JP2802378B2

JP2802378B2 - 圧縮画像デ−タの伸長方法

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Publication number: JP2802378B2
Application number: JP9167792A
Authority: JP
Inventors: 英俊中西
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1992-03-16
Filing date: 1992-03-16
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JPH05260311A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、圧縮画像データを伸
長する方法に関し、特に、プログレッシブ符号化によっ
て生成された圧縮画像データの一部を抽出して伸長する
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】印刷製版用の画像データはモニタに表示
されている静止画像の画像データに比べてデータ量が極
めて多いという特徴がある。例えば、モニタに表示され
ている静止画像のデータ量は１画面当たり約１ＭＢであ
るのに対して、印刷製版用の画像データはＡ４一枚当た
り約６０ＭＢにも達する（解像度が４００線／インチの
場合）。このような膨大な画像データをそのまま記憶す
るには膨大なメモリ容量が必要となり、また、データ転
送に多大の時間を要する。そこで、画像データを符号化
して画像データを圧縮することにより、そのデータ量を
減少させる画像データ圧縮方法が一般に利用されてい
る。

【０００３】多値画像データの圧縮方法としては、いわ
ゆるベクトル量子化符号化や直交変換符号化などの技術
が用いられる。直交変換としては、ディスクリートコサ
イン変換（以下、「ＤＣＴ変換」と呼ぶ）やアダマール
変換が知られている。圧縮に際しては、ＤＣＴ変換など
の系列変換によって得られた変換係数を量子化し、さら
に、ハフマン符号化などのエントロピー符号化によって
変換係数を符号化する。これらの圧縮方法は、高圧縮率
で画像データを圧縮することが可能であるが、その反
面、圧縮画像データを復元して得られる画像データが圧
縮前の画像データと完全には一致しない、いわゆる非可
逆の符号化方法である。

【０００４】ところで、画像データの検索や通信に適し
た画像データの圧縮方法として、画像データを階層的に
圧縮するプログレッシブ符号化法が知られている。プロ
グレッシブ符号化の例としては、カラー静止画符号化国
際標準方式（ＪＰＥＧ）に採用されているＤＣＴ方式の
プログレッシブ符号化がある。

【０００５】図１は、ＪＰＥＧ方式のプログレッシブ符
号化の中で、ｓ−ｓ（スペクトラル−セレクション）方
式と呼ばれる符号化方法を説明するための説明図であ
る。このｓ−ｓ方式で画像を圧縮する際は、まず図１
（ａ）の８×８画素の画素ブロックごとに画像データを
ＤＣＴ変換して６４個の変換係数を得、その６４個の変
換係数を図１（ｂ）のように４つのバンドＢ１〜Ｂ４に
分割する。これらの各バンドＢ１〜Ｂ４がそれぞれ１つ
の階層に相当する。第１〜第４のバンドＢ１〜Ｂ４に含
まれる交流成分の周波数は次第に高くなっており、従っ
て、バンドＢ１〜Ｂ４の順に、より細かい画像成分を含
んでいることになる。画像をモニタに表示する場合に
は、まず図１（ｃ）に示すように第１のバンドＢ１のデ
ータを伸長して粗い画像を画面全体にわたって表示し、
つぎに、図１（ｄ）〜（ｆ）に示すように第２〜第４の
バンドのデータを伸長していくとモニタ上の画質が次第
に改善されいく。

【０００６】一般に、プログレッシブ符号化で圧縮され
た画像データは、解像度および階調性のレベルが順次向
上していく複数の階層の圧縮画像データによって構成さ
れている。そして、各階層の圧縮画像データを順次伸長
してその画像をモニタに表示していくと、まず解像度お
よび階調性の低い画像が画面全体にわたって表示され、
次第に解像度と階調性が改善されていく。そして、表示
された画像が所望の画質になるまで、各階層について画
面全体の圧縮画像データを伸長していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来は、
プログレッシブ符号化された圧縮画像データを伸長する
場合に、各階層について画面全体の圧縮画像データをそ
れぞれ伸長していたので、所望の画質を得るまでにかな
りの時間を要するという問題があった。この発明は、従
来技術における上述の課題を解決するためになされたも
のであり、各階層について画面全体の圧縮画像データを
伸長することなく、所望の画質の画像を得ることができ
る圧縮画像データの伸長方法を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、請求項１に記載した発明による方法は、所定方向の
走査線に沿って、全体画像内の画素ブロックごとに画像
データを変換係数データに変換し、該変換係数データを
複数の階層に分割するとともに、各階層ごとに前記変換
係数データをエントロピー符号化することによって作成
された圧縮画像データの中から、一部の圧縮画像データ
を抽出して伸長する方法であって、（ａ）第１番目の階層の圧縮画像データに基づいて全体
画像を表示する工程と、（ｂ）抽出処理の対象となる次の階層を特定するととも
に、表示された前記全体画像において該処理対象となる
階層の圧縮画像データを用いて画像の画質を改善すべき
画質改善領域を指定する工程と、（ｃ）前記画質改善領域の少なくとも一部を含む画素ブ
ロックで構成される抽出領域を決定する工程と、（ｄ）前記処理対象となる階層の圧縮画像データのエン
トロピー符号化データを順次復号化するとともに復号化
された変換係数データの個数を累算し、前記復号化され
た変換係数データの個数と、前記処理対象となる階層の
圧縮画像データに関して予め任意に設定されている画素
ブロック１個あたりの変換係数データの個数とに基づい
て、前記抽出領域を構成する画素ブロックに関するエン
トロピー符号化データを抽出する工程と、（ｅ）前記工程（ｄ）で抽出されたエントロピー符号化
データを伸長することによって前記抽出領域の画像を更
新するとともに、更新された画像の全体を表示する工程
と、を備える。また、請求項２に記載した方法は、上記
圧縮画像データの伸長方法において、さらに、（ｆ）前記工程（ｅ）で更新された画像において、前記
工程（ｂ）で指定された画質改善領域とは独立に、新た
な画質改善領域を次の階層の抽出処理の対象として指定
する工程と、（ｇ）前記工程（ｆ）で指定された画質改善領域に関し
て前記工程（ｃ）ないし工程（ｅ）を実行する工程と、
を備える。

【０００９】

【作用】請求項１の方法では、画質改善領域が指定され
ると、この画質改善領域の少なくとも一部を含む画素ブ
ロックで構成される抽出領域が決定される。ところで、
処理対象の階層における画素ブロック１個当たりの変換
係数データの個数は予め任意の個数に設定されている。
従って、エントロピー符号化データを復号化する際に、
復号化された変換係数データの個数と、画素ブロック１
個当たりの変換係数データの個数とに基づいて、抽出領
域に含まれる画素ブロックに関するエントロピー符号化
データを抽出することができる。さらに、こうして抽出
された抽出領域のエントロピー符号化データを伸長して
画像を更新するので、画質改善領域を含む抽出領域の画
質を改善することができる。従って、各階層について画
面全体の圧縮画像データを伸長することなく所望の画質
の画像を表示することができる。

【００１０】請求項２の方法では、画質改善領域を指定
してその画質を改善した画像において、前回の画質改善
領域とは独立に新たな画質改善領域を次の階層の抽出処
理の対象として指定し、この新たな画質改善領域を含む
抽出領域の画質を改善する。従って、画像内の各部の画
質をそれぞれ所望のレベルに高めることができる。

【００１１】

【実施例】Ａ．装置の全体構成図２は、この発明の一実施例としての画像処理システム
を示すブロック図である。この画像処理システムは、画
像検索装置１０と、画像入力装置３８と、画像データ供
給装置４０とを備えている。画像入力装置３８は、例え
ば原稿の画像データを読み取る読取スキャナである。

【００１２】画像検索装置１０は、ＣＰＵ１２と、バス
ライン１４とを備えており、バスライン１４には、メモ
リ１６と、伸長処理部１８と、平滑化処理部２０と、磁
気ディスク２２と、入力インタフェイス２４と、通信イ
ンタフェイス３０と、フレームメモリ３２とを備えてい
る。入力インタフェイス２４には、マウス２６とキーボ
ード２８とが接続されている。また、フレームメモリ３
２には、Ｄ／Ａ変換器３４とＣＲＴ３６とが順次接続さ
れている。

【００１３】画像データ供給装置４０は、ＣＰＵ４２
と、バスライン４４とを備えており、バスライン４４に
は、メモリ４６と、圧縮処理部４８と、圧縮画像抽出部
５０と、インタフェイス５８と、通信インタフェイス６
０と、光磁気ディスク６２と、磁気ディスク６４とが接
続されている。画像入力装置３８で読み取られた画像デ
ータは圧縮処理部４８で圧縮され、得られた圧縮画像デ
ータは光磁気ディスク６２または磁気ディスク６４に格
納される。

【００１４】画像検索装置１０と画像データ供給装置４
０は、それぞれの通信インタフェイス３０、６０を介し
て相互に接続されている。オペレータが画像検索装置１
０に検索したい画像を指定するデータ（以下、「検索入
力データ」と呼ぶ）を入力すると、この検索入力データ
が画像検索装置１０から画像データ供給装置４０に伝送
される。画像データ供給装置４０の圧縮画像抽出部５０
は、この検索入力データに従って光磁気ディスク６２ま
たは磁気ディスク６４に格納されている圧縮画像データ
を読出し、画像検索装置１０にその圧縮画像データを転
送する。画像検索装置１０の伸長処理部１８は、送られ
てきた圧縮画像データを伸長してビットマップデータを
作成し、フレームメモリ３２にこれを書き込む。この結
果、検索された画像がＣＲＴ３６に表示される。

【００１５】Ｂ．圧縮画像データの構成圧縮画像データの抽出方法を説明する前に、その前提と
なる画像データの圧縮方法の概要と圧縮画像データの構
成とを説明する。この実施例では、カラー静止画符号化
国際標準方式（以下、「ＪＰＥＧ方式」と呼ぶ）のｓ−
ｓ方式とよばれるプログレッシブ符号化方式に従って画
像データを圧縮する。なお、この国際標準方式について
は、「カラー静止画符号化国際標準方式（ＪＰＥＧ）の
概説（その１）」、大町隆夫他、画像電子学会誌、１９
９１年、第２０巻、第１号、第５０頁〜第５８頁に説明
されている。ｓ−ｓ方式については第５３頁右欄〜第５
４頁左欄に説明されている。

【００１６】図３は、圧縮処理部４８に含まれている符
号化ユニットの構成を示すブロック図である。符号化ユ
ニットは、ＤＣＴ変換部７２と、量子化部７４と、ハフ
マン符号化部７６とを有している。また、ハフマン符号
化部７６は、ＤＣ係数符号化部７８と、ＡＣ係数符号化
部８０と、圧縮データ編集部８２とを備えている。ＤＣ
Ｔ変換部７２では、画像入力装置３８によって読み取ら
れた原画像データＤｏが２次元ＤＣＴ変換される。この
際、全画像領域が８×８画素の画素ブロックに分割さ
れ、各画素ブロックごとにＤＣＴ変換が行なわれる。ま
た、カラー画像の場合、各色版（例えばイエロー、マゼ
ンタ、シアン、ブラックの各色版）ごとに変換される。
図４（ａ）は、全画像ＩＰがＭ×Ｎ個の画素ブロックＰ
Ｂに分割された様子を示す概念図であり、図４（ｂ）は
１つの画素ブロックＰＢを拡大して示している。

【００１７】１つの画素ブロックＰＢ内の８×８画素
（＝６４画素）の画像データは、ＤＣＴ変換によって８
×８個の変換係数に変換される。図５は、ＤＣＴ変換に
より得られる変換係数Ｆ（ｐ，ｑ）を示す説明図であ
る。８×８個の変換係数Ｆ（ｐ，ｑ）のうちで、Ｆ
（０，０）は直流成分（以下、「ＤＣ係数」と呼ぶ）で
あり、Ｆ（０，０）以外は交流成分（以下、「ＡＣ係
数」と呼ぶ）である。

【００１８】量子化部７４は、６４個の変換係数Ｆ
（ｐ，ｑ）を線形量子化する。図６は、量子化の際に用
いられる量子化テーブルの例を示す説明図である。各変
換係数Ｆ（ｐ，ｑ）は、量子化テーブルの各位置（ｐ，
ｑ）に示された量子化幅Ｓｓ（ステップサイズ）によ
り、次式に従って線形量子化される。ｆ（ｐ，ｑ）＝ｒｏｕｎｄ［Ｆ（ｐ，ｑ）／Ｓｓ（ｐ，ｑ）］ …（１）ここで、ｆ（ｐ，ｑ）は量子化後の変換係数であり、演
算子「ｒｏｕｎｄ」はもっとも近い整数に整数化する演
算を示す。

【００１９】量子化された変換係数ｆ（ｐ，ｑ）は、ハ
フマン符号化部７６によって符号化され、圧縮画像デー
タＤｃとして出力される。ＪＰＥＧ方式では、ＤＣ係数
とＡＣ係数とが別々に符号化される。図７は、ＤＣ係数
符号化部７８の機能を示すブロック図である。また、図
８は、ＤＣ係数符号化部７８におけるデータ処理の内容
を示す説明図である。ブロック遅延部１０２と加算器１
０４は、各画素ブロックのＤＣ係数Ｆｄと１つ前の画素
ブロックのＤＣ係数Ｆｄとの差分（以下、「ＤＣ差分」
とよる）△Ｆｄを算出する。これは、図８（ａ）および
（ｂ）に示されている。

【００２０】グループ化処理部１０６は、図９に示すグ
ループ化テーブルに従って、ＤＣ差分△Ｆｄに対応する
グループ番号ＳＳＳＳと付加ビットデータＡｄとを求め
る（図８（ｆ）参照）。なお、図８において付加ビット
データＡｄは２進数で示されている。グループ番号ＳＳ
ＳＳは、図９に示すように、ＤＣ差分△Ｆｄの範囲に対
応して定められる番号であり、付加ビットデータＡｄ
は、同じグループ番号ＳＳＳＳで指定されるＤＣ差分△
Ｆｄの範囲の中の小さい方から何番目の値であるかを示
すデータである。

【００２１】グループ番号ＳＳＳＳは、さらに１次元ハ
フマン符号化部１０８においてハフマン符号化され、グ
ループ番号符号Ｈｄ（図８（ｄ）参照）が生成される。
図１０は、１次元ハフマン符号化部１０８によって使用
されるハフマン符号テーブル１１０の一例を示す説明図
である。図１０のハフマン符号テーブル１１０は、図８
（ｃ）のグループ番号ＳＳＳＳと符号データＨｄとの関
係を表わしたテーブルである。ハフマン符号化によって
得られる符号データ（符号語）は、図１０からも解るよ
うに可変長である。

【００２２】こうして作成された符号データＨｄと付加
ビットデータＡｄはＤＣ係数符号化データＣＦｄ（図８
（ｇ）参照）として圧縮データ編集部８２（図３）に与
えられる。以上のように、ＤＣ係数は、隣接する画素ブ
ロック間のＤＣ係数の差分△Ｆｄをハフマン符号化した
符号データＣＦｄに変換される。

【００２３】図１１は、ＡＣ係数符号化部８０の機能を
示すブロック図である。ＡＣ係数Ｆａは、まずジグザグ
スキャン部１１２によって１次元に並び直される。図１
２は、ジグザグスキャンの順路を示す説明図である。ま
た、図１３（ａ）は８行８列に配列されたＤＣＴ係数の
一例を示し、図１３（ｂ）はジグザグスキャンによって
並び直されたＡＣ係数を示している。図１３（ａ）に示
すように、この実施例ではＤＣＴ係数が４つのバンドＢ
１〜Ｂ４に分けられている。

【００２４】判定部１１４は、１次元に並び直されたＡ
Ｃ係数Ｆａの値が０か否かを判定する。ＡＣ係数Ｆａが
０であれば、ランレングスカウンタ１１６が、連続する
０のＡＣ係数をランレングスカウントＮＮＮＮに変換す
る。ＡＣ係数Ｆａが０でなければ、グループ化部１１８
によって、ＤＣ係数と同様にグループ番号ＳＳＳＳと付
加ビットデータＡａが生成される。図１３（ｃ）には、
０でない８つのＡＣ係数がグループ番号に変換されてい
る。

【００２５】ランレングスカウントＮＮＮＮとグループ
番号ＳＳＳＳとは、２次元ハフマン符号化部１２０にお
いてハフマン符号化され、符号データＨａ（図１３
（ｄ））が生成される。ただし、図１３（ｄ）において
ランレングスカウントＮＮＮＮのハフマン符号は省略さ
れている。図１４は、２次元ハフマン符号化部１２０に
よって使用されるハフマン符号テーブル１２２の一例を
示す説明図である。このハフマン符号テーブル１２２
は、図１３（ｃ）のように並べられたデータと、符号デ
ータＨａとの関係を表わしたテーブルである。

【００２６】こうして作成された符号データＨａと付加
ビットデータＡａはＡＣ係数符号化データＣＦａとして
圧縮データ編集部８２（図３）に与えられる。圧縮デー
タ編集部８２は、ＤＣ係数符号化データＣＦｄとＡＣ係
数符号化データＣＦａとを編集して、画像ＩＰの圧縮画
像データＤｃを作成する。この際、図１３（ａ）に示す
各バンドＢ１〜Ｂ４ごとに符号化データがまとめられ
て、各バンドの圧縮画像データが生成される。

【００２７】図１５は、圧縮画像データＤｃの構成を示
す説明図である。各バンドの圧縮画像データＤｃ（ｉ）
のヘッダ部には、ファイル名と、画像サイズＷｘ、Ｗｙ
と、バンド分割データと、バンド番号と、次バンドアド
レスとが含まれている。画像サイズＷｘ、Ｗｙは、それ
ぞれ副走査方向と主走査方向の画像ＩＰの画素数であ
る。バンド分割データは、そのバンドに含まれるＤＣＴ
変換係数の位置座標を示すデータである。バンドナンバ
ーは４つのバンドのどれであるかを示す番号である。次
バンドアドレスは、次のバンドの圧縮画像データが記憶
されているアドレスを示している。

【００２８】図１５に示すように、各バンドの圧縮画像
データは次のような特徴がある。（１）第１のバンドＢ１の圧縮画像データＤｃ（１）
は、各画素ブロックごとにＤＣ係数符号化データＣＦｄ
とＡＣ係数符号化データＣＦａが１組にまとめられてい
る。（２）第２のバンドＢ２以降のバンドでは、各画素ブロ
ックごとにＡＣ係数符号化データＣＦａのみが１組にま
とめられている。（３）ＤＣ係数符号化データＣＦｄとＡＣ係数符号化デ
ータＣＦａとの間、および、ＡＣ係数符号化データＣＦ
ａ同士の間にはデータの境界を識別するデータが介挿さ
れておらず、符号化データが連続して並べられているい
る。（４）各画素ブロックに対する１組の符号化データの間
にも画素ブロックの境界を識別するデータが介挿されて
いない。（５）可変長符号化されているので、各画素ブロックの
符号化データのデータ長は異なる。

【００２９】なお、画像データが複数の色成分（例え
ば、ＹＭＣＫの４成分）を含む場合には、各バンドの圧
縮画像データＤｃ（ｉ）において各色成分を並べる方法
としてノンインターリーブとインターリーブの２つがあ
る。ノンインターリーブでは、１つの色成分について図
１５のように符号化データを並べた後に、次の色成分に
ついて符号化データを続ける。一方、インターリーブで
は、各画素ブロックごとに、ＹＭＣＫの各成分の符号化
データを並べた後に、次の画素ブロックの符号化データ
を続ける。この実施例では、ノンインターリーブに従っ
て生成された圧縮画像データを抽出する場合について説
明する。

【００３０】Ｃ．検索処理の全体手順図１６（ａ）は、この実施例において検索の対象となる
画像ＩＰを示す図であり、図１６（ｂ）は画像ＩＰが画
素ブロックＰＢで区分された様子を示している。上述し
たように、この画像ＩＰの画像データは、まず画素ブロ
ックごとにＤＣＴ変換され、その変換係数がハフマン符
号化されるとともに、バンドに分割されて図１５のよう
な圧縮画像データＤｃ（ｉ）が作成され、画像データ供
給装置４０の磁気ディスク６４に格納される。

【００３１】図１７は、圧縮画像データの検索処理の手
順を示すフローチャートである。ステップＳ１では、バ
ンドを表すパラメータｉが１に設定される。ステップＳ
２では、オペレータが画像検索装置１０において検索し
たい画像を指定するためのデータ（検索入力データ）を
入力する。ステップＳ３では、この検索入力データが画
像検索装置１０から画像データ供給装置４０に与えられ
るとともに、指定された画像の第１のバンドの圧縮画像
データＤｃ（１）が磁気ディスク６４から読出されて画
像検索装置１０に転送される。ステップＳ４では、パラ
メータｉが１だけインクリメントされる。

【００３２】ステップＳ５では、第１のバンドの圧縮画
像データＤｃ（ｉ）が伸長処理部１８において伸長され
るとともに、伸長された画像データが間引かれて、その
縮小画像がＣＲＴ３６に表示される。この時表示される
画像は、第１のバンドの圧縮画像データＤｃ（１）のみ
によって再現されているので、かなり低画質の画像であ
る。

【００３３】ステップＳ６では、オペレータがＣＲＴ３
６に表示された画像を観察し、画質を向上させる必要の
ある領域が存在するか否かを判断する。画質を向上させ
る必要があるか否かは、検索の目的によって異なる。例
えば、ある画像をＣＲＴ３６に表示して所望の画像であ
ることを確認した後に、その画像のすべての圧縮画像デ
ータを画像データ供給装置４０から画像検索装置１０に
転送する場合には、ＣＲＴ３６に表示した画像が所望の
ものであるか否かが判別できればよいので、比較的低画
質で表示された時点で検索が終了する。一方、ＣＲＴ３
６に表示した画像の一部を切りとって他の画像に貼込む
ような場合には、画像内の所望の領域についてかなりの
高画質が要求される。

【００３４】ステップＳ７において、画像全体の画質を
向上させる処理が指定されると、ステップＳ８において
画像全体に対するｉ番目のバンドの圧縮画像データＤｃ
（ｉ）が画像データ供給装置４０から画像検索装置１０
に転送される。そして、ステップＳ４を経由してステッ
プＳ５に戻り、転送されてきた圧縮画像データが伸長さ
れてＣＲＴ３６に画像が再表示される。再表示された画
像には、ｉ番目のバンドの圧縮画像データＤｃ（ｉ）に
基づく画像データ成分が加えられているので、画像全体
の画質が向上している。

【００３５】ステップＳ７において、画像内の一部の領
域の画質を向上させる処理を選択したときは、オペレー
タはさらに、ステップＳ９において画質を改善すべき領
域（以下、「画質改善領域」と呼ぶ）を指定する。例え
ば、図１６（ａ）に示すように、点Ｐ１とＰ２の位置を
マウス２６で入力することによって第１の画質改善領域
Ｒ１を指定し、点Ｐ３とＰ４の位置を入力することによ
って第２の画質改善領域Ｒ２を指定する。

【００３６】ｉ番目の圧縮画像データＤｃ（ｉ）が抽出
されるのは、図１６（ｂ）において斜線を付して示す抽
出領域ＥＲ１、ＥＲ２である。図１８は、画質改善領域
Ｒ１と抽出領域ＥＲ１との関係を示す説明図である。図
１８において、（ｘ，ｙ）は画素座標であり、（ｍ，
ｎ）は画素ブロック座標である。ここで、ｙ，ｎが主走
査方向の座標軸、ｘ，ｍが副走査方向の座標軸である。
以下では、主に抽出領域ＥＲ１を処理する場合について
説明する。

【００３７】図１８において、オペレータが２つの点Ｐ
１、Ｐ２の位置をマウス２６で指定すると、これらの点
の座標（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２）がＣＰＵ１２に
与えられる。ＣＰＵ１２は、これらの座標（ｘ１，ｙ
１），（ｘ２，ｙ２）に基づいて、点Ｐ１、Ｐ２を含む
画素ブロックＰＢ１、ＰＢ２の座標（ｍ１，ｎ１），
（ｍ２，ｎ２）を、以下の式に従って算出する。ｍ１＝ＩＮＴ（ｘ１／Ｐｘ）＋１ …（２）ｎ１＝ＩＮＴ（ｙ１／Ｐｙ）＋１ …（３）ｍ２＝ＩＮＴ（ｘ２／Ｐｘ）＋１ …（４）ｎ２＝ＩＮＴ（ｙ２／Ｐｙ）＋１ …（５）ここで、関数「ＩＮＴ」は、括弧内の数値の小数点以下
を切り捨てる演算を示す。また、ＰｘおよびＰｙは、画
素ブロックのｘ方向およびｙ方向の画素数をそれぞれ示
す。

【００３８】オペレータが指定した画質改善領域Ｒ１
は、図１８に示すように、２つの点Ｐ１、Ｐ２を対角線
上の頂点とする矩形の領域である。一方、圧縮画像デー
タＤｃ（ｉ）が抽出される抽出領域ＥＲ１は、この画質
改善領域Ｒ１を少なくとも含むようなすべての画素ブロ
ックで構成される領域である。図１８では、抽出領域Ｅ
Ｒ１が太い実線で囲まれている。

【００３９】図１７に戻り、ステップＳ１０では抽出領
域ＥＲ１、ＥＲ２についてのｉ番目のバンドの圧縮画像
データＤｃ（ｉ）が画像データ供給装置４０内の圧縮画
像抽出部５０によって抽出され、画像検索装置１０に転
送される。ステップＳ１０における圧縮画像データの抽
出処理の詳細については、さらに後述する。

【００４０】各抽出領域ＥＲ１，ＥＲ２についてｉ番目
のバンドの圧縮画像データＤｃ（ｉ）が画像検索装置１
０に転送されると、ステップＳ４を経由してステップＳ
５に戻り、抽出された圧縮画像データＤｃ（ｉ）が伸長
されるとともに、ＣＲＴ３６上の縮小画像が更新され
る。このように、まずステップＳ４〜Ｓ８を繰り返すこ
とによって画像全体をある程度の画質レベルにまで高
め、その後に、ステップＳ９、Ｓ１０、Ｓ４〜Ｓ６の手
順を繰り返すようにすれば、画像内の各部の画質をそれ
ぞれ所望のレベルにまで高めることができる。なお、圧
縮画像データＤｃ（ｉ）の抽出が終了した後に、平滑化
処理部２０によって画像の平滑化を行なってもよい。平
滑化を行なうのは、ＤＣＴ係数を復号化するさいに発生
する画素ブロック間の画像の歪（「ブロック歪」と呼ば
れる）を消去するためである。

【００４１】Ｄ．圧縮画像抽出部の構成と動作図１９は、圧縮画像データの抽出を行なう圧縮画像抽出
部５０の内部構成を示すブロック図である。圧縮画像抽
出部５０は、第１の制御部２０２と、分離回路２０４
と、ＡＣ復号回路２０６と、ＤＣ復号回路２０８と、カ
ウンタ２１０と、第２の制御部２１２と、ビットカウン
タ２１４と、バッファ２１６とを有している。分離回路
２０４は、圧縮画像データに含まれるＤＣ係数符号化デ
ータＣＦｄとＡＣ係数符号化データＣＦａとを分離して
ＤＣ復号回路２０８とＡＣ復号回路２０６とにそれぞれ
転送する機能を有している。ただし、この実施例では画
質改善領域に対して抽出されるのは２番目以降のバンド
の圧縮画像データであり、２番目以降のバンドの圧縮画
像データは図１５（ｂ）に示すようにＤＣ係数符号化デ
ータを含まない。従って、この実施例における圧縮画像
データの抽出処理では、分離回路２０４に与えられる圧
縮画像データは常にＡＣ復号回路２０６に転送される。

【００４２】図２０は、図１７のステップＳ１０におい
て圧縮画像抽出部５０が実行する抽出処理の手順を示す
フローチャートである。

【００４３】ステップＳ３０では、画像検索装置１０側
から転送されてきた抽出領域オフセットデータと抽出の
対象となるバンドを示すバンドナンバーとが第１の制御
部２０２に与えられる。ここで、抽出領域オフセットデ
ータは、抽出領域の主走査方向と副走査方向の画素ブロ
ック座標の最大値と最小値を示すデータであり、図１８
に示す抽出領域ＥＲ１の例ではｍ１、ｎ１、ｍ２、ｎ２
が抽出領域オフセットデータである。この抽出領域オフ
セットデータは、第１の制御部２０２から第２の制御部
２１２にも与えられる。

【００４４】ステップＳ３１では、ｉ番目のバンドの圧
縮画像データＤｃ（ｉ）に含まれている符号化データが
１ビットだけ分離回路２０４によって読み取られる。分
離回路２０４は、前述したように、ＡＣ復号回路２０６
に符号化データを与えるように設定されている。１ビッ
トの符号化データは分離回路２０４からＡＣ復号回路２
０６に与えられるとともに、ビットカウンタ２１４を介
してバッファ２１６にも与えられ、ここで記憶される。
ビットカウンタ２１４は、分離回路２０４から与えられ
た符号化データのビット数を累算する回路である。

【００４５】ステップＳ３２では、ＡＣ復号回路２０６
がＡＣ係数用のハフマン符号テーブル１２２（図１４）
を参照して、ステップＳ３１で読み込んだ符号化データ
とハフマン符号テーブル１２２の符号語を比較する。ス
テップＳ３１で読み込んだ符号化データがハフマン符号
テーブル１２２のいずれかの符号語に一致しなければ、
ステップＳ３３からＳ３１に戻り、符号化データをもう
１ビット追加して読み取る。ステップＳ３２において符
号化データがハフマン符号テーブル１２２のいずれかの
符号語に一致した場合（すなわち、符号化データを復号
化した場合）には、ステップＳ３３からステップＳ３４
に移行する。

【００４６】なお、ステップＳ３３においてＡＣ復号回
路２０６が１個のＡＣ係数に相当する符号化データを復
号化すると、ＡＣ復号回路２０６からカウントアップ信
号ＣＡがカウンタ２１０に与えられる。カウンタ２１０
は、カウントアップ信号ＣＡのパルス数をカウントする
ことにより、実質的に各走査線に沿って圧縮画像データ
Ｄｃ（ｉ）における画素ブロックの個数をカウントし、
そのカウント値ＣＴを第２の制御部２１２に与える。な
お、カウンタ２１０は、圧縮画像データの抽出処理の始
めに第２の制御部２１２により０に初期化されている。

【００４７】第２の制御部２１２は、ビットカウンタ２
１４に各画素ブロックのＡＣ係数が全て復号終了した時
に発生する復号終了信号ＳＦを与えている。ビットカウ
ンタ２１４はこの信号ＳＦに応じて、復号化されたＡＣ
符号化データのビット数Ｎｂを第２の制御部２１２に知
らせるとともに、ビットカウンタ２１４内部のビット数
Ｎｂを０にリセットする。このように、ビットカウンタ
２１４は各画素ブロック毎のＡＣ係数の符号化データの
ビット数Ｎｂを順次第２制御部に出力することになる。
第２の制御部２１２は、与えられたビット数Ｎｂを内部
のレジスタ（図示せず）に記憶する。

【００４８】ステップＳ３４では、処理中の画素ブロッ
クが抽出領域ＥＲ１内の画素ブロックであるか否かが第
２の制御部２１２によって判断される。次式（６）およ
び（７）が満足されるときには、抽出領域ＥＲ１内の画
素ブロックである。ｎ１≦ＩＮＴ［｛ＭＯＤ（ＣＴ，Ｎ・Ｋ）−１｝／Ｋ］＋１≦ｎ２ …（６）ｍ１≦ＩＮＴ［（ＣＴ−１）／（Ｎ・Ｋ）］＋１≦ｍ２ …（７）

【００４９】ここで、関数「ＩＮＴ」は括弧内の数値の
小数点以下を切り捨てる演算を示し、関数「ＭＯＤ」は
括弧内の第１の値を第２の値で徐算した余りをとる演算
を示す。ＣＴはカウンタ２１０のカウント値、Ｎは全画
像ＩＰの主走査方向ｙの画素ブロック数（図１８ではＮ
＝７）、Ｋはｉ番目のバンドの圧縮画像データにおける
変換係数の数（２番目のバンドＢ２ではＫ＝７）、ｎ１
は抽出領域ＥＲ１の主走査方向ｙの画素ブロック座標の
最小値、ｍ１，ｍ２は抽出領域ＥＲ１の副走査方向ｘの
画素ブロック座標の最小値と最大値である。

【００５０】処理中の画素ブロックが抽出領域ＥＲ１内
の画素ブロックである時には、ステップＳ３５において
ＡＣ係数符号化データＣＦａがバッファ２１６からメモ
リ４６に転送され、ここで記憶される。第２の制御部２
１２は、符号化データＣＦａのビット数Ｎｂに基づい
て、その画素ブロックの符号化データＣＦａ、すなわち
バッファ２１６に格納されているビット数Ｎｂのデータ
をメモリ４６へ出力する。

【００５１】一方、処理中の画素ブロックが抽出領域Ｅ
Ｒ１内の画素ブロックでない時には、ステップＳ３４か
らステップＳ３６に至り、バッファ２１６に格納されて
いるビット数ＮｂのＡＣ係数符号化データＣＦａをクリ
アし、次のステップＳ３７に移行する。

【００５２】ステップＳ３７では、第２の制御部２１２
が１画素ブロック分のＡＣ係数の復号化が終了したか否
かを判断し、終了していなければステップＳ３１に戻っ
て第１の制御部２０２に上述の処理を繰り返すことを指
示する。なお、この実施例において、２〜４番目のバン
ドにおける１画素ブロック分のＡＣ係数の数Ｋは、図１
３に示すように、それぞれ７、１８、および３６であ
り、これらの値は予め第２の制御部２１２に与えられて
いる。第２の制御部２１２は、これらのＡＣ係数の数Ｋ
に基づいて１画素ブロック分のＡＣ係数の復号化が終了
したか否かを判断する。

【００５３】ステップＳ３８では、処理中の画素ブロッ
クが抽出領域ＥＲ１内の最終ブロックであるか否かが判
断される。最終ブロックとは、その座標値（ｍ，ｎ）が
抽出領域ＥＲ１の最大値（ｍ２，ｎ２）と等しい画素ブ
ロックＰＢ２である（図１８参照）。次式（８）および
（９）が満足されるときには、抽出領域ＥＲ１内の最終
ブロックである。ＩＮＴ［｛ＭＯＤ（ＣＴ，Ｎ・Ｋ）−１｝／Ｋ］＋１＝ｎ２ …（８） …（６）ＩＮＴ［（ＣＴ−１）／（Ｎ・Ｋ）］＋１＝ｍ２ …（９）最終ブロックでないときにはステップＳ３１に戻り、ス
テップＳ３１〜Ｓ３８の処理を繰り返す。

【００５４】抽出領域ＥＲ１の最終ブロックまで符号化
データを抽出し終わると、ステップＳ３９において、抽
出した圧縮画像データがＣＰＵ４２によって編集される
とともに、画像データ供給装置４０から画像検索装置１
０に転送される。

【００５５】図２１は、抽出された圧縮画像データＥＤ
ｃを示す説明図である。図２１に示すように、抽出され
た圧縮画像データＥＤｃのヘッダには、ファイル名の他
に、バンド分割データ（そのバンドに含まれるＤＣＴ係
数の位置座標を示すデータ）と、バンドナンバーと、オ
フセットデータが含まれている。ヘッダのあとには可変
長の符号化データＣＦａが続いている。画像検索装置１
０は、抽出された圧縮画像データＥＤｃを伸長処理部１
８で伸長し、抽出領域ＥＲ１、ＥＲ２の画質を向上させ
た画像をＣＲＴ３６に表示する。なお、図２０のステッ
プ３９において、抽出した圧縮画像データＥＤｃを磁気
ディスクなどに保存しておくようにしてもよい。

【００５６】以上のように、この実施例では、指定され
たバンドの圧縮画像データについて、指定された領域の
圧縮画像データのみを抽出するので、抽出処理、伝送、
および伸長処理の対象となる圧縮画像データのデータ量
を低減することができる。従って、画像検索処理を高速
に行なうことができるという利点がある。また、圧縮画
像データを抽出する際に、圧縮画像データ中の符号化デ
ータがハフマン符号テーブル中の符号語の１つと一致す
ることを検出して各符号化データ間の区切りを識別して
いるので、ハフマン符号によって可変長符号化されてい
る圧縮画像データの一部を抽出することが可能である。

【００５７】Ｅ．変形例なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、
その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において
実施することが可能であり、例えば次のような変形も可
能である。

【００５８】（１）本発明は、ＹＭＣＫの画像成分で構
成された画像データに限らず、ＢＧＲ成分やＣＩＥ表色
系成分で構成された圧縮画像データの一部を伸長する場
合にも適用できる。また、１色の画像成分のみを含む画
像データにも適用可能である。一般に、本発明は多値の
圧縮画像データを伸長する場合に適用することができ
る。

【００５９】（２）上記実施例では、ＤＣＴ変換とハフ
マン符号化とによって画像データを符号化することによ
って圧縮していたが、この発明は一般に、系列変換とエ
ントロピー符号化によって圧縮された圧縮画像データを
抽出する場合に適用できる。系列変換としては、例え
ば、フーリエ変換、アダマール変換などの直交変換やベ
クトル量子化符号化などを利用できる。また、エントロ
ピー符号化としては算術符号化などが利用できる。

【００６０】（３）上記実施例では、１番目のバンドの
圧縮画像データが１つのＤＣ係数と２つのＡＣ係数とを
含むものとしていたが、バンドの区分は任意に変更して
もよい。例えば、１番目のバンドとしてはＤＣ係数のみ
を含むようにしてもよい。また、バンドの個数も４に限
らず、一般に、変換係数を複数のバンド（階層）に分割
していればよい。

【００６１】（４）上記実施例において、符号化方法と
してＪＥＰＧのｓ−ｓ方式のプログレッシブ符号化を採
用していたが、本発明は、ＪＰＥＧのｓ−ａ方式のプロ
グレッシブ符号化にも適用することが可能である。ま
た、他のプログレッシブ符号化方法で圧縮された画像デ
ータにも適用可能である。他のプログレッシブ符号化方
法としては、「階層的適応離散コサイン変換符号化法
の符号化効率の向上」、鄭重ほか、日本印刷学会誌、第
２８巻第３号、１９９１年の第３３頁〜第４２頁、ラ
プラシアンピラミッド符号化方法、テレビジョン学会
誌、第４４巻第２号、第１５３〜第１６１頁、１９９０
年、２値画像のプログレッシブ符号化方法（２値画像
の国際標準符号化方式（ＪＢＩＧ））、などがある。

【００６２】（５）抽出領域ＥＲ１の範囲は、ＣＲＴ３
６に表示された縮小画像の上でオペレータがマウス２６
を用いて指定していたが、この代わりに、抽出領域ＥＲ
１の幅の寸法（画素数）をオペレータがキーボード２８
を用いて入力するようにしてもよい。（６）画像表示装置としては、ＣＲＴ３６の代わりにカ
ラープリンタなどの他の画像出力装置を用いてもよい。

【００６３】（７）上記実施例では、ノンインターリー
ブに従って生成された圧縮画像データからその一部を抽
出していたが、本発明は、インターリーブに従って生成
された圧縮画像データの抽出にも適用できる。この場合
には、第２の制御部２１２において、処理対象の符号化
データが抽出領域内のものであるか否かの判断の基準と
する復号化データの個数を、インターリーブの方法に従
って変更しておけばよい。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載し
た発明によれば、第１番目の階層の圧縮画像データを伸
長することによって全体画像を表示した後、抽出領域を
指定し、処理対象の階層の圧縮画像データの中から抽出
領域に相当する圧縮画像データを抽出して伸長し、画像
を更新するので、抽出領域の画質を改善することができ
る。従って、各階層について画面全体の圧縮画像データ
を伸長することなく、所望の画質の画像を得ることがで
きるという効果がある。

【００６５】また、請求項２に記載した発明によれば、
エントロピ符号化データを復号化して得られるデータ
（変換係数）の個数に基づいて、抽出領域に含まれる画
素ブロックに相当するエントロピ符号化データを抽出
し、抽出された抽出領域のエントロピ符号化データ（す
なわち圧縮画像データ）を伸長して画像を更新するの
で、抽出領域の画質を改善することができる。従って、
各階層について画面全体の圧縮画像データを伸長するこ
となく、所望の画質の画像を得ることができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】変換係数のバンド分けの一例を示す説明図。

【図２】この発明の一実施例を適用して圧縮画像データ
の検索を行なう画像処理システムを示すブロック図。

【図３】圧縮処理部４８に備えられている符号化ユニッ
トの構成を示すブロック図。

【図４】画像内の画素ブロックを示す説明図。

【図５】ＤＣＴ変換により得られた変換係数Ｆ（ｐ，
ｑ）を示す説明図。

【図６】量子化の際に用いられる量子化テーブルの例を
示す説明図。

【図７】ＤＣ係数符号化部７８の機能を示すブロック
図。

【図８】ＤＣ係数符号化部７８におけるデータ処理の内
容を示す説明図。

【図９】グループ化テーブルを示す説明図。

【図１０】ＤＣ係数用の一次元ハフマン符号テーブルを
示す説明図。

【図１１】ＡＣ係数符号化部８０の機能を示すブロック
図。

【図１２】ジグザグスキャンの順路を示す説明図。

【図１３】８行８列に配列されたＤＣＴ変換係数と、ジ
グザグスキャンによって並び直されたＡＣ係数を示す説
明図。

【図１４】ＡＣ係数用の２次元ハフマン符号テーブルを
示す説明図。

【図１５】圧縮画像データＤｃの構成を示す説明図。

【図１６】実施例において処理の対象となる画像を示す
図。

【図１７】圧縮画像データの検索処理の手順を示すフロ
ーチャート。

【図１８】画像ＩＰの全領域と抽出領域を示す説明図。

【図１９】圧縮画像データの抽出に関連する回路要素を
示すブロック図。

【図２０】圧縮画像データの抽出処理の詳細手順を示す
フローチャート。

【図２１】抽出処理によって作成される圧縮画像データ
ＥＤｃの構成を示す説明図。

【符号の説明】

１０画像検索装置１２ＣＰＵ１４バスライン１６メモリ１８伸長処理部２０平滑化処理部２２磁気ディスク２４入力インタフェイス２６マウス２８キーボード３０通信インタフェイス３２フレームメモリ３４Ｄ／Ａ変換器３６ＣＲＴ３８画像入力装置４０画像データ供給装置４２ＣＰＵ４４バスライン４６メモリ４８圧縮処理部５０圧縮画像抽出部５８インタフェイス６０通信インタフェイス６２光磁気ディスク６４磁気ディスク７２ＤＣＴ変換部７４量子化部７６ハフマン符号化部７８ＤＣ係数符号化部８０ＡＣ係数符号化部８２圧縮データ編集部１０２ブロック遅延部１０４加算器１０６グループ化処理部１０８１次元ハフマン符号化部１１０ハフマン符号テーブル１１２ジグザグスキャン部１１４判定部１１６ランレングスカウンタ１１８グループ化部１２０２次元ハフマン符号化部１２２ハフマン符号テーブル２０４分離回路２０６ＡＣ復号回路２０８ＤＣ復号回路２１０カウンタ２１４ビットカウンタ２１６バッファＡａ付加ビットデータＡｄ付加ビットデータＢ１〜Ｂ４バンドＣＡカウントアップ信号ＣＦａＡＣ係数符号化データＣＦｄＤＣ係数符号化データＤｃ圧縮画像データＤｏ原画像データＥＲ１抽出領域ＥＤｃ抽出後の圧縮画像データＦＤＣＴ変換係数Ｈａハフマン符号データＨｄハフマン符号データＩＰ全画像ＮＮＮＮランレングスカウントＰＢ画素ブロックＲ１画質改善領域ＳＳＳＳグループ番号ｍ副走査方向画素ブロック座標ｎ主走査方向画素ブロック座標ｘ副走査方向画素座標ｙ主走査方向画素座標

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

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所定方向の走査線に沿って、全体画像内
の画素ブロックごとに画像データを変換係数データに変
換し、該変換係数データを複数の階層に分割するととも
に、各階層ごとに前記変換係数データをエントロピー符
号化することによって作成された圧縮画像データの中か
ら、一部の圧縮画像データを抽出して伸長する方法であ
って、（ａ）第１番目の階層の圧縮画像データに基づいて全体
画像を表示する工程と、（ｂ）抽出処理の対象となる次の階層を特定するととも
に、表示された前記全体画像において該処理対象となる
階層の圧縮画像データを用いて画像の画質を改善すべき
画質改善領域を指定する工程と、（ｃ）前記画質改善領域の少なくとも一部を含む画素ブ
ロックで構成される抽出領域を決定する工程と、（ｄ）前記処理対象となる階層の圧縮画像データのエン
トロピー符号化データを順次復号化するとともに復号化
された変換係数データの個数を累算し、前記復号化され
た変換係数データの個数と、前記処理対象となる階層の
圧縮画像データに関して予め任意に設定されている画素
ブロック１個あたりの変換係数データの個数とに基づい
て、前記抽出領域を構成する画素ブロックに関するエン
トロピー符号化データを抽出する工程と、（ｅ）前記工程（ｄ）で抽出されたエントロピー符号化
データを伸長することによって前記抽出領域の画像を更
新するとともに、更新された画像の全体を表示する工程
と、を備えることを特徴とする圧縮画像データの伸長方法。
【請求項２】請求項１記載の圧縮画像データの伸長方
法であって、さらに、（ｆ）前記工程（ｅ）で更新された画像において、前記
工程（ｂ）で指定された画質改善領域とは独立に、新た
な画質改善領域を次の階層の抽出処理の対象として指定
する工程と、（ｇ）前記工程（ｆ）で指定された画質改善領域に関し
て前記工程（ｃ）ないし工程（ｅ）を実行する工程と、
を備える圧縮画像データの伸長方法。