JPH05328142A - 画像データ圧縮方法および画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＣＬＵＴ（カラールックアップテーブル）を
用いて作成したビットマップの隣接画素間の差分を小さ
な値に偏らせることにより、ビットマップの符号化効率
を向上させ、画像データの一層の圧縮を図る。 【構成】 原画像から代表色を選定しＣＬＵＴを構成す
る際に、連続する色番号が近い値の色データを持つよう
に色番号を割り当てる。次にＣＬＵＴに対応したビット
マップを作成し、隣接画素間の色番号の差分を求める。
差分が大きな値を取る場合、画質劣化を起こさない範囲
でビットマップの色番号を変更し、差分を小さな値に偏
らせる。そして、差分データに対してランレングス符号
化を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルカラー画像
の画像データを圧縮する画像データ圧縮方法及び圧縮さ
れた画像データを用いカラールックアップテーブルを参
照することにより自然画等のカラー画像を近似表示する
のに好適な画像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像データ圧縮方法の第１の従来例とし
て、特開平１−１１２２８４号公報に開示されたものを
挙げることができる。その内容は、画像を構成する各画
素の色を表す色データと、この色データが当該画像にお
いて何画素連続するかを示す長さデータの２種類を作成
し、かつ、前記各データ内にその種類を識別する識別情
報を設けて記憶媒体に記憶することを特徴とする方法で
ある。

【０００３】この方法によれば、全く同じ色が連続して
現れる可能性が高い画像、例えばアニメーション画のよ
うな画像に対しては、複数画素にわたる画像データを色
データ及び長さデータとして記憶できるため、圧縮効果
が高い。

【０００４】また、画像データ圧縮方法の第２の従来例
として、「最近の符号化技術の動向」テレビジョン学会
誌１９８９年（Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．１０，８５６頁〜
８５７頁）において論じられているものを挙げることが
できる。

【０００５】その内容は、画像を構成する画素の中で隣
接画素の間の、例えば輝度情報や色差情報などについて
の差分情報を、全ての画素に対して算出した後、その差
分情報のランレングス符号化を行って記憶媒体に記憶す
るというものである。この方法によれば、隣接画素の間
の差分が小さい値に偏って現れる可能性が高い画像、例
えば自然画のような画像に対しては、差分情報のランレ
ングス符号化の効率が高く、圧縮効果が高い。

【０００６】また、画像データ圧縮方法の第３の従来例
として、特開平２−１１６８９３号公報に開示されてい
るものを挙げることができる。その内容は、画像の色デ
ータが出現する頻度によっていくつかの代表色を決定
し、画像データを、代表色を番号で管理するカラールッ
クアップテーブル（以下、ＣＬＵＴと略記することがあ
る）と、画素ごとに代表色番号を与えて形成したビット
マップとで表すものである。

【０００７】ここで、カラールックアップテーブル（Ｃ
ＬＵＴ）というのは、もう少し具体的に説明すると、こ
ういうものである。即ち、単位画素を表す色データとし
て、該画素を構成するＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の
３原色の各輝度データの集合として表される第１の色デ
ータと、それに１対１の関係で対応するものとして人為
的に定めた色番号である第２の色データと、の対応テー
ブルを予め作り、これをカラールックアップテーブル
（ＣＬＵＴ）と云うのである。

【０００８】第１の色データは、単位画素毎にＲ，Ｇ，
Ｂの３原色の各輝度データの集合であるから、３原色の
各輝度データを仮に４ビットで表現するものとすると、
単位画素毎に１２ビット必要になる。この１２ビット必
要になる色データを色番号で表すものとして色番号を表
現するのに４ビットを用いるとすれば、１２ビット必要
になるところを４ビットで済ませ得るので１／３にデー
タ圧縮を行ったことになるわけである。

【０００９】そこで画像の色データが出現する頻度によ
っていくつかの代表色を決定し、その代表色について色
番号を定め、ＣＬＵＴを先ず作るのである。次に所与の
画像を各画素に分解し、各画素の色データ（３原色の各
輝度データ）を代表色に置き換え、更にその代表色を色
番号で置き換えることにより出来上がるのがビットマッ
プである（ここのビットとは画素に当たるわけであ
る）。従ってビットマップで画像データを圧縮した形で
保持し、ビットマップから各画素の色データ（３原色の
各輝度データ）を得るときにＣＬＵＴを参照するのであ
る。

【００１０】この方法によれば、各画素の色データは代
表色番号として記憶されるので、代表色の数が少ないほ
どデータ圧縮効果が高くなる。また、画像表示の際に
は、圧縮された画像データとしてのビットマップのみを
表示メモリに記憶させておいて用いればよいので、表示
メモリの容量を少なくする効果もある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の第１、
第２の例では、圧縮画像データを伸張した結果を、表示
モニタ等に表示するために、表示メモリに蓄えようとす
ると、その表示メモリのメモリ容量として大きいものを
必要とする。

【００１２】例えば表示画面の表示画素数が、横６４０
×縦４８０画素、各画素の色データがＲ，Ｇ，Ｂ各輝度
毎に８ビット（２５６階調）であるようなカラー画像の
場合、 ６４０×４８０×８×３＝７，３７２，８００ビット もの大きい容量の表示メモリが必要となる。

【００１３】これに対し、上記従来技術の第３の例で
は、例えば代表色として２５６色を選び、この代表色に
置き換えることでデータ圧縮を行えば、各画素の色デー
タは２５６種類（８ビット）の色番号で表すことができ
るので、上述の表示画像の場合、 ６４０×４８０×８ ＝２，４５７，６００ビット の小容量の表示メモリを用いればよい。

【００１４】ただし、記憶媒体に記憶する画像データも
同じ容量必要となるので（符号化することができないの
で）、その点では、第１、第２の例による方法よりも圧
縮効果が劣る場合もある。この様に、上記従来技術で
は、画像データを記憶する記憶媒体と、記憶媒体から読
み出した画像データを表示装置に表示するために蓄える
表示メモリの、それぞれにおいて必要とする記憶容量を
共に削減することができないものであった。

【００１５】本発明の目的は、記憶媒体と表示メモリの
それぞれの所要容量を共に削減することのできる画像デ
ータ圧縮方法および、そのような方法で圧縮された画像
データを用いて画像を表示する画像表示装置を提供する
ことにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明では、単位画素を表す色データとして、該画素を構
成する３原色の各輝度データの集合として表される如き
所要ビット量の多い第１の色データと、それに１対１の
関係で対応するものとして人為的に定めた色番号である
所要ビット量の少ない第２の色データと、の対応テーブ
ルをＣＬＵＴとして予め作成しておき、所与のカラー画
像の、各画素毎に求められる前記第１のデータを、前記
ＣＬＵＴを参照することにより、色番号である第２のデ
ータに変換し、それを前記カラー画像の形状に対応させ
て配置することにより作成したビットマップを、前記カ
ラー画像の画像データの圧縮データとして得る画像デー
タ圧縮方法において、

【００１７】得られたビットマップにおいて、隣り合う
画素のお互いの色番号の番号差が小さくなるように前記
ＣＬＵＴを予め作成するようにした。

【００１８】また上記画像データ圧縮方法において、前
記ＣＬＵＴにおける連続する色番号の、それぞれの色番
号に対応した前記第１の色データの、色番号順に隣り合
うもの同士でのデータ差が小さくなるように前記ＣＬＵ
Ｔを予め作成するようにした。

【００１９】更に上記画像データ圧縮方法において、前
記ＣＬＵＴにおける連続する色番号の、それぞれの色番
号に対応した前記第１の色データが、輝度の低い順から
高い順へ、或いは輝度の高い順から低い順へ、並べて色
番号に対応させた色データから成るようにした。

【００２０】また上記画像データ圧縮方法において、３
原色の各輝度を３次元として構成した色空間における３
次元座標により前記第１の色データを表すとき、前記Ｃ
ＬＵＴにおける第１の色データを、該色空間における相
互間の距離が近い順に選んで並べ、色番号に対応させる
ようにした。

【００２１】更に上記画像データ圧縮方法において、３
原色の各輝度を３次元として構成した色空間における３
次元座標により前記第１の色データを表すとき、該色空
間内で相互に最も離れた位置にある二つの色データを選
んで連続色番号を仮に割り当て、３つ目の色データは、
前記二つの色番号の中間に位置ずける形で改めて、前記
三つの色データに連続色番号を仮に割り当て、

【００２２】更に４つ目の色データは、連続色番号順に
沿う第１番目の色データと第２番目の色データとを結ぶ
第１の直線と、連続色番号順に沿う第２番目の色データ
と第３番目の色データとを結ぶ第２の直線と、のうち、
当該４つ目の色データから見て、近い方の直線を選び、
該直線の両端の色データの連続色番号の中間に位置ずけ
る形で改めて、前記四つの色データに連続色番号を仮に
割り当て、

【００２３】以後、５つ目以降の色データについては、
これを繰り返すことにより前記ＣＬＵＴを作成するよう
にした。

【００２４】上記画像圧縮方法において得られたビット
マップにおいて、隣接画素同士でお互いの色番号の差が
或るしきい値を超える場合、該しきい値内に色番号の差
が収まるように、一方の画素の色番号を他の色番号で置
き換えるが、その際、採り得る可能な色番号の中で、最
も近い色データをもつ色番号のものに置き換えることと
した。

【００２５】また上記画像圧縮方法において得られたビ
ットマップの隣接画素の色番号の差分情報を取り出して
符号化（例えば、ランレングス符号化）することによ
り、前記ビットマップで表される画像データのさらなる
圧縮を行うこととした。

【００２６】更に上記目的達成のため、本発明では、上
記画像データ圧縮方法において得られたビットマップの
符号化データを記憶する記憶手段と、該記憶手段から符
号化データを読み出し復号してビットマップとして出力
する読み出し復号手段と、該読み出し復号手段からの復
号出力であるビットマップを取り込んで格納する表示メ
モリと、ＣＬＵＴと、前記表示メモリから読み出したビ
ットマップを前記ＣＬＵＴを参照することにより色デー
タに変換して出力する色変換装置と、該色変換装置から
の色データを入力して表示する表示モニタと、により画
像表示装置を構成した。

【００２７】また本発明では、上記画像データ圧縮方法
において得られたビットマップを記憶する記憶手段と、
該記憶手段から読み出したビットマップの各画素の色番
号の特定桁のビットを特定の値にマスクして出力する読
み出しビットマスク手段と、該読み出しビットマスク手
段からのマスクされたビットマップを取り込んで格納す
る表示メモリと、ＣＬＵＴと、前記表示メモリから読み
出したマスクされたビットマップを前記ＣＬＵＴを参照
することにより色データに変換して出力する色変換装置
と、該色変換装置からの色データを入力して表示する表
示モニタと、により画像表示装置を構成した。

【００２８】

【作用】ビットマップの隣接画素の色番号の差が小さく
なるようにビットマップを作成することによって、隣接
画素の色番号の差が小さい値に偏ったビットマップが生
成される。このビットマップの差分情報に対してランレ
ングス符号化を用いたビットマップ圧縮を行うことによ
り、更に圧縮効率のよい圧縮画像データが得られる。

【００２９】また、カラー画像については、一般に、隣
接画素の色データは近い値をとるという特性がある。従
って、連続する色番号に対応した色データが近い値を取
るようにＣＬＵＴを構成し、このＣＬＵＴによってビッ
トマップを作成することによって、カラー画像のビット
マップの隣接画素の色番号の差は小さい値に偏る。

【００３０】また、ＣＬＵＴの色データを、輝度の低い
順から高い順、あるいは、高い順から低い順に並べて色
番号を対応させることによって、連続する色番号に対応
した色データの差が小さくなる。

【００３１】また、色空間における距離が近い順に並べ
て色番号を対応させることによって連続する色番号に対
応した色データの差を小さくする。

【００３２】また、始めに２つの色データに連続色番号
を割り当て、３つ目以降の色データは、連続色番号の色
データを両端とする色空間内の線分の内、もっとも距離
が近いものを選択し、その両端の色番号に挿入するよう
に色番号を順次割り当ててＣＬＵＴを構成することによ
って連続する色番号に対応した色データの差を小さくす
る。

【００３３】また、作成したビットマップの隣接画素の
色番号の差が或るしきい値よりも大きい場合に、該画素
の色番号を、しきい値内の色番号の中で最も近い色デー
タを持つ色番号に置き換えることによって、隣接画素の
色番号の差が小さい値に偏ったビットマップが生成され
る。

【００３４】また、上記画像データ圧縮方法を用いて作
成した圧縮ビットマップは記憶手段に格納され、該圧縮
ビットマップを記憶手段から読出して復号する手段を経
て、復号したビットマップデータが表示メモリに格納さ
れ、ＣＬＵＴを参照することにより色データに変換さ
れ、表示モニタに表示される。

【００３５】その際、読出して復号する手段に代えて読
み出しビットマスク手段を用いることにより、マスク処
理次第で、一つの表示メモリを領域分割してそれぞれに
偶数又は奇数の色番号を持つビットマップを書き込み、
ひいては表示することができる。

【００３６】

【実施例】以下、図を参照して本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の画像データ圧縮方法の一実施例を示
す説明図である。

【００３７】図１の（ａ）は原画像を示す説明図であ
り、原画像１００は、各画素２４ビット（Ｒ，Ｇ，Ｂ各
輝度それぞれ８ビット）の色データを持つ自然画像であ
る。原画像１００の一部分１０１は、６画素から成るも
のとして、その６画素の色データ１０２は、例えば、図
示のように（Ｒの輝度：９０，Ｇの輝度：４０，Ｂの輝
度：４０）、（Ｒの輝度：９１，Ｇの輝度：４０，Ｂの
輝度：４０）〜（Ｒの輝度：１０１，Ｇの輝度：４５，
Ｂの輝度：４４）などといった赤系統の色データ６種
類、６画素から成るものとして示してある。一般に、自
然画像においては、図示の例のように近傍の画素が近い
値の色データを持つ。

【００３８】ＣＬＵＴを用いて原画像の色データを圧縮
することにより得られる圧縮データの例が、図１の
（ｂ）に示されている。即ち、原画像１００で使用され
ている色データの出現頻度から、色データのヒストグラ
ムを作成することによって代表色２５６色（各色は２４
ビットの色データ）を選び、これらの各代表色に８ビッ
トの色番号を割り当てることで、代表色２５６色とそれ
に対応する色番号との対応テーブルであるＣＬＵＴが得
られる。

【００３９】一般に、限られた代表色で原画像相当の画
質を持つ色圧縮画像を得るために、ヒストグラムから代
表色を選定する時点で近傍色の選定を行わないように配
慮される。そして、この様にして決定されたＣＬＵＴを
参照し、原画像の各画素の色データを最も近い代表色の
色番号に置き換えることによって、圧縮画像のビットマ
ップが得られる。

【００４０】この様な手順で原画像１００から作成し
た、ＣＬＵＴの一部分が１０３であり、ビットマップが
１０４である。ＣＬＵＴ１０３では、代表色として選定
された色データが（Ｒ：９０，Ｇ：４０，Ｂ：４０），
（Ｒ：１０１，Ｇ：４５，Ｂ４４）の二つであるとする
とき、それぞれに割り当てた色番号がＮ１，Ｎ２である
ことを示している。

【００４１】更にビットマップ１０４について説明す
る。原画像１００は、少なくともその一部分１０１の色
データ１０２に示すような６種類の色データを持つが、
上述の様な理由でこれら６種類の色データが、２つの代
表色（Ｒ：９０，Ｇ：４０，Ｂ：４０），（Ｒ：１０
１，Ｇ：４５，Ｂ４４）の何れか、近い方の代表色に置
き換えられ、更にその置き換えられた代表色を、それに
対応した色番号（この場合Ｎ１かＮ２の何れか）で表現
することによりビットマップが得られるのである。

【００４２】ＣＬＵＴは、代表色とそれに対応した色番
号の対応テーブルであることは既に述べた。このように
して作成したビットマップ１０４の一部分１０５（ただ
し原画像の一部分１０１に相当する部分）は、１０６に
示すように色番号Ｎ１とＮ２を使って表される。何故な
らば、原画像の一部分１０１において、１０２に見られ
る如き、左から三つまでの画素（色データ）はＮ１で代
表され、右から三つまでの画素（色データ）はＮ２で代
表されるとしたからである。

【００４３】この様にして、各画素２４ビットの色デー
タから成る原画像につき、該原画像を構成する各画素
（２４ビットの色データ）を代表色の色データに置き換
え、更にＣＬＵＴを参照して、その各画素の代表色の色
データを色番号に置き換えることによりビットマップが
得られるわけで、各画素２４ビットの色データから成る
原画像をビットマップで表現したことによるデータ圧縮
比は、３：１となる（ただし、ＣＬＵＴのデータ容量が
ビットマップのそれと比較して無視できると仮定す
る）。

【００４４】また、隣接画素の色番号の差を算出する
と、例えば１０６に示す６画素からは１０７に示す５つ
の差分情報が得られる。自然画像をＣＬＵＴを用いてビ
ットマップに圧縮した場合、原画像において滑らかな色
変化をしている部分については、隣接画素の色番号が全
く同一になる場合が多く、例えば１０７に示すように、
差分情報の分布は０に偏る。

【００４５】従って、色番号の差分情報に対して、ファ
クシミリの技術分野で良く用いられているランレングス
符号化を行えば、分布が０に偏った部分に対して高いデ
ータ圧縮効果が得られる。

【００４６】ここで、本発明では、あらかじめ０以外の
差分情報が小さな値となるように、ＣＬＵＴを作成する
ときに、その色番号を並べておくようにするので、その
場合、差分情報の分布が小さな値に偏るため、更に高い
データ圧縮効果が得られる。

【００４７】例えば、図１においてＮ１とＮ２が連続番
号となるように（すなわちＮ２＝Ｎ１＋１となるよう
に）ＣＬＵＴを構成すれば（換言すれば、所与の原画像
についての代表色に割り当てる色番号の割り当て方を工
夫すれば）、１０７における色番号の差は０，０，１，
０，０となり、小さな値に偏る。

【００４８】同様の操作をビットマップの全部分に対し
て行えば、差分情報を小さな値に偏らせることができ
る。この様に、本発明によれば、画像表示を行うために
表示メモリに記憶しなくてはならないデータは、ビット
マップを構成するデータで済むので、原画像データをそ
のまま記憶する場合よりも少なくて済む。

【００４９】かつ、この圧縮画像データ（ビットマッ
プ）を記憶媒体に記録する際には、ランレングス圧縮し
たビットマップの差分情報（及びＣＬＵＴ）を記録すれ
ば良いので、効率のよいデータ圧縮効果が得られる。

【００５０】なお、本実施例において原画像１００の各
画素が２４ビットの色データを持ち、圧縮画像のビット
マップ１０４の各画素が８ビットの色番号を持つものと
して説明しているが、各々のビット数がこの他の値であ
ったとしても本発明の効果が同じであることは明らかで
ある。

【００５１】また、上述した実施例の説明において、ビ
ットマップにおける隣接画素間の差分情報が小さい値に
偏るようにＣＬＵＴを構成する（具体的には、代表色デ
ータと色番号の対応を定める）方法として、実際にビッ
トマップの全部分についての隣接画素間の差分情報を求
めながらＣＬＵＴを構成する方法を説明したが、連続す
る色番号の色データが近い値を取るようにＣＬＵＴを構
成する（代表色データと色番号の対応を定める）方法を
用いても同様の効果が得られる。

【００５２】それは、原画像の隣接画素が画像の境界部
分を除くと概ね近い色データを互いに持つという理由か
らである。この様にすれば、隣接画素の色データが近い
色番号に置き換わるので、結果としてビットマップの隣
接画素間の差分情報が小さい値に偏るという効果が得ら
れる。

【００５３】連続する色番号の色データが近い値を取る
ようにＣＬＵＴを構成する方法として、色番号を色デー
タの輝度順に割り当てる方法（図示せず）、色差順に割
り当てる方法（図示せず）や、例えば図２に示すような
色空間に置ける距離が近い順に割り当てる方法などを用
いることができる。

【００５４】図２は、原画像のヒストグラムから選定し
た代表色と色番号の対応を決めてＣＬＵＴを作成すると
きの、その対応ずけ、換言すれば、代表色が色番号に割
り当てられる割り当て方の一例を示す説明図である。

【００５５】図２の（ａ）は、３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の
各輝度を３次元として構成したＲＧＢ色空間２００と、
該色空間２００における代表色の分布例を示す説明図で
ある。色空間２００には、この例では、４つの代表色２
０１、２０２、２０３、２０４があり、それぞれ２４ビ
ット（Ｒ，Ｇ，Ｂ各８ビットの輝度）の色データＣ１，
Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を持つものとしている。

【００５６】図２の（ｂ）は、ＲＧＢ色空間での距離が
近い順に代表色の色番号を割り当てた状態を示す説明図
である。同図の場合、代表色２０１を起点に色番号０を
割り当て、２０１の色データＣ１に最も近い色データＣ
３を持つ代表色２０３に色番号１を、以下同様に代表色
２０４、２０２にそれぞれ色番号２、３を、割り当てて
いる。その結果、色番号０，１，２，３に対応する色デ
ータＣ１，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ２というＣＬＵＴが形成され
るのである。

【００５７】代表色間の距離を計算する方法は、ＲＧＢ
空間における２点間の距離で得られるので説明を省略す
る。この様に、ＲＧＢ空間の２点間の距離が最も小さい
ものを選んで連続の色番号を割り当てることによってＣ
ＬＵＴを構成することができる。

【００５８】図３は、ＲＧＢ空間における代表色を距離
の近い順に選んで順に並べて色番号を割り当てるとき
の、その距離の近い順に選ぶときの手法の一例を示す説
明図である。同図において、Ｃ１〜Ｃ４はＲＧＢ色空間
における代表色であり、代表色を色空間内で結ぶ線分は
色番号が連続していることを示している。なお、ＲＧＢ
色空間の図示は省略する。

【００５９】まず、図３の（ａ）に示すように、多数あ
る代表色の中から任意の代表色２個を選択し、順に色番
号０、１を割り当てる。同図ではＣ１、Ｃ２を選び、そ
れぞれを色番号０、１としている。

【００６０】次に、図３の（ｂ）に示すように、色番号
の割り当てられていない残りの代表色の中から任意に１
つを選択し、すでに色番号が割り当てられている任意の
連続色番号の代表色を結ぶ線分（該線分が複数あれば、
その中から、色番号未決定の当該代表色との距離が最も
近い線分）を選択する。

【００６１】ここで、当該代表色と線分との距離を算出
する際に、線分の両端である２つの代表色を含むものと
する。換言すれば、当該代表色と線分との距離は、当該
代表色の位置から当該線分に対して直角に下ろした垂直
距離で表すが、直角に下ろせない相対位置にあるとき
は、当該代表色の位置から当該線分の両端に至る二つの
距離を調べ、どちらか短い方の距離をもって当該代表色
と線分との距離とする。

【００６２】そのようにして、当該代表色の位置から見
た一番距離の短い線分を選ぶわけであるが、このように
して選択された一番距離の短い線分の両端の代表色に割
り当てられた連続色番号の中間に、当該代表色の色番号
が位置するように、改めて全部の色番号を付け直すので
ある。

【００６３】図３の（ｂ）の例では、色番号未決定の代
表色としてＣ３を選択した場合であるから、すでに色番
号が割り当てられている任意の連続色番号の代表色を結
ぶ線分というのは、Ｃ１とＣ２を結ぶ線分（図３の
（ａ））しかなく、従って色番号決定済の代表色として
はＣ１、Ｃ２のみがあるのみであり、Ｃ１、Ｃ２を結ぶ
線分をＣ３との距離が最小の線分として選択する。

【００６４】そして、Ｃ３の色番号としては、Ｃ１、Ｃ
２の色番号の中間に挿入するように改めて全部の色番号
を付け直すので、それまで１であったＣ２の色番号を２
にずらし、色番号０であるＣ１と、色番号２としたＣ２
の間に１つ色番号（１という色番号）を空け、これをＣ
３に割り当て、Ｃ３の色番号を１とする。以下、同様の
操作を色番号未決定の代表色がなくなるまで繰り返すわ
けである。

【００６５】図３の（ｃ）は、最後に残った色番号未決
定の代表色であるＣ４と、それにもっとも近い線分を選
択する様子を示した説明図である。ここでは、すでに色
番号が割り当てられている任意の連続色番号の代表色を
結ぶ線分として、Ｃ１−Ｃ３、Ｃ３−Ｃ２の二つがある
ので、この二つの中から、当該代表色Ｃ４から見て一番
近い方の線分を選択しなければならない。

【００６６】そこで代表色Ｃ４の位置から線分Ｃ３−Ｃ
２に直角に下ろした垂直距離がｄ２であるとする。一
方、代表色Ｃ４の位置は、線分Ｃ１−Ｃ３に対して直角
に下ろせない相対位置にあるので、代表色Ｃ４の位置
と、線分Ｃ１−Ｃ３の一端であるＣ１とを結ぶ距離と、
線分Ｃ１−Ｃ３の他端であるＣ３とを結ぶ距離と、を比
較し短い方を選ぶが、それがｄ１であるとする。

【００６７】そしてこの場合ｄ１＞ｄ２であるため、当
該代表色Ｃ４から見た一番近い線分はＣ３−Ｃ２である
と決定する。そこで当該代表色Ｃ４の色番号は、Ｃ３の
色番号とＣ２の色番号の中間に位置するように、全体の
色番号の付け替えを行う。その結果、図３の（ｄ）に示
すように、Ｃ１〜Ｃ４のそれぞれに色番号が付与され、
ＣＬＵＴ（カラールックアップテーブル）が出来上がる
のである。

【００６８】以上のようにすれば、ＲＧＢ色空間内での
距離が近い順に代表色を連続して結ぶことができるの
で、ＣＬＵＴの構成を効率よく行うことができる。本手
法において、色番号未決定の代表色と最接近線分との距
離が、線分の端の色番号決定済の代表色で得られる場合
は、その色番号決定済の代表色が反対側の端点の代表色
と色番号未決定の代表色との間に挿入されるように色番
号を決定すると、各線分の長さが短くなり（すなわち連
続色番号の代表色が近い値を取り）より効果的である。

【００６９】あるいは、始めに任意の２代表色として、
ＲＧＢ色空間において最も離れた２点の代表色や、最大
輝度と最小輝度を持つ２点の代表色などを選ぶと、線分
と色番号未決定代表色との距離が線分の両端で得られる
ことが少なくなくなるので同様の効果がある。

【００７０】図４は、本発明の他の実施例として、本発
明の方法により作成したビットマップ（圧縮された画像
データ）を修正して更に圧縮する方法（ビットマップ修
正方法）を示す説明図である。

【００７１】図４の（ａ）は、原画像を説明する図であ
り、原画像４００は各画素２４ビット（Ｒ、Ｇ、Ｂ各８
ビットの輝度）の色データを持つ自然画像である。原画
像４００の一部分４０１の色データ４０２は、例えば、
図のように（Ｒ：９０，Ｇ：４０，Ｂ：４０）、（Ｒ：
９１，Ｇ：４０，Ｂ：４０）〜（Ｒ：１０１，Ｇ：４
５，Ｂ：４４）などといった赤系統の色データ６種類、
６画素から成っているものとする。

【００７２】その中でも特に左から４番目の画素（Ｒ：
９６，Ｇ：５５，Ｂ：４８）は、他の画素に比べてＧ及
びＢの成分を多く含んでいるものとする。このような原
画像４００をＣＬＵＴを用いて色圧縮した例が図４の
（ｂ）に示されている。

【００７３】即ち、原画像４００を構成する各画素の色
データから代表色となる色データを選び、それに色番号
を付与することにより作成したＣＬＵＴが４０３であ
り、原画像の一部分４０２に出現する色データのうち、
３つの色データ（Ｒ：９０，Ｇ：４０，Ｂ：４０）、
（Ｒ：１０１，Ｇ：４５，Ｂ４４）、（Ｒ：９６，Ｇ：
５５，Ｂ：４８）が代表色として選択され、それぞれ色
番号０、１、７０が割り当てられている。

【００７４】このＣＬＵＴを用いて作成したビットマッ
プのうち原画像の一部分４０１に相当する部分は、４０
４に示すように色番号０、１、７０で表される。このよ
うにして作成したビットマップ４０４の隣接画素間の色
番号の差分は、色番号７０の前後で大きな値を取るた
め、ランレングス符号化しようとする場合、その効率が
良くない。

【００７５】図４の（ｃ）は、ビットマップ４０４に修
正を施してビットマップ４０５とする仕方を説明する図
である。原画像の一部分４０１の中で、ランレングス圧
縮の低下をもたらす色番号７０、色データ（Ｒ：９６，
Ｇ：５５，Ｂ：４８）の画素を、同図（ｃ）の４０５で
は色番号１に変更している。このようにすれば隣接画素
間の色番号の差が小さい値に偏るので、ランレングス符
号化する場合、その圧縮効率が向上する。

【００７６】また、この変更による色データの誤差を、
例えば平均２乗誤差で計算すると、

【００７７】 平均２乗誤差 ＝√｛ (R70-R1)*(R70-R1) + (G70-G1)*(G70-G1) + (B70-B1)*(B70-B1) ｝ ＝√｛ (96-101)*(96-101) + (55-45)*(55-45) + (48-44)*(48-44)｝） ＝ 11.874342087

【００７８】ただし、Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉ（ただし、ｉ＝
１，７０）は色番号ｉのＲ，Ｇ，Ｂデータとなり、この
誤差が大きな画質劣化と認められない程度の値であるな
らば、このビットマップの修正は画質を低下させる事な
く圧縮効率を向上させる効果がある。

【００７９】図５は、本実施例によるビットマップの修
正手順を示すフローチャートである。同図を各ステップ
ごとに説明する。

【００８０】ステップＳＴ５００：ビットマップの先頭
画素を、色番号の差分を計算するための参照画素とす
る。 ステップＳＴ５０１：参照画素に隣接する画素と、参照
画素との色番号の差分を求める。

【００８１】ステップＳＴ５０２：色番号の差がしきい
値Ｔｄ以下であるかどうか判定する。ただし、しきい値
Ｔｄは、この値を超えたときにランレングス圧縮の効率
を低下させると考える値（例えば１０などの値）であ
る。差がしきい値以下であれば、修正を施す必要はない
のでステップＳＴ５０６へ進む。そうでなければ、ステ
ップＳＴ５０３へ進む。

【００８２】ステップＳＴ５０３：差分がしきい値を超
える大きな値であったので、差分がしきい値Ｔｄ以下と
なるような色番号を探す。このような色番号としては参
照画素の色番号±Ｔｄの色番号が候補として考えられる
が、その候補の中から、候補の色番号が持つ色データと
修正される隣接画素の色データとの誤差に最小値を与え
るような色番号を求める。この時、色データの誤差は平
均２乗誤差など、いかなる評価方法を用いてもよい。

【００８３】ステップＳＴ５０４：ステップＳＴ５０３
で得た誤差がしきい値Ｔｅ以下であるかどうか判定す
る。ただし、しきい値Ｔｅは、この値を超えたときに大
きな画質の劣化が生じると考える値（例えば、平均２乗
誤差の場合、１０〜２０などの値）である。誤差がしき
い値以下であれば、画質劣化の問題がないのでステップ
ＳＴ５０５へ進み、修正を施す。そうでなければ、ステ
ップＳＴ５０６へ進む。

【００８４】ステップＳＴ５０５：隣接画素の色番号
を、ステップＳＴ５０３で求めた、色データ誤差の最小
値を与える色番号に変更する。

【００８５】ステップＳＴ５０６：ステップＳＴ５０１
〜ステップＳＴ５０５で必要に応じて修正された隣接画
素を、次の参照画素とする。

【００８６】ステップＳＴ５０７：前画素の変更が終っ
たかどうか判定する。終了していない場合はステップＳ
Ｔ５０１に進み、同様の操作を繰り返す。終了している
場合は、ビットマップの修正を終了する。以上のような
操作により、しきい値Ｔｅで与えられる許容画質劣化の
範囲内で、ランレングス符号化した場合の圧縮効率が向
上する。

【００８７】なお、本実施例において、隣接画素は画像
の同一ライン上にあるものとして説明したが、画素間の
相関があるような方法であれば、例えば４×４画素矩形
ブロック内での画素連続走査を行っても、本発明の効果
は同じである。

【００８８】図６は、本発明による画像圧縮方法を用い
て作成した圧縮画像を表示する画像表示装置を一実施例
として示すブロック図である。同図において、本発明に
よって画像データが圧縮された結果であるビットマップ
を更に符号化により圧縮したもの（これを圧縮ビットマ
ップという）とＣＬＵＴは、それぞれ記憶手段６００、
６０１に記憶されている。

【００８９】圧縮ビットマップは記憶手段６００から読
み出して復号する手段６０２を経て復号され、復号され
たビットマップは表示メモリ６０３に格納され、色変換
装置６０４によって、ＣＬＵＴ（６０１）を参照するこ
とにより色データに変換され、表示モニタ６０５に送ら
れて表示される。ここで、復号はランレングス復号を用
いるものとしている。

【００９０】この様にして、本発明によって圧縮された
圧縮画像を表示する画像表示装置は、記憶手段に多くの
圧縮画像を記憶できる。また、データ読出し速度が低速
な記憶媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭ（転送速度が約１５０
Ｋバイト毎秒）などの記憶媒体に圧縮画像を記憶させた
場合、ランレングス復号が十分高速であれば、読出し及
び復号の合計時間が非圧縮画像の読出し時間よりも高速
になる。

【００９１】図７は、本発明の他の１実施例としての、
圧縮画像を表示する画像装置を示すブロック図である。
同図において、本発明によって作成されたビットマップ
とＣＬＵＴが、それぞれ記憶手段７００、７０１に記憶
されている。ここで、ビットマップは差分情報について
の圧縮を施していないデータである。

【００９２】ビットマップは、記憶手段７００から読み
出して任意のビットについて選択的に表示メモリ７０３
に書き込む動作をする読出しビットマスク手段７０２を
経て表示メモリ７０３に格納され、色変換装置７０４に
よって、ＣＬＵＴ（７０１）を参照することにより色デ
ータに変換され、表示モニタ７０５に送られて表示され
る。

【００９３】記憶手段７００に格納された第１のビット
マップを、読出しビットマスク手段７０２を用いて読出
し、例えば各画素の色番号の最下位ビットを０にマスク
する処理をした後に表示メモリ７０３に書き込むと、各
画素は必ず偶数の色番号を持つビットマップが表示でき
る。

【００９４】また、記憶手段７００に格納された第２の
ビットマップを同様な操作で、色番号の最下位ビットを
１にマスクする処理をしたあとに表示メモリに書き込む
と、奇数の色番号を持つビットマップが表示できる。こ
の様な操作により、一つの表示メモリを領域分割して各
々に第１のビットマップ、第２のビットマップを書き込
むことができる。

【００９５】これに対して、記憶手段７０１に格納され
ている、第１のビットマップに対応したＣＬＵＴと第２
のビットマップに対応したＣＬＵＴから、前者のＣＬＵ
Ｔの偶数色番号と後者のＣＬＵＴの奇数色番号とを選択
的に読出して色変換装置７０４に記憶させれば、１つの
ＣＬＵＴを用いて２つのビットマップを同時に表示でき
る。

【００９６】この際、すでに述べたように、ＣＬＵＴの
連続色番号は近い値の色データを持つので、色番号の最
下位ビットが０になることで生じる画質劣化が抑えられ
る。

【００９７】図８は、図７の実施例による画像表示状態
を説明する図である。同図を用いて、複数の画像を表示
する方法を説明する。記憶手段には代表色２５６色のＣ
ＬＵＴ（すなわち８ビットの色番号）を用いて圧縮され
た２つの画像が格納されている。

【００９８】図８の（ａ）は、圧縮画像Ａの、図８の
（ｂ）は圧縮画像Ｂの、ビットマップとＣＬＵＴをそれ
ぞれ示している。即ち、圧縮画像Ａは各画素８ビットの
色番号をもつビットマップ８００と、２４ビットの色デ
ータＡ０、Ａ１、…、を代表色とするＣＬＵＴ８０１か
らなる。圧縮画像Ｂも同様に、ビットマップ８０２と色
データＢ１、Ｂ２、…、を代表色とするＣＬＵＴ８０３
からなる。

【００９９】この様な２つの画像を同時に表示する場合
には、各々のビットマップを画素を間引くなどの方法で
縮小して、例えば図８の（ｃ）のビットマップ８０４の
様に表示メモリに同時に格納することで実現できる。

【０１００】しかし、これに対するＣＬＵＴとして、例
えばＣＬＵＴ８０１を用いると、ビットマップ８０５の
部分は正常な色データＡ０、Ａ１、…、を用いて表示さ
れるが、ビットマップ８０６の部分は全く違う色表示と
なってしまうという問題がある。

【０１０１】そこで、圧縮画像のビットマップを縮小す
る際に、圧縮画像Ａについては色番号の最下位１ビット
を０にするマスク処理を行ってビットマップ８０５を作
成し、圧縮画像Ｂについては色番号の最下位１ビットを
１にするマスク処理を行ってビットマップ８０６を作成
する。

【０１０２】この様にして、ビットマップ８０５は偶数
の色番号、ビットマップ８０６は奇数の色番号からな
り、これに対応するＣＬＵＴとしては、偶数の色番号に
ついては圧縮画像ＡのＣＬＵＴ８０１にある色データＡ
０、…、を用い、奇数の色番号については圧縮画像Ｂの
ＣＬＵＴ８０３にある色データＢ１、…、を用いて構成
したＣＬＵＴ８０７とする。

【０１０３】上の操作で得られたビットマップ８０４
は、ビットマップ８０５、８０６の部分がそれぞれＣＬ
ＵＴ８０７の偶数色番号、奇数色番号によって正常な色
データで表示される様になる。

【０１０４】なお、本実施例において、２画面の同時表
示方法を説明したが、マスクするビット数を変えればさ
らに多くのビットマップを同時に表示することができ
る。ここで、表示メモリに複数画像を格納する方法とし
て縮小処理を用いているが、縮小せずにビットマップを
重ねるようなウインドウ表示を行ってもよい。

【０１０５】以上の各実施例において、ＲＢＧ色空間を
用いて説明したが、これに限らずＹＵＶ色空間やＨＬＳ
色空間を用いても本発明が適用可能である。また、本発
明ではビットマップの圧縮手段として、可逆圧縮方法で
あるランレングス符号化を用いているが、この他にも、
例えばＡＤＰＣＭ（適応差分符号化：Adaptive Differe
ntial Pulse Code Modulation）などの非可逆圧縮方法
を用いてもよい。

【０１０６】このような非可逆圧縮方法を用いて圧縮し
た情報は、復号して得られる色番号に若干の誤差を生じ
るが、本発明によれば、近い値の色番号は近い値の色デ
ータを持つので画質劣化が起きにくいという効果があ
る。

【０１０７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ビットマップの隣接画素間の色番号の差分が小さい値に
偏るので、ランレングス符合化によって圧縮するときの
圧縮効率が向上するという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例としての画像データ圧縮方法
を説明する図である。

【図２】色空間における代表色とそれに対するＣＬＵＴ
の構成を説明する図である。

【図３】本発明の１実施例におけるＣＬＵＴの構成方法
を説明する図である。

【図４】本発明の他の１実施例としてビットマップの修
正方法を説明する図である。

【図５】図４におけるビットマップの修正方法を説明す
るフローチャートである。

【図６】本発明の１実施例として圧縮画像を表示する画
像表示装置を示すブロック図である。

【図７】本発明の他の１実施例として圧縮画像を表示す
る画像表示装置を示すブロック図である。

【図８】本発明の１実施例における画像表示状態を説明
する図である。

【符号の説明】

１００…原画像、１０１…原画像の一部分、１０２…原
画像の一部分の色データ、１０３…ＣＬＵＴの一部分、
１０４…ビットマップ、１０５…ビットマップの一部
分、１０６…ビットマップの一部分の色番号、１０７…
色番号の差分、２００…ＲＧＢ色空間、２０１〜２０４
…色データ、４００…原画像、４０１…原画像の一部
分、４０２…原画像の一部分の色データ、４０３…ＣＬ
ＵＴ、４０４…ビットマップの一部分の色番号、４０５
…修正後のビットマップの一部分の色番号、６００〜６
０１…記憶手段、６０２…読み出し復号手段、６０３…
表示メモリ、６０４…色変換装置、６０５…表示モニ
タ、７００〜７０１…記憶手段、７０２…読み出しビッ
トマスク手段、７０３…表示メモリ、７０４…色変換装
置、７０５…表示モニタ、８００…ビットマップ、８０
１…ＣＬＵＴ、８０２…ビットマップ、８０３…ＣＬＵ
Ｔ、８０４〜８０６…ビットマップ、８０７…ＣＬＵ
Ｔ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 11/04 Ａ 7337−5Ｃ (72)発明者 伊藤 保 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所映像メディア研究所内 (72)発明者 竹内 崇 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所映像メディア研究所内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単位画素を表す色データとして、該画素
   を構成する３原色の各輝度データの集合として表される
   如き所要ビット量の多い第１の色データと、それに１対
   １の関係で対応するものとして人為的に定めた色番号で
   ある所要ビット量の少ない第２の色データと、の対応テ
   ーブルをカラールックアップテーブル（以下、ＣＬＵＴ
   と略記する）として予め作成しておき、所与のカラー画
   像の、各画素毎に求められる前記第１のデータを、前記
   ＣＬＵＴを参照することにより、色番号である第２のデ
   ータに変換し、それを前記カラー画像の形状に対応させ
   て配置することにより作成したビットマップを、前記カ
   ラー画像の画像データの圧縮データとして得る画像デー
   タ圧縮方法において、 得られたビットマップにおいて、隣り合う画素のお互い
   の色番号の番号差が小さくなるように前記ＣＬＵＴを予
   め作成する段階を含むことを特徴とする画像データ圧縮
   方法。
2. 【請求項２】 単位画素を表す色データとして、該画素
   を構成する３原色の各輝度データの集合として表される
   如き所要ビット量の多い第１の色データと、それに１対
   １の関係で対応するものとして人為的に定めた色番号で
   ある所要ビット量の少ない第２の色データと、の対応テ
   ーブルをカラールックアップテーブル（以下、ＣＬＵＴ
   と略記する）として予め作成しておき、所与のカラー画
   像の、各画素毎に求められる前記第１のデータを、前記
   ＣＬＵＴを参照することにより、色番号である第２のデ
   ータに変換し、それを前記カラー画像の形状に対応させ
   て配置することにより作成したビットマップを、前記カ
   ラー画像の画像データの圧縮データとして得る画像デー
   タ圧縮方法において、 前記ＣＬＵＴにおける連続する色番号の、それぞれの色
   番号に対応した前記第１の色データの、色番号順に隣り
   合うもの同士でのデータ差が小さくなるように前記ＣＬ
   ＵＴを予め作成する段階を含むことを特徴とする画像デ
   ータ圧縮方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の画像データ圧縮方法に
   おいて、前記ＣＬＵＴにおける連続する色番号の、それ
   ぞれの色番号に対応した前記第１の色データが、輝度の
   低い順から高い順へ、或いは輝度の高い順から低い順
   へ、並べて色番号に対応させた色データから成ることを
   特徴とする画像データ圧縮方法。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の画像データ圧縮方法に
   おいて、３原色の各輝度を３次元として構成した色空間
   における３次元座標により前記第１の色データを表すと
   き、前記ＣＬＵＴにおける第１の色データを、該色空間
   における相互間の距離が近い順に選んで並べ、色番号に
   対応させることを特徴とする画像データ圧縮方法。
5. 【請求項５】 請求項２に記載の画像データ圧縮方法に
   おいて、３原色の各輝度を３次元として構成した色空間
   における３次元座標により前記第１の色データを表すと
   き、該色空間内で相互に最も離れた位置にある二つの色
   データを選んで連続色番号を仮に割り当て、３つ目の色
   データは、前記二つの色番号の中間に位置ずける形で改
   めて、前記三つの色データに連続色番号を仮に割り当
   て、 更に４つ目の色データは、連続色番号順に沿う第１番目
   の色データと第２番目の色データとを結ぶ第１の直線
   と、連続色番号順に沿う第２番目の色データと第３番目
   の色データとを結ぶ第２の直線と、のうち、当該４つ目
   の色データから見て、近い方の直線を選び、該直線の両
   端の色データの連続色番号の中間に位置ずける形で改め
   て、前記四つの色データに連続色番号を仮に割り当て、 以後、５つ目以降の色データについては、これを繰り返
   すことにより前記ＣＬＵＴを作成することを特徴とする
   画像データ圧縮方法。
6. 【請求項６】 請求項１，２，３，４または５に記載の
   画像圧縮方法において、得られたビットマップにおい
   て、隣接画素同士でお互いの色番号の差が或るしきい値
   を超える場合、該しきい値内に色番号の差が収まるよう
   に、一方の画素の色番号を他の色番号で置き換えるが、
   その際、採り得る可能な色番号の中で、最も近い色デー
   タをもつ色番号のものに置き換えることを特徴とする画
   像データ圧縮方法。
7. 【請求項７】 請求項１，２，３，４，５または６に記
   載の画像圧縮方法において、得られたビットマップの隣
   接画素の色番号の差分情報を取り出して符号化すること
   により、前記ビットマップで表される画像データのさら
   なる圧縮を行うことを特徴とする画像データ圧縮方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の画像圧縮方法におい
   て、前記符号化がランレングス符号化から成ることを特
   徴とする画像データ圧縮方法。
9. 【請求項９】 請求項７または８に記載の画像データ圧
   縮方法において得られたビットマップの符号化データを
   記憶する記憶手段と、該記憶手段から符号化データを読
   み出し復号してビットマップとして出力する読み出し復
   号手段と、該読み出し復号手段からの復号出力であるビ
   ットマップを取り込んで格納する表示メモリと、請求項
   ７または８に記載の前記ＣＬＵＴと、前記表示メモリか
   ら読み出したビットマップを前記ＣＬＵＴを参照するこ
   とにより色データに変換して出力する色変換装置と、該
   色変換装置からの色データを入力して表示する表示モニ
   タと、から成ることを特徴とする画像表示装置。
10. 【請求項１０】 請求項１，２，３，４，５または６に
    記載の画像データ圧縮方法において得られたビットマッ
    プを記憶する記憶手段と、該記憶手段から読み出したビ
    ットマップの各画素の色番号の特定桁のビットを特定の
    値にマスクして出力する読み出しビットマスク手段と、
    該読み出しビットマスク手段からのマスクされたビット
    マップを取り込んで格納する表示メモリと、請求項１，
    ２，３，４，５または６に記載の前記ＣＬＵＴと、前記
    表示メモリから読み出したマスクされたビットマップを
    前記ＣＬＵＴを参照することにより色データに変換して
    出力する色変換装置と、該色変換装置からの色データを
    入力して表示する表示モニタと、から成ることを特徴と
    する画像表示装置。