JP2002369201A

JP2002369201A - 画像データ圧縮装置、画像データ圧縮方法、記録媒体およびプログラム

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Publication number: JP2002369201A
Application number: JP2002080781A
Authority: JP
Inventors: Yukihiko Yokoyama; 之彦横山; Masahiro Yoda; 正宏譽田; Takahiro Nakayama; 貴裕中山; Tadahiro Omi; 忠弘大見
Original assignee: I & F Kk
Current assignee: I & F Kk
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2002-12-20
Anticipated expiration: 2022-03-22
Also published as: JP3822512B2

Abstract

(57)【要約】【課題】復元画像の画質の維持しながらも入力画像の
画像データを高い圧縮率で圧縮処理することができるよ
うにする。【解決手段】ｍ画素×ｎ画素の画像ブロックで入力さ
れた入力画像データの上記画像ブロックの大きさを変更
し、大きさを変更した画像ブロックの画像データを圧縮
処理し、上記圧縮処理により得られた圧縮画像データを
伸長処理することにより上記ｍ画素×ｎ画素の画像ブロ
ックの復元画像データを生成し、上記復元画像データと
上記入力画像データとの相関の強さに基づいて、画像ブ
ロックの大きさをさらに変更するか否か判断するように
して、上記復元画像データと上記入力画像データとの相
関が強くなるまで、画像ブロックの大きさの変更を繰り
返し、画像データの圧縮処理を行うようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像データ圧縮装
置、画像データ圧縮方法、記録媒体およびプログラムに
関し、特に、所定の大きさのブロックで入力された画像
データのブロックサイズを変更して画像データを圧縮処
理する画像データ圧縮装置に用いて好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の画素により構成された入力
画像の画像情報を記録媒体に記録したり、伝送媒体を介
して伝送したりする際には、上記入力画像の画像データ
に符号化処理を施すことにより画像データを圧縮し、記
録媒体に記録したり、伝送媒体を介して伝送したりして
いた。

【０００３】上記入力画像の画像データの符号化処理で
は、まず、複数の画素により構成された入力画像を所定
の大きさ（例えば、８×８画素）のマクロブロック（画
像ブロック）に分割していた。次に、上記分割したマク
ロブロック毎に所定の演算処理を行うことで、上記マク
ロブロック内の画素値の高周波成分を除去したりして、
上記入力画像の画像データを圧縮（符号化）していた。

【０００４】例えば、入力画像がカラー画像の場合に
は、一般に、上記入力画像の原信号、あるいは上記入力
画像の原信号に所定の色補正処理を施して生成した輝度
信号および色差信号が入力されていた。ここで、上記入
力された原信号、あるいは輝度信号および色差信号は、
上記カラー画像を構成するそれぞれの画素が備える情報
である。上記カラー画像の画像データを圧縮する際に
は、上記カラー画像を所定の大きさのマクロブロックに
分割して、上記入力された原信号、あるいは輝度信号お
よび色差信号を上記マクロブロック毎に演算処理して上
記カラー画像の画像データを圧縮していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように入力画像の画像データを符号化処理し圧縮する
際、上記画像データの高周波成分を除去するため、所定
の大きさのマクロブロック内における画素値の変化が大
きい画像（高周波成分の多い画像）では、画素値の変化
が小さい画像（低周波成分の多い画像）より入力画像に
対する圧縮したデータから復元した画像（復元画像）の
画質の劣化が大きくなる。

【０００６】したがって、画像サイズの小さい画像やエ
ッジ部分の多い画像が入力画像として入力されたときに
は、所定の大きさのマクロブロック内において画像の階
調（画素値）が急激に変化する部分が多くなり、すなわ
ち高周波成分の多い画像となり、復元画像の画質の劣化
が大きくなってしまう。すなわち、画像サイズの小さい
画像やエッジ部分の多い画像が入力画像として入力され
たときには、単一の大きさのみのマクロブロックに入力
画像を分割して符号化処理を施すと、復元画像の画質の
劣化が大きくなってしまうという問題があった。

【０００７】また、一般に、入力画像を分割するマクロ
ブロックの大きさを大きくすると、上記入力画像の画像
データの圧縮率は高くなるが、高周波成分の多い画像ほ
ど復元画像の画質の劣化が大きくなる。そのため、低周
波成分の多い画像では、画像データの圧縮率を高くする
ために圧縮処理におけるマクロブロックの大きさを比較
的大きくしたとしても、復元画像の画質を維持すること
ができた。しかし、高周波成分の多い画像では、復元画
像の画質を維持したまま画像データの圧縮率を高くする
ためには圧縮処理におけるマクロブロックの大きさを適
切に決定し、入力画像を分割しなければならなかった。

【０００８】しかしながら、上記入力画像における原信
号や輝度信号等の画素値（画像データ）の発生分布は広
範囲であり、さらに上記画素値の分布の形状も入力画像
の種類により異なっていた。すなわち、入力画像の種類
等により入力画像を分割したマクロブロック内の周波数
分布が異なるため、予めマクロブロック内の周波数分布
を演算することにより、復元画像の画質を維持したま
ま、画像データの圧縮率を高くすることができる圧縮処
理におけるマクロブロックの大きさを決定することは容
易ではないという問題があった。

【０００９】本発明は、このような問題を解決するため
に成されたものであり、入力画像に応じて適切な圧縮処
理におけるマクロブロックの大きさを容易に決定し、復
元画像の画質を維持しながらも入力画像の画像データを
高い圧縮率で圧縮処理することができるようにすること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の画像データ圧縮
装置は、ｍ画素×ｎ画素（ｍおよびｎは自然数）の画像
ブロックで入力された入力画像データに所定の処理を施
して、上記画像ブロックの大きさを変更する画像サイズ
変換手段と、上記画像サイズ変換手段により大きさを変
更した画像ブロックの画像データを圧縮する圧縮手段
と、上記圧縮手段により圧縮した圧縮画像データを伸長
し、上記ｍ画素×ｎ画素の画像ブロックの復元画像デー
タを生成する伸長手段と、上記伸長手段により生成した
復元画像データと上記入力画像データとの相関の強さを
求める第１の相関演算手段と、上記相関演算手段より出
力される第１の相関の強さに基づいて、上記画像サイズ
変換手段によりさらに画像ブロックの大きさを変更する
か否かを判断する判断手段とを備えることを特徴とす
る。

【００１１】本発明の画像データ圧縮装置の他の特徴と
するところは、ｍ画素×ｎ画素（ｍおよびｎは自然数）
の画像ブロックで入力された入力画像データに所定の処
理を施して、上記画像ブロックの大きさを変更する画像
サイズ変換手段と、上記画像サイズ変換手段により大き
さを変更した画像ブロックの画像データを圧縮する圧縮
手段と、上記圧縮手段により圧縮した圧縮画像データを
伸長し、上記ｍ画素×ｎ画素の画像ブロックの復元画像
データを生成する伸長手段と、上記伸長手段により生成
した復元画像データと上記入力画像データとの相関の強
さを求める第１の相関演算手段と、上記伸長手段により
生成した復元画像データに基づいて、所定の大きさの分
割画像ブロックの画像データを生成し、生成した分割画
像ブロックの画像データと、上記入力画像データの当該
分割画像ブロックに対応する部分との相関の強さを求め
る第２の相関演算手段と、上記第１の相関演算手段より
出力される第１の相関の強さと、上記第２の相関演算手
段より出力される第２の相関の強さとに基づいて、上記
画像サイズ変換手段によりさらに画像ブロックの大きさ
を変更するか否かを判断する判断手段とを備えることを
特徴とする。

【００１２】本発明の画像データ圧縮装置のその他の特
徴とするところは、第２の相関演算手段は、伸長手段に
より生成した復元画像データからｍ'画素×ｎ'画素
（ｍ'およびｎ'は自然数、かつｍ'≦ｍ、ｎ'≦ｎ）の分
割画像ブロックの画像データを切り出し、切り出した分
割画像ブロックの画像データと、入力画像データの当該
分割画像ブロックに対応する部分との相関の強さを求め
ることを特徴とする。

【００１３】本発明の画像データ圧縮装置のその他の特
徴とするところは、第２の相関演算手段は、伸長手段に
より生成した復元画像データを結合してｍ'画素×ｎ'画
素（ｍ'およびｎ'は自然数、かつｍ'＞ｍ、ｎ'＞ｎ）の
分割画像ブロックの画像データを生成し、生成した分割
画像ブロックの画像データと、当該分割画像ブロックに
対応するように結合した入力画像データとの相関の強さ
を求めることを特徴とする。

【００１４】本発明の画像データ圧縮装置のその他の特
徴とするところは、圧縮対象である被圧縮画像データを
ｍ画素×ｎ画素の画像ブロック単位で抽出し、抽出した
上記被圧縮画像データを入力画像データとして入力する
画像ブロック抽出手段をさらに備えることを特徴とす
る。

【００１５】本発明の画像データ圧縮装置のその他の特
徴とするところは、画像ブロック抽出手段から入力され
たすべての入力画像データに対して、画像サイズ変換手
段によりさらに画像ブロックの大きさの変更を行わない
と判断手段により判断された際に、圧縮手段により圧縮
した上記すべての入力画像データにそれぞれ対応する圧
縮画像データを完全可逆符号化処理する完全可逆符号化
手段をさらに備えることを特徴とする。

【００１６】本発明の画像データ圧縮装置のその他の特
徴とするところは、完全可逆符号化手段は、圧縮手段に
より圧縮したすべての入力画像データにそれぞれ対応す
る圧縮画像データを複数の完全可逆符号化方式で完全可
逆符号化処理し、上記完全可逆符号化手段により複数の
完全可逆符号化方式で完全可逆符号化処理した圧縮画像
データを比較して、完全可逆符号化処理した圧縮画像デ
ータのデータ量が最も少ない完全可逆符号化方式を選択
する完全可逆符号化方式選択手段をさらに備えることを
特徴とする。

【００１７】本発明の画像データ圧縮装置のその他の特
徴とするところは、所定の解像度変化率で被圧縮画像デ
ータの解像度を変換し、画像ブロック抽出手段に供給す
る解像度変換手段をさらに備えることを特徴とする。

【００１８】本発明の画像データ圧縮装置のその他の特
徴とするところは、相関の強さは、伸長手段により生成
した復元画像データに基づく復元画像に係る画像データ
の各画素値と、当該画像データに対応する入力画像デー
タの各画素値との相関値であることを特徴とする。

【００１９】本発明の画像データ圧縮装置のその他の特
徴とするところは、相関値は、復元画像に係る画像デー
タの各画素値と、当該画像データに対応する入力画像デ
ータの各画素値とのＳ／Ｎ比であることを特徴とする。
本発明の画像データ圧縮装置のその他の特徴とするとこ
ろは、相関値は、復元画像に係る画像データの各画素値
と、当該画像データに対応する入力画像データの各画素
値との２乗平均誤差であることを特徴とする。本発明の
画像データ圧縮装置のその他の特徴とするところは、相
関値は、復元画像に係る画像データの各画素値と、当該
画像データに対応する入力画像データの各画素値との差
分絶対値距離であることを特徴とする。

【００２０】本発明の画像データ圧縮装置のその他の特
徴とするところは、判断手段は、相関値が所定の閾値よ
り小さい場合に、画像サイズ変換手段によりさらに画像
ブロックの大きさを変更すると判断することを特徴とす
る。本発明の画像データ圧縮装置のその他の特徴とする
ところは、判断手段は、相関値が所定の閾値より大きい
場合に、画像サイズ変換手段によりさらに画像ブロック
の大きさを変更すると判断することを特徴とする。

【００２１】本発明の画像データ圧縮装置のその他の特
徴とするところは、圧縮手段および伸長手段は、コード
ブック方式を用いたベクトル量子化によりそれぞれ圧
縮、伸長することを特徴とする。

【００２２】本発明の画像データ圧縮装置のその他の特
徴とするところは、コードブック内のａ画素×ｂ画素
（ａおよびｂは自然数）の画像ブロックの各パターンを
２乗平均誤差が最も小さいパターンが隣のアドレスにな
るように配置することを特徴とする。

【００２３】本発明の画像データ圧縮装置のその他の特
徴とするところは、コードブック内のａ画素×ｂ画素
（ａおよびｂは自然数）の画像ブロックの各パターンを
差分絶対値距離が最も小さいパターンが隣のアドレスに
なるように配置することを特徴とする。

【００２４】本発明の画像データ圧縮装置のその他の特
徴とするところは、コードブック内のａ画素×ｂ画素
（ａおよびｂは自然数）の画像ブロックの各パターンを
所定の規則に従い隣接して配置するとともに、上記所定
の規則に従って画像ブロックの各パターンを配置するア
ドレスの前方または後方の隣接するアドレスに、ａ画素
×ｂ画素の画像ブロックの要素値が全て同じ値であるパ
ターンを所定の個数だけさらに配置することを特徴とす
る。

【００２５】本発明の画像データ圧縮装置のその他の特
徴とするところは、入力された入力画像を所定の圧縮方
式で圧縮する圧縮手段と、上記圧縮手段により上記入力
画像データを圧縮した圧縮画像データを複数の完全可逆
符号化方式により完全可逆符号化処理する完全可逆符号
化手段と、上記完全可逆符号化手段により完全可逆符号
化処理した圧縮画像データを比較して、完全可逆符号化
処理した圧縮画像データのデータ量が最も少ない完全可
逆符号化方式を選択する完全可逆符号化方式選択手段と
を備えることを特徴とする。

【００２６】本発明の画像データ圧縮装置のその他の特
徴とするところは、圧縮手段は、コードブック方式を用
いたベクトル量子化により入力画像データを圧縮するこ
とを特徴とする。

【００２７】本発明の画像データ圧縮装置のその他の特
徴とするところは、コードブック内のａ画素×ｂ画素
（ａおよびｂは自然数）の画像ブロックの各パターンを
２乗平均誤差が最も小さいパターンが隣のアドレスにな
るように配置することを特徴とする。

【００２８】本発明の画像データ圧縮装置のその他の特
徴とするところは、コードブック内のａ画素×ｂ画素
（ａおよびｂは自然数）の画像ブロックの各パターンを
差分絶対値距離が最も小さいパターンが隣のアドレスに
なるように配置することを特徴とする。

【００２９】本発明の画像データ圧縮装置のその他の特
徴とするところは、コードブック内のａ画素×ｂ画素
（ａおよびｂは自然数）の画像ブロックの各パターンを
所定の規則に従い隣接して配置するとともに、上記所定
の規則に従って画像ブロックの各パターンを配置するア
ドレスの前方または後方の隣接するアドレスに、ａ画素
×ｂ画素の画像ブロックの要素値が全て同じ値であるパ
ターンを所定の個数だけさらに配置することを特徴とす
る。

【００３０】本発明の画像データ圧縮方法は、ｍ画素×
ｎ画素（ｍおよびｎは自然数）の画像ブロックで入力さ
れた入力画像データに所定の処理を施して、上記画像ブ
ロックの大きさを変更し、大きさを変更した画像ブロッ
クの画像データを圧縮処理し、上記圧縮処理により得ら
れた圧縮画像データを伸長処理して、上記ｍ画素×ｎ画
素の画像ブロックの復元画像データを生成し、上記生成
した復元画像データと上記入力画像データとの相関の強
さを示す第１の相関の強さを求め、上記第１の相関の強
さに基づいて画像ブロックの大きさをさらに変更するか
否かを判断することを特徴とする。

【００３１】本発明の画像データ圧縮方法の他の特徴と
するところは、ｍ画素×ｎ画素（ｍおよびｎは自然数）
の画像ブロックで入力された入力画像データに所定の処
理を施して、上記画像ブロックの大きさを変更し、大き
さを変更した画像ブロックの画像データを圧縮処理し、
上記圧縮処理により得られた圧縮画像データを伸長処理
して、上記ｍ画素×ｎ画素の画像ブロックの復元画像デ
ータを生成し、上記生成した復元画像データと上記入力
画像データとの相関の強さを示す第１の相関の強さを求
めるとともに、上記生成した復元画像データに基づいて
所定の大きさの分割画像ブロックの画像データを生成
し、生成した分割画像ブロックの画像データと上記入力
画像データの当該分割画像ブロックに対応する部分との
相関の強さを示す第２の相関の強さを求め、上記第１の
相関の強さと上記第２の相関の強さとに基づいて、画像
ブロックの大きさをさらに変更するか否かを判断するこ
とを特徴とする。

【００３２】本発明の画像データ圧縮方法のその他の特
徴とするところは、第２の相関の強さとして、生成した
復元画像データからｍ'画素×ｎ'画素（ｍ'およびｎ'は
自然数、かつｍ'≦ｍ、ｎ'≦ｎ）の分割画像ブロックの
画像データを切り出し、切り出した分割画像ブロックの
画像データと、入力画像データの当該分割画像ブロック
に対応する部分との相関の強さを求めることを特徴とす
る。

【００３３】本発明の画像データ圧縮方法のその他の特
徴とするところは、第２の相関の強さとして、生成した
復元画像データを結合してｍ'画素×ｎ'画素（ｍ'およ
びｎ'は自然数、かつｍ'＞ｍ、ｎ'＞ｎ）の分割画像ブ
ロックの画像データを生成し、生成した分割画像ブロッ
クの画像データと、当該分割画像ブロックに対応するよ
うに結合した入力画像データとの相関の強さを求めるこ
とを特徴とする。

【００３４】本発明の画像データ圧縮方法のその他の特
徴とするところは、圧縮対象である被圧縮画像データを
上記ｍ画素×ｎ画素の画像ブロック単位で抽出し、抽出
した上記被圧縮画像データを入力画像データとして入力
し、上記入力されたすべての入力画像データに対して、
上記画像ブロックの大きさをさらに変更しないと判断さ
れた際に、圧縮処理により得られた上記すべての入力画
像データにそれぞれ対応する圧縮画像データを完全可逆
符号化処理することを特徴とする。

【００３５】本発明の画像データ圧縮方法のその他の特
徴とするところは、圧縮処理により得られたすべての入
力画像データにそれぞれ対応する圧縮画像データを複数
の完全可逆符号化方式で完全可逆符号化処理し、上記複
数の完全可逆符号化方式で完全可逆符号化処理した圧縮
画像データのデータ量が最も少ない完全可逆符号化方式
を選択することを特徴とする。

【００３６】本発明の画像データ圧縮方法のその他の特
徴とするところは、所定の解像度変化率で圧縮対象であ
る被圧縮画像データの解像度を変換し、上記解像度を変
換した被圧縮画像データをｍ画素×ｎ画素の画像ブロッ
ク単位で抽出し、抽出した被圧縮画像データを入力画像
データとして入力することを特徴とする。

【００３７】本発明の画像データ圧縮方法のその他の特
徴とするところは、相関の強さは、生成した復元画像デ
ータに基づく復元画像に係る画像データの各画素値と、
当該画像データに対応する入力画像データの各画素値と
の相関値であることを特徴とする。

【００３８】本発明の画像データ圧縮方法のその他の特
徴とするところは、相関値は、復元画像に係る画像デー
タの各画素値と、当該画像データに対応する入力画像デ
ータの各画素値とのＳ／Ｎ比、２乗平均誤差、および差
分絶対値距離のうち何れかであることを特徴とする。

【００３９】本発明の画像データ圧縮方法のその他の特
徴とするところは、圧縮処理および伸長処理は、コード
ブック方式を用いたベクトル量子化によりそれぞれ圧
縮、伸長することを特徴とする。

【００４０】本発明の画像データ圧縮方法のその他の特
徴とするところは、入力された入力画像データを所定の
圧縮方式により圧縮処理し、上記圧縮処理により得られ
た圧縮画像データを複数の完全可逆符号化方式により完
全可逆符号化処理し、上記完全可逆符号化処理した圧縮
画像データのデータ量が最も少ない完全可逆符号化方式
を選択することを特徴とする。

【００４１】本発明の画像データ圧縮方法のその他の特
徴とするところは、圧縮処理は、コードブック方式を用
いたベクトル量子化により入力画像データを圧縮するこ
とを特徴とする。

【００４２】本発明のコンピュータ読み取り可能な記録
媒体は、上記各手段としてコンピュータを機能させるた
めのプログラムを記録したことを特徴とする。また、本
発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体の他の特徴
とするところは、上記画像データ圧縮方法の手順をコン
ピュータに実行させるためのプログラムを記録したこと
を特徴とする。

【００４３】本発明のプログラムは、上記各手段として
コンピュータを機能させることを特徴とする。また、本
発明のプログラムの他の特徴とするところは、上記画像
データ圧縮方法の手順をコンピュータに実行させること
を特徴とする。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しながら説明する。以下に示す各実施形態は、圧縮
対象の画像データとして例えば動画を構成する静止画を
例にとり、圧縮した画像データから生成した復元画像の
画質および画像データの圧縮率の更なる向上を達成する
ものである。

【００４５】（第１の実施形態）先ず、図１〜図６を参
照しながら、本発明の第１の実施形態について説明す
る。なお、本実施形態では、所定の大きさの画素ブロッ
ク（マクロブロック）に入力画像を分割し圧縮する手法
として、圧縮したデータの伸長処理を容易に行うことが
できるベクトル量子化（ＶＱ：Vector Quantization）
という手法を用いている。最初に、ベクトル量子化によ
る画像圧縮および伸長の原理について、静止画像を例に
とり図１を参照しながら説明する。

【００４６】図１は、ベクトル量子化による画像圧縮お
よび伸長の原理を説明するための図である。図１に示す
ように、圧縮対象の画像データとして入力される入力画
像１は、画素と呼ばれる要素が多数集まって構成されて
いる。個々の画素は、ＲＧＢ信号から変換された輝度信
号（Ｙ信号）、及び色信号（Ｕ、Ｖ信号）等の情報を持
っている。

【００４７】入力画像１中から複数画素で構成されるブ
ロックを取り出したのが、入力画像ブロック（マクロブ
ロック）２である。図１の例では、入力画像ブロック２
の大きさとして４画素×４画素を選んでいるが、この大
きさは何であってもよい。この入力画像ブロック２は、
上述したように複数の画素で構成されており、各々の画
素が持つ輝度信号値および色信号値を集めてそれぞれベ
クトルデータとすることができる。これが、入力ベクト
ルデータである。

【００４８】ここで、入力画像１中の幾つかの入力画像
ブロック２は、人間の視覚特性上、見た目では殆ど同じ
に見える場合がある。このような同じに見える複数の入
力画像ブロック２を、より少ない数の画像ブロックで代
表させることが可能である。コードブック３は、入力画
像１上の多数の入力画像ブロック２を代表する画像ブロ
ック（コードベクトルデータ）を複数持ったものであ
る。コードベクトルデータは、コードブック３内の画像
ブロックを構成する各々の画素が持つ輝度信号値や色度
信号値をベクトルデータとしたものである。

【００４９】ベクトル量子化では、入力画像１の全体を
入力画像ブロックとして分割し、各々の入力画像ブロッ
ク２を入力ベクトルデータとして、その入力ベクトルデ
ータに類似するコードベクトルデータをコードブック３
内から検索する。そして、該当するコードベクトルデー
タの番号のみを転送することで、画像を圧縮することが
可能である。圧縮された画像を再生して再現画像４を得
るには、上記転送された番号に対応するコードベクトル
データをコードブック３から読み出し、画像にあてはめ
ればよい。

【００５０】第１の実施形態は、入力画像を所定の大き
さに分割して取り出した上述の入力画像ブロック２に処
理方法に併せて拡大処理または縮小処理を施した後、所
定の大きさの圧縮対象マクロブロックに分割しベクトル
量子化を行うものである。

【００５１】図２は、第１の実施形態による画像データ
圧縮方法の処理手順を示すフローチャートである。ま
ず、ステップＳ１にて、入力画像１の入力を行う。次
に、ステップＳ２にて、上記入力画像１から基本サイズ
マクロブロック５（以下、「基本サイズＭＢ」と称
す。）を抽出する。すなわち、入力画像１を所定の大き
さの基本サイズＭＢ５に分割する。ここで、上記基本サ
イズＭＢ５は、後述する圧縮対象マクロブロック（以
下、「圧縮対象ＭＢ」と称す。）以上の画素数で構成さ
れるマクロブロックである。

【００５２】例えば、図３に示すように圧縮対象ＭＢが
４画素×４画素の大きさであれば、基本サイズＭＢ５を
１６画素×１６画素の大きさとすれば良い。なお、ここ
では、一例として１６画素×１６画素の大きさの基本サ
イズＭＢを示しているが、この大きさは任意に設定可能
である。

【００５３】次に、ステップＳ３にて、上記ステップＳ
２において抽出した基本サイズＭＢ５の中の１つの基本
サイズＭＢ５について画像サイズ変換処理を行う。上記
画像サイズ変換処理では、基本サイズＭＢ５を所定の縮
小率で縮小処理して、基本サイズＭＢ５のサイズを変更
した後、所定の大きさの圧縮対象ＭＢに分割する。この
ステップＳ３における画像サイズ変換処理の詳細につい
ては後述する。

【００５４】ステップＳ４にて、上記ステップＳ３にお
いて所定の大きさに分割した圧縮対象ＭＢについて上述
したベクトル量子化による圧縮処理を行い、処理結果と
してコードベクトルデータのコード番号を出力する。こ
のステップＳ４では、上記ステップＳ３において所定の
大きさに分割した全ての圧縮対象ＭＢについてベクトル
量子化による圧縮処理を行う。

【００５５】次に、ステップＳ５にて、上記ステップＳ
４において全ての圧縮対象ＭＢについて得られたコード
番号に基づいて、画像を復元する。すなわち、ステップ
Ｓ５では、上記コード番号に対応したコードベクトルデ
ータをコードブックからそれぞれ読み出して、読み出し
たコードベクトルデータを結合し画像を復元する。

【００５６】ステップＳ６にて、上記ステップＳ５にお
いて復元したコードベクトルデータにより構成される画
像を基本サイズＭＢ５の大きさと同じサイズに拡大処理
する。これにより、基本サイズＭＢ５と同じサイズの復
元画像を得ることができる。

【００５７】次に、ステップＳ７にて、上記ステップＳ
６において得られた復元画像と、当該復元画像に対応す
る基本サイズＭＢ５の画像との相関値、例えばＳ／Ｎ比
を演算し、所定の閾値以上であるか否か判定する。すな
わち、ステップＳ７では、ベクトル量子化により圧縮処
理した画像データに基づいて生成した復元画像の画質に
問題があるか否か判定する。

【００５８】上記判定の結果、相関値が所定の閾値より
小さい場合には、上述したステップＳ３の画像サイズ変
換処理に戻り、基本サイズＭＢ５を縮小する所定の縮小
率を変更し、上述したステップＳ３〜ステップＳ７の処
理を繰り返し行う。一方、上記判定の結果、相関値が所
定の閾値以上の場合には、上記ステップＳ３での基本サ
イズＭＢ５の縮小率、および上記ステップＳ４において
得られたコード番号を出力し、ステップＳ８に進む。

【００５９】ステップＳ８では、ベクトル量子化による
圧縮処理を施していない基本サイズＭＢ５があるか否か
判断する。上記判断の結果、ベクトル量子化による圧縮
処理を施していない基本サイズＭＢ５がある場合には、
上記ステップＳ３に戻り、上述したステップＳ３〜ステ
ップＳ７の処理を行う。一方、ベクトル量子化による圧
縮処理を施していない基本サイズＭＢ５がない場合、す
なわち上記ステップＳ２において抽出した全ての基本サ
イズＭＢ５についてベクトル量子化による圧縮処理が終
了している場合には、ステップＳ９に進む。

【００６０】次に、ステップＳ９にて、上述した処理に
より全ての基本サイズＭＢ５についてそれぞれ得られた
コード番号を完全可逆符号化処理する。ここで、上記完
全可逆符号化処理では、上記コード番号を少なくとも１
つの完全可逆符号化方式、例えばＬＺＳＳ圧縮法やハフ
マン符号化により完全可逆符号化処理する。そして、複
数の完全可逆符号化方式で完全可逆符号化処理した場合
には、完全可逆符号化処理後のデータ量を比較し、デー
タ量が最も少ない完全可逆符号化処理後のデータを選択
する。さらに、画像全体で採用した完全可逆符号化方式
を示す情報と基本サイズＭＢ５毎の縮小率の情報とを圧
縮データのヘッダとして書き込み、完全可逆符号化処理
後のデータと合成して圧縮データとして出力する。

【００６１】次に、ステップＳ１０にて、上記ステップ
Ｓ９において出力した圧縮データを、上記ステップＳ１
において入力された入力画像の圧縮データとして出力
し、処理を終了する。

【００６２】なお、ここで上述したステップＳ４におい
て用いるコードベクトルデータは、各基本サイズＭＢ５
の縮小率および圧縮対象ＭＢの大きさによって異なるコ
ードブックを用いることも可能であるし、共通のコード
ブックを用いることも可能である。

【００６３】次に、上記図２に示したステップＳ３での
画像サイズ変換処理について、図３を参照しながら詳細
に説明する。図３は、画像サイズ変換処理を説明するた
めの模式図である。なお、以下の説明では、横方向にＸ
個が並び、縦方向にＹ個が並び、（Ｘ×Ｙ）個の画素に
より構成されるマクロブロックを、Ｘ画素×Ｙ画素のマ
クロブロックと記述する。また、図３では、上記図２に
示したステップＳ２において、入力画像１から１６画素
×１６画素の基本サイズＭＢ５を抽出した場合を一例と
して示している。

【００６４】先ず、上記図２のステップＳ２において基
本サイズＭＢ５を抽出した後、最初に行う画像サイズ変
換処理では、抽出した基本サイズＭＢ５の縦方向および
横方向のサイズをそれぞれ４分の１の大きさ、すなわち
基本サイズＭＢ５を４分の１に縮小処理して、４画素×
４画素の縮小マクロブロック６（以下、「縮小ＭＢ」と
称す。）を得る。得られた４画素×４画素の縮小ＭＢ６
を圧縮対象ＭＢ７として、ベクトル量子化による圧縮処
理等の上記図２に示したステップＳ４〜ステップＳ７の
処理を行う。

【００６５】上記縮小処理では、注目画素の画素値とそ
の近傍に存在する画素の画素値との平均値を演算し、演
算結果を代表値とすることで縮小ＭＢ６を得る。また、
上記縮小処理に限らず、例えば、１６画素×１６画素の
基本サイズＭＢ５を１６個の４画素×４画素のブロック
に分割し、各ブロックにて画素値の平均値を演算し、演
算結果を代表値として縮小ＭＢ６を得るようにしても良
いし、１６画素×１６画素の基本サイズＭＢ５において
所定の画素間隔で抽出した画素値を代表値として縮小Ｍ
Ｂ６を得る、つまり所定の縮小率に併せて画素を間引き
して縮小ＭＢ６を得るようにしても良い。また、注目画
素とその近傍に存在する画素との距離の比を求め、その
比率で注目画素の画素値をその近傍の画素値から求める
線形補間法を用いて、縮小ＭＢ６を得るようにしても良
い。

【００６６】図２に示したステップＳ４〜ステップＳ７
の処理を上記圧縮対象ＭＢ７について行い、ステップＳ
７での判定結果により、再びステップＳ３に処理が戻っ
た場合には、基本サイズＭＢ５を縮小する縮小率を変更
する。そして、基本サイズＭＢ５の横方向のサイズを２
分の１、縦方向のサイズを４分の１の大きさに縮小処理
して、８画素×４画素の縮小ＭＢ８を得る。この８画素
×４画素の縮小ＭＢ８を、２個の４画素×４画素のマク
ロブロック９に分割し、これを圧縮対象ＭＢとして、図
２に示したステップＳ４〜ステップＳ７の処理を行う。

【００６７】基本サイズＭＢ５を縮小処理した８画素×
４画素の縮小ＭＢ８での処理の結果、再び、ステップＳ
３に処理が戻ってきた場合には、基本サイズＭＢ５を縮
小する縮小率を変更する。そして、基本サイズＭＢ５の
横方向のサイズを２分の１、縦方向のサイズを２分の１
の大きさに縮小処理して、８画素×８画素の縮小ＭＢ１
０を得る。この８画素×８画素の縮小ＭＢ１０は、４個
の４画素×４画素のマクロブロック１１に分割し、これ
を圧縮対象ＭＢとして、図２に示したステップＳ４〜ス
テップＳ７の処理を行う。

【００６８】そして、再び、ステップＳ３に処理が戻っ
てきた場合には、基本サイズＭＢ５の横方向のサイズを
１分の１、縦方向のサイズを２分の１の大きさに縮小処
理して、１６画素×８画素の縮小ＭＢ１２を得る。この
１６画素×８画素の縮小ＭＢ１２を、８個の４画素×４
画素のマクロブロック１３に分割し、これを圧縮対象Ｍ
Ｂとして、図２に示したステップＳ４〜ステップＳ７の
処理を行う。

【００６９】再び、ステップＳ３に処理が戻ってきた場
合には、基本サイズＭＢ５を縮小する縮小率を変更し、
横方向のサイズを１分の１、縦方向サイズを１分の１の
大きさに縮小処理する。つまり、入力された１６画素×
１６画素の基本サイズＭＢ５のサイズを変更せずに、縮
小ＭＢ１４とする。この縮小ＭＢ１４は、１６個の４画
素×４画素のマクロブロック１５に分割し、これを圧縮
対象ＭＢとして、図２に示したステップＳ４〜ステップ
Ｓ７の処理を行う。

【００７０】さらに、再び、ステップＳ３に処理が戻っ
てきた場合には、基本サイズＭＢ５を縮小する縮小率を
変更し、横方向のサイズを１分の２、縦方向サイズを１
分の２の大きさに縮小処理する。つまり、入力された１
６画素×１６画素の基本サイズＭＢ５の横方向および縦
方向のサイズをそれぞれ２倍に拡大処理する。この後、
４画素×４画素のマクロブロックに分割してもよいが、
図３においては上述した処理と等価の操作である、１６
画素×１６画素のマクロブロック１４から２画素×２画
素のマクロブロック１６に分割している。この際、２画
素×２画素のマクロブロック１６は６４個得られること
になり、これらを圧縮対象ＭＢとして、図２に示したス
テップＳ４〜ステップＳ７の処理を行う。

【００７１】再び、ステップＳ３に処理が戻ってきた場
合には、基本サイズＭＢ５を縮小する縮小率を変更し、
横方向のサイズを１分の４、縦方向サイズを１分の４の
大きさに縮小処理する。つまり、入力された１６画素×
１６画素の基本サイズＭＢ５の横方向および縦方向のサ
イズをそれぞれ４倍に拡大処理する。この後、４画素×
４画素のマクロブロックに分割してもよいが、図３にお
いては上述した処理と等価の操作である、１６画素×１
６画素のマクロブロック１４から１画素×１画素のマク
ロブロック１７に分割している。この際、１画素×１画
素のマクロブロック１７は２５６個得られることにな
る。

【００７２】これら１画素×１画素のマクロブロック１
７を圧縮対象ＭＢとして、ステップＳ４〜ステップＳ７
の処理を行うことも可能であるが、このマクロブロック
１７は画素そのものを表わしているため、ステップＳ４
〜ステップＳ７の操作を省略してステップＳ９の完全可
逆符号化処理を行い、ステップＳ１０にて圧縮データを
出力することも可能である。

【００７３】このように、図２に示したステップＳ７に
おける復元画像と基本サイズＭＢ５の画像との相関値に
よる判定の結果、現状の縮小率により得られた縮小ＭＢ
のサイズでは、復元画像（再生画像）の画質に問題があ
ると判断した場合には、ステップＳ３における基本サイ
ズＭＢ５を縮小する縮小率を変化させることにより、復
元画像（再生画像）の画質の劣化を抑えた画像データ圧
縮ができる。

【００７４】また、上記ステップＳ７における上記相関
値による判定の結果、所定の閾値条件を満足している場
合には、より大きな縮小ＭＢのサイズで画像データ圧縮
が可能であるため、大幅な圧縮率の向上を達成すること
ができる。

【００７５】なお、図３に示す画像サイズ変換処理にお
いては、１６画素×１６画素の基本サイズＭＢ５を使用
した場合を一例として示しているが、上記基本サイズＭ
Ｂ５の大きさは、任意の大きさの基本サイズＭＢを用い
ることができる。

【００７６】また、基本サイズＭＢ５を縮小する縮小率
の変化についても、図３に示した縮小率の変化は、ほん
の一例であり、他の縮小の方法を採用しても何ら問題は
ない。また、図３においては、基本サイズＭＢ５を縮小
する縮小率を変化させる際、縦方向の縮小率は常に横方
向の縮小率以下としているが、縦方向の縮小率が横方向
の縮小率以上となっても良いことは言うまでもない。つ
まり、横方向および縦方向の縮小率を（Ｘ、Ｙ）と記述
すると、例えば、縮小率を（１／４、１／４）→（１／
４、１／２）→（１／２、１／４）→（１／２、１／
２）→…と変化させても良いし、（１／４、１／４）→
（１／４、１／２）→（１／２、１／２）→…と変化さ
せても良い。

【００７７】また、図２のステップＳ７において、復元
画像と当該復元画像に対応する基本サイズＭＢ５の画像
との相関値に基づいて、基本サイズＭＢ５を縮小する縮
小率を変化させるか否かを判定するための所定の閾値条
件を適宜設定することにより、強制的に任意の縮小率以
降の縮小率の変更を行わないように（図２に示すステッ
プＳ３に処理が戻らないように）したり、任意の縮小率
での圧縮処理した画像データが出力されることを禁止し
たりするようにしても良い。例えば、上記所定の閾値条
件として常に満足できる閾値条件を設定することによ
り、以降の縮小率の変更を行わないようにすることがで
き、逆に常に満足することができない閾値条件を設定す
ることにより、任意の縮小率での圧縮処理した画像デー
タが出力されることを禁止することができる。

【００７８】また、ベクトル量子化による圧縮処理を行
う圧縮対象ＭＢのサイズとして、４画素×４画素、２画
素×２画素及び１画素×１画素の圧縮対象ＭＢを例に挙
げているが、これについても任意のサイズの圧縮対象Ｍ
Ｂを使用しても本発明の効果に何ら影響を与えるもので
はない。

【００７９】また、図３に示す画像サイズ変換処理にお
いては、１６画素×１６画素の基本サイズＭＢ５を使用
し、上記基本サイズＭＢ５を縮小かつ、４画素×４画
素、２画素×２画素のマクロブロックに分割し、ベクト
ル量子化による圧縮処理を行う例について示している
が、例えば、基本サイズＭＢ５を横方向および縦方向に
４分の１に縮小して、４画素×４画素のマクロブロック
とするとき、基本サイズＭＢ５を縮小処理するのではな
く、１６画素×１６画素のコードベクトルデータをコー
ドブックに用意しておき、ベクトル量子化による圧縮対
象ＭＢのサイズを４画素×４画素から１６画素×１６画
素としても同様の効果が得られる。

【００８０】このように、基本サイズＭＢ５を縮小し、
かつ４画素×４画素、２画素×２画素等のマクロブロッ
クに分割するかわりに、縮小率にあったマクロブロック
サイズ（１６画素×１６画素、８画素×１６画素、８画
素×８画素、４画素×８画素、４画素×４画素、２画素
×２画素、１画素×１画素）に分割し、それに対応する
コードベクトルデータをコードブックに用意しておき、
ベクトル量子化による圧縮処理をすることで、本発明の
効果と同様の効果が得られる。

【００８１】次に、図４を参照しながら、上述の画像デ
ータ圧縮方法を実現する画像データ圧縮装置の構成につ
いて説明する。図４は、第１の実施形態による画像デー
タ圧縮装置の一構成例を示すブロック図である。

【００８２】画像入力部３０には入力画像１が入力され
る。マクロブロック抽出部３１は、上記入力画像１から
基本サイズＭＢ５の抽出を行う。画像サイズ変換部３２
は、図３に示すようにして、マクロブロック抽出部３１
により抽出した基本サイズＭＢ５のサイズを所定の縮小
率で変換し、ベクトル量子化圧縮部３３での圧縮処理を
施す圧縮対象ＭＢを生成する。

【００８３】ベクトル量子化圧縮部３３は、コードブッ
ク記憶部３５に保持されているコードブックを構成する
コードベクトルデータを用いて、上記画像サイズ変換部
３２から供給される圧縮対象ＭＢの圧縮処理を行う。画
像復元部３４は、上記ベクトル量子化圧縮部３３による
圧縮処理の結果、出力されるコードベクトルデータのコ
ード番号に基づいて、コードブック記憶部３５に保持さ
れているコードベクトルデータを読み出し、読み出した
コードベクトルデータを結合して画像を生成する。

【００８４】ここで、上記コードブックは、例えば２０
４８個のコードベクトルデータを備えており、さらにコ
ードブック内では同じサイズのコードベクトルデータに
おいて、互いに隣り合うアドレスのコードベクトルデー
タとの２乗平均誤差が最も小さくなるように配置されて
いる。なお、同じサイズのコードベクトルデータにおい
て、互いに隣り合うアドレスのコードベクトルデータと
の差分絶対値距離が最も小さくなるようにコードブック
内に配置するようにしても良い。

【００８５】また、上述のようにコードベクトルデータ
が配置されたコードブックにて、同じサイズのコードベ
クトルデータの先頭のアドレス（当該コードベクトルデ
ータの最小アドレスの前方に隣接するアドレス）または
最後のアドレス（当該コードベクトルデータの最大アド
レスの後方に隣接するアドレス）に、さらにコードベク
トルデータのサイズが同じであるとともに各要素が全て
同じ値を有し、互いに異なるコードベクトルデータ（同
じサイズのベタパターンで互いに異なるコードベクトル
データ）を所定の個数（例えば、画素の階調値分）だけ
コードブック内に配置するようにしても良い。また、コ
ードベクトルデータが、互いに隣り合うアドレスのコー
ドベクトルデータと歪みが小さくなるようにコードブッ
ク内に配置される手法であれば、どのような手法を採用
しても問題ない。

【００８６】このように、予めコードベクトルデータを
２乗平均誤差などを用いてコードブック内に配置してお
くことで、圧縮処理においてコードベクトルデータの検
索時間が短くなり、圧縮処理の高速化を図ることができ
る。また、ベクトル量子化による圧縮処理後に出力され
る画像データは、画像の特性からコードベクトルデータ
のコード番号に偏りが生じるため、完全可逆符号化によ
る符号化効率が高くなり、圧縮データのデータサイズが
より小さくなるという利点がある。

【００８７】画像サイズ逆変換部３６は、画像復元部３
４により生成した画像に対して、画像サイズ変換部３２
で行われた処理と逆の処理を行い、基本サイズＭＢ５と
同じサイズの復元画像を生成する。

【００８８】判定部３７は、画像サイズ逆変換部３６に
より生成した復元画像と、当該復元画像に対応する基本
サイズＭＢ５との相関値（例えば、Ｓ／Ｎ比）を算出す
る。また、判定部３７は、算出した相関値と予め設定し
た閾値とを比較することにより、画像サイズ逆変換部３
６により生成した復元画像の画質の劣化が大きいか否か
判定を行う。

【００８９】上記判定の結果、画像サイズ逆変換部３６
により生成した復元画像の画質の劣化が大きいと判断し
た場合には、判定部３７は、基本サイズＭＢ５を縮小す
る縮小率を変更し、再度ベクトル量子化による圧縮処理
を行うように画像サイズ変換部３２等に指示する。ま
た、上記判定の結果、画像サイズ逆変換部３６により生
成した復元画像の画質の劣化がさほど大きくないと判断
した場合には、基本サイズＭＢ５の縮小率およびコード
ベクトルデータのコード番号を出力する。

【００９０】完全可逆符号化部３８は、上記判定部３７
から出力されたコードベクトルデータのコード番号を少
なくとも１つの完全可逆符号化方式により完全可逆符号
化処理し、複数の完全可逆符号化方式により完全可逆符
号化処理した場合には、完全可逆符号化処理後のデータ
量が最も少ないデータを選択する。そして、完全可逆符
号化部３８は、画像全体で採用した完全可逆符号化方式
を示す情報と基本サイズＭＢ５毎の縮小率の情報とを圧
縮データのヘッダとして書き込み、完全可逆符号化処理
後のデータと合成して圧縮データとして出力する。

【００９１】図５は、上記完全可逆符号化部３８の詳細
な構成を示すブロック図である。図５において、第１お
よび第２の完全可逆符号化部２１、２２は、図４に示す
判定部３７から供給されるコードベクトルデータのコー
ド番号をそれぞれＬＺＳＳ圧縮法およびハフマン符号化
により圧縮処理し、データ量比較部２３に供給する。

【００９２】データ量比較部２３は、上記第１および第
２の完全可逆符号化部２１、２２により圧縮処理された
コード番号のデータ量を比較する。また、データ量比較
部２３は、上記比較の結果、データ量が最も少ない完全
可逆符号化方式を選択し、その選択した完全可逆符号化
方式を示す情報と基本サイズＭＢ５毎の縮小率の情報と
を圧縮データのヘッダとして書き込み、選択した完全可
逆符号化処理後のデータと合成して圧縮データとして出
力する。

【００９３】なお、図５においては、完全可逆符号化方
式として、ＬＺＳＳ圧縮法とハフマン符号化を用いてい
るが、本発明は上記完全可逆符号化方式に限らず、この
他の完全可逆符号化方式を用いても良いことは言うまで
もなく、また３種類以上の完全可逆符号化方式を採用し
ても何ら問題はない。このように、完全可逆符号化処理
において、複数の異なる完全可逆符号化方式による圧縮
処理を行い、データ量が最も少ない完全可逆符号化方式
を採用することにより、従来の１種類の完全可逆符号化
方式による圧縮処理に比べ、入力画像の種類、つまりコ
ード番号の並び方に応じた最適な完全可逆符号化方式を
選択でき、大幅な圧縮率の向上を達成することができ
る。

【００９４】図４に戻り、圧縮データ出力部３９は、上
記完全可逆符号化部３８により出力される圧縮データ
を、画像入力部３０に入力された入力画像の圧縮データ
として、外部に送信したり、内部に記録したりする。な
お、ベクトル量子化圧縮部３３で用いられるコードベク
トルデータについては、各基本サイズＭＢ５の縮小率お
よび圧縮対象ＭＢのサイズによって異なるコードブック
を用いることも可能であるし、共通のコードブックを用
いることも可能である。

【００９５】次に、図６を参照しながら、第１の実施形
態による画像データ圧縮方法により画像データ圧縮を行
った場合のデータの伸長方法について説明する。図６は
データ伸長方法の手順を示すフローチャートである。

【００９６】先ず、ステップＳ４０にて、ベクトル量子
化および完全可逆符号化により圧縮処理した圧縮データ
を入力する。ステップＳ４１にて、上記ステップＳ４０
において入力された圧縮データからヘッダ情報を抽出
し、さらに完全可逆符号化方式を示す情報および基本サ
イズＭＢ５の縮小率の情報を抽出し、これらの情報に基
づいて、伸長処理の方法を決定する。

【００９７】ステップＳ４２にて、上記ステップＳ４１
において抽出した完全可逆符号化方式を示す情報に示さ
れた完全可逆符号化方式に従い、圧縮データをデコード
する。ステップＳ４３にて、圧縮データをデコードする
ことにより得られたコード番号に対応するコードベクト
ルデータをコードブックから抽出する。このステップＳ
４３では、ステップＳ４１において抽出した基本サイズ
ＭＢ５の縮小率の情報に基づいて、１つの基本サイズＭ
Ｂ５を構成する１つまたは複数のコードベクトルデータ
が抽出される。

【００９８】ステップＳ４４にて、上記ステップＳ４３
において抽出したコードベクトルデータと、ステップＳ
４１において抽出した基本サイズＭＢ５の縮小率の情報
をもとに、各コードベクトルデータの結合と画像の拡大
処理を行い、１６画素×１６画素の基本サイズＭＢ５の
復元画像にする。全ての基本サイズＭＢ５について、上
述した処理を繰り返すことにより復元画像は合成され、
ステップＳ４５にて、復元画像の再生が行われる。

【００９９】以上説明したように、本発明の第１の実施
形態によれば、入力画像１から先ず基本サイズＭＢ５を
抽出し、所定の処理方法に併せて上記基本サイズＭＢ５
に拡大処理または縮小処理を行い、所望の大きさの縮小
ＭＢに分割した後に、ベクトル量子化による圧縮処理を
行い、圧縮処理した画像データに基づいて生成した復元
画像と上記入力画像１とを比較し、復元画像の画質に問
題がなくなるまで基本サイズＭＢ５に拡大処理または縮
小処理を繰り返し行い、ベクトル量子化による圧縮処理
を行う。さらに、複数の完全可逆符号化方式による完全
可逆符号化処理後のデータ量を比較した上で、より圧縮
率が高い完全可逆符号化方式を選択する。これにより、
復元画像の画質の劣化を最小限に抑えて入力画像１の画
像データ圧縮率の大幅な向上を達成することが可能とな
る。

【０１００】なお、第１の実施形態では、基本サイズＭ
Ｂ５を構成する全ての圧縮対象ＭＢについてベクトル量
子化による圧縮処理を行った後、復元画像と基本サイズ
ＭＢ５の画像との相関値を算出して復元画像の画質の判
定を行うようにしているが、１つの圧縮対象ＭＢについ
てベクトル量子化による圧縮処理を行うたびに、それま
でに圧縮処理した部分の復元画像と、それに対応する部
分の基本サイズＭＢ５の画像との相関値を算出して復元
画像の画質の判定を行うようにしても良い。このように
すると、復元画像の画質の劣化が大きい場合には、ベク
トル量子化による圧縮処理を施していない残り圧縮対象
ＭＢを圧縮処理せず、基本サイズＭＢ５を縮小する縮小
率を変更することができ、入力画像１の圧縮処理を速や
かに行うことができる。

【０１０１】また、第１の実施形態では、入力画像１か
ら抽出する基本サイズＭＢ５として１６画素×１６画素
の基本サイズＭＢを示し例示し、その基本サイズＭＢ５
を縮小かつ分割して生成する圧縮対象ＭＢとして、４画
素×４画素、２画素×２画素、１画素×１画素の圧縮対
象ＭＢを例示したが、本発明はこれに限定されるもので
はない。

【０１０２】また、第１の実施形態では、基本サイズＭ
Ｂ５および圧縮対象ＭＢとして、縦方向および横方向が
同じ数の画素数で構成される正方形のマクロブロックを
用いているが、正方形のマクロブロックに限らず長方形
のマクロブロックを用いても良い。例えば、４画素×５
画素の長方形マクロブロックを圧縮対象ＭＢに使用して
も良い。更に、基本サイズＭＢ５の縮小率として、４分
の１、２分の１など圧縮対象ＭＢのサイズの整数倍にな
るように縮小率を決定する必要はなく、任意のサイズの
マクロブロックに設定することが可能である。

【０１０３】また、第１の実施形態では、ベクトル量子
化による圧縮処理後に復元した復元画像と、当該復元画
像に対応する基本サイズＭＢ５の画像との相関値として
Ｓ／Ｎ比を示しているが、本発明はＳ／Ｎ比に限らず、
復元画像と当該復元画像に対応する基本サイズＭＢ５の
画像との相関を示す指標であれば問題はなく、上記相関
値として、例えば、差分絶対値距離または２乗平均誤差
を用いても良い。ただし、上記相関値として差分絶対値
距離または２乗平均誤差を用いたときには、上述した図
２のステップＳ７において、相関値が所定の閾値より大
きい場合には、図２のステップＳ３〜ステップＳ７の処
理を行うようにし、相関値が所定の閾値以下場合には、
図２のステップＳ８に進むようにする。

【０１０４】また、復元画像と当該復元画像に対応する
基本サイズＭＢ５の画像との相関を示す指標として、相
関値のヒストグラムを求め、その分布に基づいて図２の
ステップＳ３に戻るか、ステップＳ８に進むか決定する
ようにしても良い。

【０１０５】（第２の実施形態）図７〜図１０を参照し
ながら、本発明の第２の実施形態について説明する。第
１の実施形態では、基本サイズＭＢを抽出する際、入力
された入力画像１に何ら処理を施さずに抽出していた
が、第２の実施形態は、入力された入力画像１に対して
解像度変換処理を施した後、基本サイズＭＢを抽出する
ようにしたものである。

【０１０６】図７は、第２の実施形態による画像データ
圧縮方法の処理手順を示すフローチャートである。な
お、図７において、ステップＳ５１およびステップＳ５
３〜ステップＳ６１は、上述した第１の実施形態による
画像データ圧縮方法のステップＳ１およびステップＳ２
〜ステップＳ１０にそれぞれ対応し、第１の実施形態に
よる画像データ圧縮方法と同じ処理を行うため、説明は
省略する。第２の実施形態では、ステップＳ５２にて、
ステップＳ５１において入力された入力画像１に対して
解像度変換処理を施して、入力画像１の解像度を変更す
る。そして、ステップＳ５３にて解像度を変更した入力
画像１から基本サイズＭＢを抽出する。

【０１０７】次に、図８を参照しながらステップＳ５２
における解像度変換処理について詳細に説明する。図８
は、解像度変換処理方法を説明するための模式図であ
る。なお、以下の説明では、上記図７に示すステップＳ
５１において、６４０画素×４８０画素により構成され
る入力画像６１が入力されたものとして説明する。

【０１０８】上記ステップＳ５１において、入力画像６
１が入力されると、ステップＳ５２にて、予め設定して
おいた解像度の変化率に従い、入力画像６１の解像度を
変化させる。例えば、解像度の変化率が２５％の場合に
は、入力画像６１の縦方向と横方向との解像度をそれぞ
れ２分の１にし、３２０画素×２４０画素により構成さ
れる画像６２に変換する。

【０１０９】次にステップＳ５３にて、上記ステップＳ
５２において得られた解像度変換後の画像６２から、例
えば１６画素×１６画素の基本サイズＭＢを抽出し、第
１の実施形態と同様にして、ステップＳ５４〜ステップ
Ｓ６１の処理を順次行っていく。

【０１１０】また、解像度の変化率の他の例としては、
解像度の変化率が５０％の場合には、入力画像６１の縦
方向の解像度を２分の１、横方向の解像度を１分の１に
することで、６４０画素×２４０画素により構成される
画像６３が得られる。

【０１１１】また、解像度の変化率が１００％の場合に
は、入力画像６１そのものである６４０画素×４８０画
素により構成される画像６４が得られ、解像度の変化率
が２００％の場合には、入力画像６１の縦方向の解像度
を１分の２、横方向の解像度を１分の１にすることで、
６４０画素×９６０画素により構成される画像６５が得
られる。同様に、解像度の変化率が４００％の場合に
は、入力画像６１の縦方向の解像度を１分の２、横方向
の解像度を１分の２にすることで、１２８０画素×９６
０画素により構成される画像６６が得られる。

【０１１２】なお、ステップＳ５２における入力画像６
１に対する解像度変換処理では、予め設定されている解
像度の変化率に応じて、解像度を小さくする場合には、
例えば、注目画素の画素値とその近傍に存在する画素の
画素値との平均値を演算し、演算結果を代表値とするこ
とで入力画像６１の解像度を変換する。また、解像度を
大きくする場合には、例えば、入力画像６１における隣
接画素に補間処理を施して入力画像６１の解像度を変換
する。また、上記解像度変換処理に限らず、解像度の変
化率に併せて画素を間引きして入力画像６１の解像度を
変換するようにしても良い。また、注目画素と隣接画素
間の距離の比率を用いて注目画素の画素値を求める線形
補間法を用いて、入力画像６１の解像度を変換するよう
にしても良い。

【０１１３】また、ここでは、解像度の変化率として、
２５％、５０％、１００％、２００％、４００％の場合
を示したが、他の任意の変化率を設定しても、本発明の
効果に何ら影響を与えるものではない。また、解像度の
変化率が５０％の場合には、画像の縦方向の解像度を２
分の１にした例について示しているが、縦方向の解像度
を２分の１にするのではなく横方向の解像度を２分の１
にしても何ら問題はない。同様に、他の解像度の変化率
に対しても、解像度を変える方向は任意に設定すること
ができる。さらに、入力画像６１の解像度をここでは６
４０画素×４８０画素としているが、他の画像サイズお
よび解像度であっても何ら問題がないことは言うまでも
ない。

【０１１４】また、図８においては、図７のステップＳ
５２において入力画像６１の全体を設定した解像度の変
化率に従って解像度変換処理を施した後、ステップＳ５
３において、例えば１６画素×１６画素の基本サイズＭ
Ｂを抽出する場合を示しているが、入力画像６１から基
本サイズＭＢに相当するマクロブロックを抽出し、抽出
したマクロブロックに対して、設定した解像度の変化率
に従い解像度変換処理を施すようにしても良い。

【０１１５】例えば、解像度の変換率が２５％の場合に
は、入力画像６１から３２画素×３２画素のマクロブロ
ックを抽出して、抽出したマクロブロックの縦方向およ
び横方向のサイズを２分の１にすることで１６画素×１
６画素の基本サイズＭＢとし、ステップＳ５４〜ステッ
プＳ６１の処理を行うようにしても良い。この処理につ
いては、他の任意の解像度の変化率についても同じ処理
を行うことができることは言うまでもない。

【０１１６】次に、図９を参照しながら、第２の実施形
態による画像データ圧縮方法を実現する画像データ圧縮
装置の構成について説明する。図９は、第２の実施形態
による画像データ圧縮装置の一構成例を示すブロック図
である。なお、この図９において、図４に示したブロッ
クと同じ機能を有するブロックには同一の符号を付し、
重複する説明は省略する。

【０１１７】図９において、８１は解像度変換部であ
り、図８に示すようにして、予め設定された解像度の変
化率に従い、画像入力部３０に入力された入力画像６１
に対して解像度変換処理を施す。そして、解像度変換部
８１は、入力画像６１に解像度変換処理を施すことによ
り、所望の解像度に変換した画像をマクロブロック抽出
部３１に供給する。

【０１１８】次に、図１０を参照しながら、第２の実施
形態による画像データ圧縮方法でデータ圧縮を行った場
合のデータの伸長方法について説明する。図１０は、デ
ータ伸長方法の手順を示すフローチャートである。図１
０において、ステップＳ７１〜ステップＳ７５およびス
テップＳ７７は、上述した第１の実施形態による画像デ
ータ圧縮方法におけるデータ伸長方法のステップＳ４０
〜ステップＳ４４およびステップＳ４５にそれぞれ対応
し、同じ処理を行うため説明は省略し、第１の実施形態
と処理が異なるステップＳ７６について説明を行う。

【０１１９】ステップＳ７６では、図７に示したステッ
プＳ５２において予め設定されていた入力画像の解像度
の変化率に応じて、ステップＳ７５において得られた復
元画像の拡大処理または縮小処理を行う。例えば、ステ
ップ５２において、予め設定していた解像度の変化率が
２５％の場合には、ステップＳ７６では、ステップＳ７
５までの処理により復元された復元画像の縦方向および
横方向のサイズをそれぞれ２倍することにより、もとの
入力画像６１と同じサイズの復元画像を得ることができ
る。

【０１２０】また、ステップ５２において、設定してい
た解像度の変化率が４００％の場合には、ステップＳ７
６では、ステップＳ７５までの処理により復元された画
像の縦方向および横方向のサイズをそれぞれ２分の１に
することにより、もとの入力画像６１と同じサイズの復
元画像を得ることができる。このように、画像圧縮時に
ステップＳ５２において設定されていた解像度の変化率
に応じてステップＳ７６において、復元画像の拡大処理
または縮小処理を行うことにより、正常に画像を復元す
ることが可能である。また、ステップＳ７６で復元され
た復元画像は、次のステップＳ７７において復元画像と
して外部に出力することが可能である。

【０１２１】以上説明したように、本発明の第２の実施
形態によれば、入力画像６１を予め設定しておいた解像
度変化率に従い、入力画像６１の解像度を変更してか
ら、第１の実施形態と同様に画像サイズ変換処理および
ベクトル量子化による圧縮処理を行うことにより、低周
波成分の多い画像などに対しては復元画像の画質を維持
したまま、さらなる圧縮率の向上を達成することが可能
となる。また、高周波成分の多い画像や復元画像に高い
画質が要求される画像およびアプリケーションに対して
は、解像度の変化率として与える値を変えることによ
り、さらなる画質の向上を達成することが可能となる。

【０１２２】なお、第２の実施形態では、解像度の変換
率を２５％、５０％、１００％、２００％、４００％の
例を示したが、これに限定されるものではない。また、
基本サイズＭＢのサイズとして１６画素×１６画素の例
を示したが、基本サイズＭＢのサイズは任意に設定する
ことが可能であり、これに限定されるものではない。な
お、上述した第１および第２の実施形態において、入力
画像を分割し圧縮する手法としてベクトル量子化を用い
ているが、本発明はこれに限らず、入力画像を複数の大
きさに分割して圧縮する手法に適用することができる。

【０１２３】（第３の実施形態）図１１〜図１３を参照
しながら、本発明の第３の実施形態について説明する。
第１および第２の実施形態では、復元画像と当該復元画
像に対応する基本サイズＭＢの画像との画像全体での相
関値に基づいて、基本サイズＭＢを縮小する縮小率を変
更するか否か、すなわち画像サイズ変換処理をさらに行
うか否かを判定していた。しかしながら、第１および第
２の実施形態では、画像サイズ逆変換処理にて拡大処理
する際に、量子化誤差が分散され、復元画像の画質劣化
を招いてしまうおそれがあった。

【０１２４】そこで、第３の実施形態では、復元画像と
当該復元画像に対応する基本サイズＭＢの画像との画像
全体での相関値に加え、復元画像を所定の大きさに分割
した（復元画像から所定の大きさで切り出した）画像ブ
ロックと当該画像ブロックに対応する原画像との相関値
に基づいて、基本サイズＭＢを縮小する縮小率を変更す
るか否かをそれぞれ判定するようにしたものである。

【０１２５】図１１は、第３の実施形態による画像デー
タ圧縮方法の処理手順を示すフローチャートである。な
お、図１１において、ステップＳ８１〜ステップＳ８６
およびステップＳ９０〜ステップＳ９３は、上述した第
１の実施形態による画像データ圧縮方法のステップＳ１
〜ステップＳ６およびステップＳ７〜ステップＳ１０に
それぞれ対応し、第１の実施形態による画像データ圧縮
方法と同じ処理を行うため、説明は省略する。なお、図
１１では、説明の便宜上、ステップＳ９０は、「原画像
との相関値判定」と記している。

【０１２６】第３の実施形態では、ステップＳ８７に
て、ステップＳ８６での画像サイズ逆変換処理により得
られた復元画像、すなわち基本サイズＭＢと同じサイズ
の復元画像を所定の大きさの比較用の画像ブロックに分
割する（復元画像ブロック分割処理）。

【０１２７】次に、ステップＳ８８にて、上記ステップ
Ｓ８７において分割した画像ブロックと、当該画像ブロ
ックに対応する原画像との相関値を算出し、算出した当
該相関値が予め設定された閾値以上であるか否かを判定
する。上記判定の結果、当該相関値が所定の閾値より小
さい場合には、ステップＳ８３の画像サイズ変換処理に
戻り、当該相関値が所定の閾値以上の場合には、ステッ
プＳ８９に進む。このステップＳ８８における処理を
「第１の相関値判定処理」と称す。

【０１２８】ステップＳ８９にて、上記ステップＳ８７
において分割した画像ブロックの中で、上記ステップＳ
８８での第１の相関値判定処理を行っていない画像ブロ
ックがあるか否かを判断する。すなわち、ステップＳ８
９では、上記ステップＳ８７において分割した画像ブロ
ックの全てに対して、ステップＳ８８での第１の相関値
判定処理を行ったか否かを判断する。上記判断の結果、
第１の相関値判定処理を行っていない画像ブロックがあ
る場合には、ステップＳ８８に戻り、そうでない場合に
は、ステップＳ９０に進む。

【０１２９】次に、図１２を参照しながら、上記ステッ
プＳ８７での復元画像ブロック分割処理およびステップ
Ｓ８８での第１の相関値判定処理について詳細に説明す
る。図１２は、上記復元画像ブロック分割処理および第
１の相関値判定処理を説明するための模式図である。な
お、以下の説明では、上記図１１に示すステップＳ８６
において、１６画素×１６画素により構成される復元画
像９１、すなわち１６画素×１６画素の基本サイズＭＢ
に対応する復元画像が得られたものとして説明する。

【０１３０】ステップＳ８７において、ステップＳ８６
での画像サイズ逆変換処理により得られた復元画像９１
が入力されると、復元画像９１は、予め設定しておいた
サイズの画像ブロックに分割される。ここでは、１６画
素×１６画素の復元画像９１から４画素×４画素で構成
される画像ブロック９２が抽出され、復元画像９１は１
６個の画像ブロック９２に分割される。

【０１３１】次に、ステップＳ８８にて、上記ステップ
Ｓ８７において分割された画像ブロック９２と、当該画
像ブロックに対応する原画像との相関値（例えば、Ｓ／
Ｎ比）を算出し、さらに算出した相関値と予め設定して
おいた閾値とを比較する。上記比較の結果、算出した相
関値が閾値より小さい場合には、ステップＳ８３に戻
り、ステップＳ８３〜ステップＳ８７の処理を行う。一
方、算出した相関値が閾値以上の場合には、ステップＳ
８９に進む。

【０１３２】そして、分割した他の画像ブロックに対し
ても、上述した処理を繰り返し行い、全ての画像ブロッ
クにおいて、算出した相関値が閾値以上の場合には、ス
テップＳ９０に進み、上述した第１の実施形態と同様
に、復元画像と、当該復元画像に対応する基本サイズＭ
Ｂの画像との画像全体の相関値に基づいて相関値判定を
行い、以降の所定の処理を行う。

【０１３３】次に、図１３を参照しながら、第３の実施
形態による画像データ圧縮方法を実現する画像データ圧
縮装置の構成について説明する。図１３は、第３の実施
形態による画像データ圧縮装置の一構成例を示すブロッ
ク図である。なお、この図１３において、図４に示した
ブロックと同じ機能を有するブロックには同一の符号を
付し、重複する説明は省略する。

【０１３４】図１３において、９３は復元画像ブロック
分割部であり、図１２に示すようにして、画像サイズ逆
変換部３６により生成した復元画像を、予め設定された
大きさ（画素サイズ）の画像ブロックに分割する。

【０１３５】９４は第１の判定部であり、復元画像ブロ
ック分割部９３にて分割して得られた復元画像の画像ブ
ロックと、当該画像ブロックに対応する原画像との相関
値を算出する。また、第１の判定部９４は、算出した相
関値と予め設定した閾値とを比較し、画像サイズをさら
に変更するか否かを画像サイズ変換部３２等に指示す
る。また、復元画像を分割して得られた全ての画像ブロ
ックが、予め設定した閾値を満足した場合には、第１の
判定部９４は、復元画像と、当該復元画像に対応した基
本サイズＭＢの画像との画像全体での相関値を算出して
判定を行うように第２の判定部３７'に指示する。な
お、第２の判定部３７'は、上記図４に示した判定部３
７と同じであるので、重複する説明は省略する。

【０１３６】なお、第３の実施形態による画像データ圧
縮方法により画像データ圧縮を行った場合のデータの伸
長方法については、上述した第１の実施形態と同様であ
るので説明は省略する。

【０１３７】以上、説明したように第３の実施形態によ
れば、第１の実施形態により得られる効果と同様の効果
が得られるとともに、復元画像と当該復元画像に対応す
る基本サイズＭＢの画像との画像全体での相関値に加
え、復元画像を所定の大きさに分割した画像ブロックと
当該画像ブロックに対応する原画像との相関値に基づい
て、基本サイズＭＢを縮小する縮小率を変更するか否か
を判定する。

【０１３８】これにより、復元画像と当該復元画像に対
応する基本サイズＭＢの画像との画像全体での相関値、
および復元画像の画像ブロックと当該画像ブロックに対
応する原画像との相関値に基づいて、圧縮処理により生
じた量子化誤差による復元画像の画質劣化、特に画像サ
イズ逆変換処理による量子化誤差の分散により生じるお
それのある復元画像の画質劣化を詳細に判定することが
できる。したがって、復元画像の画質の劣化を抑制し
て、適切な縮小率での圧縮処理が可能になり、さらなる
画質の向上を達成することが可能となる。

【０１３９】また、復元画像を分割した画像ブロックと
当該画像ブロックに対応する原画像との相関値が、１つ
でも閾値条件を満足しない場合には、上記閾値条件を満
足しない画像ブロックが確認された時点で、以降の処理
を省略することができ、処理を効率良く行うことができ
る。

【０１４０】なお、上述した第３の実施形態では、分割
する画像ブロックのサイズを４画素×４画素としている
が、他の画素サイズにしても何ら問題がないことは言う
までもない。同様に、復元画像のサイズ（基本サイズＭ
Ｂのサイズ）を１６画素×１６画素としたが、他の画素
サイズにしても何ら問題がないことは言うまでもない。
また、同様に、基本サイズＭＢを縮小かつ分割して生成
する圧縮対象ＭＢも、４画素×４画素、２画素×２画
素、１画素×１画素に限定されるものではない。

【０１４１】また、第３の実施形態では、基本サイズＭ
Ｂおよび圧縮対象ＭＢとして、縦方向および横方向が同
じ数の画素数で構成される正方形のマクロブロックを用
いているが、正方形のマクロブロックに限らず長方形の
マクロブロックを用いても良い。例えば、４画素×５画
素の長方形マクロブロックを圧縮対象ＭＢに使用しても
良い。更に、基本サイズＭＢの縮小率として、４分の
１、２分の１など圧縮対象ＭＢのサイズの整数倍になる
ように縮小率を決定する必要はなく、任意のサイズのマ
クロブロックに設定することが可能である。

【０１４２】また、画像サイズ逆変換処理により得られ
る復元画像のサイズ（基本サイズＭＢのサイズ）が、復
元画像ブロック分割処理にて抽出・分割する画像ブロッ
クのサイズより小さい場合には、画像サイズ逆変換処理
により得られる複数の復元画像（複数の基本サイズＭ
Ｂ）を結合して画像ブロックを生成するようにすれば良
い。

【０１４３】また、第３の実施形態では、復元画像を画
像ブロックに分割し判定を行った後、復元画像と当該復
元画像に対応する基本サイズＭＢの画像との画像全体で
の相関値に基づいて判定を行うようにしているが、これ
ら２つの処理の順序は任意であり、どちらの処理を始め
に行っても同じ効果が得られることは言うまでもない。

【０１４４】また、第３の実施形態では、基本サイズＭ
Ｂを構成する全ての圧縮対象ＭＢについてベクトル量子
化による圧縮処理を行った後、復元画像と当該復元画像
に対応する基本サイズＭＢの画像との画像全体での相関
値、および復元画像を所定の大きさに分割した画像ブロ
ックと当該画像ブロックに対応する原画像との相関値に
基づいて、復元画像の画質の判定を行うようにしている
が、１つの圧縮対象ＭＢについてベクトル量子化による
圧縮処理を行うたびに、それまでに圧縮処理した部分の
復元画像とそれに対応する部分の基本サイズＭＢの画像
との相関値、およびそれまでに圧縮処理した部分の復元
画像を分割して得られた画像ブロックと当該画像ブロッ
クに対応する原画像との相関値に基づいて、復元画像の
画質の判定を行うようにしても良い。このようにする
と、復元画像の画質の劣化が大きい場合には、ベクトル
量子化による圧縮処理を施していない残り圧縮対象ＭＢ
を圧縮処理せず、基本サイズＭＢを縮小する縮小率を変
更することができ、入力画像の圧縮処理を速やかに行う
ことができる。

【０１４５】また、第３の実施形態では、ベクトル量子
化による圧縮処理後に復元した復元画像と当該復元画像
に対応する基本サイズＭＢの画像との相関値、および復
元画像を所定の大きさに分割した画像ブロックと当該画
像ブロックに対応する原画像との相関値としてＳ／Ｎ比
を示しているが、本発明はＳ／Ｎ比に限らず、復元画像
と原画像との相関を示す指標であれば問題はなく、上記
相関値として、例えば、差分絶対値距離または２乗平均
誤差を用いても良い。ただし、上記相関値として差分絶
対値距離または２乗平均誤差を用いたときには、上述し
た図１１のステップＳ８８およびステップＳ９０におい
て、相関値が所定の閾値より大きい場合には、図１１の
ステップＳ８３に戻るようにし、相関値が所定の閾値以
下場合には、図１１のステップＳ８９およびステップＳ
９１にそれぞれ進むようにする。

【０１４６】また、第３の実施形態では、基本サイズＭ
Ｂを抽出する際、入力された入力画像に何ら処理を施さ
ずに抽出しているが、上述した第２の実施形態と同様
に、入力画像に対して解像度変換処理を施した後、基本
サイズＭＢを抽出するようにしても良い。また、復元画
像と原画像との相関を示す指標として、相関値のヒスト
グラムを求め、その分布に基づいて画像サイズを変更す
るか否かを決定するようにしても良い。

【０１４７】（その他の実施形態）上記様々な実施形態
に示した各機能ブロックおよび処理手段は、ハードウェ
アにより構成しても良いし、ＣＰＵあるいはＭＰＵ、Ｒ
ＯＭおよびＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータシス
テムによって構成し、その動作をＲＯＭやＲＡＭに格納
された作業プログラムに従って実現するようにしても良
い。また、上記各機能ブロックの機能を実現するように
当該機能を実現するためのソフトウェアのプログラムを
ＲＡＭに供給し、そのプログラムに従って上記各機能ブ
ロックを動作させることによって実施したものも、本発
明の範疇に含まれる。

【０１４８】この場合、上記ソフトウェアのプログラム
自体が上述した各実施形態の機能を実現することにな
り、そのプログラム自体、及びそのプログラムをコンピ
ュータに供給するための手段、例えばかかるプログラム
を格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログ
ラムを記録する記録媒体としては、上記ＲＯＭやＲＡＭ
の他に、例えばフレキシブルディスク、ハードディス
ク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ
−Ｉ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ｚｉｐ、磁気テープ、ある
いは不揮発性のメモリカード等を用いることができる。

【０１４９】また、コンピュータが供給されたプログラ
ムを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現
されるだけではなく、そのプログラムがコンピュータに
おいて稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）
あるいは他のアプリケーションソフト等の共同して上述
の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラ
ムは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもな
い。

【０１５０】さらに、供給されたプログラムがコンピュ
ータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能
拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプロ
グラムの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張
ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が
実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでも
ない。

【０１５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ｍ画素×ｎ画素の画像ブロックで入力された入力画像デ
ータに所定の処理を施して上記画像ブロックの大きさを
変更し、変更した画像ブロックの画像データを圧縮処理
して得られる圧縮画像データを伸長処理して生成したｍ
画素×ｎ画素の復元画像データとｍ画素×ｎ画素の入力
画像データとの相関の強さを求め、求めた相関の強さに
基づいて画像ブロックの大きさの変更方法を変えること
により、圧縮処理に適切な画像ブロックの大きさを容易
に決定することができ、復元画像の画質を高く維持しな
がらも入力画像の画像データを高い圧縮率で圧縮処理す
ることができる。

【０１５２】また、ｍ画素×ｎ画素の復元画像データと
ｍ画素×ｎ画素の入力画像データとの相関の強さに加
え、復元画像データに基づいて生成した所定の大きさの
分割画像ブロックの画像データと入力画像データの当該
分割画像ブロックに対応する部分との相関の強さに基づ
いて、画像ブロックの大きさの変更方法を変えるように
した場合には、圧縮処理により生じる量子化誤差による
復元画像の画質劣化、特に伸長処理での量子化誤差の分
散により生じるおそれのある復元画像の画質劣化をより
詳細に判定することができ、さらなる画質の向上を達成
することが可能となる。

【０１５３】また、圧縮処理された画像データを複数の
完全可逆符号化方式により完全可逆符号化処理し、完全
可逆符号化処理後のデータ量がより少なくなる完全可逆
符号化方式を選択するようにした場合には、より高い圧
縮率で入力画像の画像データを圧縮処理することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ベクトル量子化による画像圧縮および伸長の原
理を説明するための図である。

【図２】第１の実施形態による画像データ圧縮方法の処
理手順を示すフローチャートである。

【図３】画像サイズ変換処理を説明するための模式図で
ある。

【図４】第１の実施形態による画像データ圧縮装置の一
構成例を示すブロック図である。

【図５】完全可逆符号化部３８の詳細な構成を示すブロ
ック図である。

【図６】第１の実施形態におけるデータ伸長方法の手順
を示すフローチャートである。

【図７】第２の実施形態による画像データ圧縮方法の処
理手順を示すフローチャートである。

【図８】解像度変換処理方法を説明するための模式図で
ある。

【図９】第２の実施形態による画像データ圧縮装置の一
構成例を示すブロック図である。

【図１０】第２の実施形態におけるデータ伸長方法の手
順を示すフローチャートである。

【図１１】第３の実施形態による画像データ圧縮方法の
処理手順を示すフローチャートである。

【図１２】復元画像ブロック分割処理および第１の相関
値判定処理を説明するための模式図である。

【図１３】第３の実施形態による画像データ圧縮装置の
一構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

３０画像入力部３１マクロブロック抽出部３２画像サイズ変換部３３ベクトル量子化圧縮部３４画像復元部３５コードブック記憶部３６画像サイズ逆変換部３７判定部３８完全可逆符号化部３９圧縮データ出力部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者横山之彦東京都文京区本郷４丁目１番４号コスモス本郷ビルアイ・アンド・エフ株式会社内 (72)発明者譽田正宏東京都文京区本郷４丁目１番４号コスモス本郷ビルアイ・アンド・エフ株式会社内 (72)発明者中山貴裕宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉（無番地) 東北大学内 (72)発明者大見忠弘宮城県仙台市青葉区米ヶ袋２−１−17− 301 Ｆターム(参考） 5C059 KK01 KK15 KK38 LA02 LB05 LC03 LC09 MD09 ME02 PP01 PP15 PP16 RC14 SS06 SS11 SS20 SS26 TA06 TA55 TB07 TB08 TC02 TD05 TD06 TD12 UA02 UA05 5C078 AA04 BA44 BA53 BA62 CA21 DA01 5J064 AA01 AA02 BA13 BB01 BB03 BC01 BC21 BC26 BC27 BD01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ｍ画素×ｎ画素（ｍおよびｎは自然数）
の画像ブロックで入力された入力画像データに所定の処
理を施して、上記画像ブロックの大きさを変更する画像
サイズ変換手段と、上記画像サイズ変換手段により大きさを変更した画像ブ
ロックの画像データを圧縮する圧縮手段と、上記圧縮手段により圧縮した圧縮画像データを伸長し、
上記ｍ画素×ｎ画素の画像ブロックの復元画像データを
生成する伸長手段と、上記伸長手段により生成した復元画像データと上記入力
画像データとの相関の強さを求める第１の相関演算手段
と、上記相関演算手段より出力される第１の相関の強さに基
づいて、上記画像サイズ変換手段によりさらに画像ブロ
ックの大きさを変更するか否かを判断する判断手段とを
備えることを特徴とする画像データ圧縮装置。
【請求項２】ｍ画素×ｎ画素（ｍおよびｎは自然数）
の画像ブロックで入力された入力画像データに所定の処
理を施して、上記画像ブロックの大きさを変更する画像
サイズ変換手段と、上記画像サイズ変換手段により大きさを変更した画像ブ
ロックの画像データを圧縮する圧縮手段と、上記圧縮手段により圧縮した圧縮画像データを伸長し、
上記ｍ画素×ｎ画素の画像ブロックの復元画像データを
生成する伸長手段と、上記伸長手段により生成した復元画像データと上記入力
画像データとの相関の強さを求める第１の相関演算手段
と、上記伸長手段により生成した復元画像データに基づい
て、所定の大きさの分割画像ブロックの画像データを生
成し、生成した分割画像ブロックの画像データと、上記
入力画像データの当該分割画像ブロックに対応する部分
との相関の強さを求める第２の相関演算手段と、上記第１の相関演算手段より出力される第１の相関の強
さと、上記第２の相関演算手段より出力される第２の相
関の強さとに基づいて、上記画像サイズ変換手段により
さらに画像ブロックの大きさを変更するか否かを判断す
る判断手段とを備えることを特徴とする画像データ圧縮
装置。
【請求項３】上記第２の相関演算手段は、上記伸長手
段により生成した復元画像データからｍ'画素×ｎ'画素
（ｍ'およびｎ'は自然数、かつｍ'≦ｍ、ｎ'≦ｎ）の分
割画像ブロックの画像データを切り出し、切り出した分
割画像ブロックの画像データと、上記入力画像データの
当該分割画像ブロックに対応する部分との相関の強さを
求めることを特徴とする請求項２に記載の画像データ圧
縮装置。
【請求項４】上記第２の相関演算手段は、上記伸長手
段により生成した復元画像データを結合してｍ'画素×
ｎ'画素（ｍ'およびｎ'は自然数、かつｍ'＞ｍ、ｎ'＞
ｎ）の分割画像ブロックの画像データを生成し、生成し
た分割画像ブロックの画像データと、当該分割画像ブロ
ックに対応するように結合した上記入力画像データとの
相関の強さを求めることを特徴とする請求項２に記載の
画像データ圧縮装置。
【請求項５】圧縮対象である被圧縮画像データを上記
ｍ画素×ｎ画素の画像ブロック単位で抽出し、抽出した
上記被圧縮画像データを上記入力画像データとして入力
する画像ブロック抽出手段をさらに備えることを特徴と
する請求項１〜４の何れか１項に記載の画像データ圧縮
装置。
【請求項６】上記画像ブロック抽出手段から入力され
たすべての入力画像データに対して、上記画像サイズ変
換手段によりさらに画像ブロックの大きさの変更を行わ
ないと上記判断手段により判断された際に、上記圧縮手
段により圧縮した上記すべての入力画像データにそれぞ
れ対応する圧縮画像データを完全可逆符号化処理する完
全可逆符号化手段をさらに備えることを特徴とする請求
項５に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項７】上記完全可逆符号化手段は、上記圧縮手
段により圧縮した上記すべての入力画像データにそれぞ
れ対応する圧縮画像データを複数の完全可逆符号化方式
で完全可逆符号化処理し、上記完全可逆符号化手段により複数の完全可逆符号化方
式で完全可逆符号化処理した圧縮画像データを比較し
て、完全可逆符号化処理した圧縮画像データのデータ量
が最も少ない完全可逆符号化方式を選択する完全可逆符
号化方式選択手段をさらに備えることを特徴とする請求
項６に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項８】所定の解像度変化率で上記被圧縮画像デ
ータの解像度を変換し、上記画像ブロック抽出手段に供
給する解像度変換手段をさらに備えることを特徴とする
請求項５〜７の何れか１項に記載の画像データ圧縮装
置。
【請求項９】上記相関の強さは、上記伸長手段により
生成した復元画像データに基づく復元画像に係る画像デ
ータの各画素値と、当該画像データに対応する上記入力
画像データの各画素値との相関値であることを特徴とす
る請求項１〜８の何れか１項に記載の画像データ圧縮装
置。
【請求項１０】上記相関値は、上記復元画像に係る画
像データの各画素値と、当該画像データに対応する上記
入力画像データの各画素値とのＳ／Ｎ比であることを特
徴とする請求項９に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項１１】上記相関値は、上記復元画像に係る画
像データの各画素値と、当該画像データに対応する上記
入力画像データの各画素値との２乗平均誤差であること
を特徴とする請求項９に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項１２】上記相関値は、上記復元画像に係る画
像データの各画素値と、当該画像データに対応する上記
入力画像データの各画素値との差分絶対値距離であるこ
とを特徴とする請求項９に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項１３】上記判断手段は、上記相関値が所定の
閾値より小さい場合に、上記画像サイズ変換手段により
さらに画像ブロックの大きさを変更すると判断すること
を特徴とする請求項１０に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項１４】上記判断手段は、上記相関値が所定の
閾値より大きい場合に、上記画像サイズ変換手段により
さらに画像ブロックの大きさを変更すると判断すること
を特徴とする請求項１１または１２に記載の画像データ
圧縮装置。
【請求項１５】上記圧縮手段および上記伸長手段は、
コードブック方式を用いたベクトル量子化によりそれぞ
れ圧縮、伸長することを特徴とする請求項１〜１４の何
れか１項に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項１６】コードブック内のａ画素×ｂ画素（ａ
およびｂは自然数）の画像ブロックの各パターンを２乗
平均誤差が最も小さいパターンが隣のアドレスになるよ
うに配置することを特徴とする請求項１５に記載の画像
データ圧縮装置。
【請求項１７】コードブック内のａ画素×ｂ画素（ａ
およびｂは自然数）の画像ブロックの各パターンを差分
絶対値距離が最も小さいパターンが隣のアドレスになる
ように配置することを特徴とする請求項１５に記載の画
像データ圧縮装置。
【請求項１８】コードブック内のａ画素×ｂ画素（ａ
およびｂは自然数）の画像ブロックの各パターンを所定
の規則に従い隣接して配置するとともに、上記所定の規
則に従って画像ブロックの各パターンを配置するアドレ
スの前方または後方の隣接するアドレスに、ａ画素×ｂ
画素の画像ブロックの要素値が全て同じ値であるパター
ンを所定の個数だけさらに配置することを特徴とする請
求項１５〜１７の何れか１項に記載の画像データ圧縮装
置。
【請求項１９】入力された入力画像を所定の圧縮方式
で圧縮する圧縮手段と、上記圧縮手段により上記入力画像データを圧縮した圧縮
画像データを複数の完全可逆符号化方式により完全可逆
符号化処理する完全可逆符号化手段と、上記完全可逆符号化手段により完全可逆符号化処理した
圧縮画像データを比較して、完全可逆符号化処理した圧
縮画像データのデータ量が最も少ない完全可逆符号化方
式を選択する完全可逆符号化方式選択手段とを備えるこ
とを特徴とする画像データ圧縮装置。
【請求項２０】上記圧縮手段は、コードブック方式を
用いたベクトル量子化により上記入力画像データを圧縮
することを特徴とする請求項１９に記載の画像データ圧
縮装置。
【請求項２１】コードブック内のａ画素×ｂ画素（ａ
およびｂは自然数）の画像ブロックの各パターンを２乗
平均誤差が最も小さいパターンが隣のアドレスになるよ
うに配置することを特徴とする請求項２０に記載の画像
データ圧縮装置。
【請求項２２】コードブック内のａ画素×ｂ画素（ａ
およびｂは自然数）の画像ブロックの各パターンを差分
絶対値距離が最も小さいパターンが隣のアドレスになる
ように配置することを特徴とする請求項２０に記載の画
像データ圧縮装置。
【請求項２３】コードブック内のａ画素×ｂ画素（ａ
およびｂは自然数）の画像ブロックの各パターンを所定
の規則に従い隣接して配置するとともに、上記所定の規
則に従って画像ブロックの各パターンを配置するアドレ
スの前方または後方の隣接するアドレスに、ａ画素×ｂ
画素の画像ブロックの要素値が全て同じ値であるパター
ンを所定の個数だけさらに配置することを特徴とする請
求項２０〜２２の何れか１項に記載の画像データ圧縮装
置。
【請求項２４】ｍ画素×ｎ画素（ｍおよびｎは自然
数）の画像ブロックで入力された入力画像データに所定
の処理を施して、上記画像ブロックの大きさを変更し、
大きさを変更した画像ブロックの画像データを圧縮処理
し、上記圧縮処理により得られた圧縮画像データを伸長
処理して、上記ｍ画素×ｎ画素の画像ブロックの復元画
像データを生成し、上記生成した復元画像データと上記
入力画像データとの相関の強さを示す第１の相関の強さ
を求め、上記第１の相関の強さに基づいて画像ブロック
の大きさをさらに変更するか否かを判断することを特徴
とする画像データ圧縮方法。
【請求項２５】ｍ画素×ｎ画素（ｍおよびｎは自然
数）の画像ブロックで入力された入力画像データに所定
の処理を施して、上記画像ブロックの大きさを変更し、
大きさを変更した画像ブロックの画像データを圧縮処理
し、上記圧縮処理により得られた圧縮画像データを伸長
処理して、上記ｍ画素×ｎ画素の画像ブロックの復元画
像データを生成し、上記生成した復元画像データと上記
入力画像データとの相関の強さを示す第１の相関の強さ
を求めるとともに、上記生成した復元画像データに基づ
いて所定の大きさの分割画像ブロックの画像データを生
成し、生成した分割画像ブロックの画像データと上記入
力画像データの当該分割画像ブロックに対応する部分と
の相関の強さを示す第２の相関の強さを求め、上記第１
の相関の強さと上記第２の相関の強さとに基づいて、画
像ブロックの大きさをさらに変更するか否かを判断する
ことを特徴とする画像データ圧縮方法。
【請求項２６】上記第２の相関の強さとして、上記生
成した復元画像データからｍ'画素×ｎ'画素（ｍ'およ
びｎ'は自然数、かつｍ'≦ｍ、ｎ'≦ｎ）の分割画像ブ
ロックの画像データを切り出し、切り出した分割画像ブ
ロックの画像データと、上記入力画像データの当該分割
画像ブロックに対応する部分との相関の強さを求めるこ
とを特徴とする請求項２５に記載の画像データ圧縮方
法。
【請求項２７】上記第２の相関の強さとして、上記生
成した復元画像データを結合してｍ'画素×ｎ'画素
（ｍ'およびｎ'は自然数、かつｍ'＞ｍ、ｎ'＞ｎ）の分
割画像ブロックの画像データを生成し、生成した分割画
像ブロックの画像データと、当該分割画像ブロックに対
応するように結合した上記入力画像データとの相関の強
さを求めることを特徴とする請求項２５に記載の画像デ
ータ圧縮方法。
【請求項２８】圧縮対象である被圧縮画像データを上
記ｍ画素×ｎ画素の画像ブロック単位で抽出し、抽出し
た上記被圧縮画像データを上記入力画像データとして入
力し、上記入力されたすべての入力画像データに対し
て、上記画像ブロックの大きさをさらに変更しないと判
断された際に、上記圧縮処理により得られた上記すべて
の入力画像データにそれぞれ対応する圧縮画像データを
完全可逆符号化処理することを特徴とする請求項２４〜
２７の何れか１項に記載の画像データ圧縮方法。
【請求項２９】上記圧縮処理により得られた上記すべ
ての入力画像データにそれぞれ対応する圧縮画像データ
を複数の完全可逆符号化方式で完全可逆符号化処理し、
上記複数の完全可逆符号化方式で完全可逆符号化処理し
た圧縮画像データのデータ量が最も少ない完全可逆符号
化方式を選択することを特徴とする請求項２８に記載の
画像データ圧縮方法。
【請求項３０】所定の解像度変化率で圧縮対象である
被圧縮画像データの解像度を変換し、上記解像度を変換
した被圧縮画像データを上記ｍ画素×ｎ画素の画像ブロ
ック単位で抽出し、抽出した被圧縮画像データを上記入
力画像データとして入力することを特徴とする請求項２
４〜２９の何れか１項に記載の画像データ圧縮方法。
【請求項３１】上記相関の強さは、上記生成した復元
画像データに基づく復元画像に係る画像データの各画素
値と、当該画像データに対応する上記入力画像データの
各画素値との相関値であることを特徴とする請求項２４
〜３０の何れか１項に記載の画像データ圧縮方法。
【請求項３２】上記相関値は、上記復元画像に係る画
像データの各画素値と、当該画像データに対応する上記
入力画像データの各画素値とのＳ／Ｎ比、２乗平均誤
差、および差分絶対値距離のうち何れかであることを特
徴とする請求項３１に記載の画像データ圧縮方法。
【請求項３３】上記圧縮処理および上記伸長処理は、
コードブック方式を用いたベクトル量子化によりそれぞ
れ圧縮、伸長することを特徴とする請求項２４〜３２の
何れか１項に記載の画像データ圧縮方法。
【請求項３４】入力された入力画像データを所定の圧
縮方式により圧縮処理し、上記圧縮処理により得られた
圧縮画像データを複数の完全可逆符号化方式により完全
可逆符号化処理し、上記完全可逆符号化処理した圧縮画
像データのデータ量が最も少ない完全可逆符号化方式を
選択することを特徴とする画像データ圧縮方法。
【請求項３５】上記圧縮処理は、コードブック方式を
用いたベクトル量子化により上記入力画像データを圧縮
することを特徴とする請求項３４に記載の画像データ圧
縮方法。
【請求項３６】請求項１〜２３の何れか１項に記載の
各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラ
ムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可
能な記録媒体。
【請求項３７】請求項２４〜３５の何れか１項に記載
の画像データ圧縮方法の処理手順をコンピュータに実行
させるためのプログラムを記録したことを特徴とするコ
ンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項３８】請求項１〜２３の何れか１項に記載の
各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラ
ム。
【請求項３９】請求項２４〜３５の何れか１項に記載
の画像データ圧縮方法の処理手順をコンピュータに実行
させるためのプログラム。