JPH04302581A - 画像ファイリングシステムにおける検索用画像の生成方法および画像ファイリングシステムにおける画像生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばＪＰＥＧ画像
圧縮技術を使用して圧縮画像をファイルする画像ファイ
リングシステムにおいてこの圧縮画像から検索用画像を
生成する画像生成方法および画像生成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータおよび画像処理装置
の進歩により、高精細画像を対象としたファイリングシ
ステムが開発されている。このファイリングシステムで
は、カラースキャナ等の画像入力機器から読み込んだ高
精細画像を、コンピュータに取り込み、磁気ディスク、
光ディスク、光磁気ディスク等の大容量ストレージに保
存、管理している。

【０００３】高精細画像は一般に大変に大きな容量を持
つファイルであって、大容量のストレージを使用しても
未だ不十分である。したがって、ファイルの画像につい
て、画像データの圧縮を行い、その容量を低減すること
が行われている。ＪＰＥＧはこの画像圧縮技術の標準化
を行うために設けられたＩＳＯ／ＣＣＩＴＴの合同委員
会により定められた標準規格である。

【０００４】そして、このような画像ファイリングシス
テムでは、ファイリングされた画像の縮小画像を用いる
ことがある。例えば画像の検索にあっては、まず、この
縮小画像を確認用に用い、しかる後、原画像を読み出す
ものである。

【０００５】従来より、画像ファイリングシステムにお
いて、例えば検索機能で利用される縮小画像（以下、検
索用画像）は、原画像とは別ファイルとしてストレージ
内に記録されている。できるだけ大量の画像を蓄積した
いファイリング装置等においては効率的ではない。

【０００６】また、原画像から検索用画像を生成する方
法として、通常は原画像について間引き処理を行ってい
る。この間引き処理は、原画像の数ピクセルから代表ピ
クセルを決定し、その代表ピクセルの画像データのみか
ら検索用画像を生成するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この間引き処理は、大
きな容量を持つ原画像から行うため検索用画像の生成に
はかなりの時間が必要であり、また専用のハードウェア
および専用のソフトウェアが必要となる。さらに、間引
き処理によってエリアシング（重複現象）が生じ、検索
用画像についてはその品質の劣化を招くことがある。ま
た、原画像と検索用画像の両方を蓄積するのはデータ量
が増えてしまううえ、データの管理も大変である。

【０００８】そこで、本発明は、ストレージには圧縮画
像データのみを蓄積してストレージの負担を軽減すると
ともに、品質の優れた検索用画像を生成することができ
る画像ファイリングシステムにおける画像生成装置およ
び画像ファイリングシステムにおける検索用画像の生成
方法を提供することを、その目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明は
、原画像の画像データを複数の画素からなるブロック毎
に直交関数変換し、その変換係数をブロック毎に圧縮し
て圧縮データとして保持する画像ファイリングシステム
において、上記圧縮データを伸張してブロック毎の変換
係数を作成し、その変換係数の直流成分に基づいて平均
化処理を各ブロック毎に行い、これらの平均化処理した
各ブロックの平均画像データを統合することにより検索
用画像を生成する画像ファイリングシステムにおける検
索用画像の生成方法である。

【００１０】また、請求項２に記載の発明は、原画像の
画像データを複数の画素からなるブロック毎に直交関数
変換して複数の変換係数テーブルを作成し、これらの変
換係数テーブルを量子化マトリクスに基づいて量子化し
、エントロピ符号化することにより、圧縮画像データと
して保持する画像ファイリングシステムにおいて、上記
圧縮画像データをエントロピ復号化し、このエントロピ
復号化した複数の量子化変換係数テーブルを量子化マト
リクスを用いて逆量子化し、これらの逆量子化した変換
係数テーブルの直流成分を該ブロックの画素数により除
算して複数の各ブロックの平均画像データを形成し、こ
れらの平均画像データを統合することにより検索用画像
を生成する画像ファイリングシステムにおける検索用画
像の生成方法である。

【００１１】さらに、請求項３に記載の発明は、原画像
の画像データを複数の画素からなるブロックに分割し、
これらのブロック毎に直交関数変換し、その変換係数テ
ーブルを量子化した後、エントロピ符号化した圧縮画像
データを保持する画像ファイリングシステムにおいて、
上記圧縮画像データをエントロピ復号化する復号化手段
と、このエントロピ復号化した複数の量子化変換係数テ
ーブルを量子化マトリクスを用いて逆量子化する逆量子
化手段と、逆量子化されたこれらの変換係数テーブルの
直流成分を該ブロックの画素数に基づいて除算すること
により、複数のブロックの平均画像データを算出する平
均化手段と、これらの複数のブロックの平均画像データ
に基づいて検索用画像を作成する検索画像作成手段と、
を備えた画像ファイリングシステムにおける画像生成装
置である。

【００１２】

【作用】本発明に係る画像ファイリングシステムにおい
ては、原画像を直交関数変換し、その変換係数をブロッ
ク毎に圧縮して圧縮データとして保持している。詳しく
は、原画像を複数の画素からなるブロックに分割する。 そして、これらのブロック毎に直交関数変換して複数の
変換係数テーブルを作成する。これらの変換係数テーブ
ルを量子化マトリクスに基づいて量子化して量子化変換
係数テーブルを作成する。また、これらの変換係数テー
ブルの直流成分のみをＤＰＣＭ処理するとともに、量子
化後の変換係数テーブルをエントロピ符号化することに
より、圧縮データとして保持している。

【００１３】そして、このように圧縮画像データを保持
する画像ファイリングシステムにおいて、上記圧縮デー
タを伸張してブロック毎の変換係数を作成する。さらに
、その変換係数の直流成分に基づいて平均化処理を各ブ
ロック毎に行う。次いで、これらの平均化処理した複数
の平均画像データを統合することにより検索用画像を生
成する。詳しくは、上記圧縮データをエントロピ復号化
し、このエントロピ復号化された量子化変換係数テーブ
ルにおいてそれらの直流成分を逆ＤＰＣＭ処理する。 さらに、この逆差分ＰＣＭ処理した各量子化変換係数テ
ーブルを上記量子化マトリクスを用いて逆量子化し、こ
の逆量子化した変換係数テーブルの直流成分を該変換係
数テーブルを構成する画素数に基づいて除算してブロッ
ク内の各画素の画像データの平均値を求める。この平均
値により、検索用画像を生成するものである。

【００１４】また、上記逆量子化した変換係数テーブル
に示す画像データについてはそれぞれ直交関数逆変換を
行うことにより、画素ブロックを復元し、これらのブロ
ックを統合することにより復元画像を生成する。

【００１５】例えばＪＰＥＧ準拠のデータ圧縮では、８
×８の６４ピクセルで１ブロックを構成し、変換符号に
２次元ＤＣＴ（離散型コサイン変換）を利用する。この
２次元ＤＣＴで変換された変換係数テーブルについてそ
の直流成分（ＤＣ成分）は、変換前のブロック画素（６
４ピクセル）の値の総和である。したがって、この圧縮
データについて上述のように伸張を行い、得られた変換
係数テーブルについての直流成分について６４で除算し
て検索画像用の平均画像データを各ブロック毎に作成す
る。このとき、この直流成分は伸張画像について１ブロ
ック内の画像データの平均値となっている。この平均画
像データを用いてサイズを縮小した検索用画像（１／６
４サイズの画像）が生成されるものである。

【００１６】または、このようにして形成したブロック
毎の変換係数テーブルについて直交関数逆変換を行うこ
とにより画素ブロックを復元し、さらに、これらのブロ
ックを統合することにより復元画像を生成することも可
能である。

【００１７】

【実施例】以下、図１〜図８を参照して本発明の一実施
例について説明する。

【００１８】図１に示すように、この画像ファイリング
システムにあっては、例えば磁気ディスク等のストレー
ジによって形成される圧縮画像データ保持手段１０を有
している。この圧縮画像データ保持手段１０はＪＰＥＧ
準拠の圧縮アルゴリズムによって圧縮された原画像につ
いての圧縮画像データを格納している。さらに、画像生
成装置は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、Ｃ
ＲＴ等により構成することができ、上記圧縮画像データ
保持手段１０に保持した圧縮画像データについて所定の
復号化を行う復号化手段１１を有している。復号化手段
１１により復号化した変換係数テーブルについて量子化
マトリクスを用いて逆量子化する逆量子化手段１２を、
この装置は有しており、さらに、逆量子化した変換係数
テーブルの直流成分について各ブロック毎にその画素数
で除算する平均化手段１３を備えている。また、この平
均化手段１３で平均化した直流成分の値に基づいて縮小
した検索用画像を作成する検索画像作成手段１４と、上
記逆量子化した変換係数テーブルの値を直交関数逆変換
により復元画像を作成する画像復元手段１５と、をこの
装置は有しているものである。

【００１９】図２はこの装置における各手段１０〜１４
を用いて圧縮データから検索用画像を作成するまでの概
略手順を示すフローチャートである。すなわち、ＪＰＥ
Ｇ準拠の画像圧縮アルゴリズムによる画像圧縮を行った
ＪＰＥＧ圧縮コード（Ｓ２１）は、ハフマン復号化され
（Ｓ２２）、逆量子化され（Ｓ２３）、直交関数変換に
よる変換係数テーブルとして得られる。この複数の変換
係数テーブルの直流成分を、そのブロックの画素数（８
×８＝６４画素）に基づいて除算する１／６４処理を行
う（Ｓ２４）。さらに、この平均化した値に基づいて縮
小画像を形成すると（Ｓ２５）、この縮小画像（原画像
に比較すると１／６４のサイズの画像）が検索用画像と
して用いられる。

【００２０】図３は上記画像ファイリングシステムにお
ける原画像の圧縮処理の手順とその圧縮画像データから
復元画像を作成するための復元処理の手順を示すフロー
チャートである。

【００２１】まず、圧縮処理においては、８×８ピクセ
ル（６４画素）を１ブロックとして、原画像をブロック
化しておく。そして、以下の処理は、このブロック単位
で行う。また、カラー画像の場合は、色座標変換を行っ
ておく。例えば各画素の画像データについてＹ，Ｃｒ，
Ｃｂ，Ｋ等で表される輝度信号等に変換しておく。

【００２２】この状態で、１つのブロック（８×８＝６
４画素）の画像データについて２次元ＤＣＴ（離散型コ
サイン変換）を行う（Ｓ３１）。原画像の１ブロックに
対し、８×８の２次元ＤＣＴを施す。この場合、一般的
な画像（自然画）は、高周波成分が低周波成分に比べか
なり小さい値をとる。すなわち、高周波になるほど０と
なる確率が高くなる。図４は原画像の１ブロック（Ａ）
をこの８×８のマトリクスによる２次元ＤＣＴによりＤ
ＣＴマトリクスとした（Ｂ）場合を示している。このＤ
ＣＴマトリクス（Ｂ）に示すように２次元ＤＣＴ変換後
の画素値の変換係数は直流成分ＤＣと高周波数の交流成
分ＡＣとで示される。

【００２３】そして、このＤＣＴマトリクス（Ｂ）を図
５に示すように所定の量子化マトリクス（Ｃ）により除
算して量子化する（Ｓ３２）。上記ＤＣＴによる各画素
についてのＤＣＴ変換係数を量子化するものである。こ
のとき、高周波ほど量子化幅を広くとり、復元したとき
の量子化歪を低く抑えるようにする。これは低周波にな
るほど量子化歪が復元画像の品質に与える影響が大きい
からである。

【００２４】次に、エントロビー符号化を行う。まず各
ブロックの量子化されたＤＣＴ変換係数についての直流
成分ＤＣについてＤＰＣＭ（差分パルス符号変調法）処
理を行う（Ｓ３３）。各ブロックについて直流成分ＤＣ
は、ＤＣＴの計算上、原画像の１ブロック内の画素（６
４画素）の総和を示している。このため、近隣ブロック
との相関が高い。したがって、直流成分に着目してこれ
にＤＰＣＭを施すことはデータ圧縮にとって有効なもの
となる。なお、交流成分についてはＤＰＣＭは施さない
。

【００２５】さらに、量子化後のＤＣＴマトリクスは高
周波になるほど０の出現する確率が高くなるので（その
ように量子化マトリクス（Ｃ）により量子化しているた
め）、図６に示す順序でジグザグスキャンを行い、２次
元配列を１次元配列化する。この図６のマトリクスの数
字はこの並べ替えの順番を示している。そして、図７に
示すように効率的なランレングス圧縮を行う。これは連
続する０を１つの塊として取り扱いそのデータ量を圧縮
するものである。

【００２６】次に、ハフマンテーブルによるハフマン符
号化を行う（Ｓ３４）。図８に示すようなテーブルを使
用して、上記ランレングス圧縮によるデータ（ＤＣＴ係
数）をその出現確率に見合った符号に割り当てることに
よりデータ量の圧縮を行うものである。出現率の高い０
等については短い符号を割り当てるものである。

【００２７】このようにして圧縮されたＤＣＴ変換係数
は、復元処理により復元されてさらに直交関数逆変換し
て復元画像が形成される。すなわち、上記ハフマンテー
ブルによるハフマン復号化を行い（Ｓ３５）、逆ジグザ
グスキャンにより量子化ＤＣＴマトリクスを復元し、さ
らに、ＤＣＴマトリクスのＤＣ成分のみの逆ＤＰＣＭ処
理を行う（Ｓ３６）。

【００２８】そして、上記量子化マトリクス（Ｃ）を用
いて逆量子化を行い（各画素について量子化係数を乗算
する）、ＤＣＴ係数テーブル（Ｂ）を復元する（Ｓ３７
）。さらに、２次元逆ＤＣＴ処理を行うことにより復元
画像を得る（Ｓ３８）。カラー画像については色座標変
換がなされるものである。

【００２９】また、上述したように、逆量子化後の変換
係数テーブルについてそのＤＣ成分のみを抽出して画素
数（６４）により除算して各ブロックの画像データの平
均値を得る。この平均値によりそのブロックを代表させ
て縮小画像（１／６４サイズ）を検索用画像として生成
するものである。この場合、平均値に基づいて原画像と
同一サイズの検索用画像を得ることも容易である。

【００３０】なお、上記実施例では、直交関数変換とし
て２次元ＤＣＴを用いたが、その他の直交関数変換、例
えばフーリエ変換等を用いることもできる。また、直交
変換後の画像データの圧縮は上記実施例に限られること
なく、他の方法によることもでき、その場合は圧縮の手
段である符号化等に対応して復号化してデータを伸張す
るものとする。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、ＪＰＥＧ準拠等の圧縮コード
から高品質の検索用画像を高速に生成することができる
。これにより、ストレージに検索用画像を存在させる必
要がなくなり、効率的なファイル管理が可能となる。 検索用画像の作成手順は、基本的にＪＰＥＧ準拠の伸張
方式に添っているので、伸張ハードウェアを共有できる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る画像生成装置の概略構
成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例に係る検索用画像の生成の概
略の手順を示すフローチャートである。

【図３】本発明の一実施例に係る原画像の圧縮から復元
までの概略手順を示すフローチャートである。

【図４】本発明の一実施例に係る２次元ＤＣＴ処理を説
明するための概念図である。

【図５】本発明の一実施例に係るＤＣＴ係数の量子化処
理を説明するための概念図である。

【図６】本発明の一実施例に係る線形量子化処理のため
のジグザグスキャンを説明するための概念図である。

【図７】本発明の一実施例に係るランレングス圧縮を説
明するための概念図である。

【図８】本発明の一実施例に係るハフマン符号化を説明
するためのハフマンテーブルを示す図である。

【符号の説明】

１０　　圧縮画像データ保持手段 １１　　復号化手段 １２　　逆量子化手段 １３　　平均化手段 １４　　検索画像作成手段 １５　　画像復元手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　原画像の画像データを複数の画素から
   なるブロック毎に直交関数変換し、その変換係数をブロ
   ック毎に圧縮して圧縮データとして保持する画像ファイ
   リングシステムにおいて、上記圧縮データを伸張してブ
   ロック毎の変換係数を作成し、その変換係数の直流成分
   に基づいて平均化処理を各ブロック毎に行い、これらの
   平均化処理した各ブロックの平均画像データを統合する
   ことにより検索用画像を生成することを特徴とする画像
   ファイリングシステムにおける検索用画像の生成方法。
2. 【請求項２】　　原画像の画像データを複数の画素から
   なるブロック毎に直交関数変換して複数の変換係数テー
   ブルを作成し、これらの変換係数テーブルを量子化マト
   リクスに基づいて量子化し、エントロピ符号化すること
   により、圧縮画像データとして保持する画像ファイリン
   グシステムにおいて、上記圧縮画像データをエントロピ
   復号化し、このエントロピ復号化した複数の量子化変換
   係数テーブルを量子化マトリクスを用いて逆量子化し、
   これらの逆量子化した変換係数テーブルの直流成分を該
   ブロックの画素数により除算して複数の各ブロックの平
   均画像データを形成し、これらの平均画像データを統合
   することにより検索用画像を生成することを特徴とする
   画像ファイリングシステムにおける検索用画像の生成方
   法。
3. 【請求項３】　　原画像の画像データを複数の画素から
   なるブロックに分割し、これらのブロック毎に直交関数
   変換し、その変換係数テーブルを量子化した後、エント
   ロピ符号化した圧縮画像データを保持する画像ファイリ
   ングシステムにおいて、上記圧縮画像データをエントロ
   ピ復号化する復号化手段と、このエントロピ復号化した
   複数の量子化変換係数テーブルを量子化マトリクスを用
   いて逆量子化する逆量子化手段と、逆量子化されたこれ
   らの変換係数テーブルの直流成分を該ブロックの画素数
   に基づいて除算することにより、複数のブロックの平均
   画像データを算出する平均化手段と、これらの複数のブ
   ロックの平均画像データに基づいて検索用画像を作成す
   る検索画像作成手段と、を備えたことを特徴とする画像
   ファイリングシステムにおける画像生成装置。