JPH04367192A - 記録媒体及び画像データの圧縮方法 - 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、画像データの圧縮方
法及びこの方法により圧縮された画像データの記録媒体
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば動画や静止画のデジタル画像デー
タを、例えば光ディスク等の記録媒体に記録する場合、
制限のある記録容量を最大限に生かして、できるだけ大
容量のデータを記録できることが望ましい。このために
、画像データはデータ圧縮されて記録媒体に記録される
。

【０００３】この画像データの圧縮のために、従来、Ｄ
ＶＩ（ＤｉｇｉｔａｌＶｉｄｅｏ　Ｉｎｔｅｒａｃｔｉ
ｖｅ）やＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｃｏｓｉｎｅ　Ｔ
ｒａｎｓｆｏｒｍ　）などの圧縮符号化方式が提案され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の圧縮符号化方式は、符号化のアルゴリズム
が複雑である。例えばＤＣＴなどでは積和演算（浮動小
数点の掛け算）が必要であって、ハードウエアの構成が
大規模になってしまう。また、デコードのために大容量
のメモリが必要であって、専用の特殊なチップを必要と
し、汎用のＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐ
ｒｏｃｅｓｓｏｒ；デジタル信号処理プロセッサ）を使
用することができず、デコーダが高価格になってしまう
。

【０００５】また、画像信号のフレーム相関を用いてデ
ータ圧縮しているため、デコード時にエラーが発生する
と、そのエラーの影響が他のフレームまで伝播してしま
う欠点がある。

【０００６】そこで、この発明の出願人は、先に、次に
説明するような画像データ圧縮方法を提案している（例
えば特願平３−５７８２０号参照）。

【０００７】すなわち、この先の発明は、各画素が例え
ば赤，緑，青の３原色データで構成されるカラー画像デ
ータにおいて、１画面分のデータを複数個のグループに
分割し、各グループ内で、ベクトル量子化を行うことに
より、近似する色の画素同志をまとめて、グループ内の
色を数を減らす。そして、各グループ毎に、その圧縮後
の色を代表色としてテーブルを作成すると共に、各画素
データは、そのテーブルのどの代表色に対応するかのイ
ンデックスのデータとしてビット圧縮する。

【０００８】例えば、説明の簡単のため、赤（Ｒ）と青
（Ｇ）とでカラー画素データが構成され、各画素のＲ−
Ｂ平面上での分布が図１３に示す（画素は黒点で示す）
ようなものであるとした場合を考える。そして、画像デ
ータを、近似する色の画素同志をグループ化することに
より、４つのグループｇｒ１　〜ｇｒ４　に分け、それ
ぞれのグループの画素の色を、例えばグループ内近似色
の平均値である１つの代表色Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４（
図中、×印で示す）で代表する。すると、各画素データ
は、これら４色の代表色Ｃ１〜Ｃ４のいずれであるかを
示す２ビットのインデックスデータに置き換えることが
できる。

【０００９】元の画素データが、例えば、赤、青、緑の
各色について５ビット、すなわち１画素当たり１５ビッ
トで表されるデータであったときには、各画素データは
２ビットとなり、大幅に圧縮できる。そして、デコード
のためのデータとしては、この画素データのほかに、複
数のグループの数に対応する代表色からなるテーブルを
用意するだけで良い。

【００１０】以上のようにして、画像データを高能率で
圧縮することができるが、この場合に、量子化によりま
とめられた結果の代表色としては、近似色の平均値がと
られている。このため、再現された画素の色は、この平
均色になり、原画像に比べて彩度が落ちたものとなって
しまう。

【００１１】すなわち、図１３の場合、原画像の色のダ
イナミックレンジは、実線７１で示すように、赤はＲｍ
ａｘ　、青はＢｍａｘ　までの範囲であったものが、圧
縮後の再現画像のダイナミックレンジは、代表色Ｃ１〜
Ｃ４からなるものであるため、図１３で点線７２で示す
ように狭い範囲になり、彩度が低下したものとなる。こ
の結果、再現画像は色味の薄い、灰色がかった画像にな
ってしまう欠点がある。

【００１２】この発明は、以上の点にかんがみ、上記の
ように画素データを色について圧縮処理した場合におい
ても、再現画像の色の劣化を小さくできる画像データ圧
縮方法及びその方法により圧縮された画像データが記録
された記録媒体を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、この発明よる画像データ圧縮方法は、各画素が色デー
タで表現されている画像データについて、近似する色の
画素同志をまとめて画素の色の数を圧縮する圧縮処理を
行うと共に、圧縮後の画素の色のデータに対して、彩度
強調を行う。

【００１４】

【作用】圧縮後の画素の色データ（代表色データ）には
彩度強調の処理が施される。したがって、再現画像の色
のダイナミックレンジは、彩度強調しない場合の色デー
タによる場合のそれより広くなり、色の劣化が少なくな
る。

【００１５】

【実施例】ところで、画像データを圧縮する場合に、１
画面を均等に分割して縦×横がそれぞれ所定の複数画素
からなるものとして静的（固定的）にグループ分割して
、その静的な分割グループ単位で圧縮処理をすることが
一般に行われている。

【００１６】ところが、このようにグループ分割を静的
に行った場合には、各グループ領域内の画像データの色
のダイナミックレンジが大きく、量子化誤差が大きくな
ってしまう。このため、画像の内容によっては、領域の
境界が画面上に表われてしまったり、量子化誤差が限界
以上に大きくなってしまう。

【００１７】以下に説明する実施例においては、上記の
点を考慮して、グループ分割を動的に行うことで量子化
誤差を少なくし、圧縮効率を高めることを可能にしてい
る。以下、図を参照しながら、この実施例について説明
する。

【００１８】図１及び図２は、この例の画像データ圧縮
方法を実行するエンコード装置の一例のブロック図であ
る。この例においては、圧縮した画像データはＣＤ−Ｒ
ＯＭに記録する。このＣＤ−ＲＯＭは、ゲーム機用のソ
フトとして用いられ、動画を再生できるように、画像デ
ータが高能率圧縮されている。

【００１９】この例においては、１フレーム（１画面）
は、図３Ａに示すように、横×縦＝２５６画素×１９２
画素で構成され、また、１画素は三原色がそれぞれ５ビ
ットで表される１５ビット（実際は２バイト）で構成さ
れている。そして、この原画像データが１フレーム単位
で以下のようにデータ圧縮処理される。

【００２０】すなわち、原画像の１フレームのデータは
、入力端２１を通じてキャラクタ分割手段２２に供給さ
れ、図３Ｂに示すように、１フレームの画像がそれぞれ
横×縦＝８画素×８画素からなる小領域ブロック（以下
このブロックをキャラクタと称する）に分割される。 したがって、図３Ｂにも示したように、１フレームの画
像は、３２×２４＝７６８個のキャラクタに分割される
。そして、各キャラクタの画像データＣ（０）　〜Ｃ（
７６７）　は、レジスタ２３に一時蓄えられる。

【００２１】このレジスタ２３からの各キャラクタの画
像データＣ（０）　〜Ｃ（７６７）　は、第１のベクト
ル量子化手段２４に供給される。この例においても、こ
のベクトル量子化手段２４においては、各キャラクタの
画像データＣ（０）　〜Ｃ（７６７）　が並列処理され
る。このように並列処理せずに、画像データＣ（０）　
〜Ｃ（７６７）　を順次にベクトル量子化処理するよう
にしても勿論よい。後述する各処理においても同様であ
る。

【００２２】このベクトル量子化手段２４では、各キャ
ラクタ画像データＣ（ｋ）　（ｋ＝０〜７６７）毎に、
そのキャラクタ内の画素として表われる色が４色以内と
なるようにベクトル量子化がなされる。このベクトル量
子化の手法としては種々提案されているものが使用でき
るが、この例では、赤、青、緑の三原色の色成分を互い
に直交する方向にとって３次元色空間を考えたとき、各
画素間のその色空間上の距離を求め、互いの距離の短い
画素同志をまとめることにより、すなわち近似する色の
画素同志をまとめて１つの代表色とする処理を行うこと
により、キャラクタ内の画素の色が４色以下の代表色に
収まるように画素データを丸める。

【００２３】そして、１フレーム内の全キャラクタにつ
いて、そのキャラクタ内の画素の色が４色に収まるよう
にベクトル量子化した後、その１フレーム内の全キャラ
クタ内における量子化誤差（代表色の位置を中心として
、その代表色と各画素との前記色空間上の距離に相当）
の最大値Ｅｍａｘ　を求める。このとき、予め、１フレ
ーム内の量子化誤差の最大値として許容されるスレッシ
ョールド値Ｅｔｈを設定しておく。そして、前記量子化
誤差の最大値Ｅｍａｘ　とスレッショールド値Ｅｔｈと
を比較する。そして、量子化誤差の最大値Ｅｍａｘ　が
スレッショールド値Ｅｔｈより大きいときは、さらに、
各キャラクタ内の画像データについて、量子化誤差が前
記最大値Ｅｍａｘ　を越える直前までベクトル量子化を
行い、キャラクタ内の色数を減らしていく。これは、１
フレーム内の全キャラクタ内の画像データのＳ／Ｎを均
一にするためである。これを、量子化誤差の最大値Ｅｍ
ａｘ　がスレッショールド値Ｅｔｈを越える直前まで行
う。このようにすれば、全てのフレームでのＳ／Ｎ比は
一定に保たれる。

【００２４】このように量子化すると、色の変化の平坦
なキャラクタでは、画素の色数が減る。これは、色の変
化の平坦なキャラクタでは、色数が減少しても量子化誤
差はさほど増大しないからである。この過程で、キャラ
クタ内の色数が２色に、さらには１色のみになるキャラ
クタも生じる。そして、各キャラクタ内で選択された色
が代表色とされる。

【００２５】こうして、ベクトル量子化手段２４からは
、各キャラクタ内では４色以下に圧縮された画像データ
が得られる。このベクトル量子化手段２４からのキャラ
クタ単位の画像データは、パレット分割手段２５に供給
される。

【００２６】このパレット分割手段２５では、キャラク
タをそのキャラクタ内の色の分布によって、似た色を持
つキャラクタ同志をまとめることにより、８つのグルー
プ（各グループをパレットと称する）に分類する。例え
ば、図３Ｃに示すように、画像の内容に応じて色調の似
た領域が、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ…のように生じたとした
場合、この領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ…毎にパレットが構
成される。

【００２７】この例の場合、８つのパレットの割当方法
は、 （１）各キャラクタの代表色（キャラクタ内の色の平均
値）を計算し、各キャラクタはその代表色からなるもの
と仮定する。 （２）ベクトル量子化を行い、１フレーム内の全てのキ
ャラクタを８色に量子化する。すなわち、キャラクタ数
は７６８であるので、キャラクタの代表色は最大７６８
色となるが、これを８色のキャラクタに量子化する。 （３）同じラベル（代表色）を持つキャラクタ同志をま
とめて一つのパレットとする。 の３ステップにより行われる。

【００２８】なお、このパレットは、連続したキャラク
タの領域である必要はなく、飛び飛びのキャラクタ同志
が、１つのパレットを構成してもよい。

【００２９】８個のパレットのデータＰ（０）　〜Ｐ（
７）　は、レジスタ２６に一時蓄えられ、それぞれ第２
のベクトル量子化手段２７に供給され、並列処理される
。

【００３０】第２のベクトル量子化手段２７では、各パ
レット毎に１６色の画素の代表色が決定される。このと
き、１つのパレット内の画素の色数が１６色より多けれ
ば、キャラクタ内の場合と同様にして、ベクトル量子化
が行われてパレット内の色が１６色になるように丸めら
れる。そして、その結果の１６色が画素の代表色とされ
る。

【００３１】こうして、それぞれ１６色に丸められた８
個のパレットのキャラクタ単位の画像データＰ（０）　
〜Ｐ（７）　は、それぞれラベリング手段２８に供給さ
れ、並列処理される。各ラベリング手段２８では、各パ
レットについてそれぞれ画素の代表色として選定された
１６色又は１６以下の色データの色変換テーブルＣＯＬ
（０）　〜ＣＯＬ（７）　が作成され、レジスタ２９に
一時蓄えられる（図４参照）。そして、この色変換テー
ブルＣＯＬ（０）　〜ＣＯＬ（７）　のデータは、彩度
強調回路７０に供給される。

【００３２】この彩度強調回路７０においては、色変換
テーブルＣＯＬ（０）〜ＣＯＬ（７）　の各代表色デー
タについて、以下の演算処理を行う。

【００３３】すなわち、各色データは５ビットの赤成分
Ｒと、５ビットの青成分Ｂと、５ビットの緑成分Ｇから
なっているとしたとき、 　　Ｒ＝（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）／３＋α｛Ｒ−（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）
／３｝　　Ｇ＝（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）／３＋α｛Ｇ−（Ｒ＋Ｇ
＋Ｂ）／３｝　　Ｂ＝（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）／３＋α｛Ｂ−（
Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）／３｝　　　　（ただし、α＞１．０であ
る）なる演算を行う。ここで、αは画像圧縮量子化の量
子化誤差に応じて設定される定数で、例えばα＝１．５
に設定される。なお、このαの値は、画像圧縮量子化の
量子化誤差をエンコード時に求めて、その量子化誤差の
大きさに応じて決定することもできる。

【００３４】この演算処理の意味するところは次の通り
である。すなわち、図１０に示すように、赤成分Ｒ、緑
成分Ｇ、青成分Ｂを互いに直交する方向にとって、これ
らからなる３次元空間を考えたとき、冒頭で述べたよう
に、ベクトル量子化により各色データは、Ｒ＝Ｇ＝Ｂ（
無彩色）の直線７３に近付き、再現画像は、灰色がかっ
た色になってしまう。

【００３５】今、図１０において、ベクトル量子化後の
色データの前記空間上の位置がＣＡであったとき、上記
の彩度強調演算処理により色データは、ＣＡから直線７
３に垂線７４を引いた時、その垂線の延長方向にＣＡよ
り遠ざかる位置ＣＢとなるようにされる。すなわち、輝
度を等しく保った状態で、彩度をα倍するものである。 この場合、αは、量子化誤差に応じて設定されるもので
、例えばα＝１．５に設定される。

【００３６】こうして彩度強調回路７０で、彩度強調さ
れた代表色データで構成される色変換テーブルＣＯＬ（
０）　〜ＣＯＬ（７）　のデータは、記録データとして
記録処理手段３８に供給される。

【００３７】また、各ラベリング手段２８では、各色変
換テーブルＣＯＬ（０）　〜ＣＯＬ（７）が参照されて
、各パレットに含まれる各キャラクタについて、それぞ
れ１６色に丸められた画素データが、そのパレットの色
変換テーブル上で、その画素の色が対応する色番号で表
現されるラベル画像データＬＡＢ（０）　〜ＬＡＢ（７
）　に変換される（図５参照）。そして、このラベル画
像データＬＡＢ（０）　〜ＬＡＢ（７）　が、レジスタ
３０に一時蓄えられる。

【００３８】この場合、前述もしたように、キャラクタ
は、４又は３色からなるもの（図５Ａ）、２色からなる
もの（図５Ｂ）、１色のみからなるもの（図５Ｃ）があ
る。キャラクタが４又は３色の場合には、その４又は３
色の色番号を示すテーブルが存在すれば、各画素データ
は、その色番号テーブルのどれであるか示す２ビットの
データで表すことができる。したがって、４又は３色か
らなるキャラクタの各画素データは、２ビットで表現す
ることができる。同様に、キャラクタが２色であれば、
そのキャラクタの２色の色番号テーブルと、それぞれ１
ビットの画素データで表すことができる。さらに、１色
のみであれば、後述するように、その色データのみとす
ることができる。

【００３９】２ビットで表現できるキャラクタを２ビッ
トモードキャラクタ、１ビットで表現できるキャラクタ
を１ビットモードキャラクタ、１色のみのキャラクタを
単色キャラクタと、以下称する。

【００４０】デコード処理を考慮した場合、２ビットモ
ードキャラクタ、１ビットモードキャラクタ、単色キャ
ラクタは、それぞれまとめて取り扱ったほうが高速処理
ができる。しかし、１フレーム中の７６８個のキャラク
タにおいては、一般に、図６Ａに示すように、各モード
キャラクタは、分散して混在する。図６で、■は１ビッ
トモードキャラクタ、■は２ビットモードキャラクタ、
○は単色キャラクタを示している。

【００４１】そこで、レジスタ３０からの各パレットの
ラベル画像データＬＡＢ（０）　〜ＬＡＢ（７）　は、
ソート手段３１に供給され、図６Ｂに示すように、２ビ
ットモードキャラクタ、１ビットモードキャラクタ、単
色キャラクタの順に１フレームのキャラクタデータが並
べ換えられる。

【００４２】そして、このソート手段３１では、１フレ
ームのキャラクタについて元の順序への並べ換えのため
のテーブル（以下これをスクリーンテーブルという）ｓ
ｃｒが形成される。このスクリーンテーブルｓｃｒは、
図７に示すように、１フレームの画像をキャラクタと同
じ大きさの小領域に分割したとき、各小領域についてキ
ャラクタ番号ＣＮｏ．　と、パレット番号ＰＮｏ．　が
定められて構成される。キャラクタ番号ＣＮｏ．　は、
その小領域の位置に表示されるべきキャラクタのソート
後の１フレーム中でのキャラクタ順位である。また、パ
レット番号ＰＮｏ．　は、その小領域に表示されるキャ
ラクタが、８個のパレットのうちのどのパレットに含ま
れているかを示す。すなわち、どの色変換テーブルをデ
コード時に使用するかを示すことになる。この場合、１
つの小領域のキャラクタ番号ＣＮｏ．　とパレット番号
ＰＮｏ．　とは、例えば２バイトのデータで構成される
。

【００４３】また、この例の場合、キャラクタ番号ＣＮ
ｏ．　のうちの０〜１５までは、単色キャラクタに対し
てのみ割り当てられる。すなわち、テーブルｓｃｒにお
いて、ある小領域の位置に表示されるキャラクタが単色
キャラクタであるときには、その小領域に対しては、パ
レット番号ＰＮｏ．　は２ビットモード又は１ビットモ
ードキャラクタと同様に割り当てられるが、キャラクタ
番号ＣＮｏ．　の代わりに、そのパレットの色変換テー
ブルの０〜１５の色番号のうちのそのキャラクタの色の
色番号が割り当てられる。したがって、単色キャラクタ
については、このスクリーンテーブルｓｃｒに、そのキ
ャラクタの色のデータを前記のように登録して記録する
ことにより、後述する各キャラクタについての圧縮画像
データとしては記録しない。

【００４４】以上のような単色キャラクタのため、２ビ
ットモード及び１ビットモードのキャラクタに対するキ
ャラクタ番号は、１６番から始まる。もともと、キャラ
クタ番号には、１０ビットが割り当てられているので、
このような番号のシフトには十分に余裕がある。

【００４５】スクリーンテーブルｓｃｒのデータは、記
録データとして記録処理手段３８に供給される。

【００４６】そして、以上のようにしてソート手段３１
においてソートされて並べ換えられたキャラクタ単位の
画像データのうち、Ｎ個（Ｎは７６８以下の整数）の各
２ビットモードのキャラクタのデータＣ２（０）〜Ｃ２
（Ｎ−１）は、レジスタ３２を介してラベリング手段３
３に供給される。このラベリング手段３３においては、
各２ビットモードのキャラクタのデータＣ２（０）〜Ｃ
２（Ｎ−１）について、図８Ａに示すように、そのキャ
ラクタの４色又は３色の色番号テーブルと、その色番号
テーブル上の各色番号位置を示す２ビットのインデック
スとからなる圧縮画像データｄａｔ２（０）〜ｄａｔ２
（Ｎ−１）が形成される。そして、各圧縮画像データｄ
ａｔ２（０）〜ｄａｔ２（Ｎ−１）がレジスタ３４に一
時蓄積される。

【００４７】同様に、ソート手段３１からＭ個（Ｍは７
６８以下の整数）の各１ビットモードのキャラクタのデ
ータＣ１（０）〜Ｃ１（Ｍ−１）が、レジスタ３５を介
してラベリング手段３６に供給される。このラベリング
手段３６においては、各１ビットモードのキャラクタの
データＣ１（０）〜Ｃ１（Ｍ−１）について、図８Ｂに
示すように、そのキャラクタの２色の色番号テーブルと
、その色番号テーブル上の各色番号位置を示す１ビット
のインデックスとからなる圧縮画像データｄａｔ１（０
）〜ｄａｔ１（Ｍ−１）が形成される。そして、各圧縮
画像データｄａｔ１（０）〜ｄａｔ１（Ｍ−１）がレジ
スタ３７に一時蓄積される。

【００４８】そして、レジスタ３４からの全ての２ビッ
トモードの圧縮画像データと、レジスタ３７からの全て
の１ビットモードの圧縮画像データとは、それぞれ記録
データとして記録処理手段３８に供給される。

【００４９】記録処理手段３８では、ＣＤ−ＲＯＭに記
録するデータを作成する。この記録データは、この例で
は１フレームを１つの塊として処理するが、ＣＤ−ＲＯ
Ｍへのデータ記録態様は、ＣＤ−ＲＯＭのデータフォー
マットに従ったものであることは勿論である。

【００５０】この場合、１フレーム分の画像に関するデ
ータは、２ビットモードと１ビットモードの各キャラク
タの画素に関する圧縮画像データと、その１フレームの
８個のパレットに対する図４に示した色変換テーブルＣ
ＯＬ（０）　〜ＣＯＬ（７）　と、図７に示したスクリ
ーンテーブルｓｃｒとで構成される。

【００５１】記録する圧縮画像データは、図９に示すよ
うに、２ビットモードのキャラクタ数Ｎと１ビットモー
ドのキャラクタ数Ｍを示すモード数情報と、Ｎ個の２ビ
ットモードのキャラクタの圧縮画像データｄａｔ２（ｎ
）（ｎ＝０，１，２…Ｎ−１）と、Ｍ個の１ビットモー
ドのキャラクタの圧縮画像データｄａｔ１（ｍ）（ｍ＝
０，１，２…Ｍ−１）とで構成される。単色キャラクタ
は、前述したように、スクリーンテーブルｓｃｒにその
色情報を登録しておくことにより、画素のデータとして
は記録しない。

【００５２】１キャラクタ分の情報は、図９の下側に示
すように、色番号テーブルからなるヘッダと、６４画素
分のインデックスデータからなる。図８に示したように
、各画素に対応するインデックスデータは、２ビットモ
ードでは２ビット、１ビットモードでは１ビットとなる
。この場合、２ビットモードのキャラクタ数Ｎと、１ビ
ットモードのキャラクタ数Ｍとは画素の内容に応じて変
化するので、１フレーム分のキャラクタ画素に関するデ
ータのデータ長は可変である。

【００５３】この例では、各モードのキャラクタ数をモ
ード数情報として記録するようにしたが、このモード数
情報に代わって、２ビットモードの最後のキャラクタと
、１ビットモードの最初のキャラクタとの間に、キャラ
クタデータとしては生じないようなビットパターンのモ
ード区切り情報を記録するようにしてもよい。

【００５４】この記録処理手段３８からの記録データが
ＣＤ−ＲＯＭに記録されるが、この場合、例えば１フレ
ーム分として、先ず、図９のキャラクタ画素に関するデ
ータが記録され、それに続いて色変換テーブルＣＯＬ（
０）　〜ＣＯＬ（７）　とスクリーンテーブルｓｃｒが
記録される。

【００５５】なお、ＣＤ−ＲＯＭには、以上のような圧
縮画像情報のほかに、この圧縮画像情報をデコードする
ためのプログラムと、ゲーム用のプログラムが記録され
る。さらには、オーディオ情報も適宜記録される。デコ
ードのためのプログラムとしては、２ビットモード用の
デコードプログラムと、１ビットモード用のデコードプ
ログラムとが、それぞれ記録されている。また、キャラ
クタの並べ換えのプログラムも記録されている。

【００５６】この場合、ＣＤ−ＲＯＭに記録されるデー
タ量は、１フレーム当たり、次のようになる。

【００５７】１フレーム当たり８パレットであるので、
色変換テーブルとしては、合計で、 １６（色）×８（パレット）×２（バイト）＝２５６（
バイト） となる。また、スクリーンテーブルｓｃｒは、１キャラ
クタ当たり２バイトであるから、 ７６８×２（バイト）＝１５３６（バイト）となる。

【００５８】そして、２ビットモードのキャラクタにお
いては、４ビットで表現される色番号は４色必要である
ので、色番号テーブルは、 ４（ビット）×４＝１６（ビット）＝２（バイト）とな
る。また、インデックスは２ビットであるので、２（ビ
ット）×６４＝１２８（ビット）＝１６（バイト） となる。したがって、２ビットモードのキャラクタの１
キャラクタ当たりのデータ量は、１８バイトとなる。

【００５９】また、１ビットモードのキャラクタは、色
番号は２色分でよいので、色番号テーブルは、４（ビッ
ト）×２＝８（ビット）＝１（バイト）となる。また、
インデックスは１ビットであるので、１（ビット）×６
４＝６４（ビット）＝８（バイト）となる。したがって
、１ビットモードのキャラクタの１キャラクタ当たりの
データ量は、９バイトとなる。

【００６０】単色キャラクタについてはキャラクタの各
画素データは伝送しないので、１フレームの画像データ
の圧縮率は、１フレーム内の２ビットモード及び１ビッ
トモードのキャラクタの個数と、単色キャラクタの個数
の割合で定まる。例えば、 　　２ビットモード：１ビットモード：単色＝２：１：
１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　＝３８４：１９２：１９
２の場合、 　　色変換テーブル　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＝　　２５
６バイト　　スクリーンテーブルｓｃｒ　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＝１５３６バ
イト　　キャラクタ画素データ　　２ビットモード　　
３８４×１８＝６９１２バイト　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　１ビットモード　　１９２
×　　９＝１７２８バイト　　　　　　合　　　　計　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　１０４３２バイトとなり、約
１０ＫＢとなる。ＣＤ−ＲＯＭの伝送レートとして１５
０ＫＢ／秒が可能であるので、この場合、１５フレーム
／秒の動画を記録再生できることになる。

【００６１】以上説明したように、この例によれば、似
た色を持つキャラクタごとにまとめられて１つのグルー
プ（パレット）が形成され、それが１画面分について複
数個形成されて、画像データがパレット（グループ）分
割されている。そして、この似た色の画像部分からなる
パレット内でベクトル量子化処理が行われるので、量子
化誤差が少なくなる。

【００６２】以上の例ではキャラクタ分割した後、各キ
ャラクタについてベクトル量子化し、その後、パレット
分割して第２段階の処理を行ったが、キャラクタ分割し
た後パレット分割し、各パレットで第１段階のベクトル
量子化を行ってパレット内の画素の色を１６色に丸め、
その後、キャラクタ単位で第２段階のベクトル量子化を
行ってキャラクタ内の画素の色を４色以下に圧縮するよ
うにしてもよい。

【００６３】また、以上の例では、ベクトル量子化手段
２４におけるベクトル量子化は、各フレームでのＳ／Ｎ
が一定に保たれるように、全てのフレームで、キャラク
タ内での量子化誤差の最大値Ｅｍａｘ　が一定になるよ
うにした。このため、フレームの情報量（画像内容の複
雑さ）に応じて、量子化後のデータサイズが変化する。

【００６４】しかし、各キャラクタについて次のように
量子化することにより、フレーム毎のデータ量（データ
伝送レート）を一定にすることができる。

【００６５】すなわち、先ず、キャラクタ内の近似する
色の画素同志をまとめる距離のスレッショールド値Ｅθ
の初期値を設定し、そのスレッショールド値により各キ
ャラクタについてベクトル量子化を行う。つまり、各キ
ャラクタ内の画像データについて、量子化誤差が前記Ｅ
θを越える直前までベクトル量子化を行う。この量子化
により、色の変化の大きいキャラクタでは４色になるよ
うにデータ圧縮される。また、色の変化の平坦なキャラ
クタでは、色数が減り、３色、２色あるいは１色になる
キャラクタも生じる。

【００６６】前記ベクトル量子化処理が１フレームの全
てのキャラクタについて終了したら、１フレーム内の全
てのキャラクタ内での量子化誤差の最大値Ｅｍａｘ　を
計算する。次に、１フレーム内の２ビットモードのキャ
ラクタ数Ｎと、１ビットモードのキャラクタ数Ｍと、単
色キャラクタ数Ｌを計数する。次に、これら数値Ｎ，Ｍ
，Ｌから１フレーム当たりの画像データ量を計算する。 この画素データ量の計算は以下のようになる。

【００６７】１フレームのデータ量＝Ｎ×１８（バイト
）＋Ｍ×９（バイト）＋Ｌ×０ この結果の１フレームのデータ量が予め定められた所定
値以下か否か、したがって圧縮率が所定の値になってい
るか否か判別し、データ量が未だ所定値以上であれば、
スレッショールド値Ｅθを前記量子化誤差の最大値Ｅｍ
ａｘ　に設定し、以上のベクトル量子化処理を繰り返す
。

【００６８】以上のようにして、１フレーム当たりのデ
ータ量が所定データ量になるまで、スレッショールド値
Ｅθを変更してベクトル量子化を繰り返す。このように
した場合には、フレーム毎にＳ／Ｎは異なるが、伝送デ
ータ量は一定になる。すなわち、後述する動画の場合に
は、１秒当たりの駒（フレーム）数を一定にすることが
できる。

【００６９】なお、以上の例では、色が１色となるキャ
ラクタのデータについては、スクリーンテーブルｓｃｒ
に登録して色データのみを伝送し、画素単位のデータは
伝送しないので、データ伝送路上のトラフィックを減少
させることができる。

【００７０】なお、パレット分割する際の処理単位は１
フレームでなく、複数フレームとして、３次元的にパレ
ット分割するようにしてもよい。

【００７１】図１１は、以上のようにして圧縮されてＣ
Ｄ−ＲＯＭに記録された画像データをデコードする装置
の一例を示すもので、前述したようにゲーム機に適用し
た場合である。この場合には、圧縮データは、ベクトル
量子化により、１秒当たりの駒数が一定にされているほ
うが好ましい。

【００７２】すなわち、図１１において、４１はＣＤ−
ＲＯＭで、前述した各情報が記録されている。４２はＣ
Ｄ−ＲＯＭプレーヤ、４３はＣＤ−ＲＯＭデコーダ、４
４は汎用のＤＳＰ、５０はゲーム機である。

【００７３】ＣＤ−ＲＯＭプレーヤ４２はＣＤ−ＲＯＭ
４１を再生する。再生されたＣＤ−ＲＯＭフォーマット
のデータはＣＤ−ＲＯＭデコーダ４３でデコーダされ、
前述した圧縮画像情報のデジタルデータとされる。そし
て、この圧縮画像データのデコーダ処理は、ゲーム機５
０のＰＰＵ（Ｐｉｃｔｕｒｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　
Ｕｎｉｔ　）とＤＳＰ４４が行う。ＤＳＰは、例えば音
声認識などの動画のデコード以外の使用も可能なように
、オーディオ用のプログラマブルな汎用のものが使用さ
れる。

【００７４】４５はゲーム機５０に差し込まれるシステ
ムカートリッジで、ＣＤ−ＲＯＭ４１を用いないときは
、このシステムカートリッジ４５としては一般的なゲー
ムソフト用のものが差し込まれる。しかし、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ４１をゲームソフトとして使用するときは、このシス
テムカートリッジ４５として専用のものがゲーム機５０
に差し込まれ、それに書き込まれているプログラムによ
ってＣＤ−ＲＯＭ４１の記録データをゲーム機５０が取
り込んでゲームを実行するためのいわゆる初期化処理を
行うようにされている。

【００７５】図１２は、ゲーム機５０の要部の構成をも
示したブロック図で、この図を参照しながら、圧縮画像
データのデコーダ処理を以下に説明する。

【００７６】ゲーム機５０において、５１はＣＰＵ、５
２はメインメモリ、５３はＰＰＵ、５４はビデオＲＡＭ
、５５及び５６はデータバスである。メインメモリ５２
と、ＰＰＵ５３と、ＤＳＰ４４間のデータ転送は、図示
しないＤＭＡコントローラによりＤＭＡ転送される。 ビデオＲＡＭ５４は、２フレーム分のメモリ容量を有し
、１枚目のフレームをディスプレイ６０に表示している
とき、もう１枚のフレームの画像データのデコードを行
い、デコードが終了した時点で、表示フレームを切り換
える。そして、ＤＳＰ４４は、入力用及び出力用のバッ
ファＲＡＭを備えると共に、プログラムＲＡＭを備えて
いる。

【００７７】デコード処理は、基本的には、（１）各キ
ャラクタについて、色番号テーブルを参照して、２ビッ
トあるいは１ビットのインデックスデータを色変換テー
ブルＣＯＬ（０）　〜ＣＯＬ（７）　の４ビットの色番
号のデータに変換する第１次のテーブル参照のステップ （２）各パレットのキャラクタの各画素について、その
パレットの色変換テーブルを参照して、色番号のデータ
を実際の色データに変換する第２次のテーブル参照のス
テップ （３）ソートされているキャラクタの元の順序への並び
換えのステップの３ステップからなる。

【００７８】以上の３ステップのうち、第１次のテーブ
ル参照はＤＳＰ４４が行い、第２次のテーブル参照及び
キャラクタの並び換えはＰＰＵ５３が行う。これらのデ
コードのプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ４１からＤＳＰ４
４及びＰＰＵ５３に対して転送される。なお、ＤＳＰ４
４における第１次のテーブル参照はキャラクタモードに
より異なるので、そのデコードプログラムとしては２ビ
ットモード用と、１ビットモード用との２つのプログラ
ムが用意されている。

【００７９】デコード手順は以下の通りである。

【００８０】先ず、ＣＤ−ＲＯＭ４１から１フレーム分
のデータがメインメモリ５１にロードされる。次に、Ｄ
ＳＰ４４に２ビットモード用のデコードプログラムがロ
ードされる。

【００８１】そして、メインメモリ５２からＤＳＰ４４
のバッファＲＡＭの容量を考慮した複数個の２ビットモ
ードの圧縮画像データｄａｔ２（ｎ）が先ずＤＭＡ転送
され、このデータについてＤＳＰ４４において第１次の
テーブル参照が行われる。

【００８２】ＤＳＰ４４で前記処理が終了すると、各色
変換テーブルＣＯＬ（０）　〜ＣＯＬ（７）　の色番号
データに復号された画像データ（ラベル画像データ）は
、再びメインメモリ５２にＤＭＡ転送されて戻される。 そして、メインメモリ５２から、このラベル画像データ
が垂直ブランキング期間にまとめてＰＰＵ５３を介して
ビデオＲＡＭ５４にＤＭＡ転送される。

【００８３】以上のメインメモリ５２→ＤＳＰ４４→メ
インメモリ５２→ＰＰＵ５３の経路で２ビットモードの
圧縮画像データが次々に転送され、モード数情報に示さ
れている数の全ての２ビットモードのキャラクタの圧縮
画像データｄａｔ２（ｎ）について第１次のテーブル参
照のデコードが行われる。

【００８４】２ビットモードの圧縮画像データｄａｔ２
（ｎ）の第１次のテーブル参照のデコード処理が終了し
たら、ＤＳＰ４４のプログラムＲＡＭに１ビットモード
用のデコードプログラムがロードされる。このとき、こ
の１ビットモード用のデコードプログラムは、今まで使
用されていた２ビットモード用プログラムの上にオーバ
ーレイされてロードされる。

【００８５】そして、２ビットモードの圧縮画像データ
と同様にして１ビットモードの圧縮画像データｄａｔ１
（ｍ）について第１次のテーブル参照のデコード及びＰ
ＰＵ５３を介してビデオＲＡＭ５４への転送が行われる
。

【００８６】こうして、２ビットモード及び１ビットモ
ードの圧縮画像データの第１次のテーブル参照の処理が
全て終了したら、メインメモリ５２からＰＰＵ５３のビ
デオＲＡＭ５４に色変換テーブルＣＯＬ（０）　〜ＣＯ
Ｌ（７）　と、スクリーンテーブルｓｃｒがＤＭＡ転送
される。

【００８７】そして、ＰＰＵ５３において、色変換テー
ブルＣＯＬ（０）　〜ＣＯＬ（７）　を用いる前記第２
次のテーブル参照の処理がなされて各画素が実際の色デ
ータに戻されると共に、スクリーンテーブルｓｃｒが用
いられてキャラクタの元の順序への並べ換えの処理がな
される。 なお、単色キャラクタについては、スクリーンテーブル
ｓｃｒから直接的に実際の色データに変換される。この
場合、ＰＰＵ５３は、リアルタイムでテーブル参照と、
キャラクタの並べ換えの処理を行うことができ、色変換
テーブル及びスクリーンテーブルｓｃｒをＰＰＵ５３に
転送し終えた時点で、全てのデコード処理は終了する。 そして、ＰＰＵ５３は、この１フレーム分のデータのデ
コード終了時点で、ビデオＲＡＭ５４のフレームを切り
換えて、デコードの終了した新たなフレームをディスプ
レイ６０に表示する。

【００８８】この場合、メインメモリ５２、ＤＳＰ４４
、ＰＰＵ５３間のデータ転送は、ＤＭＡコントローラが
行うので、ＣＰＵ５１の負荷にならない。また、ＤＳＰ
４４が第１次のテーブル参照のデコードを行っている間
はＣＰＵ５１は空いているので他の処理を行うこともで
きる。

【００８９】以上のデコーダ処理において、ＤＳＰ４４
での処理のデータの入力／出力の比率は、２ビットモー
ドと、１ビットモードとの、モードごとに一定の割合で
あるので、このＤＳＰ４４と、ＣＤ−ＲＯＭ４１、ＰＰ
Ｕ５３（ＶＲＡＭ５４）間のＤＭＡ転送が容易である。

【００９０】図１１の例においては、ゲーム機と、ＣＤ
−ＲＯＭプレーヤ、ＣＤ−ＲＯＭデコーダ及びＤＳＰか
らなるＣＤ−ＲＯＭ装置部分とは、別体として、ＣＤ−
ＲＯＭ装置部分をゲーム機に対してアダプタとして接続
することができる。もっとも、ゲーム機とＣＤ−ＲＯＭ
装置部分とを一体化した装置とするようにしても勿論よ
い。

【００９１】なお、以上の例では、ビット圧縮した画像
データ及び変換テーブル等の付加的なデータは、ＣＤ−
ＲＯＭ等の記録媒体に記録するようにしたが、この圧縮
画像データ及び付加的なデータを有線又は無線で伝送す
ることもできる。

【００９２】また、データ圧縮方式としては、ベクトル
量子化に限らず、その他種々のデータ圧縮量子化方式を
採用することができる。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、画像の色のダイナミックレンジに応じて適応的に量子
化を行って画像データを圧縮した場合においても、圧縮
量子化後の画素の色のデータについて彩度強調するよう
にしたので、再現画像の彩度の低下を防止することがで
きる。

【００９４】そして、以上のようにして高能率で圧縮さ
れ、色のデータについて彩度強調された画像データの伝
送媒体としてディスクなどの記録媒体を使用すれば、こ
の記録媒体から容易に彩度の劣化の少ない動画を再生を
することが可能になり、特に、記録媒体として大容量の
ＣＤ−ＲＯＭを用いた場合、ゲーム機用のソフトとして
使用するなど、実用上の効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による画像データ圧縮方法の一実施例
を実施するエンコード装置の一例の一部のブロック図で
ある。

【図２】この発明による画像データ圧縮方法の一実施例
を実施するエンコード装置の一例の残部のブロック図で
ある。

【図３】この発明による画像データ圧縮方法の一実施例
の領域分割の一例を説明するための図である。

【図４】この発明による画像データ圧縮方法の一実施例
に用いるテーブルを説明するための図である。

【図５】この発明による画像データ圧縮方法の一実施例
による圧縮データの一例を説明するための図である。

【図６】この発明による画像データ圧縮方法の一実施例
の説明のための図である。

【図７】この発明による画像データ圧縮方法の一実施例
に用いるテーブルの一例を説明するための図である。

【図８】この発明による画像データ圧縮方法の一実施例
による記録圧縮画像データの一例を説明するための図で
ある。

【図９】この発明による画像データ圧縮方法の他の実施
例により記録媒体に記録するデータフォーマットの一例
を示す図である。

【図１０】この発明に使用する彩度強調の説明のための
図である。

【図１１】この発明による画像データ圧縮方法により圧
縮した画像データのデコードシステムの一例を説明する
ための図である。

【図１２】図１１のデコードシステムの具体的構成の一
例を示す図である。

【図１３】色に関して画像データを圧縮した場合の再現
画像の色のダイナミックレンジの劣化を説明するための
図である。

【符号の説明】

２　　第１領域分割手段 ４　　第１段階のベクトル量子化手段 １１　　第２領域分割手段 １３　　第２段階のベクトル量子化手段２２　　キャラ
クタ分割手段 ２４　　第１段階のベクトル量子化手段２５　　パレッ
ト分割手段 ２７　　第２段階のベクトル量子化手段３８　　記録処
理手段 ４１　　ＣＤ−ＲＯＭ ４２　　ＣＤ−ＲＯＭプレーヤ ４３　　ＣＤ−ＲＯＭデコーダ ４４　　ＤＳＰ ５０　　ゲーム機 ７０　　彩度強調回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　各画素が色データで表現されている画
   像データについて、近似する色の画素同志がまとめられ
   て画素の色の数が圧縮されると共に、圧縮後の画素の色
   のデータに対して彩度強調がなされた圧縮画像データが
   記録された記録媒体。
2. 【請求項２】　　各画素が色データで表現されている画
   像データについて、近似する色の画素同志をまとめて画
   素の色の数を圧縮する圧縮処理を行うと共に、圧縮後の
   画素の色のデータに対して、彩度強調を行うようにした
   画像データの圧縮方法。
3. 【請求項３】　　各画素が色データで表現されている画
   像データが、複数個のグループに分割され、各グループ
   について、近似する色の画素同志がまとめられて分割グ
   ループ内の画素の色の数が圧縮された圧縮後の代表色の
   データであって、彩度強調が施されている代表色のデー
   タからなるテーブルと、このテーブルのどの代表色に対
   応するかを示すものとしてビット数が圧縮された画素デ
   ータとが記録された記録媒体。
4. 【請求項４】　　各画素が色データで表現されている画
   像データを複数個のグループに分割し、各グループにつ
   いて、近似する色の画素同志をまとめて分割グループ内
   の画素の色の数を圧縮し、圧縮後の代表色のデータであ
   って、彩度強調が施されている代表色のデータからなる
   テーブルと、このテーブルのどの代表色に対応するかを
   示すものとしてビット数を圧縮した画素データとを得る
   ようにした画像データの圧縮方法。
5. 【請求項５】　　ＣＤ−ＲＯＭからなる請求項１または
   ３記載の記録媒体。