JP3339256B2

JP3339256B2 - フラクタル画像圧縮データの復元装置

Info

Publication number: JP3339256B2
Application number: JP17200095A
Authority: JP
Inventors: 淳史石川
Original assignee: ミノルタ株式会社
Priority date: 1995-07-07
Filing date: 1995-07-07
Publication date: 2002-10-28
Anticipated expiration: 2015-07-07
Also published as: JPH0923428A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多値画像をフラク
タル理論に基づいて画像圧縮したフラクタル画像圧縮デ
ータの復元装置に関する。

【０００２】マルチメディア時代実現のためのキーテク
ノロジーとして画像圧縮技術が挙げられる。現在におけ
る画像圧縮技術としてＪＰＥＧが連想されるが、最近特
に注目されている画像圧縮技術の一つに、Ｂａｒｎｓｌ
ｅｙらにより提案されたフラクタル画像圧縮がある。フ
ラクタル画像圧縮は、自然画像の中にある部分的自己相
似性を利用した手法である。つまり、ある原画像につい
て、その原画像の一部を取り出した場合に、取り出した
画像とよく似た別の画像が原画像の中に異なる大きさで
存在すると考えられる。このような部分的自己相似性を
利用して、原画像を複数のブロックに分割しこれらブロ
ック間の相似性により画像を符号化して画像圧縮を行
い、これとは逆に反復的に画像を再生して画像の復元を
行う。フラクタル画像圧縮は、他の圧縮方法と異なって
画像内の異なるサイズのブロック間の部分的な自己相似
性を利用することから、復元時に解像度に依存しないと
いう利点がある。これは、解像度の異なる機器に出力す
る際に画質の劣化が目立たないという他の圧縮方法には
ない利点を示すものであり、マルチメディア時代におい
て特に望まれる有利な点である。

【０００３】

【従来の技術】図９は従来のフラクタル画像圧縮の概略
を示す図である。図９において、原画像ＧＦは、複数の
値域ブロックＢＲ（ブロックサイズＫ×Ｌ）に分割さ
れ、また、値域ブロックＢＲよりもサイズの大きい複数
の変域ブロックＢＤ（ブロックサイズＭ×Ｎ：Ｍ＞Ｋ，
Ｎ＞Ｌ）に分割される。変域ブロックＢＤを縮小変換す
ることにより、値域ブロックＢＲと同じサイズの縮小パ
ターンＢＤＰ１が作成される。縮小パターンＢＤＰ１に
対し、０度、９０度、１８０度、２７０度の回転変換を
それぞれ行い、且つそれぞれにより得られた縮小パター
ンＢＤＰ１〜４に対して濃度反転変換を行うことによ
り、合計８種類の縮小パターンＢＤＰ１〜８が得られ
る。

【０００４】１つの値域ブロックＢＲに対して、全部の
変域ブロックＢＤについての各縮小パターンＢＤＰ１〜
８との比較を行って誤差を算出し、その中で誤差が最小
となる変域ブロックＢＤとその縮小パターンＢＤＰを選
択する。選択された変域ブロックＢＤの原画像ＧＦ中に
おける位置に関する情報、及び縮小パターンＢＤＰの変
換パラメータに関する情報を、その値域ブロックＢＲの
符号データとして出力する。また、復元時における初期
画像を生成するために、各値域ブロックＢＲの濃度の平
均値を算出して符号データに含めておく。このような処
理を全部の値域ブロックＢＲについて行うことにより、
原画像ＧＦについて圧縮された符号データが得られる。

【０００５】上述のようにして得られた符号データの復
元の際には、符号データに含まれる変域ブロックの位置
にある任意の初期画像に対して、符号データに含まれる
変換パラメータに応じた変換を行うことによって、初期
画像よりも原画像に近い復号化された値域ブロックＢＲ
の画像が得られる。この処理を画像全体に対して何度も
繰り返すことによって、原画像に近い画像が復元され
る。

【０００６】このようなフラクタル画像圧縮に関する文
献としては、例えば特開平６−９８３１０号公報が挙げ
られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のフラク
タル画像圧縮においては、原画像ＧＦに対し文字領域や
写真領域の区別なく同一の処理による圧縮が行われてい
る。したがって、領域に応じて画質の劣化を防ぐための
特別な処理を行うことができず、特に画像の復元時に画
質の劣化が生じてしまうという問題があった。

【０００８】また、画質を向上させるためには値域ブロ
ックＢＲのサイズを小さくしておくのが好ましいが、値
域ブロックＢＲのサイズを小さくすると、それだけデー
タ量が増大するので圧縮率の向上が図れない。したがっ
て、ある程度の圧縮率を得るために画質の劣化が生じる
のを避けることができなかった。

【０００９】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、画像の復元時に値域ブロックの領域判別結果に応
じた適切な処理を行うことにより、画質の劣化を少なく
することのできるフラクタル画像圧縮データの復元装置
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る装
置は、多値の原画像を分割して得られる複数の変域ブロ
ックに対し縮小変換を含むアフィン変換を行うことによ
ってそれぞれ複数の縮小パターンを作成し、前記原画像
を分割して得られる前記変域ブロックよりもサイズの小
さい値域ブロックがエッジ領域であるか否かの領域判別
を行いその領域判別の結果に応じて当該値域ブロックを
再分割し、値域ブロック又は再分割後の値域ブロックに
対して誤差が最小となる前記縮小パターン及び前記変域
ブロックを求めてその変換パラメータと変域ブロックの
位置情報を含む符号データを作成することによって画像
圧縮が行われたフラクタル画像圧縮データの復元装置で
あって、復元画像が格納される画像メモリと、前記値域
ブロックに対応する前記変域ブロックの画像データを前
記画像メモリから取り出して前記変換パラメータに基づ
く変換処理を行う変換手段と、前記変換パラメータに含
まれる前記縮小変換における縮小率に基づいて、当該値
域ブロックがエッジ領域であるか否かの領域判別を行う
領域判別手段と、前記変換手段による変換処理が行われ
た画像データに対してエッジ再現処理を行う第１処理手
段と、前記変換手段による変換処理が行われた画像デー
タに対してスムージング処理を行う第２処理手段と、前
記領域判別手段による領域判別の結果がエッジ領域であ
るときに前記第１処理手段から出力される画像データを
選択し、エッジ領域ではないときに前記第２処理手段か
ら出力される画像データを選択して前記画像メモリの当
該値域ブロックに対応する位置に書き込む画像データ選
択手段と、を有してなる。

【００１１】

【００１２】画像メモリには復元画像が書き込まれる。
復元の開始時においては、例えば符号データに含まれた
値域ブロックの濃度の平均値に基づいて初期画像が生成
され、画像メモリに書き込まれる。

【００１３】変換手段は、符号データに含まれる変域ブ
ロックの位置情報に基づいて、値域ブロックに対応する
変域ブロックの画像データを画像メモリから取り出し、
符号データに含まれる変換パラメータに基づいて変換処
理を行う。この変換処理は、圧縮時に変域ブロックに対
して行った変換処理と同じものであり、例えば、縮小変
換、回転変換、濃度反転変換、鏡反転変換などがある。

【００１４】領域判別手段は、値域ブロックのサイズに
関する情報に基づいて当該値域ブロックの領域判別を行
う。サイズに関する情報として、例えば変換パラメータ
に含まれる縮小率が用いられる。つまり、圧縮時におい
て、値域ブロックの領域の判別結果に応じて再分割の有
無が決定され、それによって縮小率が決定されるので、
縮小率は値域ブロックのサイズを示すとともに領域判別
の結果を示す情報でもある。例えば値域ブロックが文字
領域（エッジ領域）であるか写真領域であるかについて
領域判別し、文字領域である場合には当該値域ブロック
を４つに再分割したとすると、文字領域については縮小
率が写真領域の４分の１となる。

【００１５】第１処理手段は、変換手段による変換処理
が行われた画像データに対して例えばエッジ再現処理を
行い、第２処理手段は、変換手段による変換処理が行わ
れた画像データに対して例えばスムージング処理を行
う。

【００１６】領域判別の結果に応じて、画像データ選択
手段は、第１処理手段の出力と第２処理手段の出力との
いずれかを選択して画像メモリに画像データを書き込
む。したがって、領域判別手段によって例えば文字領域
であると判別されたときにエッジ再現処理の行われた画
像データを選択すると、文字の再現性が良好となり、写
真領域であると判別されたときにスムージング処理の行
われた画像データを選択すると、写真の再現性が良好と
なり、いずれの場合も画質の向上が図られる。

【００１７】なお、第１処理手段の出力と第２処理手段
の出力との選択に当たって、第１処理手段及び第２処理
手段の両方を動作させておき、それらの出力する画像デ
ータを切り換えることによって選択してもよく、また、
第１処理手段又は第２処理手段のいずれか一方による処
理のみが行われるようにしておき、処理の内容を切り換
えることによって選択してもよい。

【００１８】変換手段、領域判別手段などの各手段は、
ハードウェアを用いた回路により又はＭＰＵなどを用い
たソフトウェアによって実現される。本発明において、
アフィン変換には、縮小変換、回転変換、濃度反転変
換、鏡変換、平行移動変換など、種々の変換が含まれ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】まず、本発明に係るフラクタル画
像圧縮の原理について説明する。図１は本発明に係るフ
ラクタル画像圧縮の概略を示す図、図２はフラクタル画
像圧縮された画像データの画像復元の概略を示す図、図
８は原画像ＧＦにおける変域ブロックＢＤと値域ブロッ
クＢＲとの関係を示す図である。なお、図１において、
図９と同一の部分については従来の技術の項で説明した
ので、ここでの説明は省略し又は簡略化する。

【００２０】図１において、原画像ＧＦは、複数の値域
ブロックＢＲ（ブロックサイズＫ×Ｌ）に分割される
が、分割された値域ブロックＢＲについて領域判別が行
われる。領域判別によって、その値域ブロックＢＲがエ
ッジ領域である場合には、値域ブロックＢＲの再分割が
行われる。つまり、当該値域ブロックＢＲに含まれる画
素の最大濃度値Ｃmax と最小濃度値Ｃmin との差（Ｃma
x −Ｃmin ）が一定の基準値Ａを越える場合にエッジ領
域であるとされる。エッジ領域であるか否かによって、
文字領域であるか又は写真領域であるかが判別されるこ
ととなる。

【００２１】エッジ領域である場合には、値域ブロック
ＢＲを再分割することによって得られた値域ブロックＢ
Ｒ（これを「再分割値域ブロックＢＲＲ」ということが
ある）について、最小誤差が算出される。エッジ領域で
ない場合には、再分割する前の値域ブロックＢＲについ
て、最小誤差が算出される。また、値域ブロックＢＲ
（値域ブロックＢＲ又は再分割値域ブロックＢＲＲ）に
ついて、その濃度の平均値ＶＭが算出され、算出された
平均値ＶＭ、最小誤差の変域ブロックＢＤの位置情報、
及び縮小パターンＢＤＰ１〜８についての変換情報（変
換パラメータ）である縮小率（縮小変換係数）α、回転
角度（回転変換係数）θ、及び濃度変換の有無Ｚに基づ
いて、符号データＤＣが作成される。なお、値域ブロッ
クＢＲは、通常正方形とされることが多く、例えば８×
８画素、４×４画素などとされる。変域ブロックＢＤは
値域ブロックＢＲよりもサイズが大きく、それらは互い
に相似形とされることが多い。

【００２２】図２において、復元画像ＲＦは、復元処理
が繰り返されるにしたがって原画像ＧＦに近づくように
復元（伸長）される画像であり、復元処理の開始時にお
いては初期画像が生成される。初期画像として、例えば
符号データＤＣに含まれる各値域ブロックＢＲの平均値
ＶＭが設定される。復元処理において、最初の符号デー
タＤＣに含まれる変域ブロックＢＤの位置情報に基づい
て、復元画像ＲＦから変域ブロックＢＤが抽出される。
抽出された変域ブロックＢＤに対して、符号データＤＣ
に含まれる縮小率αを用いて縮小変換を行って縮小変換
画像ＢＤＦを得る。縮小変換画像ＢＤＦに対して、回転
角度θを用いて回転変換を行い、濃度反転変換の有無Ｚ
に応じた変換を行って回転変換画像ＢＤＧを得る。回転
変換画像ＢＤＧに対して、エッジ再現処理及びスムージ
ング処理を行って値域ブロックＢＲについての復元画像
である値域復元画像ＲＦＲ１，２を得る。

【００２３】エッジ再現処理は、例えば濃度が周囲の画
素とは異なる１つの画素がある場合に、その１つの画素
の濃度を周囲の画素の濃度に合わせた上、各画素の濃度
を閾値によって２値の濃度とする。これによって、文字
のエッジ部分が再現され又は強調される。スムージング
処理は、例えば隣接する画素間の濃度の変化が滑らかに
なるように、各画素の濃度値を設定する。これによっ
て、写真画像の階調性が良好となる。

【００２４】また、縮小率αによって値域ブロックＢＲ
のサイズを検出し、その値域ブロックＢＲがエッジ領域
の再分割値域ブロックＢＲＲである場合にエッジ再現処
理が行われた値域復元画像ＲＦＲ１を選択し、エッジ領
域でない値域ブロックＢＲである場合にスムージング処
理された値域復元画像ＲＦＲ２を選択し、選択した値域
復元画像ＲＦＲ１又は２によって、該当する値域ブロッ
クＢＲについて復元画像ＲＦを更新する。全部の値域ブ
ロックＢＲについて、つまり符号データＤＣの全部につ
いて、上述の処理を１回行うことによって、復元画像Ｒ
Ｆが１回更新される。この処理を何回も繰り返すことに
よって、原画像ＧＦに近い復元画像ＲＦが得られる。こ
のように、反復変換符号化法によって画像の圧縮と復元
が行われる。

【００２５】次に、本発明に係る画像圧縮装置１及び画
像伸長装置２の構成及び動作について説明する。図３は
本発明に係る画像圧縮装置１のブロック図、図４は第２
ブロック分割回路２３の構成を示す図、図５は本発明に
係る画像復元装置２のブロック図である。

【００２６】図３において、画像圧縮装置１は、制御回
路２０、画像メモリ２１、第１ブロック分割回路２２、
第２ブロック分割回路２３、領域判別回路２４、平均値
算出回路２５、縮小／回転変換回路２６、誤差算出回路
２７、比較回路２８、最小誤差算出回路２９、及び符号
データ作成回路３０などからなる。

【００２７】画像メモリ２１は、画像圧縮のために入力
された原画像ＧＦについての画像データＤＧを１ページ
単位で格納する。画像メモリ２１に格納された画像デー
タＤＧは、第１ブロック分割回路２２及び第２ブロック
分割回路２３によって、ブロック単位で読み出される。
つまり、図８に示されるように、原画像ＧＦの画像デー
タＤＧは、第１ブロック分割回路２２によって変域ブロ
ックＢＤ毎に読み出され、第２ブロック分割回路２３に
よって値域ブロックＢＲ毎に読み出される。

【００２８】第１ブロック分割回路２２は、画像メモリ
２１から画像データＤＧを変域ブロックＢＤ毎に読み出
し、読み出した１つの変域ブロックＢＤ分の画像データ
ＤＧを格納する。第１ブロック分割回路２２は、格納し
た変域ブロックＢＤの画像データＤＧを、縮小／回転変
換回路２６に対して出力する。また、格納している変域
ブロックＢＤの原画像ＧＦ中における位置情報（これを
「ブロック位置情報」ということがある）を、符号デー
タ作成回路３０に対して出力し、符号データ作成回路３
０はそのブロック位置情報を内蔵したメモリに記憶す
る。ブロック位置情報は、例えば原画像ＧＦ中における
変域ブロックＢＤの番号又は座標などである。

【００２９】第２ブロック分割回路２３は画像メモリ２
１から画像データＤＧを値域ブロックＢＲ毎に読み出
し、読み出した１つの値域ブロックＢＲ分の画像データ
ＤＧを格納する。図４に示されるように、第２ブロック
分割回路２３は、値域ブロック読出し部２３１、値域ブ
ロックメモリ２３２、及び再分割部２３３を有する。値
域ブロック読出し部２３１は、画像メモリ２１から値域
ブロックＢＲ毎に画像データＤＧを読み出し、値域ブロ
ックメモリ２３２は読み出した値域ブロックＢＲの画像
データＤＧを格納し、再分割部２３３は、領域判別回路
２４の判別結果に応じて値域ブロックＢＲを再分割して
読み出す。

【００３０】領域判別回路２４は、値域ブロックメモリ
２３２に格納されている値域ブロックＢＲについて、領
域判別を行う。領域判別は、値域ブロックＢＲに画像の
エッジが含まれているエッジ領域であるか否かを判断す
ることによって行う。その判断に当たっては、当該値域
ブロックＢＲに含まれる画素の最大濃度値Ｃmax と最小
濃度値Ｃmin との差（Ｃmax −Ｃmin ）が一定の基準値
Ａを越える場合にエッジ領域であると判断する。例え
ば、濃度が２５６階調（８ｂｉｔ）である場合に、差
（Ｃmax −Ｃmin ）が６４以上であればエッジ領域であ
ると判断する。エッジ領域である場合には、その値域ブ
ロックＢＲは文字の一部であることが多く、エッジ領域
でない場合には、その値域ブロックＢＲは写真の一部で
あることが多い。つまり、エッジ領域であるか否かによ
って、文字領域であるか写真領域であるかを判別するも
のである。

【００３１】上述の第２ブロック分割回路２３におい
て、再分割部２３３は、エッジ領域である場合に、値域
ブロックＢＲをさらに４分割する。エッジ領域において
は、再分割部２３３によって４分割されたそれぞれの領
域を値域ブロックＢＲとする。なお、上述したように、
再分割部２３３によって再分割されたそれぞれの値域ブ
ロックＢＲを、再分割されない値域ブロックＢＲと区別
するために「再分割値域ブロックＢＲＲ」ということが
ある。したがって、第２ブロック分割回路２３は、画像
メモリ２１から読み出した値域ブロックＢＲがエッジ領
域でない場合には値域ブロックメモリ２３２に格納され
た値域ブロックＢＲの画像データＤＧを１回出力し、エ
ッジ領域であった場合には再分割部２３３によって再分
割した再分割値域ブロックＢＲＲの画像データＤＧを４
回にわたって出力する。

【００３２】平均値算出回路２５は、第２ブロック分割
回路２３から出力される値域ブロックＢＲ及び再分割値
域ブロックＢＲＲの画像データＤＧの平均値ＶＭを算出
する。平均値ＶＭとして、例えば画像データＤＧの濃度
値の単純平均値の他、濃度値の基準値からの誤差の平均
値などが用いられる。算出された平均値ＶＭは符号デー
タ作成回路３０に出力され、そのメモリに記憶される。
平均値ＶＭは、画像の復元の際の初期画像として用いら
れる。

【００３３】縮小／回転変換回路２６は、第１ブロック
分割回路２２から出力される変域ブロックＢＤの画像デ
ータＤＧに対して、指定された縮小率αで縮小変換を行
い、縮小パターンＢＤＰ１を得る。縮小変換では、画像
データＤＧの画素を単純に間引く方法、又は２つ以上の
画素の平均値を算出した後に画素を間引く方法など、種
々の方法が用いられる。縮小率αは、変域ブロックＢＤ
を値域ブロックＢＲ又は再分割値域ブロックＢＲＲのサ
イズに縮小するに必要な値である。したがって、値域ブ
ロックＢＲがエッジ領域であるか否かによって縮小率α
の値が異なる。例えば、エッジ領域でない場合には縮小
率αは４分の１であり、エッジ領域である場合には縮小
率αは１６分の１である。

【００３４】得られた縮小パターンＢＤＰ１に対して、
さらに指定された回転角度θで回転変換を行う。回転角
度θは、０度、９０度、１８０度、２７０度の４種類で
あるので、回転変換によって４つの縮小パターンＢＤＰ
１〜４を得る。これらの縮小パターンＢＤＰ１〜４のそ
れぞれに対して、さらに濃度反転変換を行い、縮小パタ
ーンＢＤＰ５〜８を得る。濃度反転変換は白黒を反転さ
せる変換である。これによって、合計８つの縮小パター
ンＢＤＰ１〜８を得る。得られた縮小パターンＢＤＰ１
〜８は、作成された順に誤差算出回路２７に出力され
る。縮小／回転変換回路２６で用いられた縮小率α、回
転角度θ、濃度反転の有無Ｚは、変換係数（変換パラメ
ータ）として符号データ作成回路３０に出力され、その
メモリに記憶される。なお、縮小変換、回転変換、濃度
反転変換は、それぞれアフィン変換の一態様として行わ
れる。

【００３５】誤差算出回路２７は、縮小／回転変換回路
２６から出力される縮小パターンＢＤＰ１〜８のそれぞ
れに対して、第２ブロック分割回路２３から出力される
値域ブロックＢＲとの誤差δを算出して出力する。この
誤差δは、例えば対応する各画素についての濃度差の２
乗平均を算出することにより得られる。

【００３６】比較回路２８は、誤差算出回路２７から出
力される誤差δＢと前回までの誤差の最小値δＡとを比
較し、今回の誤差δＢが最小値δＡよりも小さい場合
に、「１」の信号を出力する。

【００３７】最小誤差算出回路２９は、比較回路２８か
ら信号が出力されたときに、誤差算出回路２７から入力
される誤差δの値を最小値δＡとして記憶するととも
に、次回からその最小値δＡを比較回路２８に出力す
る。

【００３８】符号データ作成回路３０は、平均値算出回
路２５から出力される平均値ＶＭ、比較回路２８から出
力される信号、第１ブロック分割回路２２から出力され
るブロック位置情報、縮小／回転変換回路２６から出力
される変換係数に基づいて、符号データＤＣを算出して
出力する。符号データＤＣは、各値域ブロックＢＲにつ
いて作成され、作成された順に出力される。したがっ
て、値域ブロックＢＲの位置に関する情報は、全体の符
号データＤＣの中の当該値域ブロックＢＲの符号データ
ＤＣの順位によって得られる。符号データ作成回路３０
から出力される符号データＤＣが、原画像ＧＦの画像圧
縮データである。

【００３９】制御回路２０は、画像メモリ２１にメモリ
制御信号Ｓ１を出力して画像メモリ２１の読み書きを制
御し、第１ブロック分割回路２２及び第２ブロック分割
回路２３にブロック分割信号Ｓ２，３を出力してそれぞ
れの読み出し動作を制御し、縮小／回転変換回路２６に
変換命令信号Ｓ４を出力して変換動作を制御し、符号デ
ータ作成回路３０に符号データ出力命令信号Ｓ５を出力
して符号データＤＣの作成及び出力を制御する。その
他、画像圧縮装置１の全体を制御する。

【００４０】図５において、画像復元装置２は、制御回
路４０、画像メモリ４１、符号データメモリ４２、変域
ブロック読出し回路４３、変換手段としての縮小／回転
変換回路４４、領域判別手段としての領域判別回路４
５、第１処理手段としてのエッジ再現処理回路４６、第
２処理手段としてのスムージング処理回路４７、及び画
像データ選択手段としての選択回路４８などから構成さ
れている。

【００４１】画像メモリ４１は、復元される１ページ分
の復元画像ＲＦの画像データＤＨを格納するメモリであ
る。画像メモリ４１には、初期画像として符号データメ
モリ４２に格納される各値域ブロックＢＲの平均値ＶＭ
が書き込まれる。

【００４２】符号データメモリ４２は、復元処理のため
に入力される符号データＤＣを格納するメモリである。
復元処理の開始時には、符号データＤＣに含まれる平均
値ＶＭによって画像メモリ４１に初期画像を生成する
が、その後は、各値域ブロックＢＲについての符号デー
タＤＣを順次読み出して処理を行う。

【００４３】変域ブロック読出し回路４３は、符号デー
タＤＣに含まれる変域ブロックＢＤの位置情報に基づい
て、画像メモリ４１からその変域ブロックＢＤの画像デ
ータＤＨを読み出し、縮小／回転変換回路４４に出力す
る。

【００４４】縮小／回転変換回路４４は、読み出された
変域ブロックＢＤの画像データＤＨに対して、符号デー
タＤＣに含まれる縮小率αを用いて縮小変換を行い、回
転角度θを用いて回転変換を行い、濃度反転変換の有無
Ｚに応じて濃度反転変換を行い、これら変換処理を行っ
た後の回転変換画像ＢＤＧについての画像データＤＨを
エッジ再現処理回路４６及びスムージング処理回路４７
に出力する。

【００４５】エッジ再現処理回路４６は、入力された回
転変換画像ＢＤＧの画像データＤＨに対し、エッジ再現
処理を施して値域復元画像ＲＦＲ１についての画像デー
タＤＨを出力する。スムージング処理回路４７は、入力
された回転変換画像ＢＤＧの画像データＤＨに対し、ス
ムージング処理を施して値域復元画像ＲＦＲ２について
の画像データＤＨを出力する。

【００４６】領域判別回路４５は、符号データＤＣに含
まれる縮小率αによって値域ブロックＢＲのサイズを検
出し、そのサイズによってエッジ領域であったか否かを
判別してその結果を選択回路４８に出力する。例えば、
縮小率αが４分の１である場合にはエッジ領域でないと
判別し、縮小率αが１６分の１である場合にはエッジ領
域であると判別する。

【００４７】選択回路４８は、領域判別回路４５から出
力される判別結果がエッジ領域である場合に、エッジ再
現処理回路４６から出力される画像データＤＨを選択
し、エッジ領域でない場合にスムージング処理回路４７
から出力される画像データＤＨを選択し、選択した画像
データＤＨを画像メモリ４１に書き込む。

【００４８】符号データメモリ４２に格納された符号デ
ータＤＣの全部について、上述の処理を１回行うことに
よって、画像メモリ４１に格納された復元画像ＲＦが１
回更新される。この処理を何回も繰り返すことによっ
て、原画像ＧＦに近い復元画像ＲＦが画像メモリ４１に
書き込まれる。

【００４９】制御回路４０は画像伸長装置２の全体を制
御する。なお、制御回路４０を画像圧縮装置１に設けら
れた制御回路２０と共通にしてもよい。次に、画像圧縮
装置１及び画像復元装置２の処理動作をフローチャート
に基づいて説明する。

【００５０】図６は画像圧縮装置１における圧縮処理
（符号化処理）を示すフローチャート、図７は復元処理
（復号化処理）を示すフローチャートである。図６にお
いて、符号化対象画像である原画像ＧＦを値域ブロック
ＢＲに分割し、分割した１つの値域ブロックＢＲを取り
出す（＃２１）。分割した値域ブロックＢＲの領域判別
を行い（＃２２）、エッジ領域と判別された場合に（＃
２３でイエス）、値域ブロックＢＲを再分割する（＃２
４）。

【００５１】そして、原画像ＧＦを変域ブロックＢＤに
分割して取り出し（＃２５）、取り出した変域ブロック
ＢＤに対して縮小変換、回転変換、濃度反転変換を行っ
て８つの縮小パターンＢＤＰ１〜８を得る（＃２６）。
値域ブロックＢＲと縮小パターンＢＤＰ１〜８との誤差
δを算出し（＃２７）、誤差δが最小となる縮小パター
ンＢＤＰ１〜８を選択して変域ブロックＢＤの位置情報
と変換パラメータを記憶する（＃２８）。これらの処理
を総ての変域ブロックＢＤについて行い（＃２９）、値
域ブロックＢＲとの誤差δが最小となる変域ブロックＢ
Ｄの位置情報及び変換パラメータを原画像ＧＦの全体か
ら１つ選択し、選択したそれらの情報をその値域ブロッ
クＢＲの符号データＤＣとして記憶する（＃２８）。領
域判別の結果がエッジ領域である場合には、再分割され
た再分割値域ブロックＢＲＲに対してそれらの処理を繰
り返す（＃３０，３２）。総ての値域ブロックＢＲにつ
いて上述の符号化処理を行う（＃３１）。

【００５２】図７において、まず、原画像ＧＦと同じサ
イズの初期画像を復元画像ＲＦとして与え（＃４１）、
復元画像ＲＦを複数の値域ブロックＢＲに分割する（＃
４２）。次に、値域ブロックＢＲに対応する符号データ
ＤＣに含まれる縮小率αから値域ブロックＢＲのサイズ
を調べる（＃４３）。サイズが再分割されたものであ
り、したがってエッジ領域であった場合には（＃４４で
イエス）、値域ブロックＢＲを再分割する（＃４５）。

【００５３】値域ブロックＢＲに対応する符号データＤ
Ｃに含まれる変域ブロックＢＤの位置にある画像データ
を復元画像ＲＦから取り出し（＃４６）、符号データＤ
Ｃに含まれる縮小率α、回転角度θ、濃度反転の有無Ｚ
に基づく変換処理を施す（＃４７）。さらに、ステップ
＃４３で調べた結果によってエッジ領域であると判断さ
れた場合には（＃４８でイエス）、エッジ再現処理を施
し（＃５０）、そうでない場合には（＃４８でノー）、
スムージング処理を施す（＃４９）。

【００５４】上述のような処理を施して得た値域復元画
像ＲＦＲを値域ブロックＢＲと置き換えることによって
値域ブロックＢＲを更新し（＃５１）、エッジ領域であ
った場合には再分割された値域ブロックＢＲ（再分割値
域ブロックＢＲＲ）に対して上述の処理を繰り返す（＃
５２，４６）。総ての値域ブロックＢＲについて上述の
処理を実行する（＃５３）。これによって、初期画像よ
りも原画像ＧＦに近い復元画像ＲＦが得られる。上述の
処理を設定された回数だけ繰り返して行う（＃５４）。
繰り返し回数は、例えば１０〜２０回に設定される。上
述の処理によって、原画像ＧＦにより近い復元画像ＲＦ
が得られる。

【００５５】上述の実施例によると、値域ブロックＢＲ
がエッジ領域である場合、つまり文字領域である場合
に、値域ブロックＢＲをさらに４分割することによって
値域ブロックＢＲのサイズを小さくする。これによって
多くの値域ブロックＢＲはエッジを含まなくなるので、
画像の再現性が良好となり、特に文字領域の画質の劣化
が抑えられる。しかも、エッジ領域でない領域、つまり
写真領域については、値域ブロックＢＲを再分割しない
ので、無用に値域ブロックＢＲが小さくなることがな
く、したがって圧縮データ量が余り増大することがな
く、圧縮率を高くすることができるとともに、処理に要
する時間を短縮することができる。

【００５６】すなわち、文字領域と写真領域とではコン
トラストなどの画像の特徴が異なるのであるが、従来に
おいてはそれぞれの領域に合った値域ブロックのサイズ
を選択することができなかった。つまり、文字領域はコ
ンストラストがはっきりしておりエッジを含んでいるの
で、値域ブロックのサイズを小さくすることが望まし
く、これに対して写真領域はエッジをほとんど含んでい
ないので値域ブロックのサイズがある程度大きくても構
わない。本実施例においては、画質の向上に必要なエッ
ジを含む部分についての値域ブロックＢＲのサイズを小
さくし、エッジを含まない部分については値域ブロック
ＢＲを小さくしないことによって、画質の向上を図り且
つ高い圧縮率を得ることができたのである。

【００５７】さらに、領域判別の結果に応じて値域ブロ
ックＢＲのサイズを異ならせるので、値域ブロックＢＲ
のサイズ又は縮小率αによって領域判別の結果を知るこ
とができる。したがって、領域判別の結果の情報を、圧
縮データ量を増大することなく符号データＤＣに付加す
ることができる。

【００５８】上述の実施例によると、復元処理におい
て、値域ブロックＢＲがエッジ領域であるか否かを検出
し、エッジ領域である場合にはエッジ再現処理を施し、
エッジ領域でない場合にはスムージング処理を施して値
域復元画像ＲＦＲを得ているので、これによって画質の
一層の向上を図ることができる。しかも、エッジ領域で
あるか否かの判別を、特別のデータを用いることなく、
符号データＤＣに含まれた縮小率αによって行っている
ので、領域判別が簡単であり且つ確実である。

【００５９】上述の実施例においては、復元処理におい
て、復元画像ＲＦから変域ブロックＢＤを読み出すよう
にしたが、復元画像ＲＦから変域ブロックＢＤを読み出
すことなく、変域ブロックＢＤとして用いるための種々
の濃度パターンを別途参照用のメモリに格納しておき、
参照用のメモリから変域ブロックＢＤの濃度パターンを
読み出すようにしてもよい。このような濃度パターンと
して、例えば文字領域（エッジ領域）のために３２種類
の２値の濃度パターンを設けておくのが良い。そうする
と、濃度反転によって６４種類のパターンが得られるの
で、値域ブロックＢＲのサイズが８×８画素である場合
に、値域ブロックＢＲとの誤差δが零となるパターンが
１つ存在することとなる。これは、１回の復元処理によ
って値域ブロックＢＲを完全に復元した値域復元画像Ｒ
ＦＲが得られるということであり、これによって復元処
理に要する時間が大幅に短縮されるとともに、画質の向
上が図られる。

【００６０】上述の実施例においては、値域ブロックＢ
Ｒを４分割することによって再分割値域ブロックＢＲＲ
を得ているが、２分割、３分割、６分割、又は８分割な
どでもよい。変換処理によって８つの縮小パターンＢＤ
Ｐ１〜８を作成しているが、７つ以下又は９つ以上の縮
小パターンＢＤＰを作成してもよい。変換処理として鏡
反転処理を行ってもよい。値域ブロックＢＲ及び変域ブ
ロックＢＤのサイズは上述以外の種々のサイズとしても
よい。その他、画像圧縮装置１及び画像伸長装置２の全
体又は各部の構成、処理の内容、順序、及び処理のタイ
ミングなどは、本発明の主旨に沿って適宜変更すること
ができる。

【００６１】

【発明の効果】請求項１の発明によると、画像の復元時
に値域ブロックの領域判別結果に応じた適切な処理を行
うことにより、画質の劣化の少ない復元画像を得ること
ができる。また、変換パラメータに含まれる縮小率に基
づいて値域ブロックの領域判別を行うので、圧縮データ
量を増大することなく領域判別の結果の情報を符号デー
タに付加することができるとともに、領域判別が簡単で
あり且つ確実である。

【００６２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフラクタル画像圧縮の概略を示す
図である。

【図２】フラクタル画像圧縮された画像の画像復元の概
略を示す図である。

【図３】本発明に係る画像圧縮装置のブロック図であ
る。

【図４】第２ブロック分割回路の構成を示す図である。

【図５】本発明に係る画像復元装置のブロック図であ
る。

【図６】画像圧縮装置における圧縮処理を示すフローチ
ャートである。

【図７】復元処理を示すフローチャートである。

【図８】原画像における変域ブロックと値域ブロックと
の関係を示す図である。

【図９】従来のフラクタル画像圧縮の概略を示す図であ
る。

【符号の説明】

２画像復元装置４１画像メモリ４４縮小／回転変換回路（変換手段）４５領域判別回路（領域判別手段）４６エッジ再現処理回路（第１処理手段）４７スムージング処理回路（第２処理手段）４８選択回路（画像データ選択手段）ＤＣ符号データＢＤ変域ブロックＢＲ値域ブロック

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】多値の原画像を分割して得られる複数の変
域ブロックに対し縮小変換を含むアフィン変換を行うこ
とによってそれぞれ複数の縮小パターンを作成し、前記
原画像を分割して得られる前記変域ブロックよりもサイ
ズの小さい値域ブロックがエッジ領域であるか否かの領
域判別を行いその領域判別の結果に応じて当該値域ブロ
ックを再分割し、値域ブロック又は再分割後の値域ブロ
ックに対して誤差が最小となる前記縮小パターン及び前
記変域ブロックを求めてその変換パラメータと変域ブロ
ックの位置情報を含む符号データを作成することによっ
て画像圧縮が行われたフラクタル画像圧縮データの復元
装置であって、復元画像が格納される画像メモリと、前記値域ブロックに対応する前記変域ブロックの画像デ
ータを前記画像メモリから取り出して前記変換パラメー
タに基づく変換処理を行う変換手段と、前記変換パラメータに含まれる前記縮小変換における縮
小率に基づいて、当該値域ブロックがエッジ領域である
か否かの領域判別を行う領域判別手段と、前記変換手段による変換処理が行われた画像データに対
してエッジ再現処理を行う第１処理手段と、前記変換手段による変換処理が行われた画像データに対
してスムージング処理を行う第２処理手段と、前記領域判別手段による領域判別の結果がエッジ領域で
あるときに前記第１処理手段から出力される画像データ
を選択し、エッジ領域ではないときに前記第２処理手段
から出力される画像データを選択して前記画像メモリの
当該値域ブロックに対応する位置に書き込む画像データ
選択手段と、を有してなることを特徴とするフラクタル画像圧縮デー
タの復元装置。