JP3507685B2 - 画像通信表示システムおよびそのプログラム記憶媒体 - Google Patents
画像通信表示システムおよびそのプログラム記憶媒体Info
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Description
換を用いた多重解像度の画像表示において,指定した画
面領域と解像度に必要なデータのみに逆変換をかけて表
示することにより,画面データの伝送量等の削減を可能
とした画像通信表示システムおよびそのプログラム記憶
媒体に関する。
ト変換が用いられている。ウエーブレット変換では,画
像の周波数成分を,画像の水平方向および垂直方向のそ
れぞれについて低域成分と高域成分とに分割する。これ
により,画像の左上に水平方向の低域成分と垂直方向の
低域成分の情報,画像の右上に水平方向の高域成分と垂
直方向の低域成分の情報,画像の左下に水平方向の低域
成分と垂直方向の高域成分の情報,画像の右下に水平方
向の高域成分と垂直方向の高域成分の情報がくるように
画像データが変換される。1回の変換で解像度が1オク
ターブ下がることになる。
と垂直方向の低域成分の部分を,同様に周波数の低域成
分と高域成分とに分割する。この処理を何回か繰り返
す。一般に,画像データは低域成分に情報が集中してい
る。したがって,高域成分については,多少データを削
減しても復元における画像の劣化は目立たない。ウエー
ブレット変換は,DCT等の同じ直交変換の一種である
が,特に高域を落としたときに生じる雑音が少ないとい
う特長を持っている。
解像度の画像データの構成を示す図であり,図8は,ウ
エーブレット変換された画像データの保持のし方を説明
する図である。
1 は,原画像A0 の周波数成分を水平方向および垂直方
向のそれぞれについて低域成分と高域成分とに分割した
ものであり,A1 は解像度が1/2の画像となる。さら
に,A2 〜D2 は,A1 の周波数成分を水平方向および
垂直方向のそれぞれについて低域成分と高域成分とに分
割したものであり,A2 は解像度が1/4の画像とな
る。同様に,ウエーブレット変換をn回繰り返すと,解
像度が1/2n の画像データAn 〜Dn が得られる。
Di (i=1,2,…,n)とAnを保存し,画像を再
生する場合には,ウエーブレット逆変換によって,An
〜D n を用いてAn-1 を再構成し,An-1 〜Dn-1 を用
いてAn-2 を再構成し,…という処理を繰り返し,必要
な解像度1/2k の画像Ak を求める。
る場合には,図8(A)に示すように,A0 ,A1 ,A
2 ,…のデータを保持することになるため,データ量は
原画像A0 よりも大きくなる。一方,ウエーブレット変
換によるデータの保持方法によれば,図8(B)に示す
ようなデータを保持することになるので,データ量は,
原画像A0 と同じになる。
ては,例えば以下のものがある。 〔文献1〕榊原進著「ウエーブレットビギナーズガイ
ド」1995年東京電機大学出版局. 〔文献2〕I.Daubechies「Ten Lectures on Wavelets」
1992年 SIAM(Sosietyfor Industrial and Applied Math
ematics). 〔文献3〕W.H.Press et.al 「Numerical Recipes (Sec
ond Edition)」1992年Cambridge University Press pp.
584-599. 従来,以上のようなウエーブレット変換を用いた多重解
像度の画像データを,ネットワークを介して転送する場
合,画面領域の全面について一定の解像度で再生するた
めに必要なすべての画像データを転送していた。
画像転送などでは,トラフィックの軽減が重要である。
画像の表示にあたって,例えば画像の背景は不要である
というように画像の特定部分だけが必要な場合,実用
上,その部分だけ高解像度で表示させればよい。
リエ変換と異なり,高解像度画像の1画素を復元する場
合に低解像度画像の一部の画素データだけを用いて復元
することが可能である。
ト変換を用いた多重解像度の画像表示において,指定し
た画面領域と解像度に必要なデータのみに逆変換をかけ
て表示する手段を設けることにより,表示のための処理
データ量を削減すること,特にネットワーク経由での画
像転送などにおいて転送するデータ量を削減し,通信ト
ラフィックを軽減することを目的とする。
図である。図中,1は画像を表示するクライアント装
置,2はウエーブレット変換された画像情報を持つサー
バ装置,3はウエーブレット逆変換によって特定範囲の
高解像度レベルの画素データを生成する部分画像生成手
段,4はCRTディスプレイなどの表示装置,5はマウ
スなどのポインティングデバイスを表す。
像を低解像度レベルで表示する低解像度画像表示手段,
12は高解像度レベルで表示する範囲または条件を指定
する範囲/条件指定手段,13は特定範囲の高解像度画
像を部分的に表示する高解像度画像表示手段を表す。
必要な画像データをクライアント装置1へ送信する低解
像度レベル画像データ送信手段,22はウエーブレット
変換された画像データを記憶するウエーブレット変換画
像データ記憶手段,23はウエーブレット変換された画
像データに対応してあらかじめ定められた特定範囲の情
報を記憶する特定範囲情報記憶手段を表す。
換画像データ記憶手段22に記憶された画像データの中
から必要なデータを選択してクライアント装置1へ送信
するサーバ装置2内の画像データ選択・送信手段31
と,ウエーブレット逆変換によって高解像度画像を復元
するクライアント装置1内の高解像度画像復元手段32
とからなる。
された画像情報を持つサーバ装置2と,画像を表示する
クライアント装置1とを備え,前記サーバ装置2は,前
記クライアント装置1により指定された範囲または条件
に基づいて,その範囲または条件に含まれる高解像度レ
ベルの画素データの復元に必要な低解像度レベルの画素
群を解像度のレベルに応じて順次抽出し,抽出したデー
タを前記クライアント装置1に送信する画像データ選択
・送信手段31を備え,前記クライアント装置1は,前
記サーバ装置2から受信したウエーブレット変換された
低解像度レベルの画像全体の画像データをもとに低解像
度の画像を表示する低解像度画像表示手段11と,表示
された低解像度の画像のうち高解像度レベルで表示する
範囲または条件を指定する範囲/条件指定手段12と,
前記サーバ装置2の画像データ選択・送信手段31から
受信したデータを用いることによりウエーブレット逆変
換によって高解像度レベルの前記指定範囲または条件内
に含まれる画素データを生成する高解像度画像復元手段
32と,生成された画素データにより前記表示した低解
像度の画像内に高解像度レベルの画像を表示する高解像
度画像表示手段13とを持つことを特徴とする。
ことより,ウエーブレット変換された画像データのう
ち,画像全体の再生に必要な画像データのデータ量を削
減することが可能になる。
レット変換された画像を低解像度レベルで表示装置4に
表示する低解像度画像表示手段11を持つことと,範囲
/条件指定手段12が,低解像度レベルで表示された画
像において高解像度レベルで表示する範囲をポインティ
ングデバイス5からの入力によって指定することを特徴
とする。
マウスなどのポインティングデバイス5により指定する
ことができるので,ユーザはリアルタイムで見たい画像
部分を高解像度で表示させることができる。
2が,ウエーブレット変換された画像内における表示対
象の属性または表示画素の属性によって,高解像度レベ
ルで表示する範囲または条件を定めることを特徴とす
る。
囲/条件指定手段12によって,ウエーブレット変換さ
れた画像が見出しと本文を持つ文字情報を含むものであ
る場合に,その本文部分を高解像度レベルで表示する範
囲とすることができる。これにより,一般に小さい文字
で表示されて見にくくなる本文部分を,高解像度で読み
易く表示させることができる。
の部分が本文部分であるかは,あらかじめ特定範囲情報
記憶手段23に登録しておき,その情報を利用すること
もできるし,また簡単な文字認識技術の応用により,所
定の閾値で2値化した白黒パターンの変化の度合を検査
することによって自動的に認識することもできる。
件指定手段12によって,ウエーブレット変換された画
像が写真を含むものである場合に,その写真部分を高解
像度レベルで表示する範囲とすることができる。したが
って,情報量の豊富な写真部分を高精細に表示させるこ
とができる。
の部分が写真であるかは,あらかじめ特定範囲情報記憶
手段23に登録しておき,その情報を利用することもで
きるし,また簡単な画像認識技術の応用により,自動的
に検出することもできる。
件指定手段12によって,ウエーブレット変換された画
像内の画素が持つ輝度,明度または色相の範囲によっ
て,高解像度レベルで表示する範囲を定めることもでき
る。これによって,例えば各画素の明度が0〜255の
数値で表されるような場合に,100〜150の部分を
高解像度で,その他の部分を低解像度で表示させるとい
うようなことが可能になる。また,色相を温度によって
変化させた温度分布画像のような場合に,必要な特定の
温度部分だけを高解像度で表示させるというようなこと
も可能になる。
イアント装置1へウエーブレット変換された画像のうち
低解像度レベルの画像全体の表示に必要な画像データを
送信する低解像度レベル画像データ送信手段21と,ク
ライアント装置1から高解像度レベルで表示する範囲ま
たは条件を指定された場合に,ウエーブレット変換画像
データ記憶手段22に保持されているウエーブレット変
換された画像のうち,指定された範囲または条件に該当
する画像部分を高解像度レベルで表示するのに必要な画
像データを選択して,クライアント装置1へ送信する画
像データ選択・送信手段31とを持ち,クライアント装
置1が,サーバ装置2から受信した低解像度レベルの画
像全体の画像データをもとに低解像度の画像を表示する
低解像度画像表示手段11と,表示した画像のうち高解
像度レベルで表示する範囲または条件を入力し,入力し
た範囲または条件をサーバ装置2へ通知する範囲/条件
指定手段12と,サーバ装置2から受信した画像データ
をもとにウエーブレット逆変換によって高解像度レベル
の各画素データを生成する高解像度画像復元手段32
と,その生成した各画素データをもとに高解像度の画像
を表示する高解像度画像表示手段13とを持つことを特
徴とする。
ト装置1との間の画像転送における転送データ量を削減
し,ネットワークのトラフィックを軽減することが可能
になる。
るためのプログラムは,計算機が読み取り可能な可搬媒
体メモリ,半導体メモリ,ハードディスクなどの適当な
記憶媒体に格納することができる。
実施の形態を説明する。図2は本発明の実施の形態によ
る処理の流れ,図3は本発明の実施の形態において使用
するデータ説明図,図4は高解像度レベルの画素計算処
理のフローチャート,図5は画素計算処理を説明する図
である。
置4に低解像度画像A2 が表示されており,その一部を
高解像度画像A0 で表示する場合の処理を,図2に従っ
て説明する。
度画像A2 の画面上で,高解像度で表示する部分の閉領
域(多角形)の頂点を,ポインティングデバイス5によ
って指定させ入力する。この例では,P1 ,P2 ,P3
の3個の頂点が指定されたものとする。これらの3頂点
によって形成される三角形内の画像が,以下の処理によ
り高解像度レベルで表示されることになる。
る高解像度画像A0 の画素位置を計算する。次に,ステ
ップS3では,ステップS2で計算した位置の各画素に
ついて,図4に示す高解像度レベルの画素計算処理によ
り,高解像度で表示するための画素値を計算する。ステ
ップS4の判定により,ステップS3による画素計算処
理を閉領域内に含まれる全画素について繰り返す。計算
した結果は,図3(A)に示すワーキングメモリに設定
する。
5では,ワーキングメモリ上の新画素データを表示装置
4の画面に表示し,処理を終了する。この結果,図2
(B)に示すように,低解像度画像A2 の中で指定され
た特定の領域だけ高解像度画像A0 で表示されることに
なる。
計算処理を説明するに先立ち,その処理で使用する作業
用データについて説明する。図3(A)は,高解像度で
表示する閉領域内の画素の座標データと,その画素デー
タ(画素値)とを設定するワーキングメモリである。座
標データは,前述した図2のステップS2によって計算
されたものである。画素データは,0で初期化され,図
4の処理によって更新される。
わす変数LRLと,図3(C)に示す高解像度レベルを
表わす変数HRLが用いられる。変数LRLに現在の画
像(A2 )の解像度レベル(=2)がセットされ,変数
HRLに目的とする画像(A0 )の解像度レベル(=
0)がセットされているものとする。LRL>HRLで
ある。
図4のステップS31により,HRL+1に対応するB
x ,Cx ,Dx を選択する。この例では,HRL=0で
あるので,最初に一つ下位のレベルのB1 ,C1 ,D1
を選択することになる。
標から1レベル下の必要な画素範囲を求める。今,例え
ば図5に示す領域40を高解像度画像A0 で表示しよう
とした場合,その中の計算対象画素50について,画素
値を計算するのに必要なレベル1の画像A1 〜D1 の画
素範囲51〜54を求める。この範囲は,A1 〜D1に
ついて共通である。また,同様に図5に示すように,レ
ベル1の画像A1 の画素範囲51内の画素値を計算する
場合には,レベル2で必要な画素範囲55〜58を求め
る。この範囲は,A2 〜D2 について共通である。
Dx の各々について,必要な画素範囲でウエーブレット
逆変換を行う。ステップS34では,ウエーブレット逆
変換の結果を図3(A)に示すワーキングメモリの画素
データに加算する。加算するフィールドは,該当するA
0 の画素の座標データの位置に対応する画素データのフ
ィールドである。
に等しくなったかどうかを判定し,等しくなければ,ス
テップS36により,A1 で必要な画素の各々について
今までの処理を再帰的に適用する。すなわち,図5に示
すA1 の画素範囲51の画素値を求めるために,A2 〜
D2 の各画素範囲55〜58の画素値をもとにウエーブ
レット逆変換を行う。
RL+1がLRLに等しくなったならば,ステップS3
7により,A0 について,必要な画素範囲でウエーブレ
ット逆変換を行い,結果をワーキングメモリの画素デー
タに加算する。最終的に,図5に示す画素範囲55〜5
8からA1 の画素範囲51の画素データが求められ,画
素範囲51〜54から計算対象画素50の画素データが
求められることになる。
像の一部の画素範囲における画素データから高解像度画
像の画素を復元できるのは,以下の理由による。低解像
度画像A2 から高解像度画像A1 を再構成するものとす
る。A1 の画素数が128×128ピクセルとすれば,
A2 (およびB2 ,C2 ,D2 )の画素数は64×64
ピクセルである。これらを行列とみなす。
は,次式による。
αi ,βi はウエーブレット理論による数列で多種類あ
るが,事前に決めておく。本発明は,αi ,βi の種類
に関係なく適用可能である。言うまでもなく,Wのサイ
ズは,解像度に応じて変わる。
エーブレット変換は,次式のようになる。
要な低解像度画像A2 の画素範囲は,次のように定めら
れる。
X=WA T A2 WA とおき,A2 を,例えば8×8行列
とすると,
のようになる。
A2 ,B2 ,C2 ,D 2 から各々4画素ずつ用いればよ
いことがわかる。したがって,A1 上で表示したい閉領
域内の各画素に対して,低解像度画像で必要な画素の範
囲も求まる。
ベル下の必要な画素範囲は,計算によって求めてよく,
またあらかじめ結果を格納した変換テーブルを用いて,
求めてもよい。
の処理手順の例を示す。クライアント装置1において,
最初,無表示状態であったとする。初期表示が必要ない
場合には,ステップS65へ移る。初期表示を行う場
合,ステップS61により,初期表示のための低解像度
レベルの画像データの送信を,サーバ装置2へ要求す
る。これに対しサーバ装置2では,ステップS62によ
り,低解像度レベルの画像の表示に必要な初期データを
選択し,ステップS63により,低解像度データをクラ
イアント装置1へ送信する。
により,受信した低解像度データをもとに,低解像度画
像を計算し,表示装置4に表示する。次に,クライアン
ト装置1では,ステップS65により,高解像度で表示
する表示範囲または条件の指定を入力し,ステップS6
6によってその表示範囲/条件をサーバ装置2へ送信す
る。なお,高解像度で表示する表示範囲または条件をあ
らかじめサーバ装置2が決定するシステムでは,ステッ
プS65,S66の処理は省略することができる。
件またはあらかじめ定められた表示範囲/条件に応じ
て,ステップS67により,高解像度の表示に必要なウ
エーブレット変換されたデータを選択し,その高解像度
復元用データをステップS68によってクライアント装
置1へ送信する。
により,受信した高解像度の表示に必要なデータから図
4で説明したような高解像度画像の計算を行う。次に,
ステップS70により,計算した高解像度画像を低解像
度画像内に表示する。
る範囲をポインティングデバイス等によって指定する例
を説明したが,例えば新聞,雑誌,書籍内容見本という
ような文書データの画像の場合に,本文部分を高解像度
とするという範囲/条件の指定,写真部分を高解像度と
するという範囲/条件の指定,特定の輝度,明度の範囲
について高解像度で表示するという範囲/条件の指定,
また,例えば温度分布画像における特定の色部分につい
て高解像度で表示するという範囲/条件の指定も可能で
ある。
動物,地図データにおける地名・国名等も高解像度で表
示することを指定させることもできる。特定物体/人物
の領域の検出,動画における移動物の領域検出,地図デ
ータにおける地名・国名等の領域の検出は,既存の画像
認識技術によって容易に行うことができる。また,あら
かじめこれらの領域を示す座標データを各画像ごとに作
成しておき,それを利用して該当部分を抽出するように
してもよい。
ウエーブレット変換を用いた画像表示において,指定し
た画面領域と解像度に必要なデータのみに逆変換をかけ
て再構成することにより処理量および画像転送における
データ転送量を削減することが可能になる。
である。
明図である。
トである。
を示す図である。
の画像データの構成を示す図である。
し方を説明する図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 ウエーブレット変換された画像情報を持
つサーバ装置と,画像を表示するクライアント装置とを
備え,ウエーブレット変換を用いた多重解像度の画像を
前記サーバ装置から前記クライアント装置へ伝送し表示
する画像通信表示システムにおいて, ウエーブレット変換された低解像度レベルの画像全体の
画像データをもとに低解像度の画像を表示する,前記ク
ライアント装置における低解像度画像表示手段と, 前記表示された低解像度の画像のうち高解像度レベルで
表示する範囲または条件を指定する,前記クライアント
装置における範囲/条件指定手段と,前記クライアント装置により 指定された範囲または条件
に基づいて,その範囲または条件に含まれる高解像度レ
ベルの画素データの復元に必要な低解像度レベルの画素
群を解像度のレベルに応じて順次抽出し,抽出したデー
タを前記クライアント装置に送信する,前記サーバ装置
における画像データ選択・送信手段と,前記サーバ装置の 画像データ選択・送信手段から受信し
たデータを用いることによりウエーブレット逆変換によ
って高解像度レベルの前記指定範囲または条件内に含ま
れる画素データを生成する,前記クライアント装置にお
ける高解像度画像復元手段と, 生成された画素データにより前記表示した低解像度の画
像内に高解像度レベルの画像を表示する,前記クライア
ント装置における高解像度画像表示手段とを備えたこと
を特徴とする画像通信表示システム。 - 【請求項2】 請求項1記載の画像通信表示システムに
おいて,前記低解像度画像表示手段は, 最初にウエーブレット変
換された画像を低解像度レベルで表示する手段であり, 前記範囲/条件指定手段は,低解像度レベルで表示され
た画像において高解像度レベルで表示する範囲をポイン
ティングデバイスによりポイントさせることによって指
定範囲を入力する手段であることを特徴とする画像通信
表示システム。 - 【請求項3】 請求項1記載の画像通信表示システムに
おいて, 前記範囲/条件指定手段は,ウエーブレット変換された
画像内における表示対象の属性または表示画素の属性に
よって,高解像度レベルで表示する範囲または条件を定
める手段であることを特徴とする画像通信表示システ
ム。 - 【請求項4】 請求項3記載の画像通信表示システムに
おいて, 前記範囲/条件指定手段は,ウエーブレット変換された
画像が見出しと本文を持つ文字情報を含むものである場
合に,その本文部分を高解像度レベルで表示する範囲と
して指定する手段であり, 前記画像データ選択・送信手段は,指定された範囲が本
文部分である場合に,あらかじめ本文部分の範囲が登録
された特定範囲情報または文字認識技術を用いて認識し
た本文部分の範囲に含まれる高解像度レベルの画素デー
タの復元に必要な低解像度レベルの画素群を解像度のレ
ベルに応じて順次抽出し,抽出したデータを送信する手
段であることを特徴とする画像通信表示システム。 - 【請求項5】 請求項3記載の画像通信表示システムに
おいて, 前記範囲/条件指定手段は,ウエーブレット変換された
画像が写真を含むものである場合に,その写真部分を高
解像度レベルで表示する範囲として指定する手段であ
り, 前記画像データ選択・送信手段は,指定された範囲が写
真部分である場合に,あらかじめ写真部分の範囲が登録
された特定範囲情報または画像認識技術を用いて認識し
た写真部分の範囲に含まれる高解像度レベルの画素デー
タの復元に必要な低解像度レベルの画素群を解像度のレ
ベルに応じて順次抽出し,抽出したデータを送信する手
段であることを特徴とする画像通信表示システム。 - 【請求項6】 請求項3記載の画像通信表示システムに
おいて, 前記範囲/条件指定手段は,ウエーブレット変換された
画像内の画素が持つ輝度,明度または色相の範囲によっ
て,高解像度レベルで表示する範囲を定める手段である
ことを特徴とする画像通信表示システム。 - 【請求項7】 ウエーブレット変換された画像情報を持
つサーバ装置と,画像を表示するクライアント装置とか
らなる画像通信表示システムにおいて, 前記サーバ装置は, 前記クライアント装置へ,ウエーブレット変換された画
像のうち低解像度レベルの画像全体の表示に必要な画像
データを送信する手段と, 前記クライアント装置から高解像度レベルで表示する範
囲または条件を指定された場合に,ウエーブレット変換
された画像のうち前記指定された範囲または条件に該当
する画像部分を高解像度レベルで表示するのに必要な画
像データを選択して前記クライアント装置へ送信する手
段とを備え, 前記クライアント装置は, 前記サーバ装置から受信した低解像度レベルの画像全体
の画像データをもとに低解像度の画像を表示する手段
と, 前記画像のうち高解像度レベルで表示する範囲または条
件を入力し,入力した範囲または条件を前記サーバ装置
へ通知する手段と, 前記サーバ装置から受信した画像データをもとにウエー
ブレット逆変換によって高解像度レベルの各画素データ
を生成し,前記表示した低解像度の画像内に高解像度の
画像を表示する手段とを備えたことを特徴とする画像通
信表示システム。 - 【請求項8】 ウエーブレット変換された画像情報を持
つサーバ装置と,画像を表示するクライアント装置とか
らなる画像通信表示システムにおけるサーバ装置で用い
るプログラムを格納したプログラム記憶媒体であって, 前記クライアント装置へ,ウエーブレット変換された画
像のうち低解像度レベルの画像全体の表示に必要な画像
データを送信する処理と, 前記クライアント装置から高解像度レベルで表示する範
囲または条件を指定された場合に,ウエーブレット変換
された画像のうち前記指定された範囲または条件に該当
する画像部分を高解像度レベルで表示するのに必要な画
像データを選択して前記クライアント装置へ送信する処
理とを, 計算機に実行させるプログラムを格納したことを特徴と
する画像通信表示システムのプログラム記憶媒体。 - 【請求項9】 ウエーブレット変換された画像情報を持
つサーバ装置と,画像を表示するクライアント装置とか
らなる画像通信表示システムにおけるクライアント装置
で用いるプログラムを格納したプログラム記憶媒体であ
って, 前記サーバ装置から受信した低解像度レベルの画像全体
の画像データをもとに低解像度の画像を表示する処理
と, 前記画像のうち高解像度レベルで表示する範囲または条
件を入力し,入力した範囲または条件を前記サーバ装置
へ通知する処理と, 前記サーバ装置から受信した画像データをもとにウエー
ブレット逆変換によって高解像度レベルの各画素データ
を生成し,前記表示した低解像度の画像内に高解像度の
画像を表示する処理とを, 計算機に実行させるプログラムを格納したことを特徴と
する画像通信表示システムのプログラム記憶媒体。
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