JPH05176172A - 画像復元方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多値画像の符号データから画像を復元する画
像を復元する画像データ復元方式に関し、特に適応離散
コサイン変換符号画方式（ＡＤＰＣ）により符号化され
た多値画像の符号データから階層階調を選択して画像を
復元する画像復元方式に関し、階層復元途中に生ずる画
像データのオーバ／アンダーフローのために画像メモリ
のビット幅を大きくしなくて済む画像復元方式を提供す
ることを目的とする。 【構成】復号部２が復号した高次階層の差分データを低
次階層の画像データに加算した値が、画像メモリ３のビ
ット幅以上となるオーバフローまたは負となるアンダー
フローとなったときに、該画像メモリに格納可能な最大
値または最小値となるようにそのオーバフロー／アンダ
フロー分を丸める映像クリップ部４を設け、丸めた後の
値を該画像メモリ３に格納するようにした構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多値画像の符号データ
から画像を復元する画像を復元する画像データ復元方式
に関し、特に適応離散コサイン変換符号化方式（ＡＤＰ
Ｃ）により符号化された多値画像の符号データから階層
階調を選択して画像を復元する画像復元方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】イメージ情報であるカラー自然画像デー
タは文字・図形情報と異なり情報量が多いため画像デー
タを圧縮符号化して保存している。

【０００３】この画像データ圧縮符号化方式として、Ａ
ＤＣＴ（Adaptive Descrete CosineTransfer:適応離散
コサイン変換) 符号化方式がある。この方式は、自然画
( カラー画像) データが輝度成分Ｙと色差成分Ｃｂ，Ｃ
ｒとに分離されたＹ／Ｃ画像データを対象とし、それぞ
れの成分に関する全体の画像を８×８画素からなるブロ
ックに分割し、各ブロックの画信号を二次元離散コサイ
ン変換（以下ＤＣＴと称する）により空間周波数分布の
係数に変換し、視覚に適応した閾値で量子化し、求めた
量子化係数を統計的に求めたハフマン・テーブルにより
符号化するものである。

【０００４】ＡＤＣＴにより変換された符号データの復
元方法としては、詳細画像を左上から右下へ順次復元す
る逐次復元方法がある。しかし、自然画像は圧縮符号化
しても情報量が多く（例えば６４０×４００画素で４０
ＫＢ）、単に符号化データを順次復元して表示すると復
元に時間がかかる。（上記画素数で１０秒） そこで、符号データから画像データの復元の際に、初期
階層の粗い画面を表示する画像データを復号し、次いで
細部を表現する高次階層の詳細画像データを復元して階
層的に表示を行うようにした階層表示方式（プログレッ
シブ表示方式）が用いられる。これによれば、画像復元
の初期段階で解像度は悪いが画像全体が認識できるの
で、画面検索等に便利である。

【０００５】ＡＤＣＴ符号化システムでは、ＤＣＴ変換
で生成される空間周波数分布の係数がＤＣ成分→高次成
分になるに従って精緻な画像情報が含まれるようになっ
ているため、プログレッシブ表示方式に適している。

【０００６】即ち、ＡＤＣＴでは８×８画素からなるブ
ロックを処理単位とし、これに二次元ＤＣＴ（離散コサ
イン変換）を施して空間周波数の係数に変換する。この
とき、ＤＣ成分＋１〜６３次ＡＣ成分の係数が生成され
る。 自然画（カラー画）の画素を輝度成分Ｙ、赤、青
の色差成分Ｃｒ，Ｃｂで表されるものとすると、自然画
の符号化データはＹ、Ｃｒ，Ｃｂと並んだものが単位
で、この単位データであってＹ，Ｃｒ，Ｃｂの前記ＤＣ
成分に対するすべてのブロック分が１階層目データ、１
次ＡＣ成分に対するものが２階層目データ・・・・・・
６３次ＡＣ成分に対するものが６４階層目データであ
り、画像データベースのメモリへは１画面に対する１階
層目、２階層目、・・・各符号化データが順次階層別に
格納されている。

【０００７】次に図３により、この符号データを用いた
プログレッシブ表示方式を説明する。例えば、４段階の
プログレッシブ表示を行うとすると、まずＣＰＵバス１
からＤＣ成分に対応する符号データのみを復号部２に供
給し、全画素分の画像データを復号してＹ、Ｃｒ，Ｃｂ
成分に対応する画像メモリ3-1 、3-2 、3-3 に格納し、
映像クリップ部４、ＲＧＢ変換部５、ＤＡ変換部６を介
して、表示部７に表示させる。これによって８×８画素
の１ブロックを分解能とするモザイク模様の第一階層画
像が表示される。

【０００８】次いで、１次および２次ＡＣ成分の符号デ
ータを復号する。復号されたデータは先に求めた画像を
さらに精緻なものにするための差分データに相当するの
で、このデータを画像メモリ3-1 、3-2 、3-3 から読み
出したＤＣ成分による画像データに画素ごとに加算して
画像メモリに再格納する。これを同様に表示することに
よってＤＣ〜２次成分を含むやや精緻な第二階層画像が
表示される。同様にして３〜５次ＡＣ成分を復号して第
二階層画像データに加算してさらに精緻な第三階層画像
を得、最後に６〜６３次ＡＣ成分の復号結果を第三階層
画像データに加算することによって、最も精緻な最終階
層画像データが表示される。

【０００９】ところで、各画素のＹ，Ｃｒ，Ｃｂの値は
各々８ビットで表して２５６階調とすると、全ての画素
のＹ，Ｃｒ，Ｃｂは０〜２５５の中にあるはずである
が、復元した差分データを１階層前の画像データに画素
毎に加算することによって次の階層の画像データを得る
復元方式であることから、２階層目以降最終階層の手前
の階層での復元結果では２５５以上または０以下従って
負のものも発生する。これらのデータは最終階層まで復
元すると０〜２５５に納まるものである。

【００１０】従って、全データを用いて表示するなら問
題はないが、途中の低次成分まで復元した段階では、そ
の後の高次成分を用いた一層精緻な画像データを得るた
めに、オーバーフローやアンダーフローが発生した旨を
画像メモリに保持しておく必要があり、このための各成
分の画像メモリは８ビットの画像データ幅の他にさらに
１ビットずつのオーバフローメモリ、アンダフローメモ
リが必要になる。

【００１１】このように、階層的ＡＤＣＴ符号化システ
ムで復元される途中階層（０次階層と最終階層を除く）
の画像データは、８ビットのビット幅で表された画像デ
ータを圧縮した符号データをもとに復元する過程で１０
ビットの画像データとなってしまうことがある。

【００１２】映像クリップ部４は、このオーバーフロー
等を有する画像データを用いた途中階層の表示画面から
不自然性を除去するためにオーバフロー／アンダーフロ
ーが発生したときに画像データを階調の最大値／最小値
にクリップするためのものである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】最終的には、ある成分
の画素あたり８ビット幅の画像データに対して、復元の
途中階層ではオーバフロー・アンダフローを示す２ビッ
トを格納するために１０ビット幅の画像メモリが必要で
あり、画像メモリの容量が大きくなるという問題があっ
た。

【００１４】本発明は、上記問題点を解決するめに創出
されたもので、階層復元途中に生ずる画像データのオー
バ／アンダーフローのために画像メモリのビット幅を大
きくしなくて済む画像復元方式の提供を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の画像復
元方式の原理構成図である。上記問題点は、図１に示す
ように、ＡＤＣＴ方式（適応離散コサイン変換符号化方
式）により符号化された多値画像の符号データから先ず
粗い画像を復元表示し、順次精緻な画像を復元表示する
階層的画像復元方式において、復号部２が復号した高次
階層の差分データを低次階層の画像データに加算した値
が、画像メモリ３のビット幅以上となるオーバフローま
たは負となるアンダーフローとなったときに、該画像メ
モリに格納可能な最大値または最小値となるようにその
オーバフロー／アンダフロー分を丸める映像クリップ部
４を設け、丸めた後の値を該画像メモリ３に格納するよ
うにしたことを特徴とする本発明の画像復元方式により
解決される。

【００１６】

【作用】復元途中の画像メモリ加算結果にアンダ／オー
バフローが生じても、クリップ回路により丸められるた
め、途中階層の画像データは画像メモリのビット幅を越
えることはないのでオーバ／アンダフロービット格納用
のメモリが不要となり、回路規模を削減することができ
る。

【００１７】

【実施例】以下添付図により本発明の実施例を説明す
る。図２は本発明の画像復元方式の実施例を示す図であ
る。なお全図を通じて、同一符号は同一対象物を表す。

【００１８】図において、１はＣＰＵバス、２は復号
部、３は画像メモリ、４は映像クリップ部、５はＲＧＢ
変換部、６はＤＡ変換部、７は表示部である。復号部２
は、ＣＰＵバス１から、符号化データを階層毎に全成
分、全ブロック分ずつ受取り、復号して画素毎の画像デ
ータに復元し、映像クリップ部４を介して各成分毎の画
像メモリ3-1 〜3-3 の対応する画素に格納する。画像メ
モリは各成分の画素当たり８ビットのビット幅を有し、
２５６階調のデジタル値が格納できる。画像メモリ3-1
〜3-3 に格納されたＹ，Ｃｒ，Ｃｂの画像データはＲＧ
Ｂ変換部５でＲＧＢ方式の画像データに変換され、ＤＡ
変換部６でアナログ映像信号に変換され表示部７に表示
される。

【００１９】復号部２は、復号器21と画像加算部22とか
らなり、復号器21はブッロク単位の符号データをブロッ
ク内の各画素毎の画像データに復号する。復号されたデ
ータは第一階層の場合には、画像データそのものである
が、その以降の高次階層の場合には１階層前の画像デー
タとの差分データである。

【００２０】画像加算部22は、復号器21から差分画像デ
ータを受取り、１階層前の粗い画像データを保持してい
る画像メモリ3-1 〜3-3 から対応する画素の８ビット画
像データを読み込み、この値に復号器21からの差分画像
データを各画素毎に加算する。そして加算結果の８ビッ
トと、オーバフローまたはアンダフローが生じたらその
旨を示すオーバフロービット／アンダフロービットの１
ビットずつの計１０ビットを映像クリップ部４に出力す
る。

【００２１】映像クリップ部４は、オーバフロー／アン
ダフロービットが“０”のときは、加算結果が８ビット
以内でオーバフロー／アンダーフローが生じなかったと
判断して、入力した８ビット画像データをそのまま画像
メモリ3-1 〜3-3 に出力して書き込む。オーバフロービ
ットが“１”のときは、画像加算結果にオーバフローが
生じたものと判断して、入力した８ビットデータの代わ
りに最大値データ“ＦＦ”＝２５５を選択し、またアン
ダフロービットが“１”のときはアンダフローが生じた
ものとして、最小値データ“００”を選択して、画像メ
モリに書き込む。

【００２２】このように、１階層上の画像データを求め
るために画像データの差分を加算した際に、オーバー／
アンダーフローが生じたら、映像クリップ部によって最
大値または最小値にクリップして画像メモリに格納する
ので、付加ビット用の２ビット幅が不要となり、メモリ
容量を低減することが可能となる。

【００２３】そして、映像クリップ部は表示部と画像メ
モリとの間に従来から用いられているものであり、本発
明の実施にあたって特に付加せずに済むので、この面か
らの回路規模の増大は無い。

【００２４】また、従来のＡＤＣＴ符号化方式の階層化
画像符号データをそのまま用いることができるので、画
像データの互換性があり、本発明の復元方式のために特
別の画像データベースを用意する必要がない。

【００２５】なお、本発明によればオーバフロー／アン
ダフロー分は最終階層の復元画像データには含まれない
ことになるが、このオーバシュート部分は人間の視覚
（視認感覚）に対しては微々たるもので、目視によって
認知されない程度であり、画像の自然性を損なうことな
くメモリ容量の削減ができ、また階層化表示により画面
検索の高速度化を図ることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、Ａ
ＤＣＴ方式による自然画像の階層的復元に際して、画像
加算じにオーバ／アンダーフローをクリップすることで
画像メモリの容量を削減でき、見掛け上の表示画像品質
を劣化させることなく装置を小型化できるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像復元方式の原理構成図

【図２】 本発明の画像復元方式の実施例を示す図

【図３】 従来の画像復元方式を示す図

【符号の説明】

１─ＣＰＵバス、２…復号部、21…復号器、22…画像加
算部、3,3-1 〜3-3 …画像メモリ、４…映像クリップ
部、５…ＲＧＢ変換部、６…ＤＡ変換部、７…表示部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＡＤＣＴ方式（適応離散コサイン変換符
   号化方式）により符号化された多値画像の符号データか
   ら先ず粗い画像を復元表示し、順次精緻な画像を復元表
   示する階層的画像復元方式において、 復号部(2) が復号した高次階層の差分データを低次階層
   の画像データに加算した値が、画像メモリ(3) のビット
   幅以上となるオーバフローまたは負となるアンダーフロ
   ーとなったときに、該画像メモリ(3) に格納可能な最大
   値または最小値となるようにそのオーバフロー／アンダ
   フロー分を丸める映像クリップ部(4) を設け、丸めた後
   の値を該画像メモリ(3) に格納するようにしたことを特
   徴とする画像復元方式。