JP3344177B2

JP3344177B2 - フラクタル画像圧縮装置

Info

Publication number: JP3344177B2
Application number: JP20294095A
Authority: JP
Inventors: 淳史石川
Original assignee: ミノルタ株式会社
Priority date: 1995-08-09
Filing date: 1995-08-09
Publication date: 2002-11-11
Anticipated expiration: 2015-08-09
Also published as: JPH0951539A

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するフラクタル画像圧縮装
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１０は従来のフラクタル画像圧縮の概
略を示す図である。図１０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ＢＤＰ
１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の全体から変域ブ
ロックＢＤを順次分割し、それら全部の中から誤差が最
小となる変域ブロックＢＤを検索しているので、誤差が
最小となる変域ブロックＢＤ、つまり最相似ブロックの
検索に多くの時間を要し、その結果、圧縮処理に多くの
時間を要するという問題があった。

【０００８】請求項１及び請求項２の発明は、上述の問
題に鑑みてなされたもので、最相似ブロックの存在する
可能性の高い領域から検索を始めることによって圧縮処
理に要する時間の短縮を図ることのできるフラクタル画
像圧縮装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【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、多値の原画像を複数の変域ブロックに分割する変
域ブロック分割手段と、前記原画像を前記変域ブロック
よりもサイズの小さい複数の値域ブロックに分割する値
域ブロック分割手段と、前記変域ブロックにアフィン変
換を行って前記値域ブロックと同じサイズの縮小パター
ンを作成する縮小パターン作成手段と、前記値域ブロッ
クと前記縮小パターンとを比較してそれらの誤差を算出
する誤差算出手段と、前記値域ブロックについて前記縮
小パターンとの誤差の少ない変域ブロック及びアフィン
変換のパラメータを選択する最小誤差選択手段とを備
え、前記各値域ブロックについて、前記縮小パターンと
の誤差の少ない変域ブロックの位置に関する情報及び前
記アフィン変換のパラメータに関する情報を含む符号デ
ータを作成することにより画像圧縮を行うフラクタル画
像圧縮装置において、前記原画像を複数の検索領域に分
割する検索領域分割手段と、前記符号データが作成され
ようとしている値域ブロックを含む検索領域を第１位の
順位とし、前回の符号データの作成時に誤差が最小とな
る変域ブロックが選択された検索領域を第２位の順位と
するように前記検索領域に順位付けを行う順位付け手段
と、前記順位の高い検索領域から順に選択し、選択した
検索領域内において分割した変域ブロックの中に前記縮
小パターンとの誤差が設定された閾値よりも小さいもの
がある場合に当該検索領域内において分割した変域ブロ
ックの中から前記誤差の最も小さい変域ブロックに関し
て前記符号データを作成するように制御する制御手段
と、を有してなる。

【００１０】請求項２の発明に係る装置では、前記順位
付け手段は、さらに、第１位の検索領域に近い検索領域
から順に、第３位、第４位、の順位となるように順位付
けを行う。

【００１１】検索領域分割手段によって、原画像が複数
の検索領域に分割される。順位付け手段によって、分割
された各検索領域に順位が付与される。このときに、最
相似ブロックの存在する可能性の高い検索領域が高い順
位となるように順位付けされる。

【００１２】制御手段は、画像圧縮に際して、順位の高
い検索領域から順に変域ブロックを検索する。選択した
検索領域内において分割した変域ブロックの中に誤差が
閾値よりも小さいものがある場合には、その中の誤差の
最も小さい変域ブロックを選択して符号データを作成す
る。いずれの検索領域内においても誤差が閾値よりも小
さい変域ブロックがない場合には、全部の中で誤差の最
も小さい変域ブロックを選択し、これに基づいて符号デ
ータを作成する。制御手段はこのような動作を制御す
る。

【００１３】検索領域分割手段、順位付け手段、変域ブ
ロック選択手段、制御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。

【００１４】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。

【００１５】

【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
７は検索領域ＥＲの順位付けを説明するための図、図８
は原画像ＧＦにおける検索領域ＥＲ、変域ブロックＢ
Ｄ、及び値域ブロックＢＲの関係を示す図である。な
お、図１において、図１０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。

【００１６】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。
分割された各値域ブロックＢＲについて、最小誤差が算
出される。最小誤差の算出に当たって、順位が第１の検
索領域ＥＲの中から、誤差の比較対象となる変域ブロッ
クＢＤが分割され、分割された変域ブロックＢＤについ
ての画像データが読み出される。

【００１７】すなわち、画像圧縮に当たって、まず、原
画像ＰＭの全体が複数の検索領域ＥＲに分割され、分割
された各検索領域ＥＲに順位が付される。各検索領域Ｅ
Ｒは、変域ブロックＢＤよりもサイズが大きく、且つ可
能な限り縦横のサイズを変域ブロックＢＤの整数倍とす
る。各検索領域ＥＲへの順位の付与は、１つの値域ブロ
ックに対する符号データＤＣが作成される度毎に行わ
れ、その度に順位が変動する可能性がある。

【００１８】検索領域ＥＲの順位は次のようにして決定
される。まず最初は、符号データＤＣが作成されようと
している値域ブロックＢＲを含む検索領域ＥＲを第１の
順位とする。そして、第１位の検索領域ＥＲに近い検索
領域ＥＲから順に、第２位、第３位、というように順位
付けされる。図１及び図８の例では、原画像ＰＭが上下
２つの検索領域ＥＲに分割されている。最初は、上側の
検索領域ＥＲから値域ブロックＢＲが分割されて符号デ
ータＤＣの作成が行われるので、上側の検索領域ＥＲ−
１が第１位となり、下側の検索領域ＥＲ−２が第２位と
なる。

【００１９】最初の符号データＤＣを作成した後では、
符号データＤＣが作成されようとしている値域ブロック
ＢＲを含む検索領域ＥＲを第１の順位とすることに変わ
りないが、前回つまり１回目の符号データＤＣの作成時
に最相似ブロック（誤差が最小となる変域ブロックＢ
Ｄ）が選択された検索領域ＥＲを第２位とする。そし
て、第１位の検索領域ＥＲに近い検索領域ＥＲから順
に、第３位、第４位、というように順位付けされる。図
１の例で、１回目において最相似ブロックが検索領域Ｅ
Ｒ−１から選択されたとすると、上側の検索領域ＥＲ−
１が第１位となり、下側の検索領域ＥＲ−２が第２位と
なる。

【００２０】検索領域ＥＲの順位付けについて、図７を
参照してさらに詳細に説明する。図７において、原画像
ＰＭは、４つの検索領域ＥＲに分割されている。値域ブ
ロックＢＲは、原画像ＰＭの左上端から順に右方向に向
かって分割される。検索領域ＥＲの順位付けにおいて、
最初は、図７（１）の中央に順位を数字で示すように、
符号データＤＣが作成されようとしている値域ブロック
ＢＲを含む検索領域ＥＲが第１位となり、その右側の検
索領域ＥＲが第２位、左下の検索領域ＥＲが第３位、右
下の検索領域ＥＲが第４位となっている。順位付けがな
されると、第１位の検索領域ＥＲの中から、変域ブロッ
クＢＤが順に分割され、分割された変域ブロックＢＤに
対して、縮小変換、回転変換、濃度反転変換などによっ
て縮小パターンＢＤＰ１〜８が作成され、値域ブロック
ＢＲと各縮小パターンＢＤＰ１〜８との比較により誤差
が算出される。

【００２１】第１位の検索領域ＥＲの中の変域ブロック
ＢＤについて、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を選択し、その誤差が設定された
閾値よりも小さい場合に、その変域ブロックＢＤを最相
似ブロックとして選択する。第１位の検索領域ＥＲの中
には誤差が閾値よりも小さい変域ブロックＢＤがない場
合に、第２位の検索領域ＥＲの中から最相似ブロックを
検索し、誤差が閾値よりも小さくない場合には、上述と
同様に第３位、第４位の中から順次最相似ブロックを検
索していく。図７（２）に示すように、第３位の検索領
域ＥＲから最相似ブロックが選択されたとすると、次回
の検索領域ＥＲの順位は、図７（３）に示すように、第
３位であった検索領域ＥＲが第２位に上がり、第２位で
あった検索領域ＥＲが第３位に下がる。第１位の検索領
域ＥＲは、２つ目の値域ブロックＢＲも同じ検索領域Ｅ
Ｒから分割されるので、その順位に変更はない。

【００２２】そして、図７（４）に示すように、２つ目
の値域ブロックＢＲについて、第４位の検索領域ＥＲか
ら最相似ブロックが選択されると、検索領域ＥＲの順位
は、図７（５）に示すように、第４位であった検索領域
ＥＲが第２位に上がり、第２位及び第３位であった検索
領域ＥＲがそれぞれ１つずつ繰り下がる。第１位の検索
領域ＥＲは、３つ目の値域ブロックＢＲも同じ検索領域
ＥＲから分割されるので、その順位に変更はない。

【００２３】上述のように、値域ブロックＢＲに対する
変域ブロックＢＤは、検索領域ＥＲの順位に応じて、順
位の高い検索領域ＥＲの中から順に検索され、１つの検
索領域ＥＲの中から選択された変域ブロックＢＤの縮小
パターンＢＤＰと値域ブロックＢＲとの誤差が閾値より
も小さいときに、その変域ブロックＢＤを選択する。全
部の検索領域ＥＲの中の変域ブロックＢＤについて、誤
差が閾値よりも小さいものがない場合には、その中で誤
差の最も小さい変域ブロックＢＤを最相似ブロックとし
て選択する。

【００２４】そして、値域ブロックＢＲについて濃度の
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の位置の情報、及び縮小パターン
ＢＤＰ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。

【００２５】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。

【００２６】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、且つ濃度反転変換の有
無Ｚに応じた変換を行って値域復元画像ＲＦＲを得る。
得られた値域復元画像ＲＦＲ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。

【００２７】次に、本発明に係る画像圧縮装置１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のブロック図である。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、領域分割
順位付け回路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。

【００２８】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。

【００２９】第１ブロック分割回路２２は、画像メモリ
２１の中の領域分割順位付け回路２４によって指定され
た検索領域ＥＲ内の画像データ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、及び
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に対して出力する。符
号データ作成回路３０は、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。

【００３０】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。

【００３１】領域分割順位付け回路２４は、分割部２４
ａ及び順位付け部２４ｂを有する。分割部２４ａは、原
画像ＰＭを複数の検索領域ＥＲに分割する。なお、分割
の処理に当たっては、例えば、検索領域ＥＲ毎に画像メ
モリ２１の該当するアドレスの先頭及び末尾を決定し、
又は検索領域ＥＲ毎の始点と終点の座標位置を決定し、
又はそれらのアドレスや座標位置の決定のためのパラメ
ータを決定する。また、それらの決定に加えて、各検索
領域ＥＲに識別コードを付与する。

【００３２】順位付け部２４ｂは、検索領域ＥＲに順位
付けを行う。順位付けの処理を行うことによって、第１
ブロック分割回路２２に対して領域指定信号Ｓ９を出力
し、第１ブロック分割回路２２が次に読み出すべき変域
ブロックＢＤの検索領域ＥＲを指定する。

【００３３】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。

【００３４】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
データなど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のサイズに縮小するに必要な値であ
り、例えば２分の１、４分の１、８分の１、１６分の１
などとされる。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。また、記憶された最小値δＡと、制御回路２０から
出力される誤差の閾値δｔとを比較する。

【００３９】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。

【００４０】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、領域分割順位付け回路２４
に領域制御信号Ｓ１０を出力して領域分割順位付け回路
２４の処理動作を制御し、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。

【００４１】制御回路２０は、１つの値域ブロックＢＲ
についての符号データＤＣの作成時に、順位の高い検索
領域ＥＲから順に選択し、選択した検索領域ＥＲ内にお
いて分割した変域ブロックＢＤの中に縮小パターンＢＤ
Ｐとの誤差δが閾値δｔよりも小さいものがある場合に
その検索領域ＥＲ内において分割した変域ブロックＢＤ
の中から誤差δの最も小さい変域ブロックＢＤに関して
符号データＤＣを作成するように制御する。

【００４２】いずれの検索領域ＥＲにも縮小パターンＢ
ＤＰとの誤差δが閾値δｔよりも小さいものがない場合
には、最も誤差δの小さい変域ブロックＢＤを選択し、
その変域ブロックＢＤに関して符号データＤＣを作成す
るように制御する。

【００４３】次に、画像圧縮装置１の処理動作をフロー
チャートに基づいて説明する。図４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５は順位付け処理を示すフローチャート、図６は復元
処理（復号化処理）を示すフローチャートである。な
お、図３の画像圧縮装置１は圧縮処理を行う部分のみを
示したものであり、復元処理を行う部分については図示
されていない。したがって図６のフローチャートの説明
については図２を参照するのがよい。

【００４４】図４において、符号化対象画像である原画
像ＧＦを複数の検索領域ＥＲに分割する（＃２１）。次
に、原画像ＰＭ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（＃２２）。取り出
した値域ブロックＢＲを含む検索領域ＥＲが第１位とな
るように、検索領域ＥＲに対して第１位〜第ｍ位まで順
位付けを行う（＃２３）。ここで変数ｎを「１」に設定
する（＃２４）。

【００４５】順位が第ｎ位の検索領域ＥＲを、複数の変
域ブロックＢＤに分割し、分割した１つの変域ブロック
ＢＤを取り出す（＃２５）。取り出した変域ブロックＢ
Ｄ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
ＢＤＰ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）。これらの処理を第ｎ位
の検索領域ＥＲの総ての変域ブロックＢＤに対して実行
し、誤差δが最小となる変域ブロックＢＤ及び縮小パタ
ーンＢＤＰを１つ選択する（＃２９）。

【００４６】選択された縮小パターンＢＤＰの誤差δ
（最小誤差）と閾値δｔとを比較する（＃３０）。最小
誤差が閾値δｔよりも大きい場合には（＃３０でノ
ー）、次の順位の検索領域ＥＲから最小誤差となる縮小
パターンＢＤＰを選択するために変数ｎを１つインクリ
メントする（＃３３）。総ての検索領域ＥＲについての
処理を行った結果、閾値δｔよりも小さい最小誤差が得
られない場合には、最小誤差に対応する縮小パターンＢ
ＤＰを選択する。このようにして、変域ブロックＢＤの
位置情報及び縮小パターンＢＤＰの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（＃２７）。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）。

【００４７】図５において、値域ブロックＢＲを含む検
索領域ＥＲを第１位とする（＃４１）。最初の値域ブロ
ックＢＲである場合には（＃４２でイエス）、その値域
ブロックＢＲに近い検索領域ＥＲから順に、第２位〜第
ｍ位の順位を付ける（＃４６）。

【００４８】２回目以降の値域ブロックＢＲである場合
には（＃４２でノー）、変数ｎが「２」でない場合、つ
まり対象となっている検索領域ＥＲが第２位の検索領域
ＥＲでない場合には（＃４３でノー）、第２位〜第（ｎ
−１）位の検索領域ＥＲの順位をそれぞれ１つずつ繰り
下げ（＃４４）、第ｎ位の検索領域ＥＲつまり対象とな
っている検索領域ＥＲの順位を第２位とする（＃４
５）。

【００４９】図６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（＃５１）、
復元画像ＲＦを複数の値域ブロックＢＲに分割する（＃
５２）。次に、値域ブロックＢＲに対応する符号データ
ＤＣに含まれる情報に基づいて、変域ブロックＢＤの位
置にある画像データを取り出し（＃５３）、符号データ
ＤＣ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（＃５４）。

【００５０】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を更新する（＃５５）。総ての値域ブ
ロックＢＲについて上述の処理を実行する（＃５６）。
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（＃５７）。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Ｇ
Ｆにより近い復元画像ＲＦが得られる。

【００５１】上述の画像圧縮装置１によると、圧縮時に
おいて、原画像ＰＭを複数の検索領域ＥＲに分割し、分
割した検索領域ＥＲに順位を付与し、その順位にしたが
って選択された検索領域ＥＲの中から変域ブロックＢＤ
を選択するので、誤差が最小となる変域ブロックＢＤ、
つまり最相似ブロックの存在する可能性の高い領域から
変域ブロックＢＤの検索が開始され、最相似ブロックの
検索に要する時間が大幅に短縮される。特に、値域ブロ
ックＢＲを含む検索領域ＥＲが常に第１位となるように
順位付けを行い、且つ前回に最相似ブロックを含んでい
た検索領域ＥＲが第２位となるように順位付けを行った
ので、最相似ブロックの検索に無駄な時間を要すること
が少なくなり検索が高速で行われる。これによって、圧
縮処理に要する時間の大幅な短縮が図られる。

【００５２】なお、検索領域ＥＲ内における最相似ブロ
ックの選択と、誤差δと閾値δｔとの比較とは、いずれ
を先に行ってもよい。例えば、最相似ブロックを選択し
た後で、誤差δが閾値δｔ以下であるかどうかをチェッ
クしてもよいし、誤差δが算出される毎に、その誤差δ
が閾値δｔ以下であるかどうかをチェックしてもよい
し、他の種々の方法を採用することも可能である。

【００５３】上述の画像圧縮装置１においては、原画像
ＰＭから分割した全部の検索領域ＥＲに対して、第１位
から順に順位付けを行ったが、原画像ＰＭを予め領域属
性に応じて分割しておき、それぞれの属性の領域内にお
いて分割された検索領域ＥＲの中で順位付けを行うよう
にしてもよい。これについて、図９を参照して説明す
る。

【００５４】図９は原画像ＰＭを属性領域に分割した場
合の検索領域ＥＲを示す図である。図９において、原画
像ＰＭの上方部は文字領域ＡＡであり、下方部は写真領
域ＡＢである。文字領域ＡＡ内において４つの検索領域
ＥＲ−Ａに分割され、写真領域ＡＢ内において６つの検
索領域ＥＲ−Ｂに分割されている。検索領域ＥＲ−Ａ及
び検索領域ＥＲ−Ｂは、それぞれ文字領域ＡＡ内又は写
真領域ＡＢ内において、第１〜４位又は第１〜６位まで
の順位が付与されている。変域ブロックＢＤの選択に当
たっては、値域ブロックＢＲが文字領域ＡＡに存在する
場合には、検索領域ＥＲ−Ａ内において変域ブロックＢ
Ｄが選択され、且つ最相似ブロックが選択され、値域ブ
ロックＢＲが写真領域ＡＢに存在する場合には、検索領
域ＥＲ−Ｂ内において変域ブロックＢＤが選択され、且
つ最相似ブロックが選択される。

【００５５】このように、属性に応じて独立して検索領
域ＥＲの順位付けを行うことにより、すなわち属性に応
じて分割された領域に対してそれぞれ本発明を適用する
ことにより、変域ブロックＢＤの検索がより高速化さ
れ、画像圧縮に要する時間の一層の短縮が図られる。こ
の場合には、属性に応じて分割された領域のそれぞれが
原画像ＰＭとなる。

【００５６】上述の実施例において、値域ブロックＢＲ
が文字領域である場合に、それを再分割してより小さい
値域ブロックＢＲとしてもよい。変換処理によって８つ
の縮小パターンＢＤＰ１〜８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。原画像ＰＭから変域ブロックＢＤを選択するに当た
り、予め作成した濃度パターンデータを適当なメモリに
格納しておき、そのメモリから濃度パターンデータを読
み出して変域ブロックＢＤのデータに代えてもよい。変
換処理として鏡反転処理を行ってもよい。検索領域Ｅ
Ｒ、値域ブロックＢＲ、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。

【００５７】

【発明の効果】請求項１及び請求項２の発明によると、
最相似ブロックの存在する可能性の高い領域から検索を
始めることによって、圧縮処理に要する時間の短縮を図
ることができる。

【００５８】また、値域ブロックの含まれる検索領域が
常に第１位となるので、最相似ブロックの検索が高速に
行われる。

【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データの画像復
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】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５】順位付け処理を示すフローチャートである。

【図６】復元処理を示すフローチャートである。

【図７】検索領域の順位付けを説明するための図であ
る。

【図８】原画像における検索領域、変域ブロック、及び
値域ブロックの関係を示す図である。

【図９】原画像を属性領域に分割した場合の検索領域を
示す図である。

【図１０】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】

１画像圧縮装置２０制御回路（制御手段）２２第１ブロック分割回路（変域ブロック分割手段）２３第２ブロック分割回路（値域ブロック分割手段）２４領域分割順位付け回路２４ａ分割部（検索領域分割手段）２４ｂ順位付け部（順位付け手段）２６縮小／回転変換回路（縮小パターン作成手段）２７誤差算出回路（誤差算出手段）２９最小誤差算出回路（最小誤差選択手段）ＤＣ符号データＥＲ検索領域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】多値の原画像を複数の変域ブロックに分割
する変域ブロック分割手段と、前記原画像を前記変域ブ
ロックよりもサイズの小さい複数の値域ブロックに分割
する値域ブロック分割手段と、前記変域ブロックにアフ
ィン変換を行って前記値域ブロックと同じサイズの縮小
パターンを作成する縮小パターン作成手段と、前記値域
ブロックと前記縮小パターンとを比較してそれらの誤差
を算出する誤差算出手段と、前記値域ブロックについて
前記縮小パターンとの誤差の少ない変域ブロック及びア
フィン変換のパラメータを選択する最小誤差選択手段と
を備え、前記各値域ブロックについて、前記縮小パター
ンとの誤差の少ない変域ブロックの位置に関する情報及
び前記アフィン変換のパラメータに関する情報を含む符
号データを作成することにより画像圧縮を行うフラクタ
ル画像圧縮装置において、前記原画像を複数の検索領域に分割する検索領域分割手
段と、前記符号データが作成されようとしている値域ブロック
を含む検索領域を第１位の順位とし、前回の符号データ
の作成時に誤差が最小となる変域ブロックが選択された
検索領域を第２位の順位とするように前記検索領域に順
位付けを行う順位付け手段と、前記順位の高い検索領域から順に選択し、選択した検索
領域内において分割した変域ブロックの中に前記縮小パ
ターンとの誤差が設定された閾値よりも小さいものがあ
る場合に当該検索領域内において分割した変域ブロック
の中から前記誤差の最も小さい変域ブロックに関して前
記符号データを作成するように制御する制御手段と、を有してなることを特徴とするフラクタル画像圧縮装
置。
【請求項２】前記順位付け手段は、さらに、第１位の検
索領域に近い検索領域から順に、第３位、第４位、の順
位となるように順位付けを行う、請求項１記載のフラクタル画像圧縮装置。