによるばらつきがある。こ
れは他の自然画でも同様である。
８とし、ドメインブロックのサイズは１６×１６であ
る。分布は一様でなくクラスによるばらつきがある。こ
れは他の自然画でも同様である。
【０１０２】図８は、プロセッサエレメントの並列度と
処理速度の関係を示す図である。図８においては、図６
および図７に示したクラス分布データを用い、すべての
レンジブロックについて最適ドメインブロックを検索す
るのにかかる時間をシミュレーションによって見積も
り、その結果から処理速度の向上率を求めている。
処理速度の関係を示す図である。図８においては、図６
および図７に示したクラス分布データを用い、すべての
レンジブロックについて最適ドメインブロックを検索す
るのにかかる時間をシミュレーションによって見積も
り、その結果から処理速度の向上率を求めている。
【０１０３】並列化による処理速度は、ＰＥ並列度に比
例している。また、画像サイズが小さいほど、処理速度
の飽和が低いＰＥ並列度で生じている。
例している。また、画像サイズが小さいほど、処理速度
の飽和が低いＰＥ並列度で生じている。
【０１０４】（２） ＰＥの最適化 自己相似性探索の処理速度は、ＰＥ部の並列度ＮｐとＰ
Ｅ内部のデータパス部１２１０の乗算器並列度Ｎｍによ
り決まる。
Ｅ内部のデータパス部１２１０の乗算器並列度Ｎｍによ
り決まる。
【０１０５】現実的なＬＳＩとするためには、回路規模
の増大は避ける必要が有る。そのためには、できるだけ
少ない並列度で自己相似性の探索を実現できることが望
ましい。
の増大は避ける必要が有る。そのためには、できるだけ
少ない並列度で自己相似性の探索を実現できることが望
ましい。
【０１０６】そこで、ＰＥ部の並列度ＮｐとＰＥ内部の
データパス部の乗算器並列度Ｎｍの最適化について以下
に説明する。
データパス部の乗算器並列度Ｎｍの最適化について以下
に説明する。
【０１０７】実際の画像圧縮では、定められたステップ
数内で符号化を終える必要があることから、ステップ数
を制約条件として、そのステップ数で符号化を実現でき
るＰＥ並列度Ｎｐと乗算器並列度Ｎｍの組合せを求め
る。処理ステップ数Ｓはレンジブロックおよびドメイン
ブロックのクラス分布Ｄｒ、Ｄｄに依存し、式（９）で
表わすことができる。
数内で符号化を終える必要があることから、ステップ数
を制約条件として、そのステップ数で符号化を実現でき
るＰＥ並列度Ｎｐと乗算器並列度Ｎｍの組合せを求め
る。処理ステップ数Ｓはレンジブロックおよびドメイン
ブロックのクラス分布Ｄｒ、Ｄｄに依存し、式（９）で
表わすことができる。
【０１０８】
【数６】
【０１０９】ここで、Ｎｒはレンジブロック内の画素
数、ＳｃはＰＥ内の計算部での処理に必要なステップ数
である。
数、ＳｃはＰＥ内の計算部での処理に必要なステップ数
である。
【０１１０】ＰＥ部では、データパス部１２１０と演算
部１２３０がパイプライン処理しているので、ステップ
数が大きい方がＰＥ全体の処理速度を決定する。
部１２３０がパイプライン処理しているので、ステップ
数が大きい方がＰＥ全体の処理速度を決定する。
【０１１１】図９は、ＰＥの並列度Ｎｐとデータパス部
の乗算器並列度Ｎｍの関係を示す図である。すなわち、
図９においては、要求ステップ数Ｓが、２００Ｋ、４０
０Ｋ、１０００Ｋの場合について、ＰＥの並列度Ｎｐと
データパス部の乗算器並列度Ｎｍの関係を上述した式
（９）を用いて計算した結果を示している。
の乗算器並列度Ｎｍの関係を示す図である。すなわち、
図９においては、要求ステップ数Ｓが、２００Ｋ、４０
０Ｋ、１０００Ｋの場合について、ＰＥの並列度Ｎｐと
データパス部の乗算器並列度Ｎｍの関係を上述した式
（９）を用いて計算した結果を示している。
【０１１２】このとき、レンジブロックとドメインブロ
ックのクラス分布は、図６、図７の値を用い、演算部１
２３０のステップ数Ｓｃは８としている。
ックのクラス分布は、図６、図７の値を用い、演算部１
２３０のステップ数Ｓｃは８としている。
【０１１３】以上の結果から、ＰＥの並列度Ｎｐと、Ｐ
Ｅ内部のデータパス部１２１０の乗算器並列度Ｎｍは実
用的な値が得られることがわかる。
Ｅ内部のデータパス部１２１０の乗算器並列度Ｎｍは実
用的な値が得られることがわかる。
【０１１４】乗算器並列度Ｎｍを、Ｎｒ／Ｓｃより大き
くしても、ＰＥ部１２００．１〜１２００．ｎの各々で
の処理速度は、計算部のステップ数Ｓｃで制限されるの
で、処理速度の向上はできない。
くしても、ＰＥ部１２００．１〜１２００．ｎの各々で
の処理速度は、計算部のステップ数Ｓｃで制限されるの
で、処理速度の向上はできない。
【０１１５】具体的な例を挙げると、画素数Ｍが６４
で、演算部１２３０のステップ数Ｓｃが８であるので、
データパス部１２３０の乗算並列度Ｎｍを９以上にして
も処理速度は向上しないことになる。
で、演算部１２３０のステップ数Ｓｃが８であるので、
データパス部１２３０の乗算並列度Ｎｍを９以上にして
も処理速度は向上しないことになる。
【０１１６】（３） 回路規模の見積り 演算の並列度が高いほど処理速度は向上するが、回路規
模は増大する。実用面からは回路規模を小さくする必要
があり、要求仕様に合せてＰＥの並列度Ｎｐや、ＰＥ内
の構成を最適化する必要がある。
模は増大する。実用面からは回路規模を小さくする必要
があり、要求仕様に合せてＰＥの並列度Ｎｐや、ＰＥ内
の構成を最適化する必要がある。
【０１１７】図１０は、画像圧縮装置１０００の回路規
模をシミュレーションにより見積もった結果を示す図で
ある。すなわち、図１０では、図９で示されるＰＥ並列
度Ｎｐと、データパス部の乗算器数Ｎｍの組合せについ
て、回路規模を見積もった結果を示している。ここで、
ＰＥ単体の回路規模は図５の値を用いている。
模をシミュレーションにより見積もった結果を示す図で
ある。すなわち、図１０では、図９で示されるＰＥ並列
度Ｎｐと、データパス部の乗算器数Ｎｍの組合せについ
て、回路規模を見積もった結果を示している。ここで、
ＰＥ単体の回路規模は図５の値を用いている。
【０１１８】変数として、ＰＥ並列度Ｎｐのみを示して
いるが、実際には、乗算器の並列度Ｎｍも、図９に示さ
れるように変化する。
いるが、実際には、乗算器の並列度Ｎｍも、図９に示さ
れるように変化する。
【０１１９】自己相似性探索の制約ステップ数が２００
Ｋの場合には、ＰＥの並列度Ｎｐを４に設定することが
最適であり、最も小さい回路規模を実現することができ
る。回路規模は約６４Ｋゲートとなる。
Ｋの場合には、ＰＥの並列度Ｎｐを４に設定することが
最適であり、最も小さい回路規模を実現することができ
る。回路規模は約６４Ｋゲートとなる。
【０１２０】ここで、要求仕様２００Ｋステップは、ク
ロック周波数２５ＭＨｚでは、８ｍｓｅｃに相当し、フ
ルモーション（３０ｆｐｓ）でのリアルタイムでの符号
化が十分可能である。
ロック周波数２５ＭＨｚでは、８ｍｓｅｃに相当し、フ
ルモーション（３０ｆｐｓ）でのリアルタイムでの符号
化が十分可能である。
【０１２１】回路規模の見積りを表２にまとめて示す。
【０１２２】
【表２】
【０１２３】［画像圧縮装置１０００の具体的設計］以
上述べたような画像圧縮装置１０００のアーキテクチャ
を検証するため、ＬＳＩの設計およびその動作シミュレ
ーションを行なった。ＬＳＩの全体構成は図１に示すと
おりである。画像圧縮装置１０００は、ランダムロジッ
クとＳＲＡＭのみで構成されている。
上述べたような画像圧縮装置１０００のアーキテクチャ
を検証するため、ＬＳＩの設計およびその動作シミュレ
ーションを行なった。ＬＳＩの全体構成は図１に示すと
おりである。画像圧縮装置１０００は、ランダムロジッ
クとＳＲＡＭのみで構成されている。
【０１２４】ＰＥの並列度Ｎｐを４、データパス部の並
列度Ｎｍを８とした構成である。符号化ＬＳＩの仕様は
以下のとおりである。
列度Ｎｍを８とした構成である。符号化ＬＳＩの仕様は
以下のとおりである。
【０１２５】ｉ） 画素サイズ：５１２×５１２、２５
６×２５６ ｉｉ） レンジサイズ：１６×１６、８×８ ＬＳＩの内部構成を以下に説明する。
６×２５６ ｉｉ） レンジサイズ：１６×１６、８×８ ＬＳＩの内部構成を以下に説明する。
【０１２６】データバス幅は６４ビットである。レンジ
・ドメインマッチング部１０１２のレンジブロックメモ
リは６４ビット×１６ワードのＳＲＡＭを用い、クラス
メモリ１００８は、６４ビット×４ＫワードのＳＲＡＭ
を用いている。
・ドメインマッチング部１０１２のレンジブロックメモ
リは６４ビット×１６ワードのＳＲＡＭを用い、クラス
メモリ１００８は、６４ビット×４ＫワードのＳＲＡＭ
を用いている。
【０１２７】外部画像メモリ（フレームメモリ）２００
０は、ファーストページモードで動作するＤＲＡＭを使
用することを想定している。
０は、ファーストページモードで動作するＤＲＡＭを使
用することを想定している。
【０１２８】画像圧縮装置１０００は、論理合成を用い
て設計した。使用ライブラリは、０．３５μｍ、３層メ
タルＣＭＯＳである。
て設計した。使用ライブラリは、０．３５μｍ、３層メ
タルＣＭＯＳである。
【０１２９】以上のような設計条件のもとで、動作速度
は２５ＭＨｚを得た。回路規模は９５Ｋゲートである。
は２５ＭＨｚを得た。回路規模は９５Ｋゲートである。
【０１３０】原画像としてＬｅｎｎａ（２５６×２５６
ピクセル、８ビット／ピクセル）を用い符号化のシミュ
レーションを行なった。符号化に必要な処理ステップ数
は３２０Ｋであった。その中でクラス化の計算では８２
Ｋステップ、自己相似性探索では２３０Ｋステップであ
る。クロック周波数２５ＭＨｚでは、約１２．８ｍｓｃ
ｅに相当し、ＪＰＥＧハードウェアと同程度の速度で処
理が可能である。
ピクセル、８ビット／ピクセル）を用い符号化のシミュ
レーションを行なった。符号化に必要な処理ステップ数
は３２０Ｋであった。その中でクラス化の計算では８２
Ｋステップ、自己相似性探索では２３０Ｋステップであ
る。クロック周波数２５ＭＨｚでは、約１２．８ｍｓｃ
ｅに相当し、ＪＰＥＧハードウェアと同程度の速度で処
理が可能である。
【０１３１】すなわち、以上説明したような画像圧縮装
置１０００の構成により、動画像をリアルタイムに符号
化することが十分可能である。
置１０００の構成により、動画像をリアルタイムに符号
化することが十分可能である。
【０１３２】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【０１３３】
【発明の効果】以上本発明によれば、ＪＰＥＧ方式と同
程度の回路規模で、静止画のみならずフルモーションで
高速なリアルタイム符号化を可能とするものである。
程度の回路規模で、静止画のみならずフルモーションで
高速なリアルタイム符号化を可能とするものである。
【０１３４】しかも、本発明では回路規模が小さく、高
速で処理できる効率のよいフラクタル画像符号化を用い
た画像圧縮装置を提供することが可能となる。
速で処理できる効率のよいフラクタル画像符号化を用い
た画像圧縮装置を提供することが可能となる。
【図１】 本発明の画像圧縮装置１０００の構成を示す
概略ブロック図である。
概略ブロック図である。
【図２】 画像圧縮装置１０００の構成において、レン
ジ・ドメインマッチング部１０１２の構成をより詳しく
説明するための概略ブロック図である。
ジ・ドメインマッチング部１０１２の構成をより詳しく
説明するための概略ブロック図である。
【図３】 レンジ・ドメインマッチング部１０１２のみ
を図２から抜き出して示す概略ブロック図である。
を図２から抜き出して示す概略ブロック図である。
【図４】 ＰＥ部１２００．１〜１２００．ｎのうち、
ＰＥ部１２００．１の内部構成を示す概略ブロック図で
ある。
ＰＥ部１２００．１の内部構成を示す概略ブロック図で
ある。
【図５】 ＰＥ部１２００．１〜１２００．ｎの各々の
回路規模とデータパス部１２１０の乗算器数Ｍｎとの関
係に示す図である。
回路規模とデータパス部１２１０の乗算器数Ｍｎとの関
係に示す図である。
【図６】 画像Ｌｅｎｎａについてのレンジブロックの
分布Ｄｒ（ｃ）を示す図である。
分布Ｄｒ（ｃ）を示す図である。
【図７】 画像Ｌｅｎｎａについてのドメインブロック
の分布Ｄｄ（ｃ）を示す図である。
の分布Ｄｄ（ｃ）を示す図である。
【図８】 プロセッサエレメントの並列度と処理速度の
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図９】 ＰＥの並列度Ｎｐとデータパス部の乗算器並
列度Ｎｍの関係を示す図である。
列度Ｎｍの関係を示す図である。
【図１０】 画像圧縮装置１０００の回路規模をシミュ
レーションにより見積もった結果を示す図である。
レーションにより見積もった結果を示す図である。
【図１１】 フラクタル符号化の手順を示す概念図であ
る。
る。
【図１２】 クラス化を行う際のブロックの分割を示す
模式図である。
模式図である。
【図１３】 従来のプロセッサエレメントを並列処理さ
せる構成を示す概略ブロック図である。
せる構成を示す概略ブロック図である。
１０００ 画像圧縮装置 １００２ 画像データインターフェース １００４ メモリ制御部 １００６ クラス化演算部 １００８ クラスメモリ １０１０ データ制御部 １０１２ レンジ・ドメインマッチング部 １０１４ 圧縮部 １０１６ 出力インターフェース １２００．１〜１２００．ｎ ＰＥ部 １２１０ データパス部 １２２０ メモリ制御部 １２３０ 演算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 英樹 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 武内 良典 大阪府豊中市柴原町２−14−３−201 (72)発明者 今井 正治 兵庫県宝塚市雲雀丘山手２丁目15番30号 404 Ｆターム(参考） 5B057 CA08 CA12 CA16 CB08 CB12 CB16 CC02 CD05 CG02 CH01 CH11 DB02 DB09 DC32 5C059 KK13 KK50 LC08 LC09 MA43 PP04 UA22 5C078 AA04 BA44 CA25 CA31 DA01 DA02 DA16 DA21 5J064 AA03 AA04 BB13 BC01 BC02 BC21 BC27 BD01
Claims (6)
- 【請求項１】 与えられた原画像データを圧縮データに
変換して出力する画像圧縮装置であって、 前記原画像データから、前記原画像データを分割した複
数のレンジブロックと前記レンジブロックよりもサイズ
の大きな複数のドメインブロックとを抽出し、前記レン
ジブロックおよび前記ドメインブロックのそれぞれにお
いて画像データ値の分布の特徴に応じて、複数のクラス
に分類するクラス化手段と、 前記ドメインブロックの画像データにアフィン変換を行
なった後のドメインブロック画素データと、前記ドメイ
ンブロックと同一の前記クラスに属する複数の前記レン
ジブロックのレンジブロック画素データとの相似性を並
列に比較し、各レンジブロックに対して最も相似度の高
いドメインブロックを探索するレンジ・ドメイン比較手
段と、 前記レンジ・ドメイン比較手段の探索結果に応じて、前
記レンジブロックごとに最も相似するドメインブロック
の位置情報および対応するアフィン変換係数とに基づい
て、前記圧縮データを生成するデータ圧縮手段とを備え
る、画像圧縮装置。 - 【請求項２】 前記画像圧縮装置のデータ処理動作を制
御するためのデータ制御手段をさらに備え、 レンジ・ドメイン比較手段は、 各々が前記レンジブロック画素データを格納することが
可能な容量を有し、前記データ制御手段に制御されて、
前記クラス化手段から与えられる同一のクラスに属する
複数のレンジブロックに対応するレンジブロック画素デ
ータを保持する第１複数個のレンジブロック画素記憶手
段と、 前記レンジブロック画素記憶手段に対応してそれぞれ設
けられ、対応するレンジブロック画素記憶手段に保持さ
れるレンジブロック画素データと、前記データ制御手段
に制御されて順次共通に与えられ、前記レンジブロック
画素記憶手段に保持されるレンジブロックと同一のクラ
スに属するドメインブロックのドメインブロック画素デ
ータとの相似度を各々比較する第１複数個の相似度演算
手段とを含む、請求項１記載の画像圧縮装置。 - 【請求項３】 前記レンジブロックを構成している画素
数をｎ（ｎ：自然数）、前記レンジブロックと同一サイ
ズとなるようにサイズ縮小変換後のドメインブロックの
画素強度をａi（１≦ｉ≦ｎ）、レンジブロックの画素
強度をｂi、ドメインブロックに施す前記アフィン変換
の係数をｓ，ｏとするとき、 前記相似度演算手段は、 （ｓ・ａi＋ｏ―ｂi）2の値の前記レンジブロックを構
成する画素についての総和に基づいて、前記レンジブロ
ックと前記ドメインブロックの相似度を比較する、請求
項２記載の画像圧縮装置。 - 【請求項４】 各前記相似度演算手段は、 前記ドメインブロックの画素強度および前記レンジブロ
ックの画素強度ならびに前記クラス化手段のクラス化処
理の途中において生成される演算結果とを受けて前記相
似度を比較する、請求項２記載の画像圧縮装置。 - 【請求項５】 クラス化手段は、 ｉ）各前記レンジブロックをｍ個（ｍ：自然数）のサブ
レンジブロックに分割し、それぞれの前記サブレンジブ
ロックにおけるレンジブロック画素強度の平均値の配置
パターンと、それぞれの前記サブレンジブロックにおけ
るレンジブロック画素強度の偏差の配置パターンとに基
づいて、前記レンジブロックをクラス化し、 ｉｉ）各前記ドメインブロックを、前記レンジブロック
の分割に対応してｍ個のサブドメインブロックに分割
し、それぞれの前記サブドメインブロックにおけるドメ
インブロック画素強度の平均値の配置パターンと、それ
ぞれの前記サブドメインブロックにおけるドメインブロ
ック画素強度の偏差の配置パターンとに基づいて、前記
ドメインブロックをクラス化するクラス化演算手段を含
む、請求項２記載の画像圧縮装置。 - 【請求項６】 前記レンジブロックを構成している画素
数をｎ（ｎ：自然数）、前記レンジブロックと同一サイ
ズとなるようにサイズ縮小変換後のドメインブロックの
画素強度をａi（１≦ｉ≦ｎ）、レンジブロックの画素
強度をｂi、ドメインブロックに施す前記アフィン変換
の係数をｓ，ｏとし、ｊ番目（１≦ｊ≦ｍ）の前記サブ
レンジブロックまたはｊ番目の前記サブドメインブロッ
クの画素強度をｒi jと総称するとき、 前記クラス化演算手段は、 ｉ）前記サブレンジブロックまたは前記サブドメインブ
ロックにおける画素強度の平均値Ａｊを、Ａｊ＝（Σｒ
i j）／ｎ（Σは、ｉについての１からｎまでの和）とし
て導出し、 ｉｉ）前記サブレンジブロックまたは前記サブドメイン
ブロックにおける画素強度の偏差Ｖｊを、Ｖｊ＝（Σ
（ｒi j）2−Ａｊ2）／ｎとして導出し、 前記相似度演算手段は、 前記レンジブロックと前記ドメインブロックとの距離Ｒ
＝Σ（ｓ・ａi＋ｏ―ｂi）2に基づいて前記相似度の比
較を行ない、前記距離Ｒの導出過程において、上記クラ
ス化演算部で得られた演算結果のΣｒi jの値およびΣ
（ｒi j）2の値を用いる、請求項５記載の画像圧縮装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10951399A JP2000308056A (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 画像圧縮装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10951399A JP2000308056A (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 画像圧縮装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000308056A true JP2000308056A (ja) | 2000-11-02 |
Family
ID=14512183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10951399A Withdrawn JP2000308056A (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 画像圧縮装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000308056A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013218523A (ja) * | 2012-04-09 | 2013-10-24 | Dainippon Printing Co Ltd | 画像拡大処理装置 |
| RU2530339C1 (ru) * | 2013-05-21 | 2014-10-10 | Государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) | Способ встраивания информации в изображение, сжатое фрактальным методом, на основе сформированной библиотеки доменов |
| JP2018032190A (ja) * | 2016-08-24 | 2018-03-01 | キヤノン株式会社 | 演算回路、その制御方法及びプログラム |
| CN109982095A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-07-05 | 南宁师范大学 | 基于cnn与gep的分形图像压缩编码方法 |
-
1999
- 1999-04-16 JP JP10951399A patent/JP2000308056A/ja not_active Withdrawn
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