JP2797891B2 - 多次元画像構造圧縮方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多次元画像構造圧縮方
法、特に、異機種間における画像伝送のように圧縮側と
伸張側での画素対応、または時間軸上でのフレーム対応
が保証されない系において、高能率な画像圧縮を行なう
ことができる多次元画像構造圧縮方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像情報の圧縮については従来から各種
の画像情報の圧縮方式［各種の画像情報の圧縮装置、ま
たは各種の画像情報の圧縮方法（なお、本明細書中にお
いて、「方式」の用語は、「装置」，「方法」の何れか
一方に解することができる場合に使用されている）］が
提案されて来ている。例えばデジタル信号化した画像信
号の各サンプル値に対して信号レベルを均等に分割し
て、それぞれの範囲に含まれる値を一つの代表値で置き
換える直線量子化(均等量子化)手段を採用した場合に、
代表点と本来の値との差が判らないようにする場合に一
般に自然画像については６ビット(６４階調)から８ビッ
ト(２５６階調)が必要であるとされているから、画像信
号を前記したような均等量子化によりデジタル化した信
号をそのまま記録しようとすると、各サンプル値に対し
て前記のような多くの情報量を扱うことが必要とされ
る。

【０００３】それで、より少ない情報量で信号を符号化
するのに、信号の変化の少ない部分では変化に対して敏
感であり、信号の変化の激しい部分においてはある程度
の誤差があっても、それを検知し難いという人間の視覚
や聴覚の性質を利用したり、あるいは記録の対象にされ
ている情報信号における時空間軸上での相関を利用し
て、例えば画像を画素に分解した後に各画素の輝度値の
隣接相関の高さを利用して原情報の近似値の少数を伝送
したり、あるいは画素間差分あるいはフレ−ム間差分を
伝送したり、または高周波数成分が少ないということを
利用して周波数要素の削減を行なったりして、各サンプ
ルあたりの情報量を少なくするようにした各種の高能率
符号化方式を適用してデ−タ量の圧縮を行なったデジタ
ル・デ−タを記録，伝送,送信し、また、前記のようにデ
−タ量の圧縮されたデジタル・デ−タを再生,受信した後
にデ−タの伸張を行なって画像の復元をすることが従来
から行なわれていることは周知のとおりである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来の一般的
な画像情報の圧縮方式では、分解された画素の復元が良
好に行なわれることを重要視していることから、原画像
と復元された画像（伸張画像）間での画素数が一致して
いることを条件としている場合が多く、したがって異な
る画素数の画像間で圧縮伸張動作が行なわれる場合に
は、別途に伸張後における画素の補間や間引きなどを行
なうことが必要とされるが、これは従来の画像情報の圧
縮方式においては真の有効情報のみが抽出され、それが
復元されているわけではなく、ある程度物理的な画像構
成要素に依存している方式になっていることを意味して
いる。

【０００５】ところで、前記のように異なる画素数の２
つの画像における画素密度が極端に異なる場合の例とし
て、例えば撮像装置によって撮像された画像を印刷版下
に利用しようとする場合を考えると、撮像装置による撮
像によって得られる画像の画素密度は１画面当りに高々
（５００×５００）程度であるのに対して、電子製版機
における画像の画素密度は１画面当りに（数千×数千）
というように、前記した撮像装置による撮像によって得
られる画像に比べて桁違いに大きいために、既述のよう
な画素対応の画像情報の圧縮伸張方式が全く実施されな
いとしても画素拡大によってエイリアスが発生するし、
また、前記のような画素拡大を行なわないで補間を行な
うようにした場合には、広大な補間エリアを既知のデ−
タの重み付け平均値で充当することになるために補間歪
によって画質劣化を避けることができない。前記とは逆
に、原画像の画素密度が１画面当りに（数千×数千）と
いうような場合には、隣接画素間の相関が極端に高いの
で、原理的には高度の画像情報の圧縮も可能なのである
が、既述のように原画像と復元された画像（伸張画像）
間での画素数が一致していることを条件としている従来
の画像情報圧縮方式では圧縮率を高くできないという欠
点が生じる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、静止画像にお
ける２次元的に分布する輝度情報による画像情報につい
て、輝度関数のラプラシアン関数の等高線の曲率の正負
の極大点を特徴点として得て、前記した 特徴点の位置
と輝度値とを伝送，記録，画像復原に用いるようにした
多次元画像構造圧縮方法、及び静止画像における２次元
的に分布する輝度情報による画像情報について、輝度関
数のラプラシアン関数の等高線を直線近似した直線と、
前記したラプラシアン関数の等高線との誤差が、予め定
められた閾値を越えた点を特徴点として得て、前記した
特徴点の位置と輝度値とを伝送，記録，画像復原に用
いるようにした多次元画像構造圧縮方法、ならびに静止
画像における２次元的に分布する輝度情報による画像情
報に時間軸を加えた３次元的に分布する前記の画像情報
の内から、前記の２次元的に分布する画像情報の複数組
を対象として、前記の各組の輝度関数のラプラシアン関
数の等高線の曲率の正負の極大点を特徴点として得て、
前記した特徴点の位置と輝度値とを伝送，記録，画像復
原に用いるようにした多次元画像構造圧縮方法、及び静
止画像における２次元的に分布する輝度情報による画像
情報に時間軸を加えた３次元的に分布する前記の画像情
報の内から、前記の２次元的に分布する画像情報の複数
組を対象として、前記の各組の輝度関数のラプラシアン
関数の等高線を直線近似した直線と、前記したラプラシ
アン関数の等高線との誤差が、予め定められた閾値を越
えた点を特徴点として得て、前記した特徴点の位置と輝
度値とを伝送，記録，画像復原に用いるようにした多次
元画像構造圧縮方法、及び静止画像における２次元的に
分布する輝度情報による画像情報に時間軸を加えた３次
元的に分布する前記の画像情報について、輝度関数の３
次元ラプラシアン関数の等高面の曲率の正負の極大点を
特徴点として得て、前記した特徴点の位置と輝度値とを
伝送，記録，画像復原に用いるようにした多次元画像構
造圧縮方法、及び静止画像における２次元的に分布する
輝度情報による画像情報に時間軸を加えた３次元的に分
布する前記の画像情報について、輝度関数の３次元ラプ
ラシアン関数の等高面を平面近似した平面と、前記した
３次元ラプラシアン関数の等高面との誤差が、予め定め
られた閾値を越えた点を特徴点として得て、前記した特
徴点の位置と輝度値とを伝送，記録，画像復原に用いる
ようにした多次元画像構造圧縮方法を提供する。

【０００７】

【作用】画像情報処理の対象にされている画像における
画素密度の高低に拘らずに、画像の持つ特徴点のみを抽
出して画像情報の圧縮された画像デ−タを得て、伸張に
際しては前記した画像デ−タから画素復元を行なうので
はなく、別の画素密度面に新画像が描画できるように、
２次元的に分布する輝度情報や、２次元的に分布する輝
度情報の画像情報に時間軸をも含む３次元的に分布する
画像情報について、前記した画像情報の輝度関数のラプ
ラシアン関数の等高線の曲率の正負の極大点、あるいは
等高面の曲率の正負の極大点を特徴点としたり、または
前記した等高線を直線近似した直線と前記した等高線と
の誤差、あるいは前記した等高面を平面近似した平面と
前記した等高面との誤差が、予め定められた閾値を越え
た点を画像の構造的特徴点として、前記した画像の特徴
点の位置と輝度値とを伝送，記録し、前記の特徴点の位
置と輝度値とを画像復原に用い、伸張に際して近傍の複
数の特徴点によって決定される補間面または補間立体に
より特徴点以外の画素の輝度情報を決定する。また、２
次元的に分布する輝度情報の画像情報に時間軸をも含む
３次元的に分布する画像情報の内から、前記の２次元的
に分布する輝度情報の複数組を対象とし、前記の各組の
輝度関数のラプラシアン関数の等高線の曲率の正負の極
大値、または前記の各組の前記した等高線を直線近似し
た直線と前記した等高線との誤差が、予め定められた閾
値を越えた点を画像の構造的特徴点として、前記した画
像の特徴点の位置と輝度値とを伝送，記録，画像復原に
用い、伸張に際して近傍の複数の特徴点によって決定さ
れる補間立体により特徴点以外の画素の輝度情報を決定
することにより、容易に多次元画像の構造的圧伸が行な
われる。

【０００８】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の多次元画
像構造圧縮方法に関する具体的な内容を詳細に説明す
る。図１は多次元画像構造圧縮方法のブロック図、図２
は本発明の多次元画像構造圧縮方法に使用される輝度急
変点検出回路の構成例を示すブロック図、図３は本発明
の多次元画像構造圧縮方法に使用される等高線トレーサ
の構成例を示すブロック図、図４は輝度関数再生装置の
構成例を示すブロック図、図５及び図６は輝度関数のラ
プラシアン関数の等高線の検出方法と特徴点決定方法と
を説明するための図、図７は輝度関数再生装置の構成原
理及び動作原理の説明に用いられる図、図８は輝度関数
再生のための面補間動作の説明に用いられる図、図９は
３次元的に分布する画像情報から検出された特徴点によ
って決定される補間立体により特徴点以外の画素の輝度
情報を決定する場合の説明に用いられる図である。

【０００９】本発明の多次元画像構造圧縮方法は、２次
元的に分布する画像情報や２次元的に分布する画像情報
に時間軸をも含めた３次元的に分布する画像情報に対し
て高能率な圧縮伸張を行なうものであるが、本発明の多
次元画像構造圧縮方法によって圧縮伸張の対象にされる
べき２次元的に分布する画像情報や、２次元的に分布す
る画像情報に時間軸をも含めた３次元的に分布する画像
情報としては、輝度情報だけの画像(所謂、白黒画像)の
画像情報に限られず、明度と色度［色相と彩度(飽和
度)］とを有するカラ−画像の画像情報をも対象として
いるのであるが、以下の説明では主として輝度情報だけ
の画像（所謂、白黒画像）の画像情報（輝度情報）に対
して多次元画像圧縮を行なう場合について述べている。

【００１０】今、白黒静止画像内の輝度をｚとし、ま
た、画面の水平方向をｘ，垂直方向をｙとすると、画像
は一般に次の（１）式のような方程式で表現できる。 ｚ＝ｆ（ｘ，ｙ） …（１） また、動画像については、時間軸をｔとすれば、次の
（２）式のような方程式で表現できる。 ｚ＝ｆ
（ｘ，ｙ，ｔ） …（２） ここで、ｆを多次関数
とすれば、画像内の輝度ｚは次の（３）式によって示さ
れる。

【００１１】

【数１】

【００１２】さて、画像を伝送するということは、送像
側で決定された前記のような輝度関数を受像側で再現す
ることといえるが、一般のデジタル画像伝送においては
輝度関数を解析的に取扱うことなく、それを所謂テ−ブ
ル関数として、そのテ−ブル値の全てを伝送するように
している。これに対して従来の一般的な圧縮伝送におい
ては、前記のテ−ブル値そのものの隣接相関を利用した
高能率符号化を行なったり、あるいは直交変換後のテ−
ブル値に同様の措置を施こすなどの手段を講じている
が、従来は輝度関数に関わる解析的処理から直接に関数
の特徴値を抽出するようにした圧縮伝送方式は少ない。

【００１３】そして、本発明の多次元画像構造圧縮方法
は、輝度関数に関わる解析的処理から直接に関数の特徴
値を抽出するようにした画像圧縮方法に属しているとも
いえるものであるが、本発明の多次元画像構造圧縮方法
では、静止画像における２次元的な輝度情報、あるいは
２次元的な輝度情報に時間軸をも含む３次元的な輝度情
報などの画像情報について、図６の（ｃ）に例示されて
いる輝度関数のラプラシアン関数の等高線｛３次元的な
情報の場合には等高面｝を抽出し、抽出された前記の等
高線｛３次元的な情報の場合には等高面｝の曲率の正負
の極大点、または前記の等高線｛３次元的な情報の場合
は等高面｝の直線近似（３次元的な情報の場合には平面
近似｝からの誤差が、予め定められた閾値を越えた点
を、前記した画像の構造的特徴点として、前記した画像
の特徴点の位置及び輝度値を伝送（記録），画像復原に
用いるようにし、輝度関数の再生に影響が少ない画素の
輝度情報を棄却することにより大幅な画像情報の圧縮が
実現できるようにし、また、画像情報の伸張に当って
は、伝送（記録）された前記の特徴点による輝度関数の
再補間を行なうことで、未伝送情報（未記録情報）を補
間再現できるようにしている。

【００１４】本発明の多次元画像構造圧縮方法を示す図
１において、１は多次元画像圧縮の対象にされる画像信
号の信号源であり、前記の画像信号源１としては、例え
ば画像信号を発生する撮像装置(ＴＶカメラ)あるいはＶ
ＴＲ、その他のものが使用できる。また２はアナログデ
ジタル変換器、３は前記したアナログデジタル変換器２
から出力されたデジタル画像デ−タの輝度情報のラプラ
シアンを、画像メモリ４ａ，４ｂへ書込む輝度急変点検
出回路、５は等高線トレ−サ（詳細な構成例が図３に示
されている)、６は符号化送出回路、７は伝送回線(また
は記録媒体）、８は受信復号回路（または再生復号回
路）、９は輝度関数再生装置、１０は駆動回路、１１は
モニタ受像機である。

【００１５】ここで、本発明の多次元画像構造圧縮方法
における画像情報の圧縮の原理と、復原（伸張）の原理
とについて説明すると次のとおりである。まず、静止画
像の例を示している図６の（ａ）において、静止画像の
Ｘ方向、Ｙ方向に対して、輝度がＺ方向にとられてお
り、図中のＡ点は高輝度点、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの各点は低
輝度点である。図６の（ａ）に例示されている静止画像
は、輝度の高低間が、なだらかに傾斜している２次元輝
度関数をなす画像例である。図６の（ａ）に例示されて
いる静止画像における輝度関数を圧縮した後に、伸張側
で略々もとの輝度関数に再現することができるようにす
るためには、前記した静止画像の特徴点だけを圧縮側か
ら伸張側に伝達すればよい。そして、人間が画像の特徴
点として捉える部分は、輝度関数の正負のピーク点と輝
度の急変点である場合が多いことが知られている。

【００１６】そこで、前記のように輝度関数の正負のピ
ーク点と輝度の急変点を画像の特徴点とするという基準
に従って、図６の(ａ)に例示されている静止画像におけ
る輝度関数について特徴点を抽出すると、図６の（ａ）
におけるＡ〜Ｅの各点が特徴点として抽出されるととも
に、稜ＡＢ，ＢＣ，ＣＤ，ＤＥ，ＡＥ，ＡＣ，ＡＤ，Ｂ
Ｅ上の点も、輝度の急変点として検出されることになる
が、前記した各稜上の点は、各稜の端点、Ａ〜Ｅを直線
補間すれば得られるものであるから、前記した各稜上の
点のすべてを特徴点として検出することは圧縮効率の立
場からみると好ましくない。

【００１７】図６の（ｂ）は、図６の(ａ)に例示されて
いる静止画像における輝度関数の２次元２次微分値（ラ
プラシアン）を示してものであり、この図６の（ｂ）に
示されているラプラシアン関数において、図６の(ａ)に
例示されている静止画像における輝度関数における凸部
急変点及び稜は正側（実線表示）に現われ、また、凹部
急変点及び稜は負側（点線表示）に現われる。図６の
（ｃ）は、前記した図６の（ｂ）に示すラプラシアン関
数の正側を特定な正の閾値で切った等高線を実線によっ
て示し、また、前記した図６の（ｂ）に示すラプラシア
ン関数の負側を特定な負の閾値で切った等高線を点線に
よって示したものである。この場合に、正側の等高線を
再現するためには、特徴点として図６の（ｃ）中のＡ１
＋，Ａ２＋，Ａ３＋，Ｂ１＋，Ｃ１＋，Ｅ１＋が、検出
されればよく、また、負側の等高線を再現するために
は、特徴点として図６の（ｃ）中のＡ１−，Ｂ１−，Ｂ
２−，Ｃ１−，Ｃ２−，Ｄ１−，Ｄ２−，Ｄ３−，Ｅ１
−が検出されればよい。

【００１８】しかし、伸張側で再現したいものは輝度関
数なのであって、輝度関数のラプラシアンではない。し
たがって、前記した特徴点の内で、事実上、１点の特徴
から得られている複数の特徴点、例えばＡ１＋，Ａ２
＋，Ａ３＋，Ａ１−の４点は、近傍に位置することとな
り、その輝度値は略々等しいものとなるために、これら
を集約して、代表的１点を１輝度で示すようにすること
により、初期の目的である点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのみが
検出特徴点となる。画像情報圧縮が行なわれる際に画像
から抽出される前述のような特徴点、すなわち、輝度関
数のラプラシアン関数の等高線｛３次元的な情報の場合
には等高面｝の曲率の正負の極大点、または前記の等高
線｛３次元的な情報の場合は等高面｝の直線近似（３次
元的な情報の場合には平面近似｝からの誤差が、予め定
められた閾値を越えた点をも抽出する場合における画像
の特徴点について、 １．検討対象にされている画素ａ
の前後における前記した等高線｛３次元的な情報の場合
には等高面｝の曲がりが、予め定められた閾値角度を越
えている場合に、前記の画素ａは特徴点であると判定す
る。 ２．既検出の特徴点画素と、そこから前記の等高
線｛３次元的な情報の場合には等高面｝に従って、ある
方向に辿って行った画素との間の仮想的直線に対して、
前記した両画素間の画素で、ある閾値距離を越えた距離
を示す画素を特徴点であると判定する。

【００１９】ここで前記した判定基準を採用して、任意
の静止画像における２次元画面内の輝度分布関数を例示
している図５を例にとり、前記のような画像情報圧縮の
対象画像の特徴点を抽出する場合についての具体例を述
べると次のとおりである。図５の（ａ）は２次元画面内
の輝度分布関数のラプラシアン関数の等高線の１つを例
示しているものであるが、前記の２次元画面内の輝度分
布関数のラプラシアン関数の等高線の抽出は、次のよう
な手順によって行なわれる。図５の（ｂ）を参照して、
等しい輝度を示す点の探索法について説明する。図５の
（ｂ）において(１）〜(４）を４個の画素とし、前記し
た各画素(１）〜(４）の関数値が、図中のＨ，Ｌ（Ｈは
高関数値、Ｌは低関数値とする）で示されるようなもの
であるとし、また、第１の抽出値を得た点Ｓを等高線抽
出の開始点とする。前記のＳ点は画素（１）と画素
（４）との中間にあるから、その座標位置の関数値は例
えば前記した画素(１）の関数値と画素(４）の関数値と
に応じた関数値の比例配分値を用いてもよい。

【００２０】前記した開始点Ｓ点からＳ点の値と等しい
値を示す点を結んで得られる等高線を追跡するために、
前記した４個の画素(１）〜(４）によって示される画形
における辺(１）−(２）、(２）−(３）、(３）−(４）
の順に、前記した開始点Ｓの値と同一の値（等高値）を
有する点の有無を検証すると、前記した等高値は辺
(１）−(２)上のＭ1点で検出される。前記した等高値を
有する点Ｍ1が検出された後に、前記の手順を繰返して
次の等高値の点Ｍ2を検出するというようにして、順次
に等高値を示す点を追跡して等高線の抽出を進めて行
く。なお、前記の等高線の抽出に当っては、既に等高線
が交叉している辺は検出対象から除外(前記した開始点
Ｓだけは例外とする）する。前述のようにして、ある関
数値と等値を有する順次の点が検出されることにより、
図５の（ａ）に例示されているような２次元画面内の輝
度分布関数のラプラシアン関数の等高線の１つが抽出さ
れる。

【００２１】２次元画面内の輝度分布関数のラプラシア
ン関数の等高線の１つを例示している図５の（ａ）にお
いて、開始点とされたＳ点から順次に追跡された等高点
の連なりによって形成される等高線の進路が急変してい
る点Ｍ6は、既述した特徴点の判定基準の１．に従って
特徴点として判定されている(点Ｍ8，Ｍ14，Ｍ16，Ｍ1
8，Ｍ20についても既述した特徴点の判定基準の１．に
従って特徴点として判定されている)。前記した等関数
値を示す点Ｍ8が検出された後に、順次に等値の点を追
跡して点Ｍ12に達した時に、仮想直線Ｍ8−Ｍ12に対し
て距離が生じた点Ｍ10は、方向の急変点ではないが既述
した特定点の判定基準２．に従って特徴点と判定されて
いる。このことは点Ｍ12，Ｍ２２についても同様であ
る。このように、２次元画面内の輝度分布関数のラプラ
シアン関数は等高線に置換されることにより画像情報の
棄却が行なわれ、さらに等高線の特徴点に集約されるた
めに、本発明の多次元画像構造圧縮方法では高度に圧縮
された状態で伝送（記録）を行なうことができるのであ
る。

【００２２】次にこれを伸張（復原）して再生画像を得
るのには、前記した特徴点が伸張画面内の対応点（原画
像と画素対応である必要はない）の輝度値を決定し、か
つ特徴点からの距離に比例して周辺画素への影響力を失
なって行くような伸張法が採用されているのである。そ
して、前記のような画像情報の伸張は、１次元上では特
徴点間での直線補間によって行なわれることになるが、
多次元空間内での画像情報の伸張は平面補間、または立
体補間によって行なわれるのであり、次にその原理につ
いて図７を参照して説明する。

【００２３】図７の（ａ）は、図５の（ａ）中に示され
ている各特徴点Ｓ，Ｍ6，Ｍ8，Ｍ10，Ｍ12，Ｍ14，Ｍ1
6，Ｍ18，Ｍ20，Ｍ22の位置情報(アドレス)を用いて、
再生側画像メモリ上に再現された輝度値を含んでいる。
図７の（ａ）中において前記のＭ群の輝度値は、前記し
た各特徴点Ｓ，Ｍ6，Ｍ8，Ｍ10，Ｍ12，Ｍ14，Ｍ16，Ｍ
18，Ｍ20，Ｍ22を順次に結ぶ点線によって示されてい
る。また、図７の（ａ）中で各特徴点Ｎｉ，Ｎｊ，Ｎ
ｋ，Ｎｌを順次に結ぶ点線は、Ｎ群の特徴点の等高線を
示している。今、Ｍ群に属する特徴点とＮ群に属する特
徴点とを ｚａ＝Σ（ｚｉ／ｒｉ）／Σ（１／ｒｉ） …（Ａ） 前記の（Ａ）式の近似演算である平面補間で充当する。

【００２４】今、伸張画面内に特定な画素ａを考え、前
記の特定な画素ａから各特徴点の画素までの距離をｒｉ
とし、また各特徴点の画素の輝度値をｚｉとし、さらに
αを比例定数として、前記した特徴点の内の１つの特徴
点ｋの輝度値ｚｋと、前記した画素ａの輝度値ｚａとの
関係は、次の（４）式の補間式によって示される。ｚａ
＝ｚｋ＋αｋ・ｒｋ …（４）前記の（４）式におけ
る右辺第２項のαｋ・ｒｋは、画素ａの輝度値と特徴点
ｋの輝度値ｚｋとの輝度値のずれを示しており、このα
ｋ・ｒｋの値は距離ｒに比例している。前記した画素ａ
の輝度値と特徴点ｋの輝度値ｚｋとの輝度値のずれαｋ
・ｒｋには正負があり、それは比例定数αに反映される
が、補間空間全体でのαの総和は零である。

【００２５】それで、 Σαｋ＝０ …（５）
（５）式の条件を加味して前記した（４）式からαの項
を消去することにより、画素ａの輝度値ｚａの一般的な
補間式を求めると、前述の（Ａ）式が得られるのであ
る。 ｚａ＝Σ（ｚｉ／ｒｉ）／Σ（１／ｒｉ） …（Ａ） 前記の（Ａ）式は、全特徴点の輝度値ｚｉと、補間の対
象にされた画素ａとの距離ｒが判かれば、画面内部の未
補間全画素（原画との画素対応はなくてもよい）の輝度
値は補間によって求めることが可能であることを示して
いる。しかし（Ａ）式は特徴点の増大によっては実用的
な計算量を越えるため、未補間画素を囲む近傍３特徴点
によって決定される補間面により補間輝度値を近似算出
する。

【００２６】そして、１平面は周知のように空間内の３
点によって決定されるから、近傍の３つの特徴点を群と
することにより補間三角形が得られることになる。した
がって図７の（ａ）中における各３個ずつの特徴点「Ｎ
ｉ，Ｎｊ，Ｓ」，「Ｎk，Ｍ6，Ｓ」，「Ｎj，Ｎk，Ｓ」
によって形成される各三角形内の画素の輝度値は、それ
ぞれ前記の（Ａ）式を行いた近似演算による平面補間で
充当され得るのである。さて、前記のような平面補間を
行なう場合の補間面の決定には、近傍の３つの特徴点を
抽出する必要があるが、次に、図８を参照して前記した
近傍の３つの特徴点の抽出原理について説明する。図８
において画素Ｍｉ，Ｍｊは輝度値のラプラシアンの等高
値がＭであるようなＭ群の等高線上の特徴点であり、ま
た、画素Ｎｉ，Ｎｊ，Ｎｋは前記の等高値がＮであるよ
うなＮ群の等高線上の特徴点であり、さらに画素Ｏｉ，
０ｊ，０ｋは等高値がＯであるようなＯ群の等高線上の
特徴点であって、画像の伸張時には前記した各等高値を
有する特徴点群の位置にその輝度データが、再生側画像
メモリに記憶される。図中において、前記した各等高線
はそれぞれ別の点線によって示されている。

【００２７】特徴点以外の任意の画素について、その任
意の画素が、どの特徴点に近いのかを探索するのには、
例えば図７の（ｂ）のようにして行なうことができる。
図７の（ｂ）において任意の画素Ｐの近傍に特徴点の画
素Ｍ，Ｎが存在していたとした場合に、前記した任意の
画素Ｐから図中の点線矢印の経路に従って渦巻状に隣接
画素を検査して行くと、特徴点の画素Ｎよりも先に特徴
点の画素Ｍに到達する。このことにより前記した任意の
画素Ｐは特徴点の画素Ｎではなく、特徴点の画素Ｍの近
傍にあるものとして検出される。そこで、前記の画素Ｐ
には特徴点の画素Ｍの領域にあることを示す印を記入す
る。

【００２８】図８は特徴点の画素以外の複数の任意画素
に、それぞれの任意の画素が属している特徴点記号が、
図７の（ｂ）を参照して前記したような手順に従って記
入された状態が示されている。前記した特徴点記号を結
ぶ点線が、前記した特徴点の影響領域の境界である。
今、例えば３領域の境界であるΔ１に着目すると、この
Δ１には画素Ｎｊ，Ｎｋ，Ｏｋが隣接している。従っ
て、画素Ｎｊ，Ｎｋ，Ｏｋが近傍の３個の特徴点とみな
され、三角形Ｎｊ，Ｎｋ，Ｏｋが輝度補間平面として決
定され、前記した三角形Ｎｊ，Ｎｋ，Ｏｋの内部に存在
する画素の輝度値は、前記した輝度補間平面の輝度値に
よって充当される。同様にして別の３領域の境界である
Δ２に着目すると、このΔ２には画素Ｎｊ，Ｏｊ，Ｏｋ
が隣接している。従って、画素Ｎｊ,Ｏｊ，Ｏｋが近傍
の３個の特徴点とみなされ、三角形Ｎｊ,Ｏｊ，Ｏｋが
輝度補間平面として決定され、前記した三角形Ｎｊ，Ｏ
ｊ，Ｏｋの内部に存在する画素の輝度値は、前記した輝
度補間平面の輝度値によって充当される。

【００２９】前記のような手順によって、１特徴点の影
響の及ぶ画素領域を拡張面（３次元対象の場合には拡張
立体）によって探索して、前記の１特徴点の影響の及ぶ
画素領域の境界から、近傍３特徴点（３次元対象の場合
には４特徴点）を検出するようにすることにより、少数
の特徴点情報から伸張側の輝度関数が決定され、未伝送
画像情報の各輝度値は、前記の補間値によって充当され
て画像全体の内容が再現されるのである。なお、２次元
対象の場合の拡張面としては、円、正方形、直方形、菱
形等が用いられるとよく、また、３次元対象の場合の拡
張立体としては、球、回転楕円体、底面を対称面として
連結された２個の円錐体、底面を対称面として連結され
た２個の角錐体等が用いられてもよい。

【００３０】前述のような手順によって、少数個の特徴
点情報に基づいて伸張側の輝度関数が決定され、未伝送
画素情報におけるそれぞれの輝度値は、前記した輝度補
間平面の輝度値により補間されて画像全体の内容が再現
されることになる。これまでの説明から明らかなよう
に、圧縮側と伸張側とにおいて共有しようとするものは
画面の輝度関数なのであり、その特徴点の位置情報を画
面全体に対する相対値で示せば、圧縮側と伸張側との画
素数が一致している必要はないのである。すなわち、本
発明の多次元画像構造圧縮方法によって抽出された画像
の特徴点は伸張側の画素数（解像度規模）に応じて再描
画されることになるのである。

【００３１】図１に示す本発明の多次元画像構造圧縮方
法において、画像信号源（例えばＴＶカメラ）１では所
定の標準方式のテレビジョン方式に従った映像信号を発
生してアナログデジタル変換器２に供給する。前記した
画像信号源１としては本発明の多次元画像構造圧縮方法
によって圧縮伸張されるべき画像情報を発生させること
ができる映像信号発生装置であればどのような構成態様
のものであっても使用できるが、以下の説明例では画像
信号源１として動画像の白黒の映像信号を発生できる構
成態様のものが使用されるとしている。前記した画像信
号源１から発生された映像信号は、アナログデジタル変
換器２によりデジタル信号に変換される。前記のアナロ
グデジタル変換器２では１画像分毎の映像信号につい
て、画像の横，縦方向毎にそれぞれ所定の画素数（例え
ば画像の横方向に５１２画素、画像の縦方向に４８０画
素）に分解した状態の１画素毎に所定のビット数（例え
ば８ビット）のデジタル信号として、それを後述の画像
メモリ４ａ，４ｂへのラプラシアン値の書込みを行なう
輝度急変検出回路３に供給する。

【００３２】画像メモリ４ａ，４ｂとは、画像における
輝度のラプラシアン関数の特定値の等高線を抽出して、
特徴点を決定するための動作を行なうために使用される
画像メモりであって、画像メモリへのデータの書込み動
作と、特徴点の決定動作時に行なわれるデータの読出し
動作とが、２個の画像メモリで順次交互に並列的に行な
われるようにされている。前記した画像メモリ４ａ，４
ｂからの出力は、等高線トレーサ５（詳細な構成例が図
３に示されている）に供給される。そして、前記した等
高線トレーサ５では画像情報における等高線（等高線）
の抽出と、特徴点の決定動作とを行ない、決定された画
像情報圧縮の対象にされている画像の特徴点の情報は符
号化送出回路６に与えられる。

【００３３】前記した符号化送出回路６では、情報を能
率良く伝送できる符号、例えばハフマンコード等の公知
の符号に変換して伝送回線７を介して受信復号回路８に
伝送する。受信復号回路８では、それに伝送されて来た
符号化された信号を復号して輝度関数再生装置９（詳細
な構成例が図４に示されている）に与える。前記した伝
送回線７の部分が記録媒体となされた場合には、前記し
た符号化送出回路６や受信復号回路８等としては、それ
ぞれ記録回路や再生回路が用いられることはいうまでも
ない。前記の輝度関数再生装置９では、それに供給され
た特徴点の情報を用いて圧縮前の２次元輝度関数を復元
する。そして、復元された２次元輝度関数関数を構成す
る各画素の輝度値はアナログ信号形態の時系列信号とし
て読出されて駆動回路１０に供給される。前記の駆動回
路１０ではモニタ受像機１１によって映出させるべき画
像の映像信号を発生して、それをモニタ受像機１１に与
える。

【００３４】図１中でブロック３として示されている輝
度の急変点検出回路３の詳細な構成例は図２に例示され
ているが、この急変点検出回路３は異なった輝度傾斜の
面の複数のものが接触した場合に、その接点が輝度急変
点として抽出されるようなものとして構成されているも
のである。ところで輝度傾斜は一般に１次微分で表わさ
れるが、輝度傾斜同士の傾斜は２次微分値を計測するこ
とによって表わされる。そして、急変点検出の対象にさ
れている画像のデータが２次元輝度関数であれば、輝度
傾斜は２次元２次微分（ラプラシアン）値の算出によっ
て求められる。そして、ラプラシアンの算出を離散系で
行なう場合には、算出対象画素アドレスをｉｊとし、ま
た、算出対象画素の輝度値をＢｉｊとすれば、ラプラシ
アンの算出は、前記した算出対象画素アドレスｉｊの周
囲の８画素の輝度値の和から８Ｂｉｊを引くことにより
求めることができる。

【００３５】さて、図２中の３ａは入力端子であって、
この入力端子３ａには、画像情報の圧縮の対象にされて
いる画像を走査して発生させた映像信号をアナログデジ
タル変換器２によって標本化符号化して得た時系列的な
画素のデジタル輝度信号列（デジタル輝度信号列を構成
している各１画素当りのデジタル輝度信号は、例えば１
バイトで２５６階調を表現できるものとされている）が
入力されている。前記した入力端子３ａに入力された時
系列的な画素のデジタル輝度信号列は、シフトレジスタ
ＳＲ1と信号を１水平走査期間（１Ｈ）だけ遅延させる
１Ｈ遅延回路１ＨＤＬ1とに供給される。

【００３６】前記した１Ｈ遅延回路１ＨＤＬ1からの出
力信号はシフトレジスタＳＲ2と１Ｈ遅延回路１ＨＤＬ2
とに供給され、また、前記した１Ｈ遅延回路１ＨＤＬ2
からの出力信号はシフトレジスタＳＲ3と１Ｈ遅延回路
１ＨＤＬ3とに供給され、さらに、前記した１Ｈ遅延回
路１ＨＤＬ3からの出力信号はシフトレジスタＳＲ4と１
Ｈ遅延回路１ＨＤＬ4とに供給され、さらにまた前記し
た１Ｈ遅延回路１ＨＤＬ4からの出力信号はシフトレジ
スタＳＲ5に供給されている。それで、前記した５個の
シフトレジスタＳＲ1〜ＳＲ5には、時間軸上で引続く５
本の水平走査期間における対応する画素部分（画面にお
いて縦方向に並んでいる画素部分）のデジタル輝度信号
が同時的に入力される。前記した５個のシフトレジスタ
ＳＲ1〜ＳＲ5は直列入力・並列出力（シリアル入力・パ
ラレル出力）型のものである。

【００３７】５個のシフトレジスタＳＲ1〜ＳＲ5におけ
る全部で２５個の蓄積区分からは２５個の画素と対応す
るデジタル輝度信号が同時に出力されうるようになされ
ているが、図２に示されている５個のシフトレジスタＳ
Ｒ1p〜ＳＲ5pにおける２５個の蓄積区分の内で、図中で
斜線を引いて示してある蓄積区分を除く９個の蓄積区分
から同時に出力される９個の画素と対応するデジタル輝
度信号の内で、シフトレジスタＳＲ3における中央部の
蓄積区分から出力されたデジタル輝度信号（中央画素の
デジタル輝度信号…算出対象画素のデジタル輝度信号）
は輝度値の情報ｚｓとして出力端子４ｂに送出されると
ともに、乗算器１２によって−８倍された後に加算器１
３に供給されている。

【００３８】前記した図中で斜線を引いて示してある蓄
積区分を除く９個の蓄積区分から同時に出力される９個
の画素と対応するデジタル輝度信号の内で、シフトレジ
スタＳＲ3における中央部の蓄積区分から出力されたデ
ジタル輝度信号（中央画素のデジタル輝度信号…算出対
象画素のデジタル輝度信号）を除く８個のデジタル輝度
信号は前記した加算器１３に供給されている。それで前
記した加算器１３の出力側には、急変点検出の対象にさ
れている画像の２次元輝度関数における輝度傾斜の算出
結果、すなわち、算出対象画素アドレスをｉｊとし、算
出対象画素の輝度値をＢｉｊとして、前記した算出対象
画素アドレスｉｊの周囲の８画素の輝度値の和から８Ｂ
ｉｊを引くことにより求められるラプラシアン値の算出
結果が得られるのである。

【００３９】なお、図２に示されている構成例において
は、算出対象画素と周囲画素とが密接状態に配置されて
いないが、これは検出帯域を狭めてノイズによる誤検出
を防ぐようにするための配慮を行なっている構成例を示
しているのである。前記した加算器１３からの出力はラ
プラシアン関数値Ｚｓとして、画像メモリ４ａ，４ｂに
送られる。図１中でブロック５として示されている等高
線トレーサ５の詳細な構成例を示している図３におい
て、等高線トレーサ５と２個の画像メモリ４ａ，４ｂ
（図３中には２個の画像メモリ４ａ，４ｂを１つにまと
めて示している）との間には、複数本の信号伝送路が設
けられている状態が示されている。等高線トレーサ５に
はそれぞれ複数個（ｎ個）のアドレス発生器１７〜１
９、関数値判定器２０〜２２、関数値発生部２３〜２
５、シフトレジスタ２６〜２８、特徴点判定器２９〜３
１と、１個の整列回路３２とが設けられている。前記し
たアドレス発生器１７〜１９では、画像メモリ４ａ，４
ｂのアドレスを指定するアドレスデータを発生し、発生
されたアドレスデータを画像メモリ４ａ，４ｂに与え
る。

【００４０】アドレス発生器１７（１８，…１９）から
発生されたアドレスデータによって指定されたアドレス
の記憶領域から読出された関数値のデータと、関数値発
生部２３（２４，…２５）によって発生された特定な関
数値のデータとが与えられる関数値判定器２０（２１，
…２２）では、前記の両データの比較を行なって、その
比較結果をアドレス発生器１７（１８，…１９）に与え
る。それにより、アドレス発生器１７では、例えば図５
の（ｂ）中のＭ1と対応する新しいアドレス(画素アドレ
スの中間を含む)データを発生し（他のアドレス発生器
１８，…１９でも、それぞれアドレスデータを発生する
ことはいうまでもない）て、それを画像メモリ４ａ，４
ｂに与える。画像メモリ４ａ，４ｂでは、前記のように
して与えられたアドレスデータにより指定されたアドレ
スの記憶領域から読出された関数値のデータを、等高線
トレーサ５の関数値判定器２０（２１，…２２）に供給
する。

【００４１】関数値判定器２０（２１，…２２）では、
画像メモリ４ａ，４ｂから読出された関数値のデータ
と、関数値発生部２３（２４，…２５）によって発生さ
れた特定な関数値のデータとの比較を行なって、その比
較結果をアドレス発生器(１７，…１９)に与える。以
下、同様にして前記のような動作が順次に行なわれるこ
とによって、関数値発生部２３（２４，…２５）によっ
て発生された特定な関数値のデータによって示される関
数値と略々等しい関数値が存在しているアドレス値が順
次に発生される。前記の各アドレス値は、図５に例示さ
れている例のように画素アドレス値の中間を示している
場合には近傍の画素アドレス値に置換して、前記の動作
が順次に行なわれるのである。

【００４２】前記のようにアドレス発生器１７（１８，
…１９）から順次に発生されたアドレスデータは、シフ
トレジスタ２６（２７，…２８）にも与えられており、
前記のシフトレジスタ２６（２７，…２８）の並列出力
が供給されている特徴点判定器２９（３０，…３１）で
は、前記した前記のシフトレジスタ２６（２７，…２
８）が特定の画素数(例えば１０画素)のアドレスデータ
を蓄積した状態で、新アドレスが１個入力され、最古の
アドレスが１個消滅する毎に、既述した特徴点の判定基
準に従って前記のアドレス群中から特徴点となる画素を
検出する。そして特徴点となる画素のアドレス値と関数
値とは、整列回路３２に供給される。整列回路３２で
は、前記のように複数の特徴点判定器２９,３０,…３１
から出力されたそれぞれ異なる等高値を示す特徴点群の
アドレス値と関数値とを等高値（等関数値）別に分類し
て送出させるための整列動作を行なう。整列回路３２か
らの出力は、等高線トレーサ５の出力として符号化送出
回路６に供給される。なお、前記の画像メモリ４ａ，４
ｂとしては、等高線トレーサ５での信号処理が複数の等
高線の追跡を並列的に行なうようにしているために、マ
ルチポート構造のものが用いられる。

【００４３】時間的には、前記の等高線トレーサ５によ
る１画面（走査標準として飛越走査方式が採用されてい
る画像については、１フィールド期間）分の走査が終了
した時点で、その１画面に対する特徴点の抽出動作が終
了することになる。そして、等高線トレーサ５の出力が
供給された符号化送出回路６では、既述のように情報を
能率良く伝送できる符号、例えばハフマンコード等の公
知の符号に変換して伝送回線７を介して受信復号回路８
に伝送する。前記した特徴点の抽出動作が終了した画面
の次の画面に対する特徴点の抽出動作の実行は、前記し
た例えばハフマンコード等の公知の符号に変換するため
の符号化に必要とされる時間と、伝送回線７を介して受
信復号回路８に伝送するために必要とされる時間中に行
なわれる。なお例えば１画面中の特徴点の検出数が多い
等の理由により、前記した符号化時間と伝送時間との和
の時間が、１画面の走査時間を超える恐れがあるような
場合には、特徴点の検出動作に用いられる前記した閾値
角度または閾値距離を自動調整して特徴点数が制限され
るようにすることは望ましい実施の態様である。

【００４４】受信復号回路８では、それに伝送されて来
た符号化された信号を復号して輝度関数再生装置９に与
える。図１中でブロック９として示されている輝度関数
再生装置９の詳細な構成例を示している図４において、
３３は切換器、３４，３５は画像メモリ、３６はサーチ
アドレス発生器、３７は補間面判定回路、３８は補間値
書込み回路、３９はＴＶ読出し回路、４０はデジタルア
ナログ変換器であり、輝度関数再生装置９においては、
受信回路８から供給された特徴点の情報を用いて、圧縮
前の２次元輝度関数を復原する動作を行なう。図４に示
されている輝度関数再生装置９に対して特徴点の情報、
すなわち特徴点のアドレス値と関数値とが入力情報とし
て供給されると、前記の情報は切換器３３を介して２個
の画像メモリ３４，３５の何れかのものに供給されて、
それに記憶される。前記の２個の画像メモリ３４，３５
が切換えられるようにして用いられるようにした理由
は、伸張動作のために使用される一方の画像メモリと、
伸張された画像メモリの画像情報を読出して表示するた
めに使用される画像メモリとを別に設けることによっ
て、同時動作を可能として伸張作業の全体を高速化する
ためである。

【００４５】サーチアドレス発生器３６は、画像メモリ
３４（または３５）に記入される前記した特徴点の画素
以外の画素のアドレスを発生するとともに、前記した画
素に最も近い特徴点の画素を、図７の（ｂ）について既
述したような方法で探索し、前記した画素に対して図８
のように最も近い特徴点の画素の領域（特徴点の画素の
属性領域）にあることを示す印を記入する。また、補間
面判定回路３７は、前記した画像メモリ３４（または３
５）における属性領域を読み出すことにより領域境界を
探索して、隣接領域の各加印特徴点名から補間決定のた
めの３個の特徴点を抽出する。さらに、補間値書込回路
３８は前記した画像メモリ３４（または３５）内に決定
された補間３角面の内部領域の補間値を算出して、前記
の内部領域に存在する特徴点以外の画素の関数値を、前
記した補間値で充当するように前記した画像メモリ３４
（または３５）へ書込む動作を行なう。

【００４６】またＴＶ読出回路３９は現在作業中の一方
の画像メモリ３４（または３５）とは、別の他方の画像
メモリ３５（または３４）に記憶されている画素の情報
を、所定の標準方式に従う時系列的な画像信号として読
出す。前記した時系列的な画像信号はデジタルアナログ
変換器４０によって、アナログ信号形態の画像信号に変
換された後に駆動回路１０に供給される。前記の駆動回
路１０では前記の画像信号に対してブランキング信号や
同期信号を付加して、それをモニタＴＶ受像機（図１参
照）に与えてモニタＴＶ受像機の表示面上に再生画像を
表示させる。

【００４７】これまでの説明は、本発明の多次元画像構
造圧縮方法を２次元輝度関数の再生に適用した場合につ
いてのものであったが、本発明の多次元画像構造圧縮方
法は時間軸上に並ぶ複数画面にわたって特徴点を抽出す
る３次元画像構造圧縮方法に対しても良好に適用できる
のであり、次に、図９を参照して本発明の多次元画像構
造圧縮方法を時間軸上に並ぶ複数画面にわたって特徴点
を抽出するようにした３次元画像構造圧縮方法に実施し
た場合の例について説明する。図８は、３次元的に分布
する画像情報から検出された特徴点によって決定される
補間立体によって特徴点の画素以外の画素の輝度情報を
決定するようにした場合の一実施例を示す。図９におい
て画像Ｐ1〜Ｐ4は、時間軸上に配列された静止画群を示
しており、画像情報全体としては３次元的な分布を有し
ている動画像である。

【００４８】図９中に示されている各静止画面Ｐ1〜Ｐ4
における２次元輝度関数について、等輝度でトレースす
ると等輝度線が得られるが、それを３次元的に拡張する
と等輝度面が得られる。そして、前記した等輝度面の３
次元ラプラシアン関数の曲率の正負の極大点、または前
記した等輝度面の近似平面からの誤差が、予め定められ
た閾値を越えた点を画像の特徴点としたものが図８中の
Ｍ1〜Ｍ4である。そして、前記した特徴点が３次元的に
近傍にあると判定されると、補間立体Ｍ1，Ｍ2，Ｍ3，
Ｍ4が定義される。前記した補間立体Ｍ1，Ｍ2，Ｍ3，Ｍ
4の静止画面Ｐ2による断面が、三角形Ｍ2,Ｎ1，Ｎ2であ
り、また前記した補間立体Ｍ1，Ｍ2，Ｍ3，Ｍ4の静止画
面Ｐ3による断面が、三角形Ｍ3,Ｎ3，Ｎ4である。前記
の各三角形の各頂点の輝度値は、前記した各補間立体Ｍ
1，Ｍ2，Ｍ3，Ｍ4の頂点の各輝度値から補間算出される
ことにより決定できるために、既述した２次元画像情報
に対する補間平面による未伝送画素輝度の決定の場合と
等しい方法によって、各三角形の内部に存在する各画素
の輝度値を決定することができる。

【００４９】また、図９において前記のような３次元的
特徴点の検出を行なわず、例えば静止画面Ｐ1について
２次元的特徴点検出を行なった結果、特徴点Ｏ1と特徴
点Ｏ2とを得たとし、ある時間々隔を隔てている静止画
面Ｐ4についても２次元的特徴点検出を行なった結果、
特徴点Ｏ3と特徴点Ｏ4とを得たとして、それらが3次元
的近傍点の場合には、補間立体Ｏ1，Ｏ2，Ｏ3，Ｏ4が定
義され、前記した補間立体Ｏ1，Ｏ2，Ｏ3，Ｏ4の静止画
面Ｐ2による断面は、四角形Ｉ1,Ｉ2，Ｉ3，Ｉ4であり、
また前記した補間立体Ｏ1，Ｏ2，Ｏ3，Ｏ4の静止画面Ｐ
3による断面は、四角形Ｉ5,Ｉ6，Ｉ7，Ｉ8となる。この
場合には前記した補間平面例の場合の三角形とは異なる
が、一般的な多角形は三角形に分割することができるか
ら、この場合でも単一の補間平面が定義でき、前記した
２次元的な方法と同様に、既述した２次元画像情報に対
する補間平面による未伝送画素輝度の決定の場合と等し
い方法によって、各三角形の内部に存在する各画素の輝
度値を決定することができる。

【００５０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したところから明らか
なように、本発明の多次元画像構造圧縮方法は、画像情
報処理の対象にされている画像における画素密度の高低
に拘らずに、画像の持つ特徴点のみを抽出して画像情報
の圧縮された画像デ−タを得て、伸張に際しては前記し
た画像デ−タから画素復元を行なうのではなく、別の画
素密度面に新画像が描画できるように、２次元的に分布
する輝度情報や、２次元的に分布する輝度情報の画像情
報に時間軸をも含む３次元的に分布する画像情報につい
て、前記した画像情報の輝度関数のラプラシアン関数の
等輝度線の曲率の正負の極大点、あるいは等輝度面の３
次元ラプラシアン関数の曲率の正負の極大点を特徴点と
したり、または輝度関数のラプラシアン関数の等輝度線
を直線近似した直線と前記した等輝度線との誤差、ある
いは輝度関数の３次元ラプラシアン関数の等輝度面を平
面近似した平面と前記した等輝度面との誤差が、予め定
められた閾値を越えた点を画像の特徴点として、前記し
た画像の特徴点の位置と輝度値とを伝送，記録し、前記
の特徴点の位置と輝度値とを画像復原に用いる場合に、
伸張に際して近傍の複数の特徴点によって決定される補
間面または補間立体により特徴点以外の画素の輝度情報
を決定したり、２次元的に分布する輝度情報の画像情報
に時間軸をも含む３次元的に分布する画像情報の内か
ら、前記の２次元的に分布する輝度情報の複数組を対象
とし、前記の各組の輝度関数のラプラシアン関数の等輝
度線の曲率の正負の極大値、または前記の各組の輝度関
数のラプラシアン関数の等輝度線を直線近似した直線と
前記した等輝度線との誤差が、予め定められた閾値を越
えた点を画像の特徴点として、前記した画像の特徴点の
位置と輝度値とを伝送，記録，画像復原に用いる場合
に、伸張に際して近傍の複数の特徴点によって決定され
る補間立体により特徴点以外の画素の輝度情報を決定す
ることにより、容易に多次元画像の伸張が行なわれるよ
うにしたものであり、前記した画像の特徴点の位置及び
輝度値と色度値を用いて得た画像の復元に際して 、 Ｚａ＝Σ（ｚｉ／ｒｉ）／Σ（１／ｒｉ） …（Ａ） ただし、Ｚａは復元された輝度値 ｚｉは各特徴点の輝度値 ｒｉは各特徴点から復元点までの距離要素 ｉ特徴点番号 （Ａ）式の近似演算を行なう装置を用いて容易に多次元
画像の伸張を行なうことができるようにしたので、本発
明方法では画像情報の圧縮が行なわれるべき原画像と伸
張によって得られる再生画像との両画像間の構成画素数
差などの物理的条件に関わることなく、画像の情報量に
応じて高圧縮を容易に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多次元画像構造圧縮方法を含んで構成
される多次元画像圧縮伸張方法のブロック図である。

【図２】本発明の多次元画像構造圧縮方法に使用される
輝度急変点検出回路の構成例を示すブロック図である。

【図３】本発明の多次元画像構造圧縮方法に使用される
等高線トレ−サの構成例を示すブロック図である。

【図４】輝度関数再生装置の構成例を示すブロック図で
ある。

【図５】輝度関数のラプラシアン関数の等高線の検出方
法と特徴点決定方法とを説明するための図である。

【図６】輝度関数のラプラシアン関数の等高線の検出方
法と特徴点決定方法とを説明するための図である。

【図７】輝度関数再生装置の構成原理及び動作原理の説
明に用いられる図である。

【図８】輝度関数再生のための面補間動作の説明に用い
られる図である。

【図９】３次元的に分布する画像情報から検出された特
徴点により決定される補間立体により特徴点以外の画素
の輝度情報を決定する場合の説明に用いられる図であ
る。

【符号の説明】

１…多次元画像圧縮伸張の対象にされる画像信号の信号
源、２…アナログデジタル変換器、３…輝度急変点検出
回路、４ａ，４ｂ，２９，３０…画像メモリ、５…等高
線トレ−サ、６…符号化送出回路、７…伝送回線(また
は記録媒体）、８…受信復号回路（または再生復号回
路）、９…輝度関数再生装置、１０…駆動回路、１１…
モニタ受像機、１２…乗算器、１３…加算器、１４…閾
値発生回路、１５…絶対値化器、１６…比較器、１７〜
１９…アドレス発生器、２０〜２２…関数値判定器、２
３〜２５…関数値発生部、２６〜２８…シフトレジス
タ、２９〜３１…特徴点判定器、３２…整列回路、３３
…切換器、３６…サーチアドレス発生器、３７…補間面
判定回路、３８…補間値書込み回路、３９…ＴＶ読出し
回路、４０…ＤＡ変換器、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 1/41 - 1/419 H04N 7/24 - 7/68 G06T 9/00 - 9/40

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静止画像における２次元的に分布する輝
   度情報による画像情報について、輝度関数のラプラシア
   ン関数の等高線の曲率の正負の極大点を特徴点として得
   て、前記した 特徴点の位置と輝度値とを伝送，記録，
   画像復原に用いるようにした多次元画像構造圧縮方法。
2. 【請求項２】 静止画像における２次元的に分布する輝
   度情報による画像情報について、輝度関数のラプラシア
   ン関数の等高線を直線近似した直線と、前記したラプラ
   シアン関数の等高線との誤差が、予め定められた閾値を
   越えた点を特徴点として得て、前記した 特徴点の位置
   と輝度値とを伝送，記録，画像復原に用いるようにした
   多次元画像構造圧縮方法。
3. 【請求項３】 静止画像における２次元的に分布する輝
   度情報による画像情報に時間軸を加えた３次元的に分布
   する前記の画像情報の内から、前記の２次元的に分布す
   る画像情報の複数組を対象として、前記の各組の輝度関
   数のラプラシアン関数の等高線の曲率の正負の極大点を
   特徴点として得て、前記した特徴点の位置と輝度値とを
   伝送，記録，画像復原に用いるようにした多次元画像構
   造圧縮方法。
4. 【請求項４】 静止画像における２次元的に分布する輝
   度情報による画像情報に時間軸を加えた３次元的に分布
   する前記の画像情報の内から、前記の２次元的に分布す
   る画像情報の複数組を対象として、前記の各組の輝度関
   数のラプラシアン関数の等高線を直線近似した直線と、
   前記したラプラシアン関数の等高線との誤差が、予め定
   められた閾値を越えた点を特徴点として得て、前記した
   特徴点の位置と輝度値とを伝送，記録，画像復原に用い
   るようにした多次元画像構造圧縮方法。
5. 【請求項５】 静止画像における２次元的に分布する輝
   度情報による画像情報に時間軸を加えた３次元的に分布
   する前記の画像情報について、輝度関数の３次元ラプラ
   シアン関数の等高面の曲率の正負の極大点を特徴点とし
   て得て、前記した特徴点の位置と輝度値とを伝送，記
   録，画像復原に用いるようにした多次元画像構造圧縮方
   法。
6. 【請求項６】 静止画像における２次元的に分布する輝
   度情報による画像情報に時間軸を加えた３次元的に分布
   する前記の画像情報について、輝度関数の３次元ラプラ
   シアン関数の等高面を平面近似した平面と、前記した３
   次元ラプラシアン関数の等高面との誤差が、予め定めら
   れた閾値を越えた点を特徴点として得て、前記した特徴
   点の位置と輝度値とを伝送，記録，画像復原に用いるよ
   うにした多次元画像構造圧縮方法。