JPH05282435A

JPH05282435A - デジタルカラー画像の量子化方法及び装置

Info

Publication number: JPH05282435A
Application number: JP5024527A
Authority: JP
Inventors: Jan P Allebach; ピーエールバッハジャン; Charles A Bouman; エイブーマンチャールズ; Thyagarajan Balasubramanian; バラスブラマニアンスヤガラジャン
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1992-02-11
Filing date: 1993-02-12
Publication date: 1993-10-29
Also published as: EP0555835A2; US5544284A; US5432893A; EP0555835A3

Abstract

(57)【要約】【目的】計算的複雑性を減少させたデジタルカラー画
像の量子化メカニズムを提供する。【構成】デジタルカラー画像の量子化メカニズムは、
ベクトルからクロミナンス及び輝度値を順次引き出すベ
クトル量子化の順次積コードを用い、クロミナンス／輝
度カラー空間の分割された領域内でそれらの特徴の状態
分布に基づき、該クロミナンス及び輝度の特徴を量子化
する。このメカニズムは、輝度，クロミナンス（Ｙ，Ｃ
ｂ，Ｃｒ）空間座標のオリジナル・デジタルカラー画像
のヒストグラムを、複数の輝度−クロミナンス小領域も
しくはカラー空間セルに順次分割し、分割されたセルの
各々は、再形成されたカラー画像のカラー構成がそれを
通して画成される出力パレットと結合する。その軸の分
割の順序を決定するために分割基準が用いられる。低い
空間アクティビティに対する人間視覚システムの向上し
た感度のために、輝度軸に沿った分割基準は、分割され
るべき輝度−クロミナンス領域対象の平均空間アクティ
ビティに反比例して基準化され、又は重み付けされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタルカラー画像処
理に関する。特に、比較的高いカラーコード化精度を有
するデジタルカラー画像を、比較的低いデータ解像度を
もつカラー画像メモリへ記憶等するため、カラーコード
で構成される「パレット」へ、量子化するためのメカニ
ズムに関する。ここで、そのカラーコードは、人間視覚
システムに好適な高画質の出力カラー画像を再形成する
内容をもつ。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像出力装置は、デジタルカラー
画像データバスを介して駆動される。多くのカラー画像
出力装置は、画像フレームバッファを有する。オリジナ
ルカラー画像は、高精度デジタルカラーカメラのような
カラー・オプトエレクトロニクス画像装置によって取り
込まれる。前記画像フレームバッファの容量は、前記オ
リジナルカラー画像をデジタル化した際のコード化分解
能による容量よりも極めて小さい。このようなデータ精
度の不整合の典型的例を示すと、２４ビット（１画素・
１色当たり８ビット）のデータ精度を有するデジタルカ
ラー画像を記憶するために、８ビットフレームバッファ
を使用する場合である。そのフレームバッファは、カラ
ー画像出力装置に接続されたものである。

【０００３】通常、出力装置（例えばカラーディスプレ
イ装置）は、赤，緑及び青の信号ポートに出力を与える
３つのＤ／Ａ変換器を備え、それぞれは、入力に対して
８ビット／色の分解能を有する。特定色の代表コードが
フレームバッファに記憶されている限り、出力装置が、
オリジナル画像のいずれかの色を再現することが可能で
ある。しかし、前述の例では、上記フレームバッファ容
量が限定されているので、１６００万のカラーコードの
内、オリジナル・デジタルカラー画像の表現に当たって
は、２５６のみが有効となる。

【０００４】このため、カラー変換メカニズムが必要に
なる。つまり、オリジナル入力画像の各カラーを、ディ
スプレイ装置を駆動するために、より少数の出力カラー
の１つに有効に変換できるカラー変換メカニズムが必要
になる。それは、例えば、２²⁴＝１．６×１０⁷カラー
を、例えば、２⁸＝２５６カラーに変換するものであ
る。

【０００５】カラー変換の量子化は、オリジナルカラー
画像サイズのカラーコード解像度を、カラーコードが限
定されたパレットに、減少させるための基本技術であ
る。そのカラーコードは、フレームバッファに適応さ
れ、またオリジナル画像のカラー特性を可能な限り正確
に再現するように選定される。周知のように、カラー変
換の量子化は、典型的には、ある種のベクトル量子化の
形態をとっており、目的ひずみ量の基準（一般に、二乗
ひずみ側度）を最小化するように作用する。

【０００６】コンピュータグラフィックス；16巻，NO.
3，297 〜307 頁，1972年 7月の「フレームバッファ・
ディスプレイのためのカラー画像の量子化」と題するピ
ー・ヘックバートによる論文、エレクトロニクス画像処
理│８７；サンフランシスコ・シーエー，1987年の「カ
ラー画像処理に対する大カラーパレットからの少数カラ
ーの最適選定のための処理手順」と題するジー・ブロー
ドウェイによる論文、及び画像処理技術ジャーナル；16
巻，NO.1，12〜21頁，1990年 2月の「均一カラー空間に
基づくカラー画像の量子化」と題するアール・ジェンタ
イル等による論文に記述されているように、あるクラス
の量子化技術では、初期カラーパレットを選定し、アル
ゴリズムを用いてそれを反復的に純化するが、そのアル
ゴリズムは、ＩＥＥＥ協会会報；COM28 巻，84〜95頁，
1980年 1月の「ベクトル量子化器のためのアルゴリズ
ム」と題するワイ・リンデ等による論文に記述されてい
る。これらのベクトル量子化メカニズムは、高画質の画
像が得られるが、極めて膨大な量の計算が集中的に行わ
れる。

【０００７】この種の別の目論見、即ち画像処理技術ジ
ャーナル；17巻，NO.6，284 〜290頁，1991年12月の
「カラー画像のためのパレット選定に対する新たなアプ
ローチ」と題するアール・バラサバマニャン等による論
文に記述され、又は聴覚，会話の音声信号処理に関する
ＩＥＥＥ協会会報；37巻，NO.10 ，1568〜1575頁，1989
年10月の「新しいベクトル量子化アルゴリズム」と題す
るダブリュ・イクウィッツによる論文により提示された
集合ベクトル量子化技術に基づくものでは、全ての画像
カラーで始まり、集合の数が所望数のパレットカラーと
等しくなるまで、最も隣接する一対の集合を併合するこ
とにより、カラーを集合にグループ分けする。そして集
合の重心がそのパレットカラーとして選定される。能率
的な最隣接探査を行うために、３つの構成が使用され
る。加えて、この組織体系では、初期カラーの数を減少
させるためのヒストグラミングと、画像の比較的「平
滑」領域における量子化誤差に対する人間視覚システム
の感度を考慮して、空間アクティビティ重み付けとが行
われる。

【０００８】第３のクラスのベクトル量子化アルゴリズ
ムでは、カラー空間を、より小さな小領域に分割するた
めの分割技術が用いられ、各小領域からそれに対応する
代表カラーを選定する。一般に分割技術は、前述の反復
又は併合技術よりも計算的には能率的であり、出力にお
ける能率的な画素マップを可能にするカラー空間に対す
る構造を形成することができる。

【０００９】この分割技術の１つは、「中央値カット」
アルゴリズムと言われ、最大範囲を有する座標軸に直交
し（その範囲は、座標の最大及び最小間で相違する）、
上記座標軸の中央点を通過する平面を配置することによ
り、１つの領域を２つの小領域に反復的に分割する。

【００１０】第２の分割技術は、最大の二乗ひずみ総和
（トータル・スクエアー・エラー）ＴＳＥを有する領域
を分割する分散量に基づくアルゴリズムである。データ
ポイントは、各座標軸上に現出し、現出したＴＳＥが計
算される。その領域は、形成される２つの小領域から現
出したＴＳＥの最小和を生じさせる軸に沿って分割され
る。かかる分散量分割アルゴリズムについての詳細な議
論にあたり、カラー研究及び適用；15巻，NO.1，52〜58
頁，1990年 2月の「フレームバッファ・ディスプレイの
ための分散量に基づくカラー画像の量子化」と題するエ
ス・ワン等による論文が参照され得る。

【００１１】第３の分割アルゴリズムは、定量的感度に
おいて最も光学的であるが、二進分割アルゴリズムであ
る。この二進分割アルゴリズムは、領域の全てのカラー
の重心を通る分割平面を備え、その分割平面は、最大の
総合二乗変動量の方向に垂直に方向付けされている。こ
の総合二乗変動量は、領域におけるデータの共分散マト
リクスの主固有値及び固有ベクトルから導出される。各
ステップにおいて、分割されるべき領域は、最大の同伴
主固有値を備えたものである。二進分割アルゴリズムは
また、画像の主観的画質を強調するために、空間アクテ
ィビティ測度と協働する。かかる二進分割アルゴリズム
についての詳細な議論にあたり、信号処理に関するＩＥ
ＥＥ協会会報；39巻，NO.12 ，2677〜2690頁，1991年12
月の「画像のカラー量子化」と題するエム・オーチャー
ド等による論文が参照され得る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、計算的複雑
性を減少させたデジタルカラー画像の量子化メカニズム
を提供することを目的とする。このメカニズムでは、ベ
クトルからクロミナンス値及び輝度値を順次引き出すた
めのベクトル量子化のシーケンシャル・プロダクツ・コ
ード（順次積コード）が用いられる。クロミナンス／輝
度のカラー空間を分割した領域内で、クロミナンス及び
輝度の特徴の状態分布に基づき、クロミナンス及び輝度
の特徴を量子化する。

【００１３】本発明は、特に例えばデジタルカラーカメ
ラによる２４ビット／画素のデジタル化されたカラー画
像出力のような比較的高いデータ解像度のデジタルカラ
ー画像を、減少された実用的な数、もしくは８ビットの
カラーコードのパレットに量子化することを目的とす
る。

【００１４】このカラーコードは、オリジナル・デジタ
ルカラー画像を再形成するための出力装置に接続される
フレームバッファの限定された容量をもつメモリ内に記
憶される。そのフレームバッファが極めて減少された記
憶容量（オリジナル・デジタルカラー画像の２４ビット
／画素に対して８ビット／画素）を有していたとして
も、本発明によるシーケンシャル・プロダクツ・コード
量子化メカニズムによって選定されたパレットコード
は、再形成された画像における疑似輪郭の生成を予防す
ると共に、人間視覚システムに好適な画質を有する出力
画像を形成する。

【００１５】

【課題を解決するための手段及び作用】シーケンシャル
・プロダクツ・コード・ベクトル量子化メカニズムで
は、ベクトル座標系（例えば、［Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ］空間
座標）に関するデジタルカラー画像空間（例えば、輝
度，クロミナンスのカラー空間）を、複数のカラー空間
小領域又はカラー空間セルに、順次分割する。分割され
たそれぞれのセルは、再形成されるカラー画像のカラー
構成を生成する出力パレットと結合する。

【００１６】かかる分割処理の最初の工程で、カラー空
間（例えば、輝度，クロミナンス（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）の
カラー空間座標のヒストグラム）は、選定された第１の
カラー空間軸、つまりＣｒ及びＣｂのクロミナンス軸の
いずれかの軸に沿って、互いに平行な複数のスライス
（切断面）に細分割される。このカラー空間の細分割
は、好ましくは軸分割位置について定められた定数で、
又は、二乗ひずみ基準のような連続分割の結果の特性測
度に従って適応的に、軸の順次二進分割（シーケンシャ
ル・バイナリス・スプリッティング）を行うことにより
達成される。

【００１７】ここで、（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）カラー空間の
最初の分割が１つのクロミナンス軸に沿って行われる場
合には、順次分割処理を開始するために選定される２つ
のＣｂ，Ｃｒ軸のいずれか１つのクロミナンス軸は、ク
ロミナンス軸（Ｃｂ又はＣｒ）であり、その軸の分割に
よれば、二乗ひずみ総和（ＴＳＥ）を著しく減少させる
ことが理解される。

【００１８】カラー空間がその座標軸の１つに沿って分
割される場合には、常に、その軸の分割の順序を決定す
るために分割基準が用いられる。分割基準は、分割され
るべき軸のセグメント上に現れるデータ値の数と、その
軸のセグメントに沿ったデータの分散量と、の積（プロ
ダクト）に等しい。

【００１９】その場合、最大の分割基準を有する軸のセ
グメントが先ず分割される。そのセグメントが２つの小
セグメントに分割された後、それぞれの小セグメントに
ついて、分割基準が計算され、その軸の他の全てのセグ
メントについての分割基準と比較される。

【００２０】再び、最大の分割基準を有する軸のセグメ
ント（もしくは小セグメント）が分割される。この処理
は、最初に指定された数にその軸が分割されるまで、又
は（付加的な分割が行われる場合には）分割処理中の連
続的な分割結果の「オン・ザ・フライ」特性測度（例え
ば、実効二乗ひずみ基準）に従って適応的になるまで
（満足されるまで）、繰り返される。

【００２１】低い空間アクティビティに対する人間視覚
系（組織）の感度向上のために、（ここにおいて、カラ
ー空間は、輝度座標，クロミナンス座標に基づいて定義
される）、輝度軸に沿った分割基準は、分割されるべき
領域対象の平均空間アクティビティに反比例させて、基
準化され、又は重み付けされる。これによって、低い空
間アクティビティの領域は、より高い重み値を有し、こ
れは、疑似輪郭を顕在化させず、低い空間アクティビテ
ィの領域を強調する傾向にある。

【００２２】各軸に沿ったスプリット数は、ヒストグラ
ムカラー空間を細分割する領域又はセルの数を決定す
る。これにより、パレットのカラー数が決定される。通
常の８ビットフレームバッファに対して、有効なパレッ
トコード数は２５６である。実際上では、本発明が適用
されるべきカラー画像の代表的セット（組）に対して、
それそれのクロミナンス軸Ｃｂ，Ｃｒは、７つ又は８つ
の位置で分割され、輝度−クロミナンスの小領域に分割
されたクロミナンス領域の２４０スプリットの場合と類
似していることが分かる。このクロミナンス軸に沿った
多数のスプリットにより、好ましくない疑似輪郭を効果
的に排除し、これにより人間視覚系に好適な高画質画像
が得られる。

【００２３】分割が行われるべきカラー空間座標の位置
は、予め選定された分割制御関数に従って決定される。
カラー空間を分割するために二進分割が行われる場合、
軸に沿ったそのスプリット位置は、その軸のセグメント
上に現出するカラー空間母数（母集団）の重心又は平均
値に対応する。軸に沿った各二進分割位置で、カラー空
間（例えば輝度，クロミナンスのヒストグラム）は、そ
の軸に直交し、その軸上に現出するカラー空間母数の平
均値を通過する平面によって分割される。

【００２４】このようにして、輝度，クロミナンスのカ
ラー空間（ヒストグラム）の場合では、Ｃｂ軸のような
第１のクロミナンス軸の二進分割は、カラー空間「スラ
イス」セット（組）を形成する。それぞれは、選定され
たクロミナンス座標の量子化コード値と結合する。主と
して、オリジナル・デジタルカラー画像におけるいずれ
かの画素の第１クロミナンス座標のデジタル値は、その
デジタル値を生じさせるスライスを特定したコード値に
量子化されるであろう。

【００２５】カラー空間（輝度−クロミナンスのヒスト
グラム）が、第１のクロミナンス軸に沿った複数のスラ
イスに分割された後、これらの各スライスは、第２のク
ロミナンス軸に沿って反復的に分割される。すなわち、
上述のように、指定され又は決定され得る軸方向の位置
の数で、第２の軸の二進分割を行うことにより、各スラ
イスは、第２のクロミナンス軸に沿った複数の列（コラ
ム）又は帯状の輝度−クロミナンス領域に分割される。

【００２６】再び、カラー空間を分割するために二進分
割が行われる際、第２の（クロミナンス）軸に沿うそれ
ぞれの分割位置は、好ましくは、最初の分割から生じる
複数のスライスの１つのカラー空間母数の重心又は平均
値に対応する。なお、カラー空間母数は第２のクロミナ
ンス軸に現出されるものである。

【００２７】第２の軸分割から生じる上記帯状の輝度−
クロミナンス領域は、第２のクロミナンス成分に対応し
た量子化コード値を示す。主に、オリジナル・デジタル
カラー画像のいずれかの画素の第２のクロミナンス成分
のデジタル値は、そのデジタル値が生じる分割された輝
度−クロミナンス・コラム（列）を識別するコード値に
量子化されるであろう。

【００２８】輝度／クロミナンスカラー空間（ヒストグ
ラム）に対して、クロミナンス軸がまず分割される際、
その結果生じる列（コラム）状又は帯状の輝度−クロミ
ナンス領域は、輝度軸の二進分割を行うことにより、複
数の輝度−クロミナンス小領域に順次分割される。輝度
軸に沿った各分割位置は、その輝度軸のセグメント上に
現出するコラム内のカラー空間母数の重心又は平均値に
対応する。輝度軸に沿った各二進分割位置で、カラー空
間は、その輝度軸に直交し、その軸上に現出するカラー
空間母数のコラムの平均値を通過する平面によって分割
される。

【００２９】輝度軸分割は、セルの総数（分割された輝
度−クロミナンス小領域）が所望のパレット数に対応す
るまで、順次繰り返される。輝度軸分割の結果生じる輝
度−クロミナンス小領域は、輝度成分に対応する量子化
コード値を示す。主に、オリジナル・デジタルカラー画
像のいずれかの画素の輝度成分のデジタル値は、そのデ
ジタル値が生じる分割された輝度−クロミナンス小領域
を特定するために用いられるコード値に対して量子化さ
れるであろう。

【００３０】（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）カラー空間の量子化
後、輝度（Ｙ）及びクロミナンス（Ｃｒ，Ｃｂ）コード
は、それぞれのＲ，Ｇ及びＢコード値に復元変換され
る。この目的のために、パレットカラーラベルが記憶さ
れるビデオメモリは、そのパレットカラーラベルに対応
するＲＧＢ値を生成するルックアップテーブルに連結さ
れる。ルックアップテーブルからのＲＧＢ出力は、画像
出力装置のＲＧＢポートに接続されたそれぞれのＤ−Ａ
変換器へ給送される。

【００３１】

【実施例】本発明によるデジタルカラー画像量子化メカ
ニズムを詳述する前に、本発明は、それが必ずしも必要
ではないが、デジタルカラー画像処理システムによって
用いられる画像処理ソフトウェア内で協働される指定さ
れたデジタル画像伝送オペレータが効果的であるという
ことを前提にする点に留意する。このため、かかるシス
テムの構造や、そのシステムが、デジタル画像カラー源
（例えば、デジタル高精度（例えば、２４ビット／画
素）カラー画像スキャナ）及びカラー画像出力装置（例
えば、８ビット／画素カラーディスプレイ装置）と結合
する態様が、理解し易いブロック図によって図示されて
いる。これらのブロック図は、ここの記述が貢献する技
術分野の当業者には容易に明白になるであろう詳細な説
明を不明確にしないように、本発明の要部である特定の
項目部分のみを示している。かくして、ブロック図解及
び画像処理図は、基本的には周囲の機能的グループにお
けるシステムの主要部分、及び本発明の画像処理オペレ
ータの図示例への適用例を示し、これにより本発明はよ
り容易に理解されるであろう。

【００３２】以下に、まず、量子化メカニズムについて
概説し、後にそのメカニズムについて詳述することとす
る。

【００３３】図１には、本発明に係る量子化メカニズム
が適用されるカラー画像処理システムの例が図示されて
いる。

【００３４】この例示的システムは、高カラー精度オプ
トエレクトロニクス・カラー画像デジタルスキャナ１２
を有する。そのスキャナ１２の出力は、ホスト・デジタ
ル化画像プロセッサ（ホストコンピュータ）及び付設の
ビデオディスプレイ端末装置（ＶＤＴ）からなる装置１
４に供給されている。

【００３５】スキャナ１２は、出力信号を生成し得るセ
ンサ画素アレイを有する。その信号がデジタル形式に変
換された時に、高画質出力画像が得られる「デジタル
化」されたカラー画像ファイルが形成される。

【００３６】このデジタル的にコード化されたデータフ
ァイル、又は、「デジタル化」されたカラー画像は、指
定されたコード幅（例えば、８ビット／カラー，／画
素）に解像された画素アレイ−代表ビットマップの形態
で、ホストプロセッサ１４に給送される。（ＲＧＢ）デ
ジタル化スキャナに対して、そのビットマップ出力の各
画素は、２４ビットにコード化される。

【００３７】ホストプロセッサ１４は、画像コード化及
び記憶オペレータを有しており、このオペレータを介し
て、デジタル化されたカラー画像ファイルが、デジタル
画像の修正のために、記憶されている。アナログビデオ
信号でディスプレイ装置のそれぞれの赤，緑及び青のカ
ラーガンを駆動するために、デジタル−アナログ変換器
装置１８がディスプレイ装置１６に接続されている。

【００３８】上述したように、カラーディスプレイ装置
１６のような出力装置に対応するフレームバッファの容
量は、代表的には８ビット／画素であり、そのコード幅
は、オリジナルカラー画像がスキャナ１２によってデジ
タル化される２４ビット／画素よりも著しく小さい。

【００３９】しかしながら、各デジタル−アナログ変換
器は、８ビットの解像度を有しているので、特定のカラ
ーを代表するコードがそのフレームバッファに記憶され
ている限り、カラーディスプレイ装置１６はオリジナル
・デジタルカラー画像を再現することができる。ここ
で、デジタル−アナログ変換器は、ディスプレイ装置１
６のＲＧＢポートを駆動する。

【００４０】このため、ホスト画像プロセッサ１４は、
カラー変換メカニズムを適用させる必要がある。すなわ
ち、そのメカニズムによって、スキャナ１２のデジタル
化された画像出力の各カラーコードを（オリジナル・デ
ジタルカラー画像を画定するために有効な２²⁴＝１．６
×１０⁷カラーコードの総スペクトル内のいずれのカラ
ーであってよい）、出力装置１６を駆動するためのより
少数の出力カラー（例えば、２⁸＝２５６カラー）の１
つへ変換する。

【００４１】本発明によれば、かかるカラー変換メカニ
ズムは、２４ビットの比較的高いデータ精度デジタルカ
ラー画像を、フレームバッファの限定された容量のメモ
リ内に記憶されるべき限定された８ビット・カラーコー
ドの数（番号）又は「パレット」に量子化する。

【００４２】フレームバッファが著しく減少された記憶
容量（スキャナ１２による２４ビット／画素の出力に対
して８ビット／画素）を有していても、本発明による画
像量子化メカニズムによって選定されたパレットコード
は、再生画像の疑似輪郭の生成を効果的に抑制し、人間
視覚系に好適な画質を有する出力画像を形成するコード
である。

【００４３】出力カラーコードパレットは、シーケンシ
ャル・プロダクツ・ベクトル量子化メカニズム手段によ
って選定される。そのメカニズムでは、各分割セルが、
減少されたカラー画像のカラー成分を画定する出力パレ
ットのカラーと対応するように、（デジタルカラー画像
のクロミナンス／輝度ヒストグラムのような）デジタル
カラー画像のカラー空間を、複数の輝度−クロミナンス
小領域又はカラー空間セルに分割する。

【００４４】デジタルカラー画像・輝度／クロミナンス
（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）ヒストグラムに適用される本発明に
よれば、分割処理の最初のステップで、カラー空間・輝
度／クロミナンス・ヒストグラムは、第１のＣｒ及びＣ
ｂクロミナンス軸に沿った複数の平行なスライスに細分
割される。これは、分割処理の間において適応的に到達
し得る又は予め決定された数の典型的な複数の位置で、
その軸の二進分割を反復的に行うことによる。

【００４５】選定されたクロミナンス軸の各分割位置
は、分割されている軸のセグメント内のクロミナンス軸
上に現出する輝度／クロミナンス・ヒストグラム母数
（population）の重心又は平均値に対応する。

【００４６】クロミナンス軸に沿った二進分割位置にお
いて、そのヒストグラムは、その軸に直交し、前記平均
値等を通過する平面によって分割される。この第１のク
ロミナンス軸から生じる輝度−クロミナンス・スライス
は、第１のクロミナンス成分に対応する量子化コード値
を代表する。主に、オリジナル・デジタルカラー画像の
いずれかの画素の第１のクロミナンス成分のデジタル値
は、そのデジタル値が生じるスライスを特定するために
用いられるコード値に対して量子化されるであろう。

【００４７】上記ヒストグラムが、第１のクロミナンス
軸に沿った複数のスライスに分割された後、これらの各
スライスは、第２の軸の二進分割を行うことにより、第
２のクロミナンス軸に沿った列状又は帯片状の複数の輝
度−クロミナンス領域に反復的に分割される。

【００４８】第２の軸の各分割位置は、第２のクロミナ
ンス軸上に現出する先行する分割から生じるスライスの
１つのヒストグラム母数の重心又は平均値に対応する。

【００４９】第２のクロミナンス軸に沿った各二進分割
位置において、そのヒストグラム・スライスは、その第
２のクロミナンス軸に直交し、その第２のクロミナンス
軸上に現出するスライス母数の平均値を通過する平面に
よって分割される。

【００５０】第２の軸分割から生じる輝度−クロミナン
ス・ストリップ（帯状片）は、第２のクロミナンス成分
に対応する量子化コード値を代表する。主に、オリジナ
ル・デジタルカラー画像のいずれかの画素の第２のクロ
ミナンス成分のデジタル値は、そのデジタル値が生じる
分割された輝度コラムを特定するために用いられるコー
ド値に対して量子化されるであろう。

【００５１】輝度−クロミナンス領域は、その輝度軸の
二進分割を行うことにより、複数の輝度−クロミナンス
小領域に順次分割される。輝度軸に沿った各分割位置
は、その輝度−クロミナンス領域（もしくは輝度−クロ
ミナンス小領域）の１つのヒストグラム母数の重心又は
平均値に対応する。輝度軸に沿った各二進分割位置で、
輝度−クロミナンス領域、又は輝度−クロミナンス小領
域は、その輝度軸に直交する面であってその軸上に現出
する領域又は小領域のヒストグラム母数の平均値を通過
する平面によって分割される。

【００５２】輝度−クロミナンス領域又は小領域が輝度
軸に沿って分割される順序は、輝度−クロミナンス領域
における空間アクティビティにより影響される。

【００５３】輝度−クロミナンス領域又は小領域の各分
割の後で、空間アクティビティ分散量値が更新される
（最も近い分割の２つの小領域の分散量値が計算され
る）。次の輝度−クロミナンス領域又は小領域分割は、
上記輝度−クロミナンス領域の分散量値に基づかれ、最
も近い分割から生じるいずれかの輝度−クロミナンス小
領域が最も大きな重み付けされた分割基準を有する。こ
の輝度軸分割処理は、ヒストグラム・セルの総数（分割
されたカラー空間（輝度−クロミナンス）小領域）が所
望のパレットカラー数に対応するまで、順次繰り返され
る。

【００５４】輝度軸分割の結果生じるカラー空間小領域
の量子化された輝度座標は、デジタルカラー画像の輝度
成分と結合する量子化コード値を有効に代表する。主
に、オリジナル・デジタルカラー画像のいずれかの画素
の輝度成分のデジタル値は、そのデジタル値が生じる分
割された輝度−クロミナンス小領域を特定するために用
いられるコード値に対して量子化されるであろう。

【００５５】分割されたヒストグラム小領域もしくはカ
ラーセルの各々に対して、輝度及びクロミナンス（Ｙ，
Ｃｒ，Ｃｂ）出力コードが、各カラーセルの重心から得
られる。これらの輝度及びクロミナンス出力コードは、
そのヒストグラムの輝度及びクロミナンス成分の先行し
て行われた軸分割もしくは量子化に従って、出力カラー
画像のそれぞれの画素に対して生成される。出力デジタ
ルカラー画像の輝度及びクロミナンス出力コードの結果
的なマップは、カラー画像の再形成装置１６を駆動する
それぞれのＲＧＢデジタル−アナログ変換器に適用する
ために、ＲＧＢ出力カラーコードのセットに変形され
る。この目的のために、パレットカラーラベルが記憶さ
れるビデオメモリは、そのパレットカラーラベルと結合
するＲＧＢ値を生成するルックアップテーブルに連結さ
れる。ルックアップテーブルからのＲＧＢ出力は、画像
出力装置のＲＧＢポートと結合するそれぞれのＤ−Ａ変
換器へ給送される。

【００５６】次に、本発明に係るシーケンシャル・プロ
ダクツ・コード・ベクトル量子化について、図面を参照
しながら具体的に説明する。

【００５７】本発明の理解を容易にするため、減少され
た空間複合デジタルカラー画像（特に８行・８列の画素
アレイにより構成される６４画素画像）を例として、本
メカニズムを説明する。

【００５８】各座標がコード化される解像度は、計算を
簡単化するために、４ビットとする。しかしながら、か
かる減少された空間複合画像及びデータ解像度は、単に
例示のためであり、本発明に従って処理される画像の限
界であると考えるべきではないと理解すべきである。加
えて、図面を簡単化するために、輝度／クロミナンス
（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）カラー空間の２次元に関して、特に
単一クロミナンス座標（Ｃｒ）及び輝度座標（Ｙ）に関
して、画像処理順序が図示されている。

【００５９】図１において、初期のコード化された出力
形態に関し、スキャナ１２によるデジタルカラー画像
（本実施例では６４画素）出力は、総数２４ビット／画
素で、それぞれが８ビットにコード化された各カラー
（赤，緑，青）を有するＲＧＢ画像である。

【００６０】人間視覚系（ＨＶＳ）では、カラー刺激の
輝度（Ｙ）及びクロミナンス（Ｃ）特性に対する重要度
が異なるので、ＲＧＢ座標にコード化されたオリジナル
・デジタルカラー画像は、量子化に先行して、輝度−ク
ロミナンス（Ｙ，Ｃｒ，Ｃｂ）空間に変換される。

【００６１】使用される輝度−クロミナンス空間は、１
９８８年，プレナム・プレスの「デジタル写真」と題す
るエイ・ネイトラバリーによるテキストに記述された例
のような、カラー画像処理において慣用的に用いられる
線型変換手段により、出力装置１６のガンマ補正された
ＲＧＢ空間に変換される。

【００６２】変換オペレータの実際の態様では、８ビッ
ト解像度（０〜２５５の値）にコード化され、２４ビッ
ト／画素の総コード化解像度を生じるオリジナル・デジ
タルカラー画像のガンマ補正されたＲ，Ｇ及びＢコード
値に基づき、カラー空間変換は次によって与えられる。

【００６３】Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４ＢＣｒ＝０．６２７（Ｒ−Ｙ）＋１２８Ｃｂ＝０．４９６（Ｂ−Ｙ）＋１２８なお、変換されたカラー空間のＹ座標は、無彩色を代表
するガンマ補正された輝度成分に相当し、また、Ｃｒ座
標は、赤−緑カラー変化に相当し、Ｃｂ座標は黄−青カ
ラー変化に相当する。

【００６４】図２には、クロミナンス値の８×８マトリ
クスが示されている。このクロミナンス値は、６４画素
画像アレイの各画素に対し、ＲＧＢ−Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ変
換を行った画像のＣｒ成分に相当する。

【００６５】図３は、そのアレイの各画素に対応する
Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ変換された画像のコード化されたクロミ
ナンスＹ値の８×８マトリクスを示している。

【００６６】なお、６４画素画像アレイの各画素と結合
するＲＧＢ−Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ変換された画像のＣｂ成分
に対するコード化されたクロミナンス値の同様な８×８
マトリクスも形成される。しかしながら、図面の複雑性
の簡単化を図るために、この付加的なマトリクスは示さ
れていない。また、Ｃｒ及びＹ値の空間マトリクスにお
いて、符号の複雑性の簡単化を図るために、各８×８ア
レイの各々の画素は、（１６のデータ値０〜１５をも
つ）４ビットに分解されている。

【００６７】図２及び図３のｘ軸及びｙ軸は、カラー画
像がデジタル化される画素マトリクスのそれぞれの空間
軸である。従って、実際には、図２及び図３の空間マト
リクスは、オリジナルＲＧＢ画像からＹ，Ｃｒ，Ｃｂカ
ラー空間への変換にて生じるクロミナンス（Ｃｒ）画像
及び輝度（Ｙ）画像である。なお、第２のクロミナンス
（Ｃｂ）画像マトリクス（図示せず）も、ＲＧＢ−Ｙ，
Ｃｂ，Ｃｒ変換オペレーションによって得られる。

【００６８】はじめに述べたように、本発明のシーケン
シャル・プロダクツ・コード・ベクトル量子化メカニズ
ムは、輝度−クロミナンス領域の分割順序を制御するた
めに空間アクティビティ情報を用いる。ここで、輝度−
クロミナンス領域は、Ｃｂ軸及びＣｒ軸に沿ったＹ，Ｃ
ｂ，Ｃｒヒストグラムの順次的分割によって得られる。

【００６９】カラーコードパレットの構成を純化（精
練）するため、空間アクティビティ情報を用いることに
より、本発明の重要な側面、即ち疑似輪郭の最小化を達
成することができる。

【００７０】比較的低い空間アクティビティを有するヒ
ストグラムのこれらの輝度−クロミナンス小領域に対す
る反復分割（純化的分割）は、カラーパレットが、比較
的低い空間周波数の（比較的平滑な）領域におけるカラ
ーの十分な数の変化と明暗を有することを確実ならしめ
る。これにより本質的に同一カラーであるが、色調及び
明暗におけるＨＶＳ知覚可能な漸次的移行を有する画像
の（空間的に）大きなエリアもしくは領域は、単一の与
えられたカラーコードが関連領域を再形成するために用
いられるならば、「漫画的」効果を生じさせる場合のよ
うに、かかる漸次的移行を伴わずに再形成されることは
ない。

【００７１】これにとは反対に、人間視覚システムに対
してカラー詳細が知覚可能的でない画像の高い空間周波
数もしくは「ごてごてした」領域では、パレットの成分
数は、再形成された画像の画質における漸次的移行なし
に減少され得る。

【００７２】輝度軸分割の間に有効な空間アクティビテ
ィ情報を有するために、図４に示される輝度変動値のマ
トリクスが、図３の輝度マトリクスから得られる。特に
図４の輝度変動値のマトリクスは、図３のマトリクス
を、図４のマトリクス領域２１として特定される領域の
サブ・マトリクスに分割することにより得られるが、各
領域２１は、輝度画像の相互に隣接する複数（図示例で
は４つ）の画素と結合されている。図４の各領域２１に
対して、図３のその結合画素と結合する輝度値の変化が
計算される。項の変動量は、図４のそれぞれの領域２１
の図３の輝度値のグループの平均から派生する絶対値の
平均に対応する。かくして、図３の輝度画像マトリクス
の画素セット（ｘ＝４，５；ｙ＝６，７）に対して、平
均輝度値は８．０である。その輝度値がセット（１３，
２，２，１５）である４つの隣接する画素セット（ｘ＝
４，５；ｙ＝６，７）に対して、派生絶対値は（５，
６，６，７）であり、図４の対応する領域に特定される
ように平均６を生じさせる。

【００７３】図４の例は、輝度変動が、画像アレイの左
半分では比較的小さく（８つの領域中の７つが０．５の
値を有している）、画像の左半分が比較的平滑に変化す
るのに対して、画像アレイの右半分では（６．０に達す
る）著しく大きな輝度変化があり、「ごてごてして」い
ることを示している。このため最終的にコード化される
カラーパレットは、輪郭加工のない画像の左半分を再形
成するために、異なる色調明暗と結合する比較的多数の
カラーコードを含み、また画像の右半分と結合するより
少数のカラーコードを含むと思われる。

【００７４】再形成カラーパレットのカラーコード成分
を得るために使用される基礎メカニズムは、デジタル化
された画像の輝度（Ｙ）及びクロミナンス（Ｃｒ，Ｃ
ｂ）のそれぞれのコードのヒストグラムを含んでいる。
図２及び図３のマトリクスの画素母数の２次元的ヒスト
グラムが図５に示され、Ｃｒ値の連続的な対に予備量子
化される横座標もしくはＣｒ軸と、連続した輝度（Ｙ）
値で示された縦もしくはＹ軸とを有している。紙面に直
交すると共に、Ｃｂ輝度成分と結合する全体的Ｙ，Ｃ
ｂ，Ｃｒヒストグラムの第３の軸は、図５には図示され
ていない。このＣｒ軸のように、Ｃｂ軸に沿ったヒスト
グラム配分は、Ｃｂ値の連続的な対に予備量子化され
る。実際、図５の２次元的ヒストグラムは、全ての画素
がそれに対して同一のＣｂ値を有する画像のＹ，Ｃｂ，
Ｃｒヒストグラムを代表するものと考えられ得る。

【００７５】本発明の順次積・コード・ベクトル量子化
メカニズムにおける最初の工程は、その軸に直交すると
共に、スライスされる軸のセグメントの重心を通過する
指定された複数の平面によって、そのＣｒ軸又はＣｂ軸
のクロミナンス軸の１つに沿って、Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒヒス
トグラムを分割することである。その後、他のクロミナ
ンス軸が分割され、そしてその輝度軸の分割が続いて行
われる。この記述の複雑性を減らすために、Ｃｂ座標の
分割については、ここでは無視するものとする。分割工
程の始めに、Ｃｒ及びＣｂのいずれのクロミナンス軸が
最初に分割されるかは、いずれの座標が、その軸に沿っ
た初期分割に対する総合二乗誤差における最大の結合さ
れた減少を有するかによって決定されると言えば十分で
ある。

【００７６】この目的のために、３次元的ヒストグラム
空間のデータポイントの全てが、各Ｃｒ及びＣｂ軸上に
現出する。各Ｃｒ及びＣｂ軸に対して、現出したデータ
ポイントの重心ＣＢＡＲが決定される。それから各軸
は、その重心で第１及び第２の軸セグメントＳ1 及びＳ
2 に分割され、これらのセグメントに沿って、データポ
イントのそれぞれ第１及び第２のセットｎ1 及びｎ2 が
配分される。ここにｎ1及びｎ2 は、各グループにおけ
る画素数である。データポイントの２つのセットｎ1 及
びｎ2 は、それぞれの重心Ｃ1 ＢＡＲ及びＣ2 ＢＡＲを
有する。数学的に、総合二乗誤差（ＴＳＥ）は次のよう
に表現される。

【００７７】Ｄ_TSE＝（ｎ1 ｎ2 ／（ｎ1 ＋ｎ2 ））｜Ｃ1 ＢＡＲ−Ｃ2 ＢＡＲ｜² 値Ｄ_TSEは、各Ｃｒ及びＣｂ軸に対して決定される。こ
のＤ_TSEのより大きな値を有する軸が最初に分割され
る。各々の軸に沿ったスプリット数は、ヒストグラム・
カラー空間が分割されるべき領域もしくは「セル」数を
決定し、これによりパレットのカラー数を決定するであ
ろう。通常の８ビット・バッファフレームに対して、有
効なパレットコード数は２５６である。本発明が適用さ
れるカラー画像のそれぞれのセットに対して、結合した
輝度／クロミナンス・ヒストグラムのクロミナンス軸Ｃ
ｒ及びＣｂの各々は、７つもしくは８つの位置で分割さ
れ、輝度−クロミナンスの小領域への分割されたクロミ
ナンス領域の優に２００分割程度になる。このクロミナ
ンス軸に沿った多数のスプリットにより、好ましくない
輪郭加工を効果的に排除し、これにより人間視覚システ
ムに好適な高画質画像が得られることが理解される。

【００７８】再び、差し当たりＣｂ軸を無視し、生成さ
れるべきカラーパレット（図５の２次元的ヒストグラム
がそれに分割されるべきセル数）は、一対のクロミナン
ス領域へのＣｂ軸の単一分割から生じる５つの出力コー
ドを含み、一対のクロミナンス領域は、それに代わっ
て、ヒストグラムが５つのカラーセルの総数に細分割さ
れるまで、輝度軸に沿って分割されると考えられる。２
つのクロミナンス領域へのＣｒ軸の単一分割では、その
２つのクロミナンス領域を５つの輝度−クロミナンス小
領域に分割するために、Ｙ軸に沿った３つの付加的な分
割が要求される。これらの５つの小領域の重心は、パレ
ットの出力カラーコードを代表する。

【００７９】ヒストグラムのクロミナンス軸（Ｃｒ，Ｃ
ｂ）の各々は、クロミナンス値の対に予備量子化され
る。この予備量子化は、人間視覚システムが、輝度変化
に対してよりもクロミナンス変化に対する感度が劣ると
いう事実を利用し、これによりクロミナンス・データを
予備量子化することによって計算的複雑性を減少させ、
重要性のないビットを減らすことができる。このように
ヒストグラムのクロミナンス軸は、輝度軸の幅の半分
（最重要３ビット）のみ必要になり、それは全コード解
像度（４ビット＝１６輝度値）に相当し、輝度の空間変
化を保持する。

【００８０】図５のヒストグラム及び図４の輝度変動値
を用いて、図６に示されるカラー・アクティビティヒス
トグラムが次に生成される。この図６のカラー・アクテ
ィビティヒストグラムは、図３の空間輝度画像の各輝度
値を、図２の空間クロミナンス画像のそれぞれの値と結
合し、図４の変動値の１つを、結合したクロミナンス及
び輝度値に割り当てることによって得られる。

【００８１】更に特別に、図２及び図３から得られる輝
度及びクロミナンス値の各結合したセットに対して、図
４に示された少なくとも１つの変動値がある。人間視覚
システムは低い空間アクティビティ値に対して、より敏
感であるので、図４におけるその位置が異なる画素グル
ープ内に設定されると共に、１以上の輝度変動値を有す
る複合画素と結合する図６の座標（Ｃｒ，Ｙ）に対し
て、図６のカラー・アクティビティ図を構成している一
対の輝度／クロミナンスに、最低の変動値が設定され
る。例えば、一対の（Ｃｒ，Ｙ）座標（１４，１５）
は、図２及び図３で２回生じるが、これらの２回に対し
て図４において記載された異なる空間変動値６．０及び
４．５を有する。そしてそれらの低い方の変動値４．５
が、図６の空間アクティビティ図の対応する座標位置
（Ｃｒ＝１４，１５；Ｙ＝１５）に対して付与される。

【００８２】クロミナンス座標Ｃｒに関して、画像が複
数の出力カラーコード値を要求するであろうことが、こ
の図６のアクティビティ図の試験から明らかになる。本
実施例では、（より低いＣｒ値に対する）図５のヒスト
グラムの左側のクロミナンス値は、図６に記載された比
較的低いアクティビティ値を有し、それらに対して人間
視覚システムがより敏感であり、それらが結合する画像
内のカラーは、輪郭加工を予防するために増大した数の
色調明暗を必要とするであろう。

【００８３】図５のヒストグラムにおいて、本実施例の
画像のＣｒクロミナンス成分は、全カラースペクトルに
亘って拡がるよりも、寧ろカラー空間の２つの（両極）
領域の周りに集中している。このことは、カラーパレッ
トのクロミナンス成分が、２つの領域の周り、つまりク
ロミナンス軸の低い方の端部とクロミナンス軸の高い方
の端部に集中することを示唆する。（全ての画像が２つ
のクロミナンス領域のみへのヒストグラム分割を有する
ものではなく、典型的には集中されたクロミナンスアク
ティビティのより多くの領域が生じ得る点に留意すべき
である。本実施例においてＣｒクロミナンス軸の対局端
で２つの領域が発生することは、単に図示のためのもの
である。）図５のヒストグラムの２つのクロミナンス領
域に関してクロミナンス成分を量子化するために、その
ヒストグラムを、クロミナンス軸に沿ったクロミナンス
領域に細分割もしくは分割することが必要である。上述
したように、本発明の順次積・コード・ベクトル量子化
メカニズムは、先ずそれぞれのクロミナンス座標に沿っ
て、それから輝度座標に沿って、そのヒストグラムを順
次分割する。特に、（上述した総合二乗誤差における最
大の減少に基づき）最初に分割されるクロミナンス軸に
対して、分割スプリットの指定数が特定される。

【００８４】上述したように、本発明が適用されたカラ
ー画像の代表的セットに対して、クロミナンス軸Ｃｒ及
びＣｂが７つもしくは８つの二進分割に委ねられること
が分かった。かくして総合二乗誤差における減少の計算
では、最初に分割されるＣｂ軸を選定し、そのＣｂ軸が
７つの二進分割に委ねられ、そのヒストグラムは、Ｃｂ
軸に沿った８つの平行なスライスに分割されるであろ
う。

【００８５】本発明によれば、軸の分割の順序を決定す
るために分割基準Ｌが用いられる。クロミナンス軸Ｃｂ
及びＣｒの各々に対して、この分割基準Ｌは、分割され
るべき軸のセグメント上に現出するデータ値の数と、そ
の軸の該セグメントに沿ったデータの分散量との積に等
しい。最大の分割基準Ｌを有する軸のセグメントが最初
に分割される。そのセグメントが２つのサブ・セグメン
トに分割された後、それぞれの分割基準が該サブ・セグ
メントに対して計算され、そしてその軸の他の全てのセ
グメントに対する分割基準と比較される。再び、最大の
分割基準を有する軸のセグメント（もしくはサブ・セグ
メント）が、次に分割される。この処理は、その軸がそ
れに対して最初に指定されたスプリット数に分割される
まで、繰り返される。

【００８６】図７にＣｂ軸の分割が図式的に図示され、
Ｃｂ−Ｃｒ平面上の７つの二進分割平面Ｃｂ1 〜Ｃｂ7
の現出を示している。それらはＣｂ軸に直交すると共に
ヒストグラムを８つの平行スライスＳＣｂ1 〜ＳＣｂ8
に細分割する。主に、その分割が二進オペレーションで
あることから、分割されたセグメントもしくは領域数は
常にスプリット数よりも多くなっている。図７の図にお
いて、８つのスライスＳＣｂ1 〜ＳＣｂ8 は、７つのス
プリットＣｂ1 〜Ｃｂ7 から生成される。

【００８７】Ｃｂ軸が８つの領域に分割されると、次に
Ｃｒ軸が分割される。第２の軸（Ｃｒ軸）の８つのスプ
リットの場合では、必ずしも必要ではないが、そのＣｒ
軸の各スプリットは、図７の８つの平行スライスＳＣｂ
1 〜ＳＣｂ8 のそれぞれ異なるものと結合されるであろ
う。また各スプリットが生じる位置は、上記分割基準Ｌ
に従うであろう。主に、Ｃｒ軸に沿って、図７のスライ
スを分割するために、８つの平行スライスＳＣｂ1 〜Ｓ
Ｃｂ8 の各々に対して分割基準を計算することが必要で
ある。最大の分割基準を有するスライスが、そのスライ
スの重心で最初に分割される。この初期分割の後、それ
ぞれの分割基準は、そのスライスがそれに分割されると
共に、他の全てのスライスの分割基準と比較される２つ
の領域に対して計算される。また最大の分割基準を有す
る軸のスライス（もしくはサブ・スライス）が、次に分
割される。

【００８８】一例として、図７の８つの平行スライスＳ
Ｃｂ1 〜ＳＣｂ8 に対して、スライスＳＣｂ1 が最大の
分割基準を有すると仮定する。スライスＳＣｂ1 は、図
８に示されるように、その重心で、２つのサブ・スライ
スもしくは領域に分割されるであろう。そのサブ・スラ
イスのうちの１つは、スプリットＣｒｓ1 の左側に、ま
た、もう１つのサブ・スライスはスプリットＣｒｓ1 の
右側にある。これら２つの領域に対する分割基準の計算
後、スライスＳＣｂ3 が最大の分割基準を有すると考え
る。この結果、該スライスＳＣｂ3 は、スプリットＣｒ
ｓ3 として図８に示されるように、その重心で、２つの
サブ・スライスもしくは領域に分割され、そのうちの１
つＲＣｒ5 は、スプリットＣｒｓ3 の左側に、また、も
う１つのＲＣｒ6 はスプリットＣｒｓ1 の右側にある。
かかる順次分割及び分割基準の更新は、図７の分割され
たヒストグラムが、Ｃｒ軸にそって総数８つのスプリッ
トに分割されるまで、続行される。図８は、図７の場合
から、８つのスプリット以後、如何にして分割され得る
かの例を示している。スライスＳＣｂ2 もしくはＳＣｂ
6 のスプリットは生じず、一方スライスＳＣｂ1 もしく
はＳＣｂ5 の各々は、２つのスプリットを含んでいる。

【００８９】（座標軸Ｃｒに沿った）第２のクロミナン
ス軸分割は、ヒストグラムを、分割されるべき第２の
（Ｃｒ）の軸に沿ったスプリット数の２倍のＣｒ−Ｃｂ
平面における領域に分割する。この結果生じる領域ＲＣ
ｒ1 〜ＲＣｒ16の各々は、Ｙ軸に平行、もしくは図８の
平面に直交して延在するサブ・スライスもしくはコラム
と考えられ得る。これらの１６の領域もしくはコラム
は、それから更に、カラー空間が総数２５６の輝度−ク
ロミナンス小領域もしくはカラーセルに細分割されるま
で、順次的二進分割によって分割される。

【００９０】ヒストグラムを第１の（Ｃｂ）の軸に沿っ
た８つの量子化されたセグメントもしくはスライスＳＣ
ｂ1 〜ＳＣｂ8 に分割することにより、３ビットのコー
ド幅を生じさせる。第１の軸分割による８つのスライス
を１６の量子化小領域ＲＣｒ1 〜ＲＣｒ16に細分割する
ためには、４ビットもしくは１付加ビットの全コード幅
が必要になる。２４０の輝度小領域への図８の領域ＲＣ
ｒ1 〜ＲＣｒ16の残留有効スライスは、全８ビット、又
はＣｂ及びＣｒ軸分割と結合する４ビットに加えた４ビ
ットを必要とする。図９に図式的に示されるように、そ
の各々がヒストグラムの軸の量子化／分割の１つと結合
するルックアップテーブルのセットを構成することによ
り、オリジナル・デジタルカラー画像の輝度及びクロミ
ナンス値の変換カラーパレットの出力コード値への極め
て迅速なマップ化を遂行することが可能になる。本発明
の順次積・コード・ベクトル量子化メカニズムによっ
て、かかるルックアップテーブルが得られる態様がこれ
から説明される。

【００９１】はじめに述べたように、本実施例では形成
されるべきカラーパレットは、５つの出力カラーコード
を有するものである。図５のヒストグラムについて、２
つのクロミナンス領域を形成するクロミナンス軸に沿っ
て単一分割が存在するであろう。これらの２つのクロミ
ナンス領域は、それから更に、総数５つの輝度−クロミ
ナンス小領域が実現されるまで、輝度軸に沿って分割さ
れる。これらの５つの小領域は、パレットの出力カラー
コードを代表する。

【００９２】クロミナンス軸に沿って、ヒストグラムが
どの位置で分割されるべきかを決定するために、Ｃｒ軸
上にＹ軸に沿ったヒストグラム値の和を現出させること
により、単純化もしくは「コンパクト化」バージョンが
創設され、これにより図７に示される「限界Ｃｒヒスト
グラム」が形成される。本発明の順次積・コード・ベク
トル量子化メカニズムによれば、クロミナンス軸は、限
界Ｃｒヒストグラムの重心もしくは平均値で始まる指定
数の順次二進分割によって分割され、そしてＣｒ軸が、
スプリットの指定数よりも１大きい数の複数のクロミナ
ンス領域に分割されるまで、その限界ヒストグラムがス
プリットによってそれに分割される分割領域もしくはセ
グメントの重心を介して続けられる。

【００９３】Ｃｒクロミナンス軸に沿った単一分割に対
して、クロミナンス領域分割ポイントＣｒｐは、図１０
の限界Ｃｒヒストグラムを通過する。本実施例のデータ
については、この分割ポイントＣｒｐは、８．５のＣｒ
値に設定される。図５のヒストグラムをこのＣｒ値（Ｃ
ｒ＝８．５）のそれぞれのクロミナンス領域に分割する
ことにより、クロミナンス領域Ｃｒ1 及びＣｒ2 を含
む、図１１に示されるクロミナンス−分割ヒストグラム
が形成される。

【００９４】カラーパレット内のいずれかのカラー値
が、これら２つのクロミナンス領域（Ｃｒ1 もしくはＣ
ｒ2 ）の１つに設定される必要があるので、クロミナン
ス成分を量子化するために単一ビットのみが必要にな
る。このために図１２に示されるクロミナンス領域マッ
プもしくはルックアップテーブル（ＬＵＴ）が導出され
る。このクロミナンスＬＵＴは、前に参照したクロミナ
ンス・ルックアップテーブルＣｒＬＵＴに有効に対応
し、そして（クロミナンス値０〜１５をカバーする）Ｃ
ｒクロミナンス・データのオリジナル４ビット解像度
を、単一ビット（０もしくは１）に量子化することによ
り画定される。主に、上述のクロミナンス軸分割値８．
５に対して、９．０以下の値を有するデジタル画像の全
てのクロミナンス値は、クロミナンス・ビット値「０」
に量子化され、一方、９．０もしくはそれ以上の値を有
するデジタル画像の全てのクロミナンス値は、クロミナ
ンス・ビット値「１」に量子化される。

【００９５】本発明の順次積・コード・ベクトル量子化
メカニズムによれば、ヒストグラムの輝度軸に沿ってパ
レットカラー空間を分割する順序を決定するために用い
る分割基準は、図６に記載されたカラーアクティビティ
の結合した分配に従って「重み付け」される。特に、輝
度−クロミナンス領域分割は、その領域の空間アクティ
ビティに基づき、どの領域が最大の「重み付け」された
分割基準を形成するかに支配される。

【００９６】更に特に、通常の分割基準Ｌは、分割され
るべき軸のセグメント上に現出するデータ値の数と、そ
の軸の該セグメントに沿ったデータの分散量との積に等
しい。最大の分割基準Ｌを有する軸のセグメントが最初
に分割される。そのセグメントが２つのサブ・セグメン
トに分割された後、それぞれの分割基準が該サブ・セグ
メントに対して計算され、そしてその軸の他の全てのセ
グメントに対する分割基準と比較される。再び、最大の
分割基準を有する軸のセグメント（もしくはサブ・セグ
メント）が、次に分割される。この処理は、その軸がそ
れに対して当初指定されたスプリット数に分割されるま
で、繰り返される。しかしながら、輝度軸に沿って分割
が行われる場合、低い空間アクティビティを有する画像
領域における輪郭加工に対する人間視覚システムの感度
は、輪郭加工を最小化するために考慮される。

【００９７】本発明は、カラーパレットから再形成され
た画像における輪郭加工を避けるために機能するが、こ
れは、比較的低い空間周波数の画像領域に対する十分な
数の変動もしくは明暗を、パレットのカラーコード容量
内に含めることにより行われる。この結果、本質的に同
一カラーであるが、色調及び明暗におけるＨＶＳ知覚可
能な漸次的移行を有する画像の（空間的に）大きな領域
は、単一の与えられたカラーコードが関連領域を再形成
するために用いられるならば、「漫画的」効果を生じさ
せる場合のように、かかる漸次的移行を伴わずに再形成
されることはない。これとは反対に、人間視覚システム
に対してカラーの詳細が知覚可能的でない、画像の高い
空間周波数領域では、パレットの成分数は、再形成され
た画像の画質における漸次的移行なしに減少され得る。

【００９８】ヒストグラムの輝度軸に沿って、輝度に基
づく分割がどの位置で行われるべきかを決定すべく、関
連領域の各々の分割基準Ｌを変調された分割基準Ｌ′に
換算するための重み値ｗｒを生成するために、図６のカ
ラーアクティビティ図が使用される。各重み値ｗｒは、
その領域の平均アクティビティの逆数と等しくなるよう
に算出される。その平均アクティビティは、領域内のそ
れぞれの輝度値に対するデータ値数と、図６に記載され
た輝度値に対するアクティビティ値との積の平均和とな
るように計算される。その平均化は、分割基準がそれに
対して計算されるべき領域内のデータ値の総数に亘って
行われる。

【００９９】かくして、低い空間アクティビティの領域
は、より高い重み値を有し、その重み値は、そこでは輪
郭加工が潜在的問題となるより低い空間アクティビティ
の領域を強調するために指向される。本実施例のヒスト
グラムでは、その極めて順次的な拡がりのため、クロミ
ナンス領域Ｃｒ2 の重み付けされた空間アクティビティ
は、クロミナンス領域Ｃｒ1 のそれよりも大きくなり、
このクロミナンス領域Ｃｒ2 内で、輝度軸に沿った分割
が最初に行われるであろう。ヒストグラムのＹ軸に沿っ
たクロミナンス領域Ｃｒ2 の分割は、図１１においてク
ロミナンス領域Ｃｒ2 に隣接して示される状態ヒストグ
ラムＹＣｒ2 で製表された、クロミナンス領域Ｃｒ2 内
のヒストグラムデータのＹ軸平均を計算することによ
り、決定される。この「状態」という文言は、限界ヒス
トグラムを記述するために使用され、この限界ヒストグ
ラムのカラー空間の収束は、そのカラー空間の先行する
分割次第である。図１１において、各クロミナンス領域
Ｃｒ1 及びＣｒ2 の内容は、クロミナンス軸Ｃｒが分割
される態様次第で決まるので、領域Ｃｒ1 及びＣｒ2と
それぞれ結合する限界ヒストグラムＹＣｒ1 及びＹＣｒ
2 は、状態ヒストグラムと称される。

【０１００】本実施例では、状態輝度ヒストグラムＹＣ
ｒ2 の平均は、値８．０と値９．０の間で算出され、従
って９．０のＹ値に位置付けられる。ヒストグラムのＹ
軸に沿った最初のスプリットに対して、図１３に図示さ
れるように、順次積コード・分割基準は、クロミナンス
領域Ｃｒ2 を、輝度値０〜８を強調する輝度−クロミナ
ンス小領域ＹＣｒ2-1 と、輝度値９〜１５を強調する輝
度−クロミナンス小領域ＹＣｒ2-2 に分割させる。

【０１０１】クロミナンス領域Ｃｒ2 の分割後、輝度−
クロミナンス小領域ＹＣｒ2-1 及びＹＣｒ2-2 の各々に
対して、それぞれ重み付けされた分割基準Ｌ′が生成さ
れ、そして、どの領域が次に分割されるべきかを決定す
るために、クロミナンス領域Ｃｒ1 （Ｙ軸に沿って未だ
分割されていない）に対する（先に算出された）重み付
けされた分割基準Ｌ′と比較される。重み付けされた分
割基準の更新から、次のことが明らかになる、即ち、そ
の極めて順次的な拡がりのために、輝度−クロミナンス
小領域ＹＣｒ2-1 及びＹＣｒ2-2 に分割されたクロミナ
ンス領域Ｃｒ2で、各輝度−クロミナンス小領域ＹＣｒ2
-1 及びＹＣｒ2-2 の重み付けされた分割基準Ｌ′は、
クロミナンス領域Ｃｒ1 のそれよりも小さくなるように
算出され、これによりクロミナンス領域Ｃｒ1 が次に分
割される。

【０１０２】上述したように、ヒストグラムのＹ軸に沿
ったクロミナンス領域の分割は、その領域内のヒストグ
ラムデータのＹ軸重心を計算することにより決定され、
ここでは、図１３においてクロミナンス領域Ｃｒ1 に隣
接して示される限界輝度ヒストグラムＹＣｒ1 を用い
る。本実施例では、限界輝度ヒストグラムの平均は、値
３．０と値４．０の間で算出され、図１４に示されるよ
うに、クロミナンス領域Ｃｒ1 を、輝度値０〜３を強調
する輝度−クロミナンス小領域ＹＣｒ1-1 と、輝度値４
〜１５を強調する輝度−クロミナンス小領域ＹＣｒ1-2
に分割させる。順次積コードのベクトル量子化処理にお
けるこの時点で、ヒストグラムは、カラーコードパレッ
トを形成するであろう５つのセルのうちの４つに分割さ
れた。

【０１０３】最終的な輝度分割（ヒストグラム内の５つ
のパレットカラーセルを実現するための、本実施例では
第４の分割）のＹ軸位置を決定するために、輝度−クロ
ミナンス小領域ＹＣｒ1-1 及びＹＣｒ1-2 の各々に対し
て、それぞれ重み付けされた分割基準が生成され、そし
て、輝度−クロミナンス小領域ＹＣｒ1-1 及びＹＣｒ1-
2 に対する（先に算出された）重み付けされた分割基準
と比較される。輝度−クロミナンス小領域ＹＣｒ1-1 の
重み付けされた分割基準が最大であり、この輝度−クロ
ミナンス小領域ＹＣｒ1-1 は、一対の小領域ＹＣｒ1-1
ａ及びＹＣｒ1-1 ｂに分割され、図１２に示されるよう
に、小領域ＹＣｒ1-1 ａに対して輝度値０〜２を強調
し、また小領域ＹＣｒ1-1 ｂに対して輝度値３を強調す
る。ここにヒストグラムの５つの必須セルへの順次積コ
ード分割が完了し、図１５の限界輝度ヒストグラムＹＣ
ｒ1 及びＹＣｒ2 のスプリットがこれを代表する。

【０１０４】図１５の分割された限界輝度ヒストグラム
ＹＣｒ1 及びＹＣｒ2 は、次に数値コード値０〜４で、
図１６に図示された輝度ルックアップテーブルと結合さ
れるが、この数値コード値は、ヒストグラムのマトリク
ス位置が、分割された輝度−クロミナンス小領域ＹＣｒ
1-1 ａ，ＹＣｒ1-1 ｂ，ＹＣｒ1-2 ，ＹＣｒ2-1 及びＹ
Ｃｒ2-2 のいずれと結合されるべきかを特定するために
用いられる。主に、図１６のルックアップテーブルは、
図１２に示されるクロミナンス領域マップもしくはルッ
クアップテーブルによって示されるように、クロミナン
ス領域Ｃｒ1 及びＣｒ2 の１つを特定するための１ビッ
ト・クロミナンスコードを有し、図９の段階的態様のル
ックアップテーブルＣｒＬＵＴと対応している。

【０１０５】前述したように、図１２のクロミナンス領
域ＬＵＴにおいて、クロミナンス領域Ｃｒ1 内のデジタ
ル化された画像の全てのクロミナンス値は、「０」のク
ロミナンスビット値に量子化され、一方、クロミナンス
領域Ｃｒ2 内のデジタル化された画像の全てのクロミナ
ンス値は、「１」のクロミナンスビット値に量子化され
る。クロミナンスビット値「０」は、限界輝度ヒストグ
ラムＹＣｒ1 と結合し、またクロミナンスビット値
「１」は、限界輝度ヒストグラムＹＣｒ2 と結合する。
かくして図１６によれば、クロミナンスビット値及び輝
度ビット値を、各々が５つのパレットカラーを代表する
分割された輝度−クロミナンス小領域ＹＣｒ1-1 ａ，Ｙ
Ｃｒ1-1 ｂ，ＹＣｒ1-2 ，ＹＣｒ2-1 及びＹＣｒ2-2 の
１つを特定する数値コード値０〜４の１つと有効に結合
させる。

【０１０６】パレットの各カラーコードを画定するため
に用いる実際のクロミナンス及び輝度値は、図１５の分
割されたヒストグラムのそれぞれの輝度−クロミナンス
小領域の重心のＣｒ及びＹ座標である。これらの計算さ
れた重心値は、図１７に示されるパレットカラーマップ
において製表され、この図１７は、各輝度−クロミナン
ス小領域，図１６のＹルックアップテーブルで用いられ
るその小領域が結合する数値及び各小領域の重心の算出
されたＣｒ及びＹ座標を示している。

【０１０７】１４図のマップで製表されたパレット値を
画像アレイにマップ化するために、図１８に示される出
力画像マップが創設される。特に、図１８は空間的に画
像アレイの各画素を、ヒストグラムのそれぞれの輝度−
クロミナンス小領域の数値（０〜４）の１つと結合さ
せ、そして図１６のルックアップテーブルで製表され
る。図１８のマップを創設するために、図２及び図３の
クロミナンス及び輝度画像アレイの一対のｘ，ｙ座標に
対して、オリジナル・デジタルカラー画像のクロミナン
スＣｒ値及び輝度値Ｙが得られる。例えば、オリジナル
画像（図２及び図３）は、Ｃｒ＝１５のクロミナンス、
及びＹ＝２の輝度値を有している。図１２のＣｒルック
アップテーブルＬＵＴから、Ｃｒ＝１５の入力Ｃｒ値
は、「１」の値に量子化される。また図１６のＹルック
アップテーブルＬＵＴから、量子化されたＣｒ値「１」
と輝度値「２」は、輝度−クロミナンス小領域の数値識
別子「３」を形成する。かくして、パレットコード識別
子「３」は、図１８の出力画像のマトリクス座標位置
（ｘ＝５，ｙ＝６）に算入される。

【０１０８】既に指摘したように、本発明の順次積・コ
ード・ベクトル量子化メカニズムの上述の例は、２次元
Ｙ−Ｃｒカラー空間について記述し図示されたが、Ｙ，
Ｃｒ，Ｃｂ座標システムのＣｂ座標を考慮して、３次元
カラー空間に対して実施することができ、図５〜図１５
のそれぞれのヒストグラム及び結合された変換テーブル
は、実際に３次元カラー空間と結合する。図９の段階的
ルックアップテーブルにより明示したように、完全な３
次元カラー空間に対する図１７の結果的に生じる出力コ
ードマップはまた、現に記載されているＹ及びＣｒ値に
加えて、出力Ｃｂ値が記載されるであろう。

【０１０９】Ｙ，Ｃｒ，Ｃｂカラー空間の量子化後、輝
度（Ｙ）及びクロミナンス（Ｃｒ，Ｃｂ）コードは、そ
れぞれのＲ，Ｇ及びＢコード値に再変換される。この目
的のために、図１９に示されるように、パレットカラー
ラベルが記憶されるビデオメモリ３１は、そのパレット
カラーラベルと結合するＲＧＢ値を生成するルック−ア
ップテーブル３３に連結され得る。ルックアップテーブ
ル３３のＲＧＢ出力は、画像出力装置１６のＲＧＢポー
トと結合するそれぞれのＤ−Ａ変換器３５Ｒ，３５Ｇ及
び３５Ｂへ給送される。

【０１１０】３次元データの処理のため、特に結合した
３次元記憶アレイの３次元ヒストグラムの記憶には、極
めて大容量のメモリ（例えば、２つのクロミナンス成分
の量子化では、２５６×１２８×１２８（４メガバイ
ト）アレイ）が必要になり、ヒストグラムの代替処理が
望まれる。これは、クロミナンス値（Ｃｒ＝４〜１３）
についての図５に例示されるように、そしてクロミナン
ス値（Ｃｒ＝０〜３）に対して輝度値（Ｙ＝６〜１５）
の範囲に亘って、多数の「ノー・データ」エントリーを
含む場合に、まさにその通りである。また、クロミナン
ス値（Ｃｒ＝１２〜１３）に対して、そのヒストグラム
は、（Ｙ＝２）においてのみ輝度値エントリーを含む。

【０１１１】代替ヒストグラム処理によれば、ヒストグ
ラムの全３次元範囲に対してメモリを形成するよりも、
寧ろ用いられるメモリの容量は、ヒストグラムエントリ
ーに依存する。第１の代替に応じて、ヒストグラムエン
トリーは、それぞれの座標軸に沿った量子化処理と結合
して順次生成される。特に、図１０に図示された限界Ｃ
ｒヒストグラムの如き限界及び状態ヒストグラムや、図
１１，図１３及び図１４に示される状態輝度ヒストグラ
ムＹＣｒ1 及びＹＣｒ2 が生成される。かくして、量子
化されるべき第１の輝度軸に対して、（それぞれの軸上
に現出される全てのデータエントリーの総和から成る）
単一１次元限界ヒストグラムが生成される。Ｃｂクロミ
ナンス軸が図示されていない上述した単純化２次元の例
では、処理された第１の軸（Ｃｒ軸）の量子化には１次
元限界ヒストグラムのみが必要である（図１０）。

【０１１２】次の座標の順次処理にはまた、１次元記憶
装置を用いる。しかしながら、処理された第２の軸に対
して、複数の１次元ヒストグラムが必要になる。特に、
いずれかの座標軸に対して要求される状態ヒストグラム
の数は、先行する軸を量子化するために用いられる状態
ヒストグラムの数とその軸のスプリット数に依存するで
あろう。前述したように、図示された２次元の例では、
Ｃｒ座標に対する単一限界ヒストグラムに加えて、一対
の状態ヒストグラムが、輝度軸に対して生成され、この
輝度軸は、Ｃｒ座標がその１次元ヒストグラム処理に基
づいて分割された２つの量子化された領域ＹＣｒ1 及び
ＹＣｒ2 と結合する。

【０１１３】この順次的１次元ヒストグラム処理は、興
味深く、それは、より少ないメモリが必要であるためば
かりでなく、３次元ヒストグラムを構築する場合より
も、より少ない計算処理が１次元ヒストグラムを生成す
るために必要であるためである。更に１次元のアプロー
チは、１つの軸に沿ってのみデータを考えられるので、
データセットの最大サイズは、すべての３座標の積では
なく、座標の範囲である。このため８ビット／カラー／
画素のコード化されたデジタル画像に対して、データセ
ットの最大サイズは、２５６×２５６×２５６よりも寧
ろ２５６記述項である。しかしながら、画像を介しての
複合（３）通過が必要であるから、１次元ヒストグラム
処理のアプローチ、特に輝度軸に沿った量子化過程で
は、スピードとの交替がある。まだなお、この試みはメ
モリの要求における大きな減少を提示する。

【０１１４】ヒストグラムメモリを減少するための別の
データエントリー依存型方法によれば、３次元ヒストグ
ラムを代表する２次元アレイを生成することである。こ
の目的のために、３次元カラー空間は、例えばＣｒ及び
Ｃｂクロミナンス座標である２座標に関して記憶され
る。アレイの各エントリーは、それぞれのクロミナンス
座標位置に対する輝度値の範囲をカバーするカラーデー
タのルックアップテーブルである。事実、このアレイ
は、３次元ヒストグラムの縮小化バージョンであり、そ
の縮小度は、ノー・データエントリーを有するカラー空
間座標の数に依存する。輝度の如き第３の座標のエント
リーは、二進木構造として記憶される。２次元アレイを
アクセスした場合、第３の座標のデータエントリーは、
２次元アレイの第３の座標（輝度軸）に沿った二進探査
を行うことによって位置付けされる。

【０１１５】図９に示されたように、上述した量子化ル
ックアップテーブルが別のものと有効に段階的に作用
し、画像データが画素毎に読み込まれ、そしてメモリの
全画像を記憶する必要をなくするという態様は、本発明
の重要な処理的利点である。更に、処理の出力において
即時的なマッピングを行うために、メモリの全画像を記
憶する必要がないので、出力カラーコードパレットを形
成するために全画像を使用する必要がなくなる。

【０１１６】加えて、本発明はまた、小標本化画像にも
使用し得る。画像は、（ｙ軸に沿って）垂直方向にも、
また（ｘ軸に沿って）垂直方向にも小標本化される。更
に標本は非均一的に配置される。各空間方向（ｘ，ｙ）
に因子ｍによって画像を小標本化する場合、処理される
画素数はｍ2 の因子で減少され、この結果、処理時間が
減少する。順次分割の過程における小標本化の効果は、
画像の小標本化が異なるカラー数を減少させる範囲に依
存するであろう。まだなお、画質における僅かな低下の
みで、処理時間の著しい減少を図ることができる。

【０１１７】以上の説明から理解されるように、本発明
の順次積・コード・ベクトル量子化技術は、クロミナン
ス／輝度カラー空間の分割された領域内のクロミナンス
及び輝度の状態配分に基づき、画像のクロミナンス及び
輝度を連続的に量子化することができるデジタル画像デ
ータの縮小メカニズムとして貢献する。順次積コード構
造は、座標変換ルックアップテーブルのセットを形成
し、それは、段階的に行われた場合に、オリジナル画像
の各画素のカラー値を出力画像カラーコードに変換する
変換オペレータを形成する。そしてその出力画像カラー
コードは、オリジナル画像のカラーと緊密に整合し、再
形成された画像の輪郭加工の生成を予防するように、空
間アクティビティ依存性を有する。

【０１１８】本発明に従う幾つかの実施例を示し記述し
たが、本発明はそれに限定されるものでなく、当業者に
知られた数値変更や変形等を許容し得るものであると理
解されるべきであり、従って、ここで示され記述された
詳細な説明に限定されるものでなく、当業者にとって明
白なかかる変更や変形を全て包摂するものである。

【０１１９】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、この
種のデジタルカラー画像処理において、クロミナンス及
び輝度値を順次引き出すベクトル量子化の順次積コード
の形態を用い、クロミナンス／輝度カラー空間の分割さ
れた領域内でそれらの特徴の状態分布に基づき、該クロ
ミナンス及び輝度の特徴を量子化する。そして、この量
子化により、計算的複雑性を減少させ、即ち例えばデジ
タルカラーカメラによる２４ビット／画素のデジタル化
されたカラー画像出力の如き、比較的高いデータ解像度
のデジタルカラー画像を、減少された実用的な数、もし
くは８ビットのカラーコードのパレットに量子化するこ
とができる。これにより再形成された画像における輪郭
加工の生成を予防すると共に、人間視覚システムに好適
な画質を有する出力画像を形成する等の利点を有してい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の量子化メカニズムが用いられるカラー
画像処理システムの一例を示す図である。

【図２】画像成分に対するコード化されたクロミナンス
値の８ビット・マトリクスを図示し、そのカラー座標
は、ＲＧＢカラー空間から８−８（６４画素）画像アレ
イの各画素と結合するＹ，Ｃｂ，Ｃｒカラー空間へ変換
されていることを示す図である。

【図３】上記アレイの各画素と結合する（Ｙ，Ｃｂ，Ｃ
ｒ）変換されたコード化されたクロミナンスＹ値の８−
８・マトリクスを示す図である。

【図４】図３のクロミナンス・マトリクスから得られた
輝度変動値マトリクスを示す図である。

【図５】図２及び図３のマトリクスの画素群の２次元ヒ
ストグラムを示す図である。

【図６】図５のヒストグラム及び図４の変動値に従って
生成されたカラーアクティビティを示す図である。

【図７】Ｃｂ−Ｃｒ平面上の７つの二進分割平面による
Ｃｂ軸の分割を示す図である。

【図８】図７の分割カラー空間のＣｒ軸分割を示す図で
ある。

【図９】（Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ）ヒストグラムの各軸の量子
化／分割の各々と結合するルックアップテーブル・セッ
トを示す図である。

【図１０】図３のヒストグラムから得られた限界Ｃｒヒ
ストグラムを示す図である。

【図１１】クロミナンス領域Ｃｒ1 及びＣｒ2 をそれぞ
れ有するクロミナンス分割されたヒストグラムに分割さ
れる形態を示す図である。

【図１２】量子化されたＣｒクロミナンス値のルックア
ップテーブルを示す図である。

【図１３】図１１のクロミナンス分割されたヒストグラ
ムの輝度分割を示す図である。

【図１４】図１１のクロミナンス分割されたヒストグラ
ムの輝度分割を示す図である。

【図１５】図１１のクロミナンス分割されたヒストグラ
ムの輝度分割を示す図である。

【図１６】量子化された輝度−クロミナンス小領域のル
ックアップテーブルを示す図である。

【図１７】算出された重心値を管状にするパレットカラ
ーマップを示す図である。

【図１８】図２及び図３の画像アレイの画素の各々を、
図１６の分割されたヒストグラムのそれぞれの輝度−ク
ロミナンス小領域の数値の１つと空間的に結合させ、図
１６のルックアップテーブルにおいて製表された図であ
る。

【図１９】パレットのカラーコードが、画像出力装置の
ＲＧＢポートと結合するそれぞれのＤ−Ａ変換器を駆動
するルックアップテーブルによって、それらの２４ビッ
トカラー値にマップ化されるビデオメモリの結合関係を
示す図である。

【符号の説明】

１２スキャナ１４ホストコンピュータ及ＶＤＴ１６ディスプレイ装置１８Ｄ−Ａ変換器

フロントページの続き (72)発明者スヤガラジャンバラスブラマニアンアメリカ合衆国インディアナ州ウェストラファイエットノースリバーロード 400 ＃1313

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１デジタルカラー画像を、第２デジタ
ルカラー画像に変換する方法であって、上記第１デジタ
ルカラー画像は、第１のコード化されたカラー解像度の
第１の輝度及びクロミナンスのそれぞれのコードにコー
ド化された各画素のカラー成分を有し、また上記第２デ
ジタルカラー画像は、前記第１デジタルカラー画像のカ
ラー解像度とは異なる第２のコード化されたカラー解像
度でコード化された各画素のカラー成分と、人間視覚シ
ステムに好適な画質を有するカラー画像を再形成するよ
うに選定されたカラーコードと、を有していて、（ａ）前記第１デジタルカラー画像を、複数の空間的に
隣接する画素グループに細分割する工程と、（ｂ）工程（ａ）において細分割された各画素グループ
に対して、それに結合する第１輝度代表コードから、輝
度アクティビティ値を得る工程と、（ｃ）前記第１の輝度及びクロミナンスのそれぞれのコ
ードのヒストグラムを生成する工程と、（ｄ）工程（ｂ）において得られた前記輝度アクティビ
ティ値を、工程（ｃ）において生成された前記ヒストグ
ラムと結合する工程と、（ｅ）前記ヒストグラムを、前記第１デジタルカラー画
像の前記クロミナンス成分と結合する軸に沿って、前記
ヒストグラムのクロミナンス成分に基づき、ヒストグラ
ム・クロミナンス領域に分割する工程と、（ｆ）前記ヒストグラム・クロミナンス領域を、前記第
１デジタルカラー画像の前記クロミナンス成分と結合す
る軸に沿って、前記ヒストグラム・クロミナンス領域内
の前記輝度アクティビティ値の配分に基づき、ヒストグ
ラム・輝度−クロミナンス領域に分割する工程と、（ｇ）各前記ヒストグラム・クロミナンス及び輝度領域
に対して、クロミナンス成分及び輝度アクティビティが
それぞれ前記ヒストグラム・クロミナンス及び輝度領域
内に分配される態様で、クロミナンス及び輝度出力コー
ドのセットを得る工程と、（ｈ）工程（ｇ）において得られた前記クロミナンス及
び輝度出力コードに従って、第２デジタルカラー画像の
画素のカラー成分を画定する工程と、を含んでいること
を特徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項２】請求項１項記載の方法において、前記工程（ｈ）は、前記ヒストグラム・クロミナンス領
域と結合するクロミナンス値への前記第１デジタルカラ
ー画像の前記クロミナンス成分の量子化に従って、前記
第２デジタルカラー画像の画素に対するクロミナンス及
び輝度出力コードのマップを生成する工程を含んでいる
ことを特徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項３】請求項２項記載の方法において、前記工程（ｈ）は、前記第１デジタルカラー画像の各画
素のカラー成分が、それを介してコード化される前記輝
度代表コードに従って、前記クロミナンス及び輝度出力
コードのマップを生成する工程を含んでいることを特徴
とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項４】請求項１項記載の方法において、（ｉ）前記第２デジタルカラー画像の前記クロミナンス
及び輝度出力コードのマップを、カラー出力画像が形成
されるカラー画像再形成装置に適用するために、出力カ
ラーコードセットへ伝送する工程を、更に含んでいるこ
とを特徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項５】デジタルカラー画像の前記カラー成分を
量子化する方法であって、（ａ）前記デジタルカラー画像の前記カラー成分が、そ
れを介して画定される指定カラー座標に関して、前記デ
ジタルカラー画像の画素のカラー成分のヒストグラムを
生成する工程と、（ｂ）前記ヒストグラムを複数のカラー空間領域に細分
割するように、そのヒストグラムの座標軸に沿って、該
ヒストグラムの順次積・コード分割を行う工程と、（ｃ）前記ヒストグラムが工程（ｂ）において細分割さ
れる各前記カラー空間領域に対して、その領域のカラー
空間内容を代表するそれぞれの出力コードを得る工程
と、を含んでいることを特徴とするデジタルカラー画像
の量子化方法。
【請求項６】請求項５項記載の方法において、（ｄ）前記ヒストグラムは、工程（ｃ）において得られ
た出力コードのそれぞれを、前記デジタルカラー画像の
画素と空間的に対応する出力画像の画素と結合する工程
を、更に含んでいることを特徴とするデジタルカラー画
像の量子化方法。
【請求項７】請求項６項記載の方法において、（ｅ）前記出力画像のそれぞれのコードを、カラー出力
画像を形成するカラー画像再形成装置に適用するため
に、出力カラーコードに変換する工程を、更に含んでい
ることを特徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項８】請求項５項記載の方法において、工程（ａ）において生成された前記ヒストグラムの少な
くとも１つの前記指定カラー座標は、前記デジタルカラ
ー画像の少なくとも１つの前記指定カラー座標がコード
化されるデジタル解像度よりも低いデジタル解像度に予
備量子化されることを特徴とするデジタルカラー画像の
量子化方法。
【請求項９】請求項８項記載の方法において、前記デジタルカラー画像の前記指定カラー座標は、前記
デジタルカラー画像がコード化された前記カラー空間の
クロミナンス及び輝度座標のそれぞれに対応することを
特徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項１０】請求項９項記載の方法において、工程（ａ）において生成された前記ヒストグラムの少な
くとも１つの指定カラー座標は、クロミナンス座標を含
んでいることを特徴とするデジタルカラー画像の量子化
方法。
【請求項１１】請求項１０項記載の方法において、前記デジタルカラー画像の前記指定カラー座標は、前記
デジタルカラー画像がコード化された前記カラー空間の
輝度座標及び一対のクロミナンス座標に対応し、また工
程（ａ）において生成された前記ヒストグラムの少なく
とも１つの指定カラー座標は、各クロミナンス座標を含
んでいることを特徴とするデジタルカラー画像の量子化
方法。
【請求項１２】請求項５項記載の方法において、前記デジタルカラー画像の前記指定カラー座標は、前記
デジタルカラー画像がコード化された前記カラー空間の
輝度座標及び一対のクロミナンス座標に対応し、また工
程（ａ）において生成された前記ヒストグラムの各指定
カラー座標は、前記デジタルカラー画像がコード化され
るデジタル解像度よりも低いデジタル解像度に予備量子
化され、そして工程（ａ）において生成された前記ヒス
トグラムの前記輝度座標は、前記デジタルカラー画像と
同一のデジタル解像度を有していることを特徴とするデ
ジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項１３】請求項５項記載の方法において、前記デジタルカラー画像の前記カラー空間の前記指定カ
ラー座標は、輝度座標及び一対のクロミナンス座標に対
応し、その座標軸に沿った前記ヒストグラムの順次積・
コード分割を行う工程（ｂ）は、前記クロミナンス座標
を順次分割する工程を有し、その後該クロミナンス座標
を分割することを特徴とするデジタルカラー画像の量子
化方法。
【請求項１４】請求項５項記載の方法において、前記デジタルカラー画像の前記カラー空間の前記指定カ
ラー座標は、輝度座標及び一対のクロミナンス座標に対
応し、また前記ヒストグラムの順次積・コード分割を行
う工程（ｂ）は、分割されるべきそれぞれの軸部分に対
する前記ヒストグラムの変動値に依存する分割基準に従
って、該ヒストグラムの順次二進分割を行う工程を含ん
でいることを特徴とするデジタルカラー画像の量子化方
法。
【請求項１５】請求項１３項記載の方法において、工程（ｂ）は、前記デジタルカラー画像の空間アクティ
ビティ特性に依存する分割基準を用いて、前記輝度軸を
順次分割する工程を含んでいることを特徴とするデジタ
ルカラー画像の量子化方法。
【請求項１６】請求項５項記載の方法において、デジタルカラー画素のサブ−アレイを形成するための前
記デジタルカラー画像を細標本化する予備工程を含んで
いて、工程（ａ）〜工程（ｃ）がその細標本化されたデ
ジタルカラー画像に関して行われることを特徴とするデ
ジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項１７】請求項５項記載の方法において、工程（ｃ）は、前記ヒストグラムの各座標軸に対して、
前記デジタルカラー画像の各軸に量子化されたカラー成
分を、量子化されたカラー空間領域と結合させる各ルッ
クアップテーブルを生成する工程を含んでいることを特
徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項１８】請求項５項記載の方法において、工程（ａ）は、前記デジタルカラー画像の前記カラー空
間アクティビティの１次元ヒストグラムの形態で前記ヒ
ストグラム生成する工程を含んでいて、各１次元ヒスト
グラムの成分は、前記デジタル画像の前記カラー成分が
それを介して画定されるカラー座標の１つに対して引用
されることを特徴とするデジタルカラー画像の量子化方
法。
【請求項１９】請求項１８項記載の方法において、工程（ｂ）は、前記ヒストグラムを、複数のカラー空間
領域に細分割するように、それらの結合したそれぞれの
座標軸に沿って、前記１次元ヒストグラムの順次積・コ
ード分割を行う工程を含んでいることを特徴とするデジ
タルカラー画像の量子化方法。
【請求項２０】請求項５項記載の方法において、工程（ａ）は、その１つが更なるカラー空間座標のカラ
ー座標値の範囲と結合するカラー空間座標・データエン
トリーの２次元アレイを生成する工程を含んでいること
を特徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項２１】それぞれが、画素アレイから構成され
るデジタルカラーのカラー成分を代表する複数のカラー
コードを生成する方法であって、そのカラー成分が指定
カラーコード解像度にデジタル化され、（ａ）前記デジタルカラー画像の前記カラー成分が、そ
れを介して画定される指定カラー座標に関して、前記デ
ジタルカラー画像の画素のカラー成分のヒストグラムを
生成する工程と、（ｂ）そのヒストグラムの座標軸に沿って、該ヒストグ
ラムの順次積・コード分割を行うことによって、ヒスト
グラムの前記カラー成分を、複数のカラーセルに分割す
る工程と、（ｃ）前記ヒストグラムが、工程（ｂ）においてそれに
分割された前記カラーセルに対して、そのセルのカラー
空間内容を代表する各カラーコードを生成する工程と、
を含んでいることを特徴とするデジタルカラー画像の量
子化方法。
【請求項２２】請求項２１項記載の方法において、工程（ｃ）は、そのセルの前記カラー空間の重心を代表
する各カラーコードを生成する工程を含んでいることを
特徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項２３】請求項２１項記載の方法において、工程（ｃ）は、前記ヒストグラムの各座標に対して、前
記デジタルカラー画像の各座標に対する前記量子化され
たカラー成分を、その量子化された座標値と結合する各
ルックアップテーブルを生成する工程を含んでいること
を特徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項２４】請求項２３項記載の方法において、工程（ｃ）は、前記ルックアップテーブルを継続接続
し、そこから、前記デジタルカラー画像の画素の前記カ
ラー成分に対応して、該デジタルカラー画像の前記カラ
ー成分を代表する各カラーコードを生成する工程を含ん
でいることを特徴とするデジタルカラー画像の量子化方
法。
【請求項２５】請求項２１項記載の方法において、（ｄ）工程（ｃ）において生成された前記カラーコード
のそれぞれを、前記デジタルカラー画像の前記画素に空
間的に対応する出力画像の画素と結合する工程を、更に
含んでいることを特徴とするデジタルカラー画像の量子
化方法。
【請求項２６】請求項２５項記載の方法において、（ｅ）前記出力画像のそれぞれの前記カラーコードを、
カラー出力画像を形成するカラー画像再形成装置に適用
するために出力カラーコードに変換する工程を、更に含
んでいることを特徴とするデジタルカラー画像の量子化
方法。
【請求項２７】請求項２１項記載の方法において、工程（ａ）において生成された前記ヒストグラムの少な
くとも１つの座標軸は、前記デジタルカラー画像の少な
くとも１つの座標がコード化されるデジタル解像度より
も低いデジタル解像度に予備量子化されることを特徴と
するデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項２８】請求項２７項記載の方法において、前記デジタルカラー画像の座標は、該デジタルカラー画
像がコード化されたそれぞれのクロミナンス及び輝度座
標に対応することを特徴とするデジタルカラー画像の量
子化方法。
【請求項２９】請求項２１項記載の方法において、前記デジタルカラー画像の座標は、前記デジタルカラー
画像がコード化された前記カラー空間の輝度座標及び一
対のクロミナンス座標に対応し、また工程（ａ）におい
て生成された前記ヒストグラムの各クロミナンス座標
は、前記デジタルカラー画像がコード化されるデジタル
解像度よりも低いデジタル解像度に予備量子化され、そ
して工程（ａ）において生成された前記ヒストグラムの
前記輝度座標は、前記デジタルカラー画像と同一のデジ
タル解像度を有していることを特徴とするデジタルカラ
ー画像の量子化方法。
【請求項３０】請求項２１項記載の方法において、前記デジタルカラー画像の前記カラー空間の座標は、輝
度座標及び一対のクロミナンス座標に対応し、またその
座標軸に沿った前記ヒストグラムの順次積・コード分割
を行うことによって、前記ヒストグラムの前記カラー成
分の量子化を行う工程（ｂ）は、分割されるべきそれぞ
れの軸部分に対する前記ヒストグラム内容の変動値に依
存する分割基準に従って、該ヒストグラムの順次二進分
割を行う工程を含んでいることを特徴とするデジタルカ
ラー画像の量子化方法。
【請求項３１】請求項３０項記載の方法において、工程（ｂ）は、前記クロミナンス座標を順次分割する工
程を有し、その後該クロミナンス座標を分割することを
特徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項３２】請求項３１項記載の方法において、工程（ｂ）は、前記デジタルカラー画像の空間アクティ
ビティ特性に依存する分割基準を用いて、前記輝度軸を
順次分割する工程を含んでいることを特徴とするデジタ
ルカラー画像の量子化方法。
【請求項３３】請求項２１項記載の方法において、その座標軸に沿った前記ヒストグラムの順次積・コード
分割を行う工程（ｂ）は、分割される軸に直交するそれ
ぞれの平面に沿って、前記軸の順次二進分割を行う工程
を含んでいることを特徴とするデジタルカラー画像の量
子化方法。
【請求項３４】請求項２１項記載の方法において、デジタルカラー画素のサブ−アレイを形成するための前
記デジタルカラー画像を細標本化する予備工程を含んで
いて、工程（ａ）〜工程（ｃ）がその細標本化されたデ
ジタルカラー画像に関して行われることを特徴とするデ
ジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項３５】請求項２１項記載の方法において、工程（ａ）は、前記デジタルカラー画像の前記カラー空
間アクティビティの１次元ヒストグラムの形態で前記ヒ
ストグラム生成する工程を含んでいて、各１次元ヒスト
グラムの成分は、前記デジタル画像の前記カラー成分が
それを介して画定されるカラー座標の１つに対して引用
されることを特徴とするデジタルカラー画像の量子化方
法。
【請求項３６】請求項３５項記載の方法において、工程（ｂ）は、前記１次元ヒストグラムを、複数のカラ
ーセルに細分割するように、それらの結合したそれぞれ
の座標軸に沿って、前記１次元ヒストグラムの順次積・
コード分割を行う工程を含んでいることを特徴とするデ
ジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項３７】請求項２１項記載の方法において、工程（ａ）は、その１つが更なるカラー空間座標のカラ
ー座標値の範囲と結合するカラー空間座標・データエン
トリーの２次元アレイを生成する工程を含んでいること
を特徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項３８】多次元座標システムを有するデータベ
クトル構造を量子化するための装置であって、ルックア
ップテーブルの出力が、第（ｉ＋１）番目のルックアッ
プテーブルにおけるエントリーに対するポインタとなる
ように、順次連結された複数のルックアップテーブルを
備え、該複数のルックアップテーブルのそれぞれが、前
記データベクトル構造の前記多次元座標システムのそれ
ぞれの軸と結合され、そして最後のルックアップテーブ
ルの出力が、量子化されたデータ構造値を代表する複数
ビットコードとなることを特徴とするデジタルカラー画
像の量子化装置。
【請求項３９】請求項３８項記載の装置において、前記データベクトル構造が、デジタルカラー画像カラー
空間を代表することを特徴とするデジタルカラー画像の
量子化装置。
【請求項４０】請求項３８項記載の装置において、前記データベクトル構造が、デジタルカラー画像カラー
空間の輝度及びクロミナンス座標を代表することを特徴
とするデジタルカラー画像の量子化装置。
【請求項４１】請求項３８項記載の装置において、前記データベクトル構造が、デジタルカラー画像カラー
空間のそれぞれの輝度及びクロミナンス座標を代表し、
第ｉ番目のルックアップテーブルが、前記デジタルカラ
ー画像カラー空間のクロミナンス座標と結合し、また第
（ｉ＋ｊ）番目のルックアップテーブルが、前記デジタ
ルカラー画像カラー空間の輝度座標と結合し、そして最
後のルックアップテーブルの出力が、デジタルカラー画
像カラー空間のカラーを代表する複数ビットコードとな
ることを特徴とするデジタルカラー画像の量子化装置。
【請求項４２】請求項３８項記載の装置において、前記ベクトル構造が、デジタルカラー画像カラー空間を
代表し、各ルックアップテーブルは、前記デジタルカラ
ー画像カラー空間の座標の指定された量子化を代表する
コードを、そのエントリーポインタの一部として、受信
するように、連結されていることを特徴とするデジタル
カラー画像の量子化装置。
【請求項４３】請求項４２項記載の装置において、前記デジタルカラー画像カラー空間の座標の指定された
量子化は、複数のカラー領域への、その座標軸に沿った
前記カラー空間の順次積コード分割に対応することを特
徴とするデジタルカラー画像の量子化装置。
【請求項４４】請求項３８項記載の装置において、各ルックアップテーブルは、前記データベクトル構造の
座標の指定された量子化を代表するコードを、そのエン
トリーポインタの一部として、受信するように、連結さ
れ、前記データベクトル構造の座標の指定された量子化
は、複数のデータベクトル構造領域への、その座標軸に
沿った前記データベクトル構造の順次積コード分割に対
応することを特徴とするデジタルカラー画像の量子化装
置。
【請求項４５】多次元座標システムを有するデータベ
クトル構造を量子化する方法であって、（ａ）それぞれが、前記データベクトル構造の前記多次
元座標システムのそれぞれの軸と結合される複数のルッ
クアップテーブルを形成する工程と、（ｂ）ルックアップテーブルの出力が、第（ｉ＋１）番
目のルックアップテーブルにおけるエントリーに対する
ポインタとなるように、前記ルックアップテーブルを順
次連結し、最後のルックアップテーブルの出力が、量子
化されたデータ構造値を代表する複数ビットコードとな
る工程と、を含んでいることを特徴とするデジタルカラ
ー画像の量子化方法。
【請求項４６】請求項４５項記載の方法において、各ルックアップテーブルは、前記データベクトル構造の
座標の指定された量子化を代表するコードを、そのエン
トリーポインタの一部として、受信するように連結さ
れ、前記データベクトル構造の座標の指定された量子化
は、複数のデータベクトル構造領域への、その座標軸に
沿った前記データベクトル構造の順次積コード分割に対
応することを特徴とするデジタルカラー画像の量子化方
法。
【請求項４７】請求項４５項記載の方法において、前記データベクトル構造が、デジタルカラー画像カラー
空間を代表することを特徴とするデジタルカラー画像の
量子化方法。
【請求項４８】請求項４５項記載の方法において、前記データベクトル構造が、デジタルカラー画像カラー
空間の輝度及びクロミナンス座標を代表することを特徴
とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項４９】請求項４５項記載の装置において、前記データベクトル構造が、デジタルカラー画像カラー
空間のそれぞれの輝度及びクロミナンス座標を代表し、
第ｉ番目のルックアップテーブルが、前記デジタルカラ
ー画像カラー空間のクロミナンス座標と結合し、また第
（ｉ＋ｊ）番目のルックアップテーブルが、前記デジタ
ルカラー画像カラー空間の輝度座標と結合し、そして最
後のルックアップテーブルの出力が、デジタルカラー画
像カラー空間のカラーを代表する複数ビットコードとな
ることを特徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項５０】請求項４５項記載の装置において、前記ベクトル構造が、デジタルカラー画像カラー空間を
代表し、各ルックアップテーブルは、前記デジタルカラ
ー画像カラー空間の座標の指定された量子化を代表する
コードを、そのエントリーポインタの一部として、受信
するように連結されていることを特徴とするデジタルカ
ラー画像の量子化方法。
【請求項５１】その成分が、指定された解像度に量子
化される画素アレイから成るデジタルカラー画像を用い
るために、前記アレイの前記画素の前記カラー成分がそ
れによって画定され得る多次元カラー空間構造を量子化
する方法であって、（ａ）前記デジタルカラー画像の前記多次元カラー空間
を代表する多次元データ構造を形成する工程と、（ｂ）その少なくとも１つの座標軸に沿って、複数のカ
ラーセルへ前記多次元データ構造を順次積コード分割す
る工程と、を含んでいることを特徴とするデジタルカラ
ー画像の量子化方法。
【請求項５２】請求項５１項記載の方法において、工程（ｂ）は、その各座標軸に沿って、複数の多次元カ
ラーセルへ前記多次元データ構造を順次積コード分割す
る工程を、更に含んでいることを特徴とするデジタルカ
ラー画像の量子化方法。
【請求項５３】請求項５２項記載の方法において、工程（ａ）は、前記デジタルカラー画像を代表する輝
度，クロミナンス・カラー空間と結合する輝度，クロミ
ナンス・カラー空間を形成する工程を含み、また工程
（ｂ）は、その各クロミナンス及び輝度座標軸に沿っ
て、各々が前記デジタルカラー画像の量子化値と結合す
る複数のカラーセルへ、前記輝度，クロミナンス構造を
順次積コード分割する工程を含んでいることを特徴とす
るデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項５４】請求項５１項記載の方法において、（ｃ）前記データ構造が、工程（ｂ）においてそれに分
割された各セルに対して、そのセルのカラー空間内容を
代表するそれぞれのカラーコードを生成する工程を、更
に含んでいることを特徴とするデジタルカラー画像の量
子化方法。
【請求項５５】請求項５４項記載の方法において、工程（ｃ）は、そのセルの前記カラー空間内容の重心を
代表する各カラーコードを生成する工程を含んでいるこ
とを特徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項５６】請求項５４項記載の方法において、工程（ｃ）は、前記データ構造の各座標に対して、前記
デジタルカラー画像の各座標に対する前記量子化された
カラー成分を、その量子化された座標値と結合する各ル
ックアップテーブルを生成する工程を含んでいることを
特徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項５７】請求項５６項記載の方法において、工程（ｃ）は、前記ルックアップテーブルを順次連結
し、そこから、前記デジタルカラー画像の画素の前記カ
ラー成分に対応して、該デジタルカラー画像の前記カラ
ー成分を代表する各カラーコードを生成する工程を含ん
でいることを特徴とするデジタルカラー画像の量子化方
法。
【請求項５８】請求項５１項記載の方法において、工程（ａ）において生成された前記多次元データ構造の
少なくとも１つの座標は、前記デジタルカラー画像の少
なくとも１つの座標がコード化されるデジタル精度より
も低いデジタル精度に予備量子化されることを特徴とす
るデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項５９】請求項５８項記載の方法において、予備量子化された座標軸は、人間視覚システムの感度
が、前記多次元データ構造の別の座標軸に従って減少さ
れる前記多次元データ構造の座標軸に対応することを特
徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項６０】請求項５９項記載の方法において、予備量子化された座標軸は、人間視覚システムの感度
が、前記データ構造の輝度座標軸に従って減少される輝
度−クロミナンスデータ構造のクロミナンス座標軸に対
応することを特徴とするデジタルカラー画像の量子化方
法。
【請求項６１】指定されたカラーコード精度にデジタ
ル化される画素アレイから成るデジタルカラー画像のカ
ラー成分を量子化する方法であって、その改良は、前記
デジタルカラー画像の多次元カラー空間を代表する多次
元データ構造を形成する工程を含み、前記多次元データ
構造の少なくとも１つの座標は、前記デジタルカラー画
像の少なくとも１つのカラー座標がコード化されるデジ
タル精度よりも低いデジタル精度に予備量子化されるこ
とを特徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項６２】請求項６１項記載の方法において、予備量子化された座標軸は、人間視覚システムの感度
が、前記多次元データ構造の別の座標軸に従って減少さ
れる前記多次元データ構造の座標軸に対応することを特
徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項６３】請求項６１項記載の方法において、予備量子化された座標軸は、人間視覚システムの感度
が、前記データ構造の輝度座標軸に従って減少される輝
度−クロミナンス・データ構造のクロミナンス座標軸に
対応することを特徴とするデジタルカラー画像の量子化
方法。
【請求項６４】そのカラー成分が、指定された解像度
に量子化される画素アレイから成るデジタルカラー画像
を用いるために、前記アレイの前記画素の前記カラー成
分がそれによって画定され得る多次元カラー空間構造を
量子化する方法であって、（ａ）前記デジタルカラー画像の前記多次元カラー空間
を代表する多次元データ構造を形成する工程と、（ｂ）その軸に沿った前記前記デジタルカラー画像の空
間アクティビティ特性に依存する軸分割基準を用いて、
その少なくとも１つの座標軸に沿って、複数のカラーセ
ルへ、前記多次元データ構造を順次積コード分割する工
程と、を含んでいることを特徴とするデジタルカラー画
像の量子化方法。
【請求項６５】請求項６４項記載の方法において、工程（ａ）は、前記デジタルカラー画像を代表する輝
度，クロミナンス・カラー空間と結合する輝度，クロミ
ナンスデータ構造を形成する工程を含み、また工程
（ｂ）は、その各クロミナンス及び輝度座標軸に沿っ
て、各々が前記デジタルカラー画像の量子化値と結合す
る複数のカラーセルへ、前記輝度，クロミナンス・デー
タ構造を順次積コード分割する工程を含み、前記多次元
データ構造のその輝度座標軸に沿った複数のセルへの分
割は、輝度軸に沿った前記デジタルカラー画像の空間ア
クティビティ特性に依存する軸分割基準を用いることを
特徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項６６】請求項６４項記載の方法において、前記デジタルカラー画像の前記カラー空間の座標は、輝
度座標及び一対のクロミナンス座標に対応し、また工程
（ｂ）は、分割されるべき軸部分に対する前記データ構
造内容の変動値に依存する分割基準に従って、その輝度
及びクロミナンス座標軸に沿って、前記データ構造の順
次二進分割を行うことによって、対応する輝度−クロミ
ナンス・データ構造を分割する工程を含んでいて、輝度
座標軸に沿った複数のセルへの前記輝度，クロミナンス
・データ構造の分割は、前記輝度軸に沿った前記データ
構造内容の変動値の空間アクティビティ重みに依存する
分割基準を用いることを特徴とするデジタルカラー画像
の量子化方法。
【請求項６７】複座標データベクトル構造を量子化す
るための方法であって、（ａ）前記複座標データ構造の第１の座標軸上に、その
データ構造成分を現出させることによって、第１の１次
元データベクトル構造を生成する工程と、（ｂ）前記第１の１次元データベクトル構造を、第１の
複数の１次元データベクトル構造領域に反復的に分割す
る工程と、（ｃ）工程（ｂ）において分割された前記第１の複数の
１次元データベクトル構造領域の各々に対して、前記複
座標データベクトル構造の第２の座標軸上に、前記第１
の複数の１次元データベクトル構造領域内に含まれる前
記複座標データ構造の成分を現出させることによって、
それぞれの結合した第２の１次元データベクトル構造を
生成する工程と、（ｄ）工程（ｃ）において生成された前記第２の１次元
データベクトル構造を、第２の複数の１次元データベク
トル構造領域に反復的に分割する工程と、を含んでいる
ことを特徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項６８】請求項６７項記載の方法において、（ｅ）工程（ｄ）において反復的に分割された第２の複
数の１次元データベクトル構造領域の各々にそれぞれ結
合する複数のコードを生成するための工程を、更に含ん
でいることを特徴とするデジタルカラー画像の量子化方
法。
【請求項６９】請求項６７項記載の方法において、（ｅ）工程（ｄ）において分割された第２の複数の１次
元データベクトル構造領域の各々に対して、前記多次元
データベクトル構造の第３の座標軸上に、前記第２の複
数の１次元データベクトル構造領域内に含まれる前記複
座標データ構造の成分を現出させることによって、それ
ぞれの結合した第３の１次元データベクトル構造を生成
する工程と、（ｆ）工程（ｅ）において生成された前記第３の１次元
データベクトル構造を、第３の複数の１次元データベク
トル構造領域に反復的に分割する工程と、を更に含んで
いることを特徴とするデジタルカラー画像の量子化方
法。
【請求項７０】請求項６９項記載の方法において、（ｇ）工程（ｆ）において反復的に分割された第３の複
数の１次元データベクトル構造領域の各々にそれぞれ結
合する複数のコードを生成する工程を、更に含んでいる
ことを特徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項７１】請求項６７項記載の方法において、前
記複座標データ構造は、デジタルカラー画像のカラー成
分が、画素アレイを構成する多次元カラー空間構造を備
え、前記画素アレイのカラー成分が、指定されたカラー
コード解像度に量子化されることを特徴とするデジタル
カラー画像の量子化方法。
【請求項７２】請求項７１項記載の方法において、前
記複座標データベクトル構造は、デジタルカラー画像の
カラー成分が、画素アレイを構成する３次元カラー輝度
−クロミナンス・ヒストグラムを備え、前記画素アレイ
のカラー成分が、指定されたカラーコード解像度に量子
化されることを特徴とするデジタルカラー画像の量子化
方法。
【請求項７３】請求項７２項記載の方法において、工程（ａ）は、前記輝度−クロミナンス・ヒストグラム
の第１のクロミナンス軸上に、その成分を現出させるこ
とによって、第１の１次元輝度−クロミナンス・ヒスト
グラムを生成する工程を含み、工程（ｂ）は、前記第１の１次元輝度−クロミナンス・
ヒストグラムを、第１の複数の１次元輝度−クロミナン
ス領域に反復的に分割する工程を含み、工程（ｃ）は、工程（ｂ）において分割された前記第１
の複数の１次元輝度−クロミナンス領域の各々に対し
て、前記３次元カラー輝度−クロミナンス・ヒストグラ
ム軸上に、前記第１の複数の１次元輝度−クロミナンス
・ヒストグラム領域内に含まれる前記輝度−クロミナン
ス・ヒストグラムの成分を現出させることによって、そ
れぞれの結合した第２の１次元輝度−クロミナンス・ヒ
ストグラムを生成する工程を含み、そして工程（ｄ）は、工程（ｃ）において生成された前
記第２の１次元輝度−クロミナンス・ヒストグラムを、
第２の複数の１次元輝度−クロミナンス・ヒストグラム
領域に反復的に分割する工程を含んでいることを特徴と
するデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項７４】請求項７３項記載の方法において、（ｅ）工程（ｄ）において分割された第２の複数の１次
元輝度−クロミナンス・ヒストグラム領域の各々に対し
て、前記３次元カラー輝度−クロミナンス・ヒストグラ
ムの輝度軸上に、前記第２の複数の１次元輝度−クロミ
ナンス・ヒストグラム領域内に含まれる前記輝度−クロ
ミナンス座標データ構造の成分を現出させることによっ
て、それぞれの結合した第３の１次元輝度−クロミナン
ス・ヒストグラムを生成する工程と、（ｆ）工程（ｅ）において生成された前記第３の１次元
輝度−クロミナンス・ヒストグラムを、第３の複数の１
次元輝度−クロミナンス・ヒストグラム領域に反復的に
分割する工程と、を更に含んでいることを特徴とするデ
ジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項７５】請求項７４項記載の方法において、工程（ｂ），工程（ｄ）及び工程（ｆ）は、分割される
べきそれぞれの軸部分に対する前記１次元ヒストグラム
の内容の変動値に依存する分割基準に従って、１次元輝
度−クロミナンス・ヒストグラムの順次二進分割を行う
ことによって、対応する１次元輝度−クロミナンス・ヒ
ストグラムを分割する工程を含んでいて、輝度座標軸に
沿った複数のセルへの前記第３の１次元輝度−クロミナ
ンス・ヒストグラムの分割は、前記輝度軸に沿った前記
輝度−クロミナンス・ヒストグラムの内容の変動値の空
間アクティビティ重みに依存する分割基準を用いること
を特徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項７６】複座標データベクトル構造を量子化す
るための方法であって、（ａ）それぞれが、前記複座標データベクトル構造の第
３の座標のデータ構造と結合するデータベクトルエント
リーの２次元アレイを生成する工程と、（ｂ）前記複座標データ構造の各データエントリーに対
して、前記データベクトルエントリーの２次元アレイを
アクセスし、そして前記第３の座標に沿って、前記デー
タエントリーの対応値を位置付ける工程と、を含んでい
ることを特徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項７７】請求項７６項記載の方法において、工程（ａ）は、二進木構造としての前記データ構造の前
記第３の座標のエントリー値を記憶する工程を含み、ま
た工程（ｂ）は、前記２次元アレイの前記第３の座標に
沿って二進探査を行うことによって、前記データエント
リーの対応値を位置付ける工程を含んでいることを特徴
とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項７８】請求項７６項記載の方法において、前記複座標データベクトル構造は、デジタルカラー画像
カラー空間を構成し、前記２次元アレイは、前記カラー
空間の各クロミナンス座標位置に対する輝度値の範囲を
カバーするカラーデータのルックアップテーブルである
ことを特徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項７９】請求項７６項記載の方法において、前記２次元アレイの少なくとも１つのカラー座標は、前
記デジタルカラー画像のカラー座標がコード化されるデ
ジタル精度よりも低いデジタル精度に予備量子化される
ことを特徴とするデジタルカラー画像の量子化方法。
【請求項８０】請求項７９項記載の方法において、工程（ａ）は、二進木構造としての前記データ構造の前
記第３の座標のエントリー値を記憶する工程を含み、ま
た工程（ｂ）は、前記２次元アレイの前記第３の座標に
沿って二進探査を行うことによって、前記データエント
リーの対応値を位置付ける工程を含んでいることを特徴
とするデジタルカラー画像の量子化方法。