JP3452547B2

JP3452547B2 - 色空間量子化記述子情報構造の構成方法

Info

Publication number: JP3452547B2
Application number: JP2000390160A
Authority: JP
Inventors: ジュン・ミン・ソン; ヒョン・ジュン・キム
Original assignee: エルジー電子株式会社
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2003-09-29
Anticipated expiration: 2020-12-22
Also published as: KR20010066745A; CN1302048A; KR100422697B1; EP1113394A3; CA2329094C; JP2001229370A; CA2329094A1; CN100392676C; US6850639B2; US20010005426A1; EP1113394A2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンテンツベース
でマルチメディア検索を行う際、マルチメディア特徴情
報としての色情報を利用して、色空間を量子化する色空
間量子化記述子情報構造に係るもので、詳しくは、上位
色空間と多段階の下位色空間とに分割されたツリー構造
であって、再帰的（recursive）に複数の下位色空間を
有するツリー構造として構成される色空間量子化記述子
情報構造の構成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、コンテンツベースでマルチメデ
ィア検索を行うとき、特に、静止画像又は動画像を検索
するためには、画像の特徴情報として色情報、テクスチ
ャ情報、形態情報及びそれらの時間変化情報を利用して
検索を行う。

【０００３】このように画像の特徴情報を表現して画像
を検索するとき、色情報を利用することが、コンテンツ
ベースのマルチメディア検索に有用であることが知られ
ている。

【０００４】特に、ディジタル画像を構成する基本的な
方法は、一つの画素又は画素グループに対して色情報を
書き込むことであって、各画素（又は画素グループ）に
色情報を書き込むときには、一定の色空間（例えば、
Ｈ、Ｓ、Ｖ（色相、彩度、輝度、ＲＧＢ(赤、緑、青)色
空間など）に対する色要素値を与え、表現しようとする
画像の特性又は用途に従ってその色空間を変えることで
ある。

【０００５】このように、コンテンツベースでマルチメ
ディア検索を行うため、画像に対する色情報を利用する
場合には、各画素に対する色情報を所定の方法により加
工する必要があるが、その代表例として、画像全体に表
れる色情報の分布を把握できる色ヒストグラム法があ
る。その際、色ヒストグラムを構成するために、色空間
を複数個に分割するが、これを色空間の量子化という。

【０００６】又、色空間の量子化は、色空間内の隣接し
た色同士は人間の目に似ていると認識されるという特性
を利用して、大概３次元又は４次元に表現される色空間
を小さい下位色空間に分割することである。その色空間
の量子化は、色情報を利用して静止画像又は動画像を検
索するときに行われるが、各画素毎に割り当てられた色
情報を全ての画像のマッチングに使用すると、マッチン
グが難しくなり、演算量も増大して速度効率が低下され
る。

【０００７】従って、通常、全体の画像又は一部の画像
を色ヒストグラムを利用して表現して、量子化された色
空間に形成された色ヒストグラムを使用すると、色情報
が各画素毎に割り当てられた元の画像よりもマッチング
に使用される情報量が減少して、演算量も減る。又、情
報を圧縮して格納して、一つの画像が占める格納空間を
減らして、格納効率を向上することができる。

【０００８】このような色空間の量子化を行う方法は、
均等（uniform）量子化法と、非均等（non-uniform）量
子化法と、ルックアップテーブルの利用量子化法とに分
けることができ、その中、均等量子化法は、色空間を構
成する各軸に対して均等な間隔で下位色空間を分割する
方法であって、量子化過程が極めて簡単、効率的に行わ
れ、均等量子化されて表現された二つの画像間のマッチ
ングが迅速に行われるが、元の色空間が非均一である場
合は、色空間の特性を充分に反映することが難しく、検
索の性能が低下するおそれがある。

【０００９】非均等量子化法は、色空間を構成する各軸
に対して非均等な間隔で下位色空間を分割する方法であ
って、均等量子化法に比べて量子化過程及びマッチング
の速度は劣るが、非均一な色空間の特性に符合するよう
に量子化し得るという点で優れており、検索性能が高い
という利点がある。

【００１０】また、ルックアップテーブル量子化法は、
均等量子化及び非均等量子化の際に必要な演算過程を経
ることなく、量子化された色空間毎に各色空間の軸に対
する上限及び下限を直接記述して格納する方法であっ
て、検索の性能及び速度面では優秀であるが、検索装置
が大容量のルックアップテーブルを恒常保有しなければ
ならない。

【００１１】従って、色空間の固有特性を充分に反映
し、量子化速度又はマッチング速度が迅速で、検索性能
が優秀である色空間の量子化方法が要求されている。
又、画像データに含まれた色空間量子化情報を簡便かつ
正確に記述しながら多様な検索エンジンで互換性を持た
せて利用できるように情報化し得る色空間の量子化記述
子情報構造の構成方法が要求されている。

【００１２】そして、一般のコンテンツベースマルチメ
ディアの検索装置においては、図８に示したように、質
疑部（１０１）、検索部（１０２）、格納部（１０３）
及び応答部（１０４）がそれぞれ一つのコンピュータに
連結されるか、又は、通信装置に連結された複数のコン
ピュータにそれぞれ連結されて、検索部（１０２）が質
疑部（１０１）の画像の特徴を抽出して格納部（１０
３）の各画像と比較し、質疑に含まれている内容と一致
する画像を選択して、その選択した結果の画像を応答部
（１０４）がリストアップして使用者に提示するように
なっていた。

【００１３】又、従来の色空間の量子化記述子情報構造
においては、図９に示したように、色空間の量子化記述
子（２０１）内の一つの量子化記述子が、均等量子化記
述子（２０２）を有するように構成され、色空間の量子
化記述子（２０１）が、一つの量子化記述子が複数の量
子化記述子（２０１）を再帰的に包含する構造になって
いた。

【００１４】また、量子化記述子（２０１）は、色空間
の次元と、現在の色空間とその下位色空間とを均一に分
割する場合には、均一量子化記述子を表現し、色空間の
次元と、現在の色空間の下位色空間とを不均一に分割す
る場合には、色空間の量子化記述子を再帰的に表現して
いた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】然るに、このような従
来の色空間の量子化方法においては、ただ、色空間を均
等又は不均等に分割して求められた一つのレベルの量子
化情報のみを利用して量子化を行うため、色空間の固有
特性が充分に反映されず、量子化速度及びマッチング速
度が低下するという不都合な点があった。

【００１６】又、コンテンツベースにマルチメディア検
索を行うとき、検索性能が低下するため、画像データに
含まれた色空間量子化情報を簡便で正確に記述しながら
多様な検索エンジンで互換可能に情報化することができ
ないという不都合な点があった。

【００１７】そこで、本発明の目的は、マルチメディア
の特徴情報として色情報を利用して、動画像又は静止画
像のマルチメディアの検索を行うとき、色空間の固有の
特性を充分に反映する量子化を行ってコンテンツベース
でマルチメディア検索を行うことができる色空間の量子
化記述子情報構造の構成方法を提供することである。

【００１８】また、本発明の他の目的は、マルチメディ
アの特徴情報として色情報を利用して、動画像又は静止
画像のマルチメディアの検索を行うとき、量子化過程及
び画像マッチング過程を迅速化して、コンテンツベース
でマルチメディア検索を行い得る色空間の量子化記述子
情報構造の構成方法を提供することである。

【００１９】さらに、本発明の又他の目的は、マルチメ
ディアの特徴情報として色情報を利用して、動画像又は
静止画像のマルチメディアの検索を行うとき、それらの
静止画像又は動画像の検索性能を向上させてコンテンツ
ベースのマルチメディアの検索を行い得る色空間の量子
化記述子情報構造の構成方法を提供することである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明に係る色空間の量子化記述子情報構造の
構成方法はマルチメディアの特徴情報として色情報を利
用するものであって、動画像又は静止画像のマルチメデ
ィアの検索を行うとき、コンテンツベースでマルチメデ
ィア検索を行うために、色空間の量子化記述子情報を、
上位色空間と多段階の下位色空間とに分割し、再帰的に
複数の下位色空間を有するツリー構造として構成するこ
とを特徴とする。

【００２１】本発明に係る色空間の量子化記述子情報構
造の構成方法は、マルチメディアの特徴情報として色情
報を利用して、動画像又は静止画像のマルチメディアの
検索を行うとき、コンテンツベースのマルチメディアの
検索を行うために、色空間の量子化記述子情報を、下位
色空間を均等量子化又は不均等量子化して表現すること
を特徴とする。

【００２２】本発明に係る色空間の量子化記述子情報構
造の構成方法は、マルチメディアの特徴情報として色情
報利用して、動画像又は静止画像のマルチメディアの検
索を行うとき、コンテンツベースのマルチメディアの検
索を行うために、色空間の量子化記述子情報の下位色空
間がある連続的な色空間の集合体になるように構成する
ことを特徴とする。

【００２３】本発明に係る色空間の量子化記述子情報構
造の構成方法は、マルチメディアの特徴情報として色情
報を利用して、動画像又は静止画像のマルチメディアの
検索を行うとき、コンテンツベースでマルチメディア検
索を行うために、色空間の量子化記述子情報の下位色空
間がある連続的な色空間の集合体になるように構成さ
れ、その集合体内の色空間の限界範囲順にスケーラブル
な量子化描写が行われることを特徴とする。

【００２４】本発明に係る色空間の量子化記述子情報構
造の構成方法は、コンテンツベースでマルチメディア検
索を行うために、画像の特徴情報として色情報が記述さ
れるとき、色空間の量子化描写情報は、色空間が上位色
空間と多段階の下位色空間とに分割されたツリー構造に
構成され、均一量子化又は不均一量子化を表現する量子
化タイプ情報と、色空間を構成するコンポーネントの数
を表現する情報と、分割された各色空間の限界範囲を表
現する情報と、均一量子化を行うとき、その色空間の分
割数を表現する情報と、から構成されることを特徴とす
る。

【００２５】本発明に係る色空間の量子化記述子情報構
造の構成方法は、色空間の限界範囲を表現する情報及び
均一量子化色空間の分割数を表現する情報が、その色空
間の該当軸を表現する情報を包含するとき、１以上でコ
ンポーネントの数以下に描写されることを特徴とする。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。本発明に係る色空間の量子化
記述子構造の第１実施形態においては、図１に示したよ
うに、量子化記述子（３０１）と、コンポーネント範囲
情報（３０２）と、均一量子化記述子（３０３）とを有
している。量子化記述子（３０１）は、量子化タイプ
（ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ＿ｔｙｐｅ）及びコンポー
ネントの数（ｎｕｍ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）を有し、量
子化タイプによって色空間の量子化記述子を再帰的に有
するか、又は均一量子化記述子（３０３）を有する。

【００２７】量子化タイプは、均一量子化（ｕｎｉｆｏ
ｒｍ）又は不均一量子化（ｎｏｎｕｎｉｆｏｒｍ）の何
れか一つ以上を選択して記述し、現在の色空間の下位色
空間が均一に量子化されたか、又は不均一に量子化され
たかを表わす。その量子化タイプを記述するとき、コン
ポーネント数は、定数として表現される。その定数は、
量子化しようとする色空間の次元を表わす。

【００２８】さらに、量子化記述子（３０１）の量子化
タイプに基づいて、現在の色空間の量子化記述子の下位
に色空間の量子化記述子を再帰的に記述するか、若しく
は、均一量子化記述子を記述するかを決定する。

【００２９】従って、量子化タイプが均一である場合
は、均一量子化記述子（３０３）を１個以上、コンポー
ネントの数以下だけ記述し、色空間の記述子を再帰的に
は記述しない。

【００３０】一方、量子化タイプが、不均一である場合
には、色空間の量子化記述子を分割しとうとする下位色
空間の数だけ記述し、均一量子化記述子（３０３）は記
述しない。

【００３１】例えば、Ｈ、Ｓ、Ｖの色空間を不均一に量
子化しようとする場合、量子化記述子（３０１）は、量
子化タイプを不均一量子化として表現し、コンポーネン
ト数は、Ｈ、Ｓ、Ｖの色空間の次元を表わす‘３’と表
現する。すなわち、Ｈ軸、Ｓ軸及びＶ軸の３次元の色空
間を表現する。

【００３２】そのＨ、Ｓ、Ｖの色空間を均一に量子化す
る場合は、均一量子化記述子（３０３）を１以上、コン
ポーネントの数（３）以下だけ記述する。

【００３３】コンポーネント範囲（Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ
Ｒａｎｇｅ）情報（３０２）は、現在の色空間の範囲
の上限及び下限を表現し、下位色空間を形成するときに
分割する軸の数だけ、すなわち、１以上〜コンポーネン
トの数以下に記述する。

【００３４】また、コンポーネントの範囲情報（３０
２）は、分割する色空間の軸を表現する情報（ｉｄｒｅ
ｆ）と、分割する開始位置（ｓｔａｒｔ）（値）及び終
了位置（ｅｎｄ）（値）をそれぞれ表現する情報とを記
述する。

【００３５】例えば、Ｈ、Ｓ、Ｖの色空間をＶ軸（０〜
２５５範囲）に分割して量子化する場合、ｉｄｒｅｆ＝
Ｖ、ｓｔａｒｔ＝０、ｅｎｄ＝１００；ｉｄｒｅｆ＝
Ｖ、ｓｔａｒｔ＝１００、ｅｎｄ＝２００；ｄｒｅｆ＝
Ｖ、ｓｔａｒｔ＝２００、ｅｎｄ＝２５５のようにコン
ポーネントの範囲を記述することができる。

【００３６】さらに、前述したように、Ｈ、Ｓ、Ｖの色
空間の量子化を行う場合には、コンポーネントの数（ｎ
ｕｍ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）が３であるため、コンポー
ネントの範囲情報（３０２）は、１以上３以下に記述す
ることができる。すなわち、Ｖに対してのみ記述する
か、又は、Ｖ、Ｈに対してのみ記述するか、若しくは、
Ｈ、Ｓ、Ｖの全てに対して記述することができる。ま
た、均一量子化記述子（３０３）は、分割する色空間の
軸を表現する情報（ｉｄｒｅｆ）と分割数（ｎｕｍ＿ｂ
ｉｎｓ）とを記述するので、色空間の各軸に対して量子
化された下位色空間をどのように等分して分割するかを
表現する。

【００３７】従って、Ｈ、Ｓ、Ｖの色空間のＶ軸を３分
割量子化するとき、ｉｄｒｅｆ＝Ｖ、ｎｕｍ＿ｂｉｎｓ
＝３として表現することができる。

【００３８】図２は、本発明に係る色空間の量子化記述
子構造の第２実施形態を示した構成図で、図示されたよ
うに、量子化記述子（４０１）及びコンポーネントの範
囲情報（４０２）を有する。量子化記述子（４０１）
は、量子化タイプ（ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ＿ｔｙｐ
ｅ）及びコンポーネントの数（ｎｕｍ＿ｃｏｍｐｏｎｅ
ｎｔ）を有し、量子化タイプに従って色空間の量子化記
述子を再帰的に有するか、又は均一量子化記述子（４０
３）を有する。

【００３９】かつ、量子化タイプは、均一量子化又は不
均一量子化中の何れか一つ以上を選択して記述し、現在
の色空間の下位色空間が均一に量子化されたか又は不均
一に量子化されたかを表わす。また、量子化タイプにお
いて、コンポーネントの数は定数として表現されて、量
子化しようとする色空間の次元を表わす。すなわち、量
子化記述子（４０１）の量子化タイプに従って現在色空
間の量子化記述子の下位に色空間の量子化記述子を再帰
的に記述するか、又は均一量子化記述子を記述するかを
決定する。

【００４０】従って、量子化タイプが均一である場合
は、均一量子化記述子（４０３）をコンポーネントの数
だけ記述し、色空間の記述子を再帰的に記述しない。一
方、量子化タイプが、不均一である場合には、色空間の
量子化記述子を分割しとうとする下位色空間の数だけ記
述し、均一量子化記述子（４０３）は記述しない。

【００４１】例えば、Ｈ、Ｓ、Ｖの色空間を不均一に量
子化する場合、量子化記述子（４０１）は、量子化タイ
プを不均一量子化として表現し、コンポーネントの数
は、Ｈ、Ｓ、Ｖの色空間の次元を表わす‘３’と表現す
る。すなわち、Ｈ軸、Ｓ軸、Ｖ軸の３次元の色空間を表
現する。そして、Ｈ、Ｓ、Ｖの色空間を均一に量子化す
る場合には、均一量子化記述子（４０３）を３次元とし
て記述する。

【００４２】コンポーネントの範囲情報（４０２）は、
現在の色空間の上限及び下限を表現し、下位色空間を形
成するために分割する軸の数だけ、すなわち、コンポー
ネントの数だけ記述し、分割する色空間の開始位置
（値）及び終了位置（値）をそれぞれ表現する情報（ｓ
ｔａｒｔ、ｅｎｄ）を記述する。

【００４３】前述したように、Ｈ、Ｓ、Ｖの色空間の量
子化を行う場合、コンポーネントの数がｎｕｍ＿ｃｏｍ
ｐｏｎｅｎｔ＝３であるため、コンポーネント範囲情報
（４０２）は、Ｈ、Ｓ、Ｖの３次元に記述することがで
きる。

【００４４】さらに、均一量子化記述子（４０３）に
は、分割する色空間の分割数（ｎｕｍ＿ｂｉｎｓ）が記
述されて、現在の量子化された下位色空間を色空間の各
軸に対してどのように等分すべきかを表現する。

【００４５】図３は、本発明に係る色空間を量子化する
過程を示した説明図で、図１又は図２に示した本発明に
係る量子化記述子により記述される描写情報をＨ、Ｓ、
Ｖの色空間として示した説明図である。

【００４６】先ず、Ａ段階は、Ｈ、Ｓ、Ｖの色空間（Ｈ
＝０〜３６０、Ｓ、Ｖ＝０〜２５５）全体を表現したも
ので、図示されたように、Ｈ（色相）、Ｓ（彩度）及び
Ｖ（輝度）の３次元（三つの軸）の色空間の量子化構造
として構成され、量子化記述子に記述されるコンポーネ
ントの数（ｎｕｍ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）は‘３’であ
る。

【００４７】Ｂ段階は、第１次の下位色空間を表現して
いる。すなわち、Ｖ軸に対してＶ＝０（ｓｔａｒｔ）〜
Ｖ＝１００（ｅｎｄ）、Ｖ＝１００（ｓｔａｒｔ）〜Ｖ
＝２００（ｅｎｄ）及びＶ＝２００（ｓｔａｒｔ）〜Ｖ
＝２５５（ｅｎｄ）に３分割する。

【００４８】さらに、Ｖ＝０〜Ｖ＝１００の下位色空間
をＳ＝０（ｓｔａｒｔ）〜Ｓ＝２５５（ｅｎｄ）の範囲
に分割し、Ｖ＝１００〜Ｖ＝２００の下位色空間をＳ＝
０（ｓｔａｒｔ）〜Ｓ＝１５０（ｅｎｄ）と、Ｓ＝１５
０（ｓｔａｒｔ）〜Ｓ＝２５５（ｅｎｄ）との範囲に２
分割する。また、Ｖ＝２００〜Ｖ＝２５５の下位色空間
をＳ＝０（ｓｔａｒｔ）〜Ｓ＝１００（ｅｎｄ）と、Ｓ
＝１００（ｓｔａｒｔ）〜Ｓ＝２００（ｅｎｄ）と、Ｓ
＝２００（ｓｔａｒｔ）〜Ｓ＝２５５（ｅｎｄ）との範
囲に３分割する。

【００４９】Ｃ段階においては、第２次の下位色空間を
表現する。すなわち、Ｖ＝２００〜Ｖ＝２５５の下位色
空間を、Ｓ＝０〜Ｓ＝１００に対してＨ軸に０°、３６
０°に分割し、Ｓ＝１００〜Ｓ＝２００に対してＨ軸に
６０°、１８０°、３００°に３分割し、Ｓ＝２００〜
Ｓ＝２５５に対してＨ軸に３０°、９０°、１５０°、
２１０°、２７０°、３３０°に６分割して、全体とし
て１０個の下位色空間に分割した。

【００５０】また、Ｖ＝１００〜Ｖ＝２００の下位色空
間を、Ｓ＝０〜Ｓ＝１５０に対してＨ軸に０°、３６０
°に分割し、Ｖ＝１５０〜Ｖ＝２５５に対してＨ軸に６
０°、１８０°、３００°に３分割し、Ｖ＝０〜Ｖ＝１
００の下位色空間をＨ＝０°、３６０°に分割して色空
間を形成した。

【００５１】以下、図３に示した色空間の量子化記述子
情報により図１の量子化記述子を記述する過程を説明す
る。先ず、Ａ段階の色空間に対する量子化記述子（３０
１）に記述される量子化タイプ（ｑｕａｎｔｉｚａｔｉ
ｏｎ＿ｔｙｐｅ）＝ｎｏｎｕｎｉｆｏｒｍ、コンポーネ
ントの数（ｎｕｍ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）＝３として描
写される。

【００５２】また、Ａ段階の量子化描写情報を記述する
ためのコンポーネント範囲情報（３０２）は、Ｈ、Ｓ、
Ｖの３次元の色空間であるので、１以上３以下として記
述される。このとき、ｉｄｒｅｆ＝Ｈに対して、ｓｔａ
ｒｔ＝０、ｅｎｄ＝３６０、ｉｄｒｅｆ＝Ｓに対して、
ｓｔａｒｔ＝０、ｅｎｄ＝２５５、ｉｄｒｅｆ＝Ｖに対
して、ｓｔａｒｔ＝０、ｅｎｄ＝２５５がそれぞれ記述
される。

【００５３】また、Ｂ段階においては、下位色空間をＶ
＝２００〜Ｖ＝２５５、Ｖ＝１００〜Ｖ＝２００、Ｖ＝
０〜Ｖ＝１００のそれぞれに対して再びＣ段階の下位色
空間に対する描写情報を再帰的に表現し、コンポーネン
トの範囲情報（３０２）は、１以上３以下と記述する。

【００５４】すなわち、Ｖ＝２００〜Ｖ＝２５５、Ｓ＝
０〜Ｓ＝１００であるとき、コンポーネント範囲情報
（３０２）で、ｉｄｒｅｆ＝Ｓ、ｓｔａｒｔ＝０、ｅｎ
ｄ＝１００、量子化は均一であり、Ｖ＝２００〜Ｖ＝２
５５、Ｓ＝０〜Ｓ＝１００であるとき、Ｈ＝０，３６０
（分割数１）であるので、均一量子化描写情報（３０
３）はｉｄｒｅｆ＝Ｈ、ｎｕｍ＿ｂｉｎｓ＝１と記述さ
れる。

【００５５】そして、Ｖ＝２００〜Ｖ＝２５５、Ｓ＝１
００〜Ｓ＝２００であるとき、コンポーネント範囲情報
（３０２）は、ｉｄｒｅｆ＝Ｓ、ｓｔａｒｔ＝１００、
ｅｎｄ＝２００、量子化は均一であり、Ｖ＝２００〜Ｖ
＝２５５、Ｓ＝１００〜Ｓ＝２００であるとき、Ｈ＝６
０，１８０，３００（分割数３）であるので、均一量子
化描写情報（３０３）はｍｉｄｒｅｆ＝Ｈ、ｎｕｍ＿ｂ
ｉｎｓ＝３と記述される。

【００５６】Ｖ＝２００〜Ｖ＝２５５、Ｓ＝２００〜Ｓ
＝２５５であるとき、コンポーネント範囲情報（３０
２）は、ｉｄｒｅｆ＝Ｓ、ｓｔａｒｔ＝２００、ｅｎｄ
＝２５５、量子化は均一であり、Ｖ＝２００〜Ｖ＝２５
５、Ｓ＝２００〜Ｓ＝２５５であるとき、Ｈ＝３０，９
０，１５０，２１０，２７０，３３０（分割数６）であ
るので、均一量子化描写情報（３０３）は、ｉｄｒｅｆ
＝Ｈ、ｎｕｍ＿ｂｉｎｓ＝６と記述される。

【００５７】Ｖ＝１００〜Ｖ＝２００、Ｓ＝０〜Ｓ＝１
５０であるとき、コンポーネント範囲情報（３０２）
は、ｉｄｒｅｆ＝Ｓ、ｓｔａｒｔ＝０、ｅｎｄ＝１５
０、量子化は均一であり、Ｖ＝１００〜Ｖ＝２００、Ｓ
＝０〜Ｓ＝１５０であるとき、Ｈ＝０，３６０（分割数
１）であるので、均一量子化描写情報（３０３）は、ｉ
ｄｒｅｆ＝Ｈ、ｎｕｍ＿ｂｉｎｓ＝１と記述される。

【００５８】Ｖ＝１００〜Ｖ＝２００、Ｓ＝１５０〜Ｓ
＝２５５であるとき、コンポーネント範囲情報（３０
２）は、ｉｄｒｅｆ＝Ｓ、ｓｔａｒｔ＝１５０、ｅｎｄ
＝２５５、量子化は均一であり、Ｖ＝１００〜Ｖ＝２０
０、Ｓ＝１５０〜Ｓ＝２５５であるとき、Ｈ＝６０，１
８０，３００（分割数３）であるので、均一量子化描写
情報（３０３）は、ｉｄｒｅｆ＝Ｈ、ｎｕｍ＿ｂｉｎｓ
＝３に記述される。

【００５９】Ｖ＝０〜Ｖ＝１００、Ｓ＝０〜Ｓ＝２５５
であるとき、コンポーネント範囲情報（３０２）は、ｉ
ｄｒｅｆ＝Ｖ、ｓｔａｒｔ＝０、ｅｎｄ＝１００、量子
化は均一であり、Ｈ＝０，３６０（分割数１）であるの
で、均一量子化描写情報（３０３）は、ｉｄｒｅｆ＝
Ｈ、ｎｕｍ＿ｂｉｎｓ＝１に記述される。

【００６０】図３の本発明に係る色空間の量子化過程
を、図１に示した量子化記述子により記述するとき、そ
れをＸＭＬスキーマ図として表現すると次のようにな
る。

【００６１】＜ColorQuantizationD Quantization＝“non_uniform”NumComponents＝“3 ”＞＜ComponentRange idref＝“H”start＝“0”end＝“360”/＞＜ComponentRange idref＝“S”start＝“0”end＝“255”/＞＜ComponentRange idref＝“V”start＝“0”end＝“255”/＞＜ColorQuantizationD＞＜ComponentRange idref＝“V”start＝“200”end＝“255”＞＜ColorQuantizationD Quantization＝“uniform”＞＜ComponentRange idref＝“S”start＝“0”end＝“100”＞＜bin_number idref＝“H”＞ 1＜/bin_number＞＜/ColorQuantizationD＞＜ColorQuantizationD Quantization＝“uniform”＞＜ComponentRange idref＝“S”start＝“100”end＝“200”＞＜bin_number idref＝“H”＞ 3＜/bin_number＞＜/ColorQuantizationD＞＜ColorQuantizationD Quantization＝“uniform”＞＜ComponentRange idref＝“S”start＝“200”end＝“255”＞＜bin_number idref＝“H”＞ 6＜/bin_number＞＜/ColorQuantizationD＞＜ColorQuantizationD＞＜ComponentRange idref＝“V”start＝“100”end＝“200”＞＜ColorQuantizationD Quantization＝“uniform”＞＜ComponentRange idref＝“S”start＝“0”end＝“150”＞＜bin_number idref＝“H”＞ 1＜/bin_number＞＜/ColorQuantizationD＞＜ColorQuantizationD Quantization＝“uniform”＞＜ComponentRange idref＝“S”start＝“150”end＝“255” ＞＜bin_number idref＝“H”＞ 3＜/bin_number＞＜/ColorQuantizationD＞＜/ColorQuantizationD＞＜ColorQuantizationD Quantization＝“uniform”＞＜ComponentRange idref＝“V”start＝“0”end＝“100”＞＜bin_number idref＝“H”＞ 1＜/bin_number＞＜/ColorQuantizationD＞＜/ColorQuantizationD＞

【００６２】以下、図３に示した色空間の量子化描写情
報を図２の量子化記述子構造として記述する過程を説明
する。先ず、Ａ段階の色空間に対する量子化記述子（４
０１）に記述される量子化タイプ（ｑｕａｎｔｉｚａｔ
ｉｏｎ＿ｔｙｐｅ）＝ｎｏｎｕｎｉｆｏｒｍ、コンポー
ネントの数（ｎｕｍ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）＝３として
描写される。

【００６３】Ａ段階の量子化描写情報を記述するための
コンポーネント範囲情報（４０２）は、Ｈ、Ｓ、Ｖの３
次元の色空間であるので、三つに記述される。このと
き、ｉｄｒｅｆ＝Ｈに対して、ｓｔａｒｔ＝０、ｅｎｄ
＝３６０と、ｉｄｒｅｆ＝Ｓに対して、ｓｔａｒｔ＝
０、ｅｎｄ＝２５５と、ｉｄｒｅｆ＝Ｖに対して、ｓｔ
ａｒｔ＝０、ｅｎｄ＝２５５とそれぞれ記述される。

【００６４】Ｂ段階においては、下位色空間に対しＨ＝
０〜Ｈ＝３６０、Ｓ＝０〜Ｓ＝２５５、Ｖ＝２００〜Ｖ
＝２５５の色空間、Ｈ＝０〜Ｈ＝３６０、Ｓ＝０〜Ｓ＝
２５５、Ｖ＝１００〜Ｖ＝２００の色空間、Ｈ＝０〜Ｈ
＝３６０、Ｓ＝０〜Ｓ＝２５５、Ｖ＝０〜Ｖ＝１００の
色空間の描写が行われる。

【００６５】さらに、Ｈ＝０〜Ｈ＝３６０、Ｓ＝０〜Ｓ
＝２５５、Ｖ＝２００〜Ｖ＝２５５の色空間では、Ｓ＝
０〜Ｓ＝１００、Ｓ＝１００〜Ｓ＝２００、Ｓ＝２００
〜Ｓ＝２５０に対する下位色空間の描写が行われ、それ
らに対してＣ段階（Ｈ軸分割）の色空間の描写が行われ
る。

【００６６】さらに、Ｈ＝０〜Ｈ＝３６０、Ｓ＝０〜Ｓ
＝２５５、Ｖ＝１００〜Ｖ＝２００の色空間では、Ｓ＝
０〜Ｓ＝１５０、Ｓ＝１５０〜Ｓ＝２５５に対する下位
色空間の描写が行われ、それらに対してＣ段階（Ｈ軸分
割）の色空間の描写が行われる。

【００６７】又、Ｈ＝０〜Ｈ＝３６０、Ｓ＝０〜Ｓ＝２
５５、Ｖ＝０〜Ｖ＝１００の色空間では、Ｓ＝０〜Ｓ＝
２５５に対する下位色空間の描写が行われ、それらに対
してＣ段階（Ｈ軸分割）の色空間の描写が行われる。こ
のように描写される各色空間の範囲は、コンポーネント
範囲情報（４０２）に記述され、均一量子化に関連する
ビン（ｂｉｎ）数は、コンポーネントの数だけ均一量子
化記述子（４０３）に記述される。

【００６８】このとき、各量子化空間に対するコンポー
ネント範囲情報（４０２）及び均一量子化描写情報（４
０３）に記述されるビン数は、図３に示した構造と類似
であるが、前記コンポーネント範囲情報（４０２）が前
記コンポーネントの数（ｎｕｍ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）
だけ記述されるという点で差がある。

【００６９】図３の本発明に係る色空間の量子化過程を
図２の量子化記述子構造により記述するとき、それをＸ
ＭＬスキーマ図として表現すると次のようになる。＜ColorQuantizationD Quantization＝“non_uniform”NumComponents＝“3 ”＞＜ComponentRange＞＜start＞0 ＜/start＞＜end＞360＜/end＞＜start＞0 ＜/start＞＜end＞255＜/end＞＜start＞0 ＜/start＞＜end＞255＜/end＞＜/ComponentRange＞＜ColorQuantizationD＞＜ComponentRange＞＜start＞0 ＜/start＞＜end＞360＜/end＞＜start＞0 ＜/start＞＜end＞255＜/end＞＜start＞200 ＜/start＞＜end＞255＜/end＞＜/ComponentRange＞＜ColorQuantizationD Quantization＝“uniform”＞＜ComponentRange＞＜start＞0 ＜/start＞＜end＞360＜/end＞＜start＞0 ＜/start＞＜end＞100＜/end＞＜start＞200 ＜/start＞＜end＞255＜/end＞＜/ComponentRange＞＜bin_number＞1＜/bin_number＞＜bin_number＞1＜/bin_number＞＜bin_number＞1＜/bin_number＞＜/ColorQuantizationD＞＜ColorQuantizationD Quantization＝“uniform”＞＜ComponentRange＞＜start＞0 ＜/start＞＜end＞360＜/end＞＜start＞100＜/start＞＜end＞200＜/end＞＜start＞200 ＜/start＞＜end＞255＜/end＞＜/ComponentRange＞＜bin_number＞3＜/bin_number＞＜bin_number＞1＜/bin_number＞＜bin_number＞1＜/bin_number＞＜/ColorQuantizationD＞＜ColorQuantizationD Quantization＝“uniform”＞＜ComponentRange＞＜start＞0＜/start＞＜end＞360＜/end＞＜start＞200＜/start＞＜end＞255＜/end＞＜start＞200 ＜/start＞＜end＞255＜/end＞＜/ComponentRange＞＜bin_number＞6＜/bin_number＞＜bin_number＞1＜/bin_number＞＜bin_number＞1＜/bin_number＞＜/ColorQuantizationD＞＜/ColorQuantizationD＞＜ColorQuantizationD＞＜ComponentRange＞＜start＞0 ＜/start＞＜end＞360＜/end＞＜start＞0 ＜/start＞＜end＞255＜/end＞＜start＞100 ＜/start＞＜end＞200＜/end＞＜/ComponentRange＞＜ColorQuantizationD Quantization＝“uniform”＞＜ComponentRange＞＜start＞0 ＜/start＞＜end＞360＜/end＞＜start＞0 ＜/start＞＜end＞150＜/end＞＜start＞100 ＜/start＞＜end＞200＜/end＞＜/ComponentRange＞＜bin_number＞1＜/bin_number＞＜bin_number＞1＜/bin_number＞＜bin_number＞1＜/bin_number＞＜/ColorQuantizationD＞＜ColorQuantizationD＞＜ComponentRange Quantization＝“uniform”＞＜start＞0＜/start＞＜end＞360＜/end＞＜start＞150 ＜/start＞＜end＞255＜/end＞＜start＞100 ＜/start＞＜end＞200＜/end＞＜/ComponentRange＞＜bin_number＞3＜/bin_number＞＜bin_number＞1＜/bin_number＞＜bin_number＞1＜/bin_number＞＜/ColorQuantizationD＞＜/ColorQuantizationD＞＜ColorQuantizationD Quantization＝“uniform”＞＜ComponentRange＞＜start＞0＜/start＞＜end＞360＜/end＞＜start＞0 ＜/start＞＜end＞255＜/end＞＜start＞0 ＜/start＞＜end＞100＜/end＞＜/ComponentRange＞＜bin_number＞1＜/bin_number＞＜bin_number＞1＜/bin_number＞＜bin_number＞1＜/bin_number＞＜/ColorQuantizationD＞＜/ColorQuantizationD＞

【００７０】図４は、図３の色空間を量子化する過程を
３次元として表現した説明図で、下位色空間のコンポー
ネントの範囲は、図１及び図２に示したように、コンポ
ーネント範囲情報に記述される。

【００７１】図５は、図３のＨ、Ｓ、Ｖの色空間の３段
階量子化過程を示した説明図で、本発明に係る再帰的な
ツリー構造の量子化を行って、スケーラブルな下位色空
間を利用し得ることを示す。

【００７２】例えば、Ｈ、Ｓ、Ｖの色空間を３段階
（Ａ、Ｂ、Ｃ）に量子化するとき、各段階で記述された
色空間の記述子の集合体は、一つの完全なＨ、Ｓ、Ｖの
色空間に対する量子化になる。

【００７３】すなわち、Ａ段階では、Ｖ軸に対して分割
し、Ｂ段階では、Ｓ軸に対して分割し、Ｃ段階では、Ｈ
軸に対して分割する。このとき、各段階で記述された記
述子集合体は、Ａ、Ｂ、Ｃの各段階を経るほど一層細密
な量子化を行うことになる。

【００７４】従って、それほど細密な量子化を必要とし
ないな場合は、Ａ段階で記述された量子化記述子の情報
のみを利用し、Ｂ及びＣ段階の量子化記述子を利用しな
いこともできる。

【００７５】一度、量子化記述子を利用して色空間の量
子化を記述すると、最大に細密に量子化された色空間の
量子化よりも細密度の低い色空間の量子化を、付加的な
描写又は演算無しに得ることができる。

【００７６】従って、動画像又は静止画像の特性、検索
の精密度によって適宜な段階の量子化描写情報を利用す
るか、又は特徴別に相異な段階の量子化描写情報を利用
して量子化を行うことができる。

【００７７】例えば、概略的な検索を所望する場合は、
Ｂ段階でマッチングして量子化を行い、精密な検索を所
望する場合は、Ｃ段階でマッチングして量子化を行う。

【００７８】かつ、下位の色空間中、Ｖ＝２００〜Ｖ＝
２５５の範囲では、Ｃ段階の量子化を行って一層細密な
量子化を行い、Ｖ＝０〜Ｖ＝２００の範囲では、Ｂ段階
の量子化を行ってＣ段階よりも細密度の低い量子化を行
うことにより、検索対象の画像の特徴に従って相異なる
量子化段階を行うことができる。

【００７９】図６は、本発明に係る色空間の量子化記述
子の概念的構造を示した構成図で、図示されたように、
色空間の量子化記述子（８０１）は、一つの量子化記述
子が、均一量子化記述子（８０２）と、不均一量子化記
述子（８０３）とを含むように構成されている。

【００８０】かつ、色空間の量子化記述子（８０１）
は、複数の量子化記述子を再帰的に含み、均一量子化記
述子（８０２）は、下位の再帰的ツリー構造を有するこ
とができる。

【００８１】さらに、量子化記述子（８０１）は、色空
間の次元、現在の下位色空間に対する更なる下位色空間
を均一に分割する場合は、均一量子化記述子を記述し、
不均一に分割する場合は、色空間の量子化記述子を再帰
的に記述する。

【００８２】従って、量子化記述子（８０１）は、複数
の下位量子化記述子を有するツリー構造に形成される。

【００８３】図７は、図６の構造を利用した本発明に係
る色空間の量子化記述子情報構造の第３実施形態を示し
たブロック図で、図示されたように、量子化記述子（９
０１）は、量子化タイプ、コンポーネント数（ｎｕｍ＿
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）及び量子化記述子の再帰数を表現
する情報として下位色空間数（ｎｕｍ＿ｓｕｂｓｐａｃ
ｅｓ）を含んでいる。

【００８４】さらに、量子化記述子（９０１）は、量子
化タイプに従って色空間の量子化記述子を０個以上〜下
位色空間の数（ｎｕｍ＿ｓｕｂｓｐａｃｅｓ）以下に再
帰的に有するか、又は均一量子化記述子（９０２）及び
不均一量子化記述子（９０４）を有する。

【００８５】かつ、均一量子化記述子（９０２）は、０
個以上〜コンポーネント数（ｎｕｍ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎ
ｔ）以下を記述し、量子化コンポーネント（ｑｕａｎｔ
ｉｚａｔｉｏｎ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）を含み、その下
位にビン数を描写する情報（９０３）（Ｂｉｎ＿Ｎｕｍ
ｂｅｒ＿Ｖａｌｕｅ）を有する。

【００８６】しかし、不均一量子化記述子（９０４）
は、０個以上〜コンポーネント数（ｎｕｍ＿ｃｏｍｐｏ
ｎｅｎｔ）以下として記述し、量子化コンポーネント
（ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）を
含み、その下位に下位色空間の境界線（ｂｏｕｎｄａｒ
ｙ）を記述する情報（ＢｏｕｎｄａｒｙＶａｌｕｅ）
（９０５）を下位色空間の数−１だけ有する。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る色空
間量子化記述子情報構造の構成方法によれば、色空間の
量子化を効率的に行って動画像及び静止画像の検索性能
を向上し得るという効果がある。そして、本発明を大容
量の画像格納装置の検索装置に適用すると、コンテンツ
ベースでマルチメディア検索を迅速に行い得るという効
果がある。

【００８８】かつ、本発明をテキストベースの検索装置
に付加して適用すると、使用者所望の画像資料を容易に
検索することができるという効果がある。又、本発明
は、Ｈ、Ｓ、Ｖ、ＲＧＢ、ＨＭＭＤ（Ｈｕｅ／Ｍｉｎ／
Ｍａｘ／Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）の色空間のような一般
のｎ次元の色空間の量子化にも適用し得るという効果が
ある。

【００８９】さらに、下位色空間がツリーの構造に構成
されて、色空間の集合体が複数形成されるため、それら
集合体内の色空間の限界範囲の大きさの順に従いスケー
ラブルな量子化描写を行い得るという効果がある。例え
ば、概略的検索又は精密な検索のように使用者の要請に
応じて、各下位ツリー中、何れか一つの段階にマッチン
グして量子化行うか、又は、それらを組み合わせて量子
化を行うことができるため、量子化を適応的、可変的及
び選択的に行い得るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る色空間の量子化記述子情報構造
の第１実施形態を示したブロック図である。

【図２】本発明に係る色空間の量子化記述子情報構造
の第２実施形態を示したブロック図である。

【図３】本発明に係る色空間を量子化する過程を示し
た説明図である。

【図４】図３の色空間を量子化する過程を３次元構造
に示した説明図である。

【図５】図３のＨ、Ｓ、Ｖ色空間の３段階量子化過程
を示した説明図である。

【図６】本発明に係る色空間の量子化記述子の概念的
構造を示した説明図である。

【図７】図６の構造を利用した本発明に係る色空間の
量子化記述子情報構造の第３実施形態を示したブロック
図である。

【図８】一般のコンテンツベースのマルチメディア検
索装置を示した構成図である。

【図９】従来色空間の量子化記述子の概念的構造を示
したブロック図である。

【符号の説明】

３０１色空間量子化記述子、３０２コンポーネント
範囲情報、３０３均一量子化記述子。

フロントページの続き (56)参考文献特開2000−11138（ＪＰ，Ａ) 特開2000−11139（ＪＰ，Ａ) 高品質カラー画像の処理に必要な量子化精度，電子情報通信学会論文誌，日本，1993年９月，Ｖｏｌ．Ｊ76−Ｄ− ＩＩＮｏ．９，ｐｐ．1902−1909 ＢＣＳ91−43 均等色空間と高品質画像系統的符号化，テレビジョン学会技術報告，日本，1991年11月22日，Ｖｏｌ. 15 Ｎｏ．70，ｐｐ．１−８ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 1/00 G06T 7/00 G06F 17/30

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】コンテンツベースでマルチメディア検索
を行うための色空間量子化記述子情報構造を構成する方
法であって、画像の特徴情報として色情報を記述するとき、色空間の
量子化描写情報は、色空間が上位色空間と多段階の下位
色空間とに区分されるツリー構造に構成されることを特
徴とする色空間量子化記述子情報構造の構成方法。
【請求項２】前記量子化描写情報は、一つの色空間を
表現し、再び再帰的に複数個の下位色空間を有するよう
に構成されることを特徴とする請求項１記載の色空間量
子化記述子情報構造の構成方法。
【請求項３】前記量子化描写情報は、前記下位色空間
を均等に量子化するか、又は不均等に量子化する情報に
構成されることを特徴とする請求項１記載の色空間量子
化記述子情報構造の構成方法。
【請求項４】前記量子化描写情報の下位色空間構造
は、任意の連続的な色空間の集合体に形成されることを
特徴とする請求項１に記載の色空間量子化記述子情報構
造の構成方法。
【請求項５】前記量子化描写情報の下位色空間構造
は、任意の集合体内の各色空間の限界範囲の大きさ順に
スケーラブルな量子化描写が行われることを特徴とする
請求項１又は４に記載の色空間量子化記述子情報構造の
構成方法。
【請求項６】前記量子化描写情報は、下位色空間を均
一量子化する過程を描写する均一量子化描写情報と、下
位色空間を不均一量子化する過程を描写する不均一量子
化描写情報をさらに含むことを特徴とする請求項１に記
載の色空間量子化記述子情報構造の構成方法。
【請求項７】コンテンツベースのマルチメディアの検
索を行うための色空間量子化記述子情報構造を構成する
方法であって、画像の特徴情報として色情報を記述するとき、色空間の
量子化描写情報は、色空間が上位色空間と多段階の下位
色空間とに分割されるツリー構造に構成されて、均一量
子化又は不均一量子化を表現する量子化タイプ情報を備
えることを特徴とする色空間量子化記述子情報構造の構
成方法。
【請求項８】前記色空間の量子化描写情報は、前記色
空間を構成するコンポーネント数の表現情報を包含して
備えられることを特徴とする請求項６に記載の色空間量
子化記述子情報構造の構成方法。
【請求項９】前記色空間の量子化描写情報は、前記分
割された各色空間の限界範囲を表現する情報を包含して
構成されることを特徴とする請求項６に記載の色空間量
子化記述子情報構造の構成方法。
【請求項１０】前記色空間の量子化描写情報は、前記
均一量子化を表現する場合、前記色空間の分割数を表現
する情報が追加して備えられることを特徴とする請求項
６に記載の色空間量子化記述子情報構造の構成方法。
【請求項１１】前記色空間の限界範囲を表現する情報
及び均一量子化色空間の分割数を表現する情報は、前記
色空間の該当軸を表現する情報が追加して備えられるこ
とを特徴とする請求項８又は９に記載の色空間量子化記
述子情報構造の構成方法。
【請求項１２】前記色空間の限界範囲を表現する情報
及び均一量子化色空間の分割数を表現する情報は、１以
上でコンポーネントの数以下に描写されることを特徴と
する請求項８、９及び１０中の何れか一項に記載の色空
間量子化記述子情報構造の構成方法。
【請求項１３】コンテンツベースのマルチメディアの
検索を行うための色空間量子化記述子情報構造を構成す
る方法であって、画像の特徴情報として色情報を記述するとき、色空間の
量子化描写情報は、色空間が上位色空間と多段階の下位
色空間とに分割されるツリー構造に構成されて、前記色
空間の量子化描写情報が量子化記述子の再帰数を表現す
る情報として下位色空間の数を記述し、均一量子化又は
不均一量子化をそれぞれ描写する情報を備え、前記均一量子化の描写情報は、ビン数を記述し、不均一
量子化の描写情報は、下位色空間の境界値を記述するこ
とを特徴とする色空間量子化記述子情報構造の構成方
法。
【請求項１４】前記色空間の量子化描写情報は、前記
色空間を構成するコンポーネントの数を表現する情報を
さらに包含することを特徴とする請求項１３に記載の色
空間量子化記述子情報構造の構成方法。
【請求項１５】前記色空間の量子化描写情報は、前記
それぞれ分割された各色空間の限界範囲を表現する情報
をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の色空
間量子化記述子情報構造の構成方法。
【請求項１６】前記色空間の量子化描写情報は、前記
均一量子化を表現する場合には、前記色空間の分割数を
表現する情報をさらに含むことを特徴とする請求項１３
に記載の色空間量子化記述子情報構造の構成方法。
【請求項１７】前記色空間の限界範囲を表現する情報
及び前記均一量子化色空間の分割数を表現する情報は、
前記色空間の該当軸を表現する情報をさらに含むことを
特徴とする請求項１５又は１６に記載の色空間量子化記
述子情報構造の構成方法。
【請求項１８】前記色空間の限界範囲を表現する情報
及び前記均一量子化色空間の分割数を表現する情報は、
１以上〜コンポーネント数以下に描写されることを特徴
とする請求項１７に記載の色空間量子化記述子情報構造
の構成方法。