JPH05143723A - 画像縮小方法およびマルチ画面生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】画像縮小およびマルチ画面生成を、簡易な構成
により高速処理可能とする。 【構成】デジタル画像信号を直交変換して記録媒体に記
録し、再生時、この直交変換データをブロック単位で読
み出し、逆直交変換した後、画素の間引き処理を施し、
画像を縮小してマルチ画面等を生成するに際し、この画
像縮小の比率に応じて、上記逆直交変換処理の次数を制
限することによって、逆直交変換処理に要する時間を大
幅に削減する。こうして縮小された複数の画像を同時に
一画面に映出してマルチ画面を得ている。また、画像縮
小の比率に応じて、記録媒体からブロック単位データを
縮小して読み出し、縮小読み出しされたブロック単位デ
ータ係数を逆直交変換し、得られたブロックデータを並
べて画像を生成することによって、逆直交変換処理に要
する時間の大幅な削減を可能としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像縮小方法およびマ
ルチ画面生成方法に関し、特に高速処理および簡易化構
成を可能とする画像の縮小方法およびマルチ画面生成方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学像を記録する記録媒体として銀塩フ
ィルムに代えて磁気ディスク、ＩＣカード等の記録媒体
を用い、電気的処理を介して記録、読み出し再生するカ
メラが将来性を期待されている。この種カメラ等の画像
記録、再生処理においては、記録時、レンズ等の光学系
を通した被写体像（光学像）をＣＣＤ等の光電変換素子
により電気信号に変換して上記カード等の記録媒体に記
録させ、また被写体像を静止画として再生する時には記
録媒体から読み出した電気信号に基づいて被写体像を再
生している。この被写体像についての映像信号をデジタ
ル信号に変換して記録媒体に記録するためには、膨大な
データ量を記録しなければならず、多数枚の被写体像を
１枚の記録媒体に記録するには画像データを高効率に圧
縮する画像データ圧縮方法が必要である。画像データ圧
縮方法としては、通常、画像データを直交変換して可変
長符号化する処理が広く用いられている。

【０００３】図５には、従来のスチルカメラにおける画
像信号の記録、再生処理部の構成例が示されている。操
作スイッチ１２は、画像記録／再生等の装置動作を指定
するスイッチで、制御回路２０を介してメモリ制御回路
４および切換スイッチ２１を制御する。光学系およびＣ
ＣＤ等の光電変換部から得られた入力画像信号は、Ａ／
Ｄコンバータ１でデジタル信号に変換され、フレームメ
モリ３に蓄積される。フレームメモリ３は、メモリ制御
回路４からの制御信号に基づいて書き込み／読み出しが
制御され、そこから読み出されたデジタル画像信号は、
直交／逆直交変換回路６（以下の説明では、離散コサイ
ン変換（ＤＣＴ）回路およびその逆変換（ＩＤＣＴ）回
路を用い、ＤＣＴ／ＩＤＣＴ回路として表わす）で直交
変換される。フレームメモリ３は、動作速度変換用とし
て用いられ、Ａ／Ｄコンバータ１の動作速度とＤＣＴ／
ＩＤＣＴ回路６以降のデータ処理速度の不一致に対応す
るものである。

【０００４】さて、画像データ圧縮化は、画面画像を複
数個のブロックに分割して、各分割ブロック毎に直交変
換処理を施すことにより行われる。すなわち、図６
（Ａ）のＸに示すように、Ａ／Ｄコンバータ１から出力
される画像信号は、１画面を構成する各画素信号とし
て、１水平期間分（図の垂直方向の行番号１に対応）の
画素信号（例えば７２０個）に引き続いて、次の水平期
間分（図の垂直方向の行番号２に対応）の画素信号が、
更に垂直方向番号３の水平期間分の画素信号が、…、以
下同様に垂直方向の最終画素数（例えば５７６個）の水
平期間分の画素信号が出力される。また、１画面の複数
ブロックへの分割は、フレームメモリ３から、図６
（Ａ）に示す５７６×７２０のマトリクス状の画素信号
から所定数の行と列から成るマトリクスの画素信号を、
Ｙに示すように、読み出して行われる。本例では、１ブ
ロックを水平方向画素数８×垂直方向画素数８とし、図
６（Ｂ）のようなブロックデータ（水平方向を０〜７、
垂直方向を０〜７で指定）として読み出す。こうして読
み出されたブロックデータは、ＤＣＴ／ＩＤＣＴ回路６
で直交変換され、同図（Ｃ）のように対応マトリクス位
置データ（係数データ）として得られる。量子化回路７
は、図６（Ｃ）のマトリクス位置データの各位置対応デ
ータを予め設定されている量子化マトリクスに従って所
定の態様で量子化して、図６（Ｄ）に示すような同様な
マトリクス位置データとして生成する。符号化／復号化
回路８は、量子化回路７で量子化されたデータを周知の
種々態様で符号化して符号語を得てメモリカードや磁気
ディスク等の記録媒体への記録をする記録再生系部１３
に供給する。

【０００５】通常の画像再生時には、記録媒体から読み
出した信号が、符号化／復号化回路８により復号され、
量子化／逆量子化回路７で逆量子化された後、ＤＣＴ／
ＩＤＣＴ回路６で逆直交変換され、切換スイッチ２１の
入力端子２１ａとフレームメモリ２３に供給される。こ
のとき、切換スイッチ２１は、入力端子２１ａへの入力
信号をフレームメモリ３に供給している。ここで、ＤＣ
Ｔ／ＩＤＣＴ回路６からは、図６（Ｂ）のような画素対
応データ信号が出力されている。通常の１枚の画面を生
成するためには、メモリ制御回路４からのアドレス信号
によりフレームメモリ３から図６（Ａ）のＸに示すよう
な順番の画素信号集合を読み出す。フレームメモリ３か
らの信号は、Ｄ／Ａコンバータ２でアナログ信号に変換
されて画像信号としてモニター系に送出される。他のブ
ロックについても同様に画素信号が生成されて、最終的
に図６（Ａ）のＸに示すようなシーケンスの一画像信号
がモニター系に送出されることになる。

【０００６】ところで、記録媒体に記録されている複数
の映像を検索して所望の１枚の画像を選択する場合、従
来、複数の画像画面を表示部に同時に（一挙に）映出し
ている。この同時映出のためには、各画面を縮小、画像
画素の間引き処理によって画像の縮小を行って同時映出
させるマルチ画面を生成する。図５において、マルチ画
面生成時、切換スイッチ２１は、入力端子２１ｂの入力
信号をフレームメモリ３に供給するように選択、設定さ
れ、ＤＣＴ／ＩＤＣＴ回路６からの逆直交変換されたデ
ータがフレームメモリ２３に格納される。フレームメモ
リ２３からの読み出しは、メモリ制御回路２４からのア
ドレス信号に基づいて行われ、画面縮小比率に応じてマ
トリクス状画素を所定間隔で読み出す（間引く）。この
ような間引き読み出しを１画像全体を構成する全体ブロ
ックに対して行う。こうして、フレームメモリ２３から
読み出された画像信号は、低域フィルタ構成の水平・垂
直フィルタ２２に入力され、画像信号の水平および垂直
方向それぞれに対して高域制限処理が施され、いわゆる
折り返し歪みが除去されて、切換スイッチ２１を介して
フレームメモリ３に記憶される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のようにマルチ画
面生成のための従来の画像の縮小方法では、記録媒体か
ら読み出した直交変換データを逆直交変換処理して得ら
れる画素信号をフレームメモリに記録し、画像縮小比率
に応じた間引き処理を施し、間引き処理に伴って生ずる
折り返し歪みを水平・垂直フィルタで除去している。し
かしながら、かかる従来の画像縮小方法では、記録媒体
からのデータ読み出し、復号化処理そして逆量子化処理
後のＤＣＴ／ＩＤＣＴ回路６による逆直交変換処理が、
１画像を構成するすべての画素信号についてそれぞれ行
われ、更に間引き処理が施されているので、マルチ画面
を表示するまでの処理時間が長くなる。特に、逆直交変
換（本例では逆離散コサイン変換）処理が複雑なので、
マルチ画面生成に時間がかかってしまい、実用性に欠け
るという問題がある。また、画素信号の間引き処理のた
めには、フレームメモリを要するだけでなく、間引き処
理の際に生ずる折り返し歪みを水平・垂直フィルタで帯
域制限して除去する必要がある。したがって、間引き処
理用に別個のフレームメモリを用意しなければならず、
コストや装置規模面での問題も生ずる。上記問題点は、
画像縮小化処理をコンピュータのソフトウェアによって
行う場合でも同様であり、逆直交変換処理時間の問題
や、間引き処理用の一時記録領域が必要であるため、主
記録装置のメモリ領域を圧迫してしまいソフトウェア処
理の実行を疎外することにもつながる。

【０００８】そこで、本発明の目的は、高速な処理が可
能な画像縮小方法を提供することにある。本発明の他の
目的は、高速でマルチ画面を生成できるマルチ画面生成
方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明の一態様によれば、直交変換されたデジタル
画像信号を予め定めたブロック単位で読み出し、逆直交
変換した後、画素の間引き処理を施すことにより画像を
縮小する画像縮小方法において、前記画像縮小の比率に
応じて予め定めた次数までの係数に対してのみ前記逆直
交変換処理を施す画像縮小方法が得られる。また、前記
予め定めた次数よりも高次の係数は零に設定し、前記画
素の間引き処理を施すこすこともできる。更に、前記縮
小された複数の画像を組み合わせて１つの画像として生
成するマルチ画面の生成方法が得られる。本発明の他の
態様によれば、直交変換されたデジタル画像信号を予め
定めたブロック単位で読み出し、逆直交変換した後、画
素の間引き処理を施すことにより画像を縮小する画像縮
小方法において、前記画像縮小の比率に応じて、前記読
み出された予め定めたブロック単位を、縮小して読みだ
し、縮小読み出しされたブロック単位の係数を逆直交変
換し、得られたブロックデータを並べて画像を生成する
ことを特徴とする画像縮小方法が得られる。また、前記
生成された複数の画像を組み合わせて１つの画像として
表示するようにしたマルチ画面の生成方法が得られる。

【００１０】

【作用】本発明では、デジタル画像信号を直交変換して
記録媒体に記録し、再生時、この直交変換データをブロ
ック単位で読み出し、逆直交変換した後、画素の間引き
処理を施し、画像を縮小してマルチ画面等を生成するに
際し、この画像縮小の比率に応じて、上記逆直交変換処
理を施す次数を制限することによって、逆直交変換処理
に要する時間を大幅に削減している。こうして縮小され
た複数の画像を同時に一画面に映出してマルチ画面を得
ている。また、画像縮小の比率に応じて、記録媒体から
ブロック単位データを縮小して読み出し、縮小読み出し
されたブロック単位データ係数を逆直交変換し、得られ
たブロックデータを並べて画像を生成することによっ
て、逆直交変換処理に要する時間の大幅な削減を可能と
している。

【００１１】

【実施例】次に、本発明について図面を参照しながら説
明する。図１は本発明による画像縮小方法のスチルカメ
ラへの適用例の構成ブロック図である。図１において、
図５と同一符号が付与された構成要素は同様機能を有す
る構成要素を示している。切換スイッチ５は、入力端子
５ａ、５ｂおよび５ｃを有し、それぞれ、ＤＣＴ／ＩＤ
ＣＴ回路６、ＩＤＣＴ回路９およびＩＤＣＴ回路１０の
出力にそれぞれ接続されており、操作スイッチ１２から
の指示により、制御回路１１から供給される制御信号に
基づいて、それらのうちいずれかの入力端子が選択、設
定される。ＤＣＴ／ＩＤＣＴ回路６は、図６（Ｂ）のよ
うな８×８画素ブロックデータについて、直交変換およ
び逆直交変換処理を行う回路である。ＩＤＣＴ回路９
は、画像再生時に４×４画素ブロックデータについて、
逆直交変換処理を施し、画像サイズを縦横とも半分に変
換する回路であり、また、ＩＤＣＴ回路１０は２×２画
素ブロックデータについて逆直交変換処理を施し、画像
サイズを４分の１に変換する回路である。

【００１２】図１において、通常の画像再生時には、切
換スイッチ５は、入力端子５ａを選択するように設定さ
れている。そして、記録／再生部１３で記録媒体から読
み出した画像データ（符号語）は、符号化／復号化回路
８で復号化（解読）され、量子化／逆量子化回路７で逆
量子化された後、ＤＣＴ／ＩＤＣＴ回路６により８×８
画素マトリクスブロックデータについての逆直交変換処
理が施される。こうして逆直交変換されたデータは、切
換スイッチ５の入力端子５ａを介してフレームメモリ３
に記録される。同様にして、他の各ブロックデータにつ
いての逆直交変換されたデータが、フレームメモリ３に
記録され、フレームメモリ３からはメモリ制御回路４か
らのアドレス信号に基づいて１画面を構成するデジタル
画像信号が読み出され、Ｄ／Ａコンバータ２に供給され
る。Ｄ／Ａコンバータ２では、フレームメモリ３からの
デジタル信号がアナログ信号に変換され、変換された信
号がディスプレイ等のモニター系に映像信号として供給
される。

【００１３】一方、マルチ画面を生成するための画像縮
小時には、切換スイッチ５は入力端子５ｂまたは５ｃが
選択、設定される。画像サイズを半分にする場合には切
換スイッチ５は入力端子５ｂへの入力信号をフレームメ
モリ３に供給するように設定されている。したがって、
量子化／逆量子化回路７で逆量子化されたデータは、Ｉ
ＤＣＴ回路９で、４×４ブロックデータについて逆直交
変換処理が施され、切換スイッチ５ｂを介してフレーム
メモリ３に記録される。フレームメモリ３からは、メモ
リ制御回路４からのアドレス信号に基づいてデジタル画
像データがＤ／Ａ変換器２に出力され、アナログ信号に
変換されてモニター系に供給される。また、画像サイズ
を４分の１にする場合には、切換スイッチ５は、入力端
子５ｃが選択、設定されており、ＩＤＣＴ回路１０で２
×２ブロックデータについて逆直交変換処理されたデー
タが入力端子５ｃを介してフレームメモリ３に記録さ
れ、フレームメモリ３からの読み出しデータがＤ／Ａコ
ンバータ２でアナログ信号に変換されてモニター系に供
給される

【００１４】さて、本発明では、以上のように、画像サ
イズ縮小率に応じてＩＤＣＴ回路を選択しているが、逆
直交変換処理時間を大幅に短縮するために、次のように
画像サイズ縮小率に対応して逆直交変換処理の次数を制
限している。すなわち、逆直交変換方法としては、本実
施例では２次元ＤＣＴを用いているが、量子化／逆量子
化回路７で逆量子化されて得られるデータＦ（ｕ，ｖ）
を逆変換して得られるデータｆ（ｊ，ｋ）は次数Ｎにお
いて、（数１）と（数２）で表される。

【数１】

【数２】 ここで、ｕとｖは逆量子化されたブロックの垂直方向周
波数と水平方向周波数を示し、ｊとｋは逆直交変換され
て得られる画素対応信号データのブロックの垂直方向お
よび水平方向番号を示している。ＤＣＴやアダマール変
換等のような直交変換を行うとき、ブロック内データの
低周波数成分はデータＦ（ｕ，ｖ）のなかの低次の係数
に、高周波数成分は高次の係数に変換される。また、一
般に画像信号の信号電力の大部分は低周波数側に集中し
ているので、Ｆ（ｕ，ｖ）のうちの低次の係数成分に集
中することになる。したがって、画像縮小比率が大きく
なればなるほど、高次の成分の再生画質に及ぼす影響は
小さくなるので（画素の間引きによって画像サイズを縮
小してしまうので）、画像縮小比率に応じて逆変換のた
めの（数１）の演算を一定次数までとすれば再生画質の
大幅な劣化を伴うことなく逆直交変換処理時間を短縮す
ることができる。すなわち、（数１）の逆直交変換処理
において、ｕ，ｖを例えばＮ／２−１，Ｎ／４−１まで
の次数だけについて演算処理を行い、以後の高次の次数
についての逆直交変換演算処理時間を削減する。

【００１５】このようにして、本実施例では、特に、マ
ルチ画面を生成するときのように、画像サイズを縮小す
る場合に、逆直交変換処理演算を縮小比率に応じた係数
までについて行い、それより高次の係数についての演算
を打ち切ることによって処理時間を短縮している。図１
の例では、ＩＤＣＴ回路９と１０は、それぞれ元のブロ
ックサイズの半分と４分１であるから、その縮小比率に
応じて逆直交変換処理演算により求めるべき係数の次数
が予め定められており、得られた逆直交変換されたデー
タが切換スイッチ５を介してフレームメモリ３に供給さ
れている。

【００１６】また、以上のような逆直交変換処理演算に
よる高次係数についての演算打ち切りの際、例えば、元
のブロックサイズが縦横ともに８画素であるときに、こ
のブロックから低次の係数だけ抜き出し、抜き出した係
数だけで新しいブロックを生成して逆変換して画像サイ
ズを縮小することができる。図２において、元のブロッ
クサイズが縦横ともに８画素（ｕ＝０〜７、v＝０〜
７）の量子化データ（Ｃ）を逆量子化して得られる直交
変換データ（Ｂ）から縦横２つの低次の係数だけを抜き
出し（Ｄ）、この抜き出した係数データＦ（ｕ，ｖ）
（ｕ，ｖ＝０〜１）を逆直交変換処理して得られるサイ
ズの画像データ（Ｅ）をフレームメモリ３に供給する。
図２の（Ａ）は、フレームメモリ３から読み出した画像
信号を示し、（Ｆ）はモニター系ディスプレイに表示さ
れる１画面上のマルチ画面の一部（４分の１に縮小され
た画面Ａと画面Ｂ）を示している。

【００１７】図３も図２と同様な図を示し、直交変換デ
ータ（Ｂ）から縦横２つの低次の係数だけを抽出し
（Ｄ）、抽出された係数データＦ（ｕ，ｖ）（ｕ，ｖ＝
０，３）について逆直交変換して半分に縮小された画面
ＡとＢをマルチ画面として生成する（Ｅ）。上述図２や
図３の低次係数の抜き出し処理は、ＩＤＣＴ回路９およ
び１０のそれぞれの回路部内で行われる。

【００１８】図４には本発明の他の実施例の構成ブロッ
ク図が示されている。図１と同一符号が付与されている
要素は同様機能を有する構成要素である。本実施例で
は、操作スイッチ１２により指定される画像縮小比率に
応じて定めた求めるべき次数を指定するＩＤＣＴ次数設
定信号が制御回路１１からＤＣＴ／ＩＤＣＴ回路１２に
供給されている。この次数の設定は任意に可変でき、Ｄ
ＣＴ／ＩＤＣＴ回路１２は、この次数設定信号により逆
直交変換処理により求めるべき次数が変更、設定され、
回路構成が簡略化される。

【００１９】上述本発明では、高次係数についての逆直
交変換処理を行っておらず、出力される信号も高域成分
を含んでいないため、従来方法のように水平、垂直フィ
ルタを設けなくとも低域成分阻止を除去することがで
き、構成が簡略化される。また、図５の画素間引きのた
めのフレームメモリ２３やメモリ制御回路２４が不要と
なるのでより一層の構成の簡略化も達成できる。更に、
以上のような画像符号化や画像サイズの縮小、マルチ画
面化処理をマイコンによるソフトウェアで行う場合で
も、水平・垂直フィルタやフレームメモリ処理が不要と
なるので、ソフトウェア実行に必要なメモリを節約でき
るだけでなく、演算時間の大幅な短縮が可能となる。、
尚、以上の実施例では、スチルカメラについての適用例
を説明したが、本発明はスチルカメラ以外の他の記録媒
体を用いた映像応用分野においても適用できることは勿
論である。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像縮小比率に応じて逆直交変換して求める係数の次数
を設定しているので、逆直交変換処理時間が大幅に短縮
されるだけでなく、水平・垂直フィルタや余分なフレー
ムメモリなしで画素間引きに起因する折り返し歪みを低
減できるので構成が著しく簡略化される。したがって、
本発明を用いればマルチ画面を生成するための処理時間
が大幅に短縮され、スチルカメラ等の画像応用分野への
適用に顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像縮小方法の一実施例を示す構
成ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例における直交変換処理を介す
るマルチ画面生成のデータ状態を示す図である。

【図３】本発明の他の実施例における直交変換処理を介
するマルチ画面生成のデータ状態を示す図である。

【図４】本発明の他の実施例による画像縮小方法の構成
例を示すブロック図である。

【図５】従来のスチルカメラにおける画像縮小の一例を
示す構成図である。

【図６】図５に示す従来構成における動作を説明するた
めのデータの状態図である。

【符号の説明】

１ Ａ／Ｄコンバータ ２ Ｄ／Ａコンバータ ３ フレームメモリ ４ メモリ制御回路 ５，２１ 切換スイッチ ６，１２ ＤＣＴ／ＩＤＣＴ回路 ７ 量子化／逆量子化回路 ８ 符号化／復号化回路 ９，１０ ＩＤＣＴ回路 １１，２０ 制御回路 １２ 操作スイッチ １３ 記録／再生系部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直交変換されたデジタル画像信号を予め定
   めたブロック単位で読み出し、逆直交変換した後、画素
   の間引き処理を施すことにより画像を縮小する画像縮小
   方法において、 前記画像縮小の比率に応じて予め定めた次数までの係数
   に対してのみ前記逆直交変換処理を施すことを特徴とす
   る画像縮小方法。
2. 【請求項２】前記予め定めた次数よりも高次の係数は零
   に設定して前記逆直交変換処理を施し、前記画素の間引
   き処理を施すことを特徴とする請求項１に記載の画像縮
   小方法。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の画像縮小方法に
   より縮小された複数の画像を組み合わせて１つの画像と
   して生成することを特徴とするマルチ画面生成方法。
4. 【請求項４】直交変換されたデジタル画像信号を予め定
   めたブロック単位で読み出し、逆直交変換した後、画素
   の間引き処理を施すことにより画像を縮小する画像縮小
   方法において、 前記画像縮小の比率に応じて、前記読み出された予め定
   めたブロック単位を、縮小して読みだし、縮小読み出し
   されたブロック単位の係数を逆直交変換し、得られたブ
   ロックデータを並べて画像を生成することを特徴とする
   画像縮小方法。
5. 【請求項５】前記生成された複数の画像を組み合わせて
   １つの画像として表示することを特徴とする請求項４に
   記載の画像縮小方法によるマルチ画面生成方法。