JP3371634B2 - フラクタル画像圧縮復元方法及び圧縮装置 - Google Patents

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復
元方法及び圧縮装置に関する。

【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８は従来のフラクタル画像圧縮の概略
を示す図である。図８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、総ての値域ブロックＢＲにつ
いて、縮小パターンＢＤＰとの誤差が最小となる変域ブ
ロックＢＤ（最相似ブロック）を検索することとしてい
るので、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】また、画像の復元に際しては、各値域ブロ
ックＢＲの復元画像を得るために符号データに基づく復
元処理を何回も繰り返すが、原画像に忠実な画像に復元
するためにはその繰り返し回数が必然的に多くなるた
め、復元処理にも多くの時間を要するという問題があっ
た。

【０００９】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、画像の復元に際しての復元処理の繰り返し回数を
減少させることができ、復元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復元方法及び圧縮
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の発明に係る方
法は、原画像における部分的自己相似性を利用し、前記
原画像を分割して得られる各値域ブロックに対して最も
相似する変域ブロック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い、各値域ブロックの
画像を前記符号データに基づいて生成することにより画
像復元を行うフラクタル画像圧縮復元方法において、画
像圧縮時に、前記値域ブロックと、前記変域ブロックに
アフィン変換を行うことによって作成される当該値域ブ
ロックと同じサイズの縮小パターンのうちの当該値域ブ
ロックの画像データとの誤差が最小となる縮小パターン
と、の誤差が予め設定された閾値よりも大きい場合は、
当該値域ブロックの符号データとして当該値域ブロック
の画像データを含めておくとともに、符号データとして
画像データが含まれていることを識別可能としておき、
そうでない場合は、当該値域ブロックについては画像デ
ータの平均値を選択してその値域ブロックの符号データ
に含めておき、画像復元時に、符号データとして画像デ
ータが含まれた各値域ブロックについては、含まれた画
像データによってその値域ブロックの画像を生成し、画
像データが含まれない各値域ブロックについては、符号
データに基づいてその値域ブロックの画像を生成する。

【００１１】請求項２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、前記値域ブロックの画像データの平均値を算出す
る平均値算出手段と、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、前記
アフィン変換のパラメータに関する情報、及び前記平均
値の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、前記値域ブ
ロックの画像データの平均値又は当該値域ブロックの画
像データを選択する選択手段と、前記値域ブロックと、
当該値域ブロックの画像データとの誤差が最小となる縮
小パターンと、の誤差が予め設定された閾値よりも大き
い場合は、当該値域ブロックについては画像データを選
択して当該値域ブロックの符号データに含めることによ
り、そうでない場合は、当該値域ブロックについては画
像データの平均値を選択してその値域ブロックの符号デ
ータに含めることにより、符号データとして画像データ
を含んだ値域ブロックと画像データの平均値を含んだ値
域ブロックとが混在するように前記符号データを作成す
るよう制御する制御手段と、を有して構成される。

【００１２】

【００１３】選択手段によって、値域ブロックの生の画
像データとその平均値とのいずれかが選択される。制御
手段は、画像圧縮に際して、値域ブロックが一定の条件
を満たすときに、当該値域ブロックの画像データを選択
して符号データを作成するように制御する。

【００１４】一定の条件を満たすときとは、例えば、そ
の値域ブロックについて最相似ブロック（誤差が最小と
なる変域ブロック）の縮小パターンとの誤差が予め設定
された閾値よりも大きい場合、対象となる原画像につい
て予め決められた値域ブロックである場合、最相似ブロ
ックとして選択される回数の多い変域ブロック内の値域
ブロックである場合などである。

【００１５】値域ブロック分割手段、変域ブロック分割
手段、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。

【００１６】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。

【００１７】

【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
６は原画像ＧＦにおける変域ブロックＢＤ及び値域ブロ
ックＢＲの関係を示す図、図７は特定値域ブロックＢＲ
ｓの例を示す図である。なお、図１において、図８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。

【００１８】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、順次、符号デ
ータＤＣが作成されるのであるが、符号データＤＣの作
成に当たって、値域ブロックＢＲが一定の条件を満たす
か否かによって、符号データＤＣの作成方法が異なる。

【００１９】すなわち、値域ブロックＢＲが一定の条件
を満たすものではない場合には、従来と同様の方法によ
って符号データＤＣが作成される。つまり、全部の変域
ブロックＢＤについての各縮小パターンＢＤＰ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。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。

【００２０】値域ブロックＢＲが一定の条件を満たす場
合（そのような値域ブロックＢＲを「特定値域ブロック
ＢＲｓ」ということがある）には、平均値ＶＭに代え
て、その値域ブロックＢＲの生の画像データＤＧ、つま
りその値域ブロックＢＲの全部の画素についての濃度値
を、符号データＤＣに含める。

【００２１】ここで、一定の条件を満たす場合とは、例
えば次の（１）〜（３）のいずれかの場合である。 （１）その値域ブロックＢＲについて、最相似ブロック
（誤差が最小となる変域ブロックＢＤ）の縮小パターン
ＢＤＰとの誤差が予め設定された閾値δｔよりも大きい
場合 （２）対象となる原画像ＧＦについて予め決められた値
域ブロックＢＲである場合 （３）最相似ブロックとして選択される回数の多い変域
ブロックＢＤ内の値域ブロックＢＲである場合 上述（１）の場合においては、例えば、最相似ブロック
の縮小パターンＢＤＰとの誤差δが閾値δｔと比較さ
れ、誤差δが閾値δｔよりも大きい場合にその値域ブロ
ックＢＲを特定値域ブロックＢＲｓとする。閾値δｔと
して、原画像ＧＦの復元に支障がなく、全部の値域ブロ
ックＢＲのうちの一部が特定値域ブロックＢＲｓとされ
る程度の値が選定される。

【００２２】上述（２）の場合においては、例えば図７
に示すように、原画像ＧＦの対角線に沿って位置する値
域ブロックＢＲを、特定値域ブロックＢＲｓとする。し
たがって、この場合の特定値域ブロックＢＲｓについて
は、変域ブロックＢＤの検索や縮小パターンＢＤＰの作
成又は誤差δの算出などを行う必要がない。特定値域ブ
ロックＢＲｓであることを認識した時点で、その特定値
域ブロックＢＲｓ内の全部の画素についての濃度値を符
号データＤＣに含めるように処理を行う。このようにす
ると、従来のように総ての値域ブロックＢＲについて最
相似ブロックを検索する必要がなくなり、最相似ブロッ
クの検索に要する時間を短縮することができるので、画
像圧縮に要する時間が短縮される。

【００２３】上述（３）の場合においては、例えば、全
部の値域ブロックＢＲについて符号データＤＣの作成が
終わった後で、又は符号データＤＣの作成の途中で、最
相似ブロックとして選択された回数の多い変域ブロック
ＢＤ内に存在する値域ブロックＢＲを特定値域ブロック
ＢＲｓとする。既に符号データＤＣが作成された特定値
域ブロックＢＲｓについては、符号データＤＣに含まれ
る平均値ＶＭを生の画像データＤＧと入れ換える。

【００２４】通常の値域ブロックＢＲであるか、又は特
定値域ブロックＢＲｓであるかの情報は、符号データＤ
Ｃに組み込まれる。例えば、値域ブロックＢＲについて
の平均値ＶＭを表すデータと生の画像データＤＧとで
は、それらのデータ長が異なるので、データ長の大小に
よって識別してもよい。また、特定値域ブロックＢＲｓ
である場合に、変換パラメータの１つである縮小率αを
「０」に設定することによって識別してもよい。

【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。値域ブロックＢＲのサイズを８×８画素とし、濃
度を２５６階調とした場合に、１つの特定値域ブロック
ＢＲｓについての生の画像データＤＧは６４（＝８×
８）Ｂｙｔｅとなる。

【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、符号デ
ータＤＣに含まれる各値域ブロックＢＲの平均値ＶＭ又
は生の画像データＤＧが設定される。

【００２７】すなわち、復元処理において、符号データ
ＤＣからそれが特定値域ブロックＢＲｓであると判断さ
れた場合には、符号データＤＣに含まれる生の画像デー
タＤＧをその値域ブロックＢＲの復元画像（値域復元画
像）ＲＦＲとして用いる。つまり、その場合には、復元
画像ＲＦにおける当該値域ブロックの部分は、当初から
復元を終えていることとなる。したがって、当該値域ブ
ロックＢＲについては、復元のための他の処理は行わな
い。

【００２８】復元処理において、それが特定値域ブロッ
クＢＲｓでないと判断された場合には、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、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Ｂ
ＤＦ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。

【００２９】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。

【００３０】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、本発明における制御手段としての制御回路２
０、画像メモリ２１、変域ブロック分割手段としての第
１ブロック分割回路２２、値域ブロック分割手段として
の第２ブロック分割回路２３、平均値算出手段としての
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、符
号データ作成回路３０、及び選択手段としてのセレクタ
３３などからなる。

【００３１】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６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。

【００３２】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。

【００３３】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。その画像データＤＧは、誤差算出回路
２７に出力されるとともに、セレクタ３３にも出力され
る。

【００３４】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はセレクタ３３に出力される。平均値ＶＭ
は、セレクタ３３において選択された場合に、符号デー
タ作成回路３０に出力され、符号データ作成回路３０内
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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】符号データ作成回路３０は、セレクタ３３
から出力される平均値ＶＭ又は生の画像データＤＧ、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Ｂ
Ｒの符号データＤＣの順位によって得られる。また、そ
の値域ブロックＢＲが特定値域ブロックＢＲｓであるか
否かは、符号データＤＣとして生の画像データＤＧ又は
平均値ＶＭのいずれが含まれているかによって、又は縮
小率αの値などによって識別される。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。

【００４１】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し、セレクタ
３３に選択信号Ｓ１２を出力して選択動作を制御する。
その他、画像圧縮装置１の全体を制御する。

【００４２】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、その値域ブロッ
クＢＲが特定値域ブロックＢＲｓであるか否かを判断
し、特定値域ブロックＢＲｓでない場合にはセレクタ３
３が平均値ＶＭを選択するように制御し、特定値域ブロ
ックＢＲｓである場合にはセレクタ３３が生の画像デー
タＤＧを選択するように制御する。特定値域ブロックＢ
Ｒｓであるか否かの判断に当たっては、最小誤差算出回
路２９において記憶された誤差の最小値δＡと、予め設
定された閾値δｔとを比較し、誤差の最小値δＡが閾値
δｔよりも大きい場合にその値域ブロックＢＲを特定値
域ブロックＢＲｓと判断する。

【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、圧縮処理のみな
らず復元処理をも行うものであるが、図には圧縮処理を
行う部分のみが示され、復元処理を行う部分については
示されていない。したがって図５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）。原画像ＧＦを変
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（＃２２）。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（＃２３）。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（＃２４）、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
ラメータを一時記憶する（＃２５）。これらの処理を総
ての変域ブロックＢＤに対して実行し（＃２６）、誤差
δが最小となる変域ブロックＢＤの位置情報及び縮小パ
ターンＢＤＰの変換パラメータを１つ選択して一時記憶
する（＃２５）。

【００４５】記憶した誤差δ、つまり誤差の最小値δＡ
と閾値δｔとを比較する（＃２７）。誤差の最小値δＡ
が閾値δｔよりも小さい場合には（＃２７でイエス）、
誤差δが最小となる変域ブロックＢＤの位置情報、縮小
パターンＢＤＰの変換パラメータ、及び値域ブロックＢ
Ｒの平均値ＶＭを選択して記憶する（＃２８）。誤差の
最小値δＡが閾値δｔよりも大きい場合には（＃２７で
ノー）、値域ブロックＢＲの生の画像データＤＧを選択
して記憶する（＃２９）。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（＃３０）。

【００４６】図５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として与える（＃４
１）。このとき、符号データＤＣに値域ブロックＢＲに
ついての平均値ＶＭが存在する場合には平均値ＶＭを、
符号データＤＣに値域ブロックＢＲの生の画像データＤ
Ｇが存在する場合にはその画像データＤＧを、それぞれ
の値域ブロックＢＲの初期値とする。

【００４７】次に、復元画像ＲＦを複数の値域ブロック
ＢＲに分割する（＃４２）。そして、値域ブロックＢＲ
が特定値域ブロックＢＲｓであるか否かを判断する（＃
４３）。特定値域ブロックＢＲｓでない場合には（＃４
３でノー）、その値域ブロックＢＲに対応する変域ブロ
ックＢＤの位置にある画像データを取り出し（＃４
４）、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（＃４
５）。こ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（＃４６）。

【００４８】特定値域ブロックＢＲｓである場合には
（＃４３でイエス）、ステップ＃４４〜４６をパスす
る。総ての値域ブロックＢＲについて上述の処理を実行
する（＃４７）。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（＃４８）。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。

【００４９】上述の実施の態様によると、復元時におい
て、値域ブロックＢＲが特定値域ブロックＢＲｓである
か否かを判断し、特定値域ブロックＢＲｓである場合に
は、ステップ＃４４〜４６の処理をパスするので、処理
に要する時間が大幅に短縮される。また、特定値域ブロ
ックＢＲｓである場合において、その特定値域ブロック
ＢＲｓの復元画像ＲＦの初期値は元の原画像ＧＦの画像
データＤＧと等しいから、その部分の復元画像は当初か
ら完全であるとともに、最相似ブロックとしてその特定
値域ブロックＢＲｓを含む変域ブロックＢＤが選択され
ている場合に、復元画像ＲＦの復元が少ない繰り返し回
数で行われるとともに、原画像ＧＦに忠実な精度のよい
復元画像ＲＦが得られる。つまり、上述の画像圧縮装置
１によって画像を圧縮し符号データＤＣを作成すると、
画像の復元に際しての復元処理の繰り返し回数を減少さ
せることができ、復元処理に要する時間の短縮を図るこ
とができる。

【００５０】なお、最相似ブロックの選択と、誤差の最
小値δＡと閾値δ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、誤差の
最小値δＡ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。

【００５１】上述の画像圧縮装置１において、原画像Ｇ
Ｆを複数の検索領域に分割してそれぞれの検索領域に順
位を付けておき、各値域ブロックＢＲに対する変域ブロ
ックＢＤを、順位の高い検索領域ＥＲの中から検索する
ようにしてもよい。その場合に、１つ又は所定数の検索
領域ＥＲの中から選択した変域ブロックＢＤの縮小パタ
ーンＢＤＰと値域ブロックＢＲとの誤差の最小値δＡが
閾値δｔよりも小さいときに、その変域ブロックＢＤ、
縮小パターンＢＤＰ、及び平均値ＶＭを選択し、誤差の
最小値δＡが閾値δｔよりも大きいときには生の画像デ
ータＤＧによって符号データＤＣを作成するようにする
ことが可能である。このようにすると、変域ブロックＢ
Ｄの検索に要する時間が短縮され、画像圧縮に要する時
間が短縮される。また、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、
本発明の方法を適用してもよい。

【００５２】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。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。

【００５３】

【発明の効果】本発明によると、画像の復元に際しての
復元処理の繰り返し回数を減少させることができ、復元
処理に要する時間の短縮を図ることができる。

【００５４】また、一定の条件を満たす値域ブロック
を、対象となる原画像について予め決めておくことによ
って、その値域ブロックについては符号データの作成の
ための処理が不要又は極めて簡単になり、画像圧縮に要
する時間を短縮することができる。

【００５５】また、相似性の弱い最相似ブロックしか存
在しない場合において、その値域ブロックが一定の条件
を満たすこととし、生の画像データを用いて符号データ
を作成するので、より精度のよい復元画像を得ることが
可能となる。

【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】復元処理を示すフローチャートである。

【図６】原画像における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７】特定値域ブロックの例を示す図である。

【図８】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） ２５ 平均値算出回路（平均値算出手段） 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） ３３ セレクタ（選択手段） ＤＧ 画像データ ＤＣ 符号データ ＢＤ 変域ブロック ＢＲ 値域ブロック ＢＲｓ 特定値域ブロック（一定の条件を満たす値域ブ
ロック）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原画像における部分的自己相似性を利用
   し、前記原画像を分割して得られる各値域ブロックに対
   して最も相似する変域ブロック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い、各値域ブ
   ロックの画像を前記符号データに基づいて生成すること
   により画像復元を行うフラクタル画像圧縮復元方法にお
   いて、 画像圧縮時に、前記値域ブロックと、前記変域ブロック
   にアフィン変換を行うことによって作成される当該値域
   ブロックと同じサイズの縮小パターンのうちの当該値域
   ブロックの画像データとの誤差が最小となる縮小パター
   ンと、の誤差が予め設定された閾値よりも大きい場合
   は、当該値域ブロックの符号データとして当該値域ブロ
   ックの画像データを含めておくとともに、符号データと
   して画像データが含まれていることを識別可能としてお
   き、そうでない場合は、当該値域ブロックについては画
   像データの平均値を選択してその値域ブロックの符号デ
   ータに含めておき、 画像復元時に、符号データとして画像データが含まれた
   各値域ブロックについては、含まれた画像データによっ
   てその値域ブロックの画像を生成し、画像データが含ま
   れない各値域ブロックについては、符号データに基づい
   てその値域ブロックの画像を生成する、 ことを特徴とするフラクタル画像圧縮復元方法。
2. 【請求項２】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、 前記値域ブロックの画像データの平均値を算出する平均
   値算出手段と、 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、前記アフ
   ィン変換のパラメータに関する情報、及び前記平均値の
   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、 前記値域ブロックの画像データの平均値又は当該値域ブ
   ロックの画像データを選択する選択手段と、前記値域ブロックと、当該値域ブロックの画像データと
   の誤差が最小となる縮小パターンと、の誤差が予め設定
   された閾値よりも大きい場合は、当該 値域ブロックにつ
   いては画像データを選択して当該値域ブロックの符号デ
   ータに含めることにより、そうでない場合は、当該値域
   ブロックについては画像データの平均値を選択してその
   値域ブロックの符号データに含めることにより、符号デ
   ータとして画像データを含んだ値域ブロックと画像デー
   タの平均値を含んだ値域ブロックとが混在するように前
   記符号データを作成するよう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。