JPH05336375A - 画像情報圧縮再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は無縮小圧縮画像データから迅速に縮小
像を得るようにする。 【構成】入出力する画像データ(PD)を保持する画像メモ
リ(FM)104 、FM上のPDを所定画素数のブロック単位(BL)
で読出す手段109 、BLの読出しPDを直交変換し周波数成
分別係数データにする直交変換手段111 、該係数データ
を量子化する手段112 、該量子化データのうち直流成分
(DC)を含む所定低周波数成分と残りとを分離する手段11
3 、分離されたデータを符号化する手段114,115 、符号
化済データのうち上記DCを含む所定低周波数成分のもの
を低次データ(LD)、残りを高次データ(HD)として夫々保
存する手段116 、縮小画面復元時LDについて逆変換し復
元PDを得る第１復元手段114,117,118 、通常画面の復元
時、LDとHDを再構成し分離前状態に戻す手段113 、再構
成済データを逆変換して復元PDを得る第２復元手段114,
115,112,111 、復元PDをFMに書込み復元画像データを得
る手段109 より構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は顔写真をプリントに必要
な画質を保持しつつ、高い圧縮率で保存することができ
るようにした画像情報記録再生装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】文字、数値情報に比べて、画像情報は情
報量が大きなものとなるために記憶容量の制限や、処理
時間等の関係で制約が多く、従ってその利用が限られて
いた。しかしながら、近年においては画像情報機器の進
歩、発展に伴ってその制約が取り除かれつつある。

【０００３】ところで、画像が重要な役割を果たす分野
の一つにＩＤ（識別）分野がある。特に個人識別の分野
においては、古くから顔写真の重要性が認知されていて
銀鉛写真、インスタント写真などＩＤの目的で使用して
きた経緯がある。

【０００４】ところが、このような印画紙の情報では、
そのプリントそのもののみにしか情報は存在せず、電子
ファイルにしたり、加工したり、また複製することもで
きず、その応用できる用途が極めて限られたものとなっ
ていた。

【０００５】このような不具合を除くために顔写真の情
報を電気信号に変換して扱うことが知られている。例え
ば、図５は特開昭６３‐３１６２７５号公報から引用し
たものである。

【０００６】同図はＩＤカード作成装置を示しており、
この装置では被写体１をカラーＴＶカメラ２で撮像し、
これによって得られた画像信号をＡ／Ｄ変換回路３によ
ってディジタル多階調信号に変換して、フレームメモリ
４に一時的に記録する。

【０００７】５は画信号処理回路で、フルカラービデオ
プリンタに適用されている色材の不正分光吸収要素によ
る色の濁りを除去するための演算などを行うものであ
る。６は装置全体の動作を制御するコントローラ、７は
入力用キーボード、８はフルカラービデオプリンタ部を
示している。

【０００８】キーボード７を操作し、これによってコン
トローラ６でグラフィックス画像や文字画像を発生さ
せ、フレームメモリ４に格納されていた被写体１の人物
画像と合成編集してＩＤカードの画面を作り、アナログ
変換してＴＶ画像信号にしてからＣＲＴに表示させ、こ
れによって光学像に変換し、これを光学系でカラー印画
紙に結像させ、露光させる。そして、この露光させた印
画紙を現像してプリントアウトさせる。

【０００９】このシステムによれば、被写体像を加工し
て文字情報などと共に編集してプリントでき、被写体像
を含む必要情報を１枚のカードにプリントしたかたちで
のＩＤカードとすることができる。

【００１０】ところで、顔写真を利用する他の例では、
企業、学校などの団体において所属するメンバーの情報
を管理するためのデータベースがある。このようなデー
タベースシステムの１例として、図６に示すものが知ら
れている。

【００１１】この装置によれば、スチルビデオレックプ
レーヤ、ビデオカメラやスチルビデオカメラ、ビデオプ
レゼンテーションカメラなどのビデオ撮像装置１０から
得られる画像信号をイメージプロセッサ１１を介して取
り込んで、モニタ１２に表示し、また、データファイル
１３に記録して後に検索して表示したり、ビデオプリン
タ１４でプリンタアウトすることができる。

【００１２】この装置においては画像信号をイメージプ
ロセッサ１１により処理してからデータファイル１３に
記録して保存するが、ビデオ画像での保存となるのでそ
のデ−タ容量が問題となる。すなわち、ビデオ画像で
は、顔写真画像の情報量は一人当り数１００Ｋバイト位
必要とされ、データファイル１３として光磁気記録ディ
スクやハードディスクなど一般的な外部記憶装置を用い
た場合、このような外部記憶装置のメモリ容量はせいぜ
い数１００Ｍｂｙｔｅから数Ｇｂｙｔｅであることか
ら、１０００人位で一杯になってしまう。そのため画像
の高能率符号化技術を導入して１枚あたりのデータ量を
圧縮し、より多数の画像保存を可能にするようにしてい
る。

【００１３】そして、高圧縮率化を可能にする符号化技
術（高能率符号化技術）として主にベクトル量子化やＤ
ＣＴ（離散コサイン変換）を用いた符号化方式が検討さ
れており、近年における画像データベースファイルシス
テムでは、これらの高能率な符号化方式による画像デー
タ圧縮技術が導入されるようになっている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように顔写真画像
のデータをデータベースに格納して利用する従来のシス
テムでは、格納してある顔写真画像を検索して参照した
り、ＩＤカード用にプリントするなどの使用形態がとら
れる。従って、これらのことを考慮すれば、システムに
用いるプリンタの分解能に合わせた画質レベルで画像を
ファイリングしておく必要がある。

【００１５】また、データベースとして使用するにあた
ってはスピーディに画像等の検索ができるような機能が
必要である。そして、そのためには対象が画像であるこ
とから、一般的には一画面あたり１枚の表示ではなく、
一度に複数枚の画像を並列的に表示するマルチ表示が利
用される。

【００１６】そして、マルチ表示するためには複数の画
像をそれぞれ縮小してマトリックス状の配列になるよう
に画面合成する必要があるが、一般的な縮小は画素の間
引き処理を行うことであり、これでは圧縮画像データの
復元処理（圧縮伸長）、さらにこの復元画素の間引き処
理による画像縮小処理、そして、画面合成処理が必要で
あり、画像処理は時間を要する処理であることから表示
までに時間がかかることになる。

【００１７】従って、高速にマルチ表示するためには撮
影した顔写真画像データファイルと別にしてマルチ画像
表示用のファイルを設ける必要があり、その分だけ、余
分にメモリ容量を占有することとなり、記憶装置に記憶
できる画像枚数が少なくなる。

【００１８】本発明の目的とするところは、無縮小の圧
縮画像データからスピーディに縮小画像を圧縮伸長で
き、マルチ画面を作成できて、しかも、高画質の無縮小
画像を圧縮伸長できるようにし、一枚当りの画像データ
量を少なくして多数の画像の記録保存ができるようにし
た画像圧縮再生装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成する。すなわち、入出力す
る画像の画像データを一時保持する画像メモリと、この
画像メモリ上の画像データを所定画素サイズのブロック
単位で読出す手段と、このブロック単位で読出された画
像データを直交変換し、周波数成分別の変換係数データ
に変換する直交変換手段と、この変換されて得られたデ
ータについて量子化する量子化手段と、この量子化によ
り得られた量子化データのうち、直流成分を含む所定の
低周波数成分のものと残りの周波数成分のものを分離抽
出する分離手段と、これら分離抽出された量子化データ
を符号化する符号化手段と、この符号化手段にて符号化
されて出力されたデータのうち、上記直流成分を含む所
定の低周波数成分のものを低次データとし、また、残り
の周波数成分のものを高次データとしてそれぞれ保存す
る保存手段と、縮小画面の圧縮伸長時に、上記保存手段
の保存データのうち、低次データを用いてこれを逆変換
処理し画像データに復元する第１の復元手段と、通常の
画面の圧縮伸長時に上記保存手段の保存データのうち、
低次および高次データを用いてこれらを再構成し、分離
前の元の状態に戻す再構成手段と、この再構成されたデ
ータを逆変換処理して画像データに復元する第２の復元
手段と、これら復元された画像デ−タを上記画像メモリ
に書き込み、復元画像データ出力を得る制御手段とより
構成する。

【００２０】

【作用】このような構成において、画像圧縮するときに
は画像データを一時保持する画像メモリに被写体像の画
像データを保持させ、画像メモリ上の画像データを所定
画素サイズのブロック単位で読出し、これを直交変換
し、周波数成分別の変換係数データに変換し、この変換
されて得られたデータについて量子化すると共に、この
量子化データのうち、直流成分を含む低周波数成分のも
のを分離抽出して符号化し、低次データとし、また、残
りの周波数成分のものを符号化して、高次データとし、
それぞれ保存する。

【００２１】また、圧縮されて保存されたデータを圧縮
伸長する場合、マルチ画面用の縮小画面を得る時は低次
データのみを使用して圧縮の逆の変換処理を行う。すな
わち、低次データについて逆符号化、逆量子化および逆
直交変換して画像データに戻し、これを画像メモリに詰
めて書き込み、復元する。また、非縮小画面の復元には
低次データと高次データを使用し、これらを合成して直
流成分から高い周波数の交流成分までを含む元の形態に
戻し（再構成し）、圧縮時と逆の変換を行って圧縮伸長
し、画像データに戻し、得られた画像データを画像メモ
リに書き込むことで復元する。そして、画像メモリから
画像データを読出すことで復元画像データが得られる。

【００２２】このように、所定画素数でのブロック単位
で取り出した画像データについて直交変換（例えば、Ｄ
ＣＴ演算）処理を行い、周波数成分別のデータにし、縮
小用画像についてはこれらのうち、ＤＣ（直流）成分と
低次のＡＣ（交流）成分のを当て、元のサイズの画像用
に上記のうちの残りである高次ＡＣ成分を当てるように
し、その各々を別々に圧縮処理して画像のデータベース
に記録保存する。画像を復元するときには、縮小画像の
場合、縮小用のデータのみを画像デ−タベースより読出
し、圧縮伸長して、直交変換時の周波数成分数より少な
い成分数での圧縮伸長処理により、圧縮時に処理したブ
ロックの画素数より少ないブロック画素数に画像伸長し
て作成できるようにして、ブロック数は同じであるが、
１ブロック当りの画素数の違いの比率で縮小画像を作成
し、また、元のサイズの画像の復元の場合は、縮小用デ
ータとその残りのデータを画像データベースから読出
し、両者を再構成して同様に画像伸長できるようにして
復元する。

【００２３】これによって、無縮小の圧縮画像データか
らスピーディに縮小画像を圧縮伸長でき、マルチ画面を
作成できて、しかも、高画質の無縮小画像を圧縮伸長で
きるようになり、一枚当りの画像データ量を少なくして
多数の画像の記録保存ができるようになる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２５】本発明は画像を所定画素サイズのブロック
に分割して直交変換し、量子化してから符号化処理する
ことで圧縮処理するが、その際に、直交変換により得ら
れた直流成分から交流成分までの各周波数成分別の係数
のうち、直流成分およびその近傍の低周波成分のみを分
離し、低周波成分の低次データと残りの成分の高次デー
タとを得る。そして、マルチ画面用の縮小画像を得ると
きは低次データのみを圧縮伸長して復元し、通常の画像
を得る時は低次データと高次データとを合成し、これを
圧縮伸長して復元する。そして、これにより、マルチ画
面用の画像データを別途用意しなくとも、マルチ画面用
の縮小画像を得ることができるようにし、また、通常の
画像を得るにも低次データと高次データとを合成し、こ
れを圧縮伸長するだけで済むので、余分にデータを用意
する必要がなく、また、低次データは予め分離しておく
ので、マルチ画面用の縮小画像を得るにあたっても間引
き等の縮小処理を全く要せず、短い時間で迅速にマルチ
画面を表示できるようにしたもので、その詳細を以下説
明する。

【００２６】ここで、画像データの圧縮方法について、
少し詳しく説明しておく。画像データの圧縮方法として
は、直交変換符号化とエントロピ符号化を組み合わせた
符号化方法が広く知られている。その代表的なものとし
て、静止画符号化国際標準化において検討されている方
式について次に概略を説明する。

【００２７】この方式はまず、画像データを所定の大き
さのブロックにそれぞれ分割し、これら分割されたブロ
ック毎に直交変換として２次元のＤＣＴ（離散コサイン
変換）を行い、直流成分から交流成分までの各周波数成
分における変換係数をそれぞれ得る。これにより、得ら
れた各周波数成分別の変換係数は低い周波数から高い周
波数まで順番に並ぶようにかつ２次元空間内での方向を
対応付けたかたちで、８×８のマトリックス内に格納す
ると図７のようになる。

【００２８】次にこれら各変換係数各周波数成分に応じ
た線形量子化を行い、この量子化された値に対しエント
ロピ符号化としてハフマン符号化を行う。この時、直流
成分に関しては近傍ブロックの直流成分との差分値をハ
フマン符号化する。交流成分はジグザグスキャンと呼ば
れる低い周波数成分から高い周波数成分へのスキャンを
行い、無効（値が０）の成分の連続する個数とそれに続
く有効な成分の値とから２次元のハフマン符号化を行
う。

【００２９】以上の動作を第８図を参照して具体的に説
明すると、まず、(a) に示すように、１フレームの画像
データ（国際標準化案で提示されている１フレームの画
像は720 ×576 画素）を所定の大きさのブロック（例え
ば、８×８の画素よりなるブロックA ，B ，C …）に分
割し、(b) に示すように、この分割されたブロック毎に
直交変換として２次元のＤＣＴ（離散コサイン変換）を
行い、８×８のマトリックス上に順次格納する。画像デ
ータは二次元平面で眺めてみると、濃淡情報の分布に基
づく周波数情報である空間周波数を有している。

【００３０】従って上記ＤＣＴを行うことにより、画像
データは直流成分ＤＣと交流成分ＡＣに変換でき、これ
を８×８のマトリックス上に、画像の２次元空間上での
方向を対応付けて周波数成分別に低い周波数のものから
順に変換係数を格納してゆくと空間周波数の成分別に、
方向の対応性を以て周波数成分別データが得られること
になる。

【００３１】これにより、８×８のマトリックス上には
原点位置(0，0 位置) に直流成分ＤＣの値を示すデータ
が、そして、0 ，7 位置には横軸方向の交流成分ＡＣの
最大周波数値を示すデータが、そして、7 ，0 位置には
縦軸方向の最大交流成分ＡＣの周波数値を示すデータ
が、さらに7 ，7 位置には斜め方向の交流成分ＡＣの最
大周波数値を示すデータが、それぞれ格納され、中間位
置ではそれぞれの座標位置により関係付けられる方向に
おける周波数成分の変換係数のデータが、原点側より順
次高い周波数のものが出現する形で格納されることにな
る。

【００３２】次にこのマトリックスにおける各座標位置
の格納データを、定められた量子化マトリックスと量子
化幅係数αを掛け合わせて得られる各周波数成分毎の量
子化幅で割ることにより、各周波数成分に応じた線形量
子化を行い(c) 、この量子化された値に対しエントロピ
符号化としてハフマン符号化を行う。

【００３３】この時、直流成分ＤＣに関しては近隣ブロ
ックの直流成分との差分値をグループ番号（付加ビット
数）と付加ビットで表現し、そのグループ番号をハフマ
ン符号化し、得られた符号語と付加ビットを合わせて符
号化データとする(d1 ，d2，e1，e2) 。

【００３４】交流成分ＡＣに関しても有効（値が“０”
でない）である係数は、グループ番号と付加ビットで表
現する。そのため、交流成分ＡＣはジグザグスキャンと
呼ばれる低い周波数成分から高い周波数成分へのスキャ
ンを行い、無効（値が“０”）の成分の連続する個数
（零のラン数）と、それに続く有効な成分の値のグルー
プ番号とから２次元のハフマン符号化を行い、得られた
符号語と付加ビットを合わせて符号化データとする。

【００３５】ハフマン符号化はフレーム画像あたりの上
記直流成分ＤＣおよび交流成分ＡＣの各々のデータ分布
における発生頻度のピークのものを中心として、この中
心のものほど、データビットを少なくし、周辺になるほ
どビット数を多くするようにしてビット割り当てをした
形でデータを符号化して符号語を得る方式である。以上
がこの方式の基本部分である。

【００３６】この基本部分だけでは、エントロピ符号化
であるハフマン符号化を用いているために符号量が画像
毎に一定ではなくなってしまうから、符号量の一定化制
御をする必要がある場合には例えば、次のように処理す
る。

【００３７】まず、暫定的な量子化幅係数αを用いて前
記基本部分の処理を行うと同時に、全画面の発生した総
符号量（総ビット数）を求める(g) 。この総符号量と、
目的とする符号量と、用いた暫定的な量子化幅係数αの
３者とからＤＣＴ係数に対する目的とする符号量に近づ
けるのに最適な量子化幅係数αをニュートン‐ラプソン
‐イタレーション（Newton Raphson Iteration）により
予測する(h) 。

【００３８】次にこの量子化幅係数αを用い(i) 、前述
の基本部分の量子化以降の処理を繰り返す。そして、今
回発生した総符号量と、前回発生した総符号量と、目的
とする符号量と、今回用いた量子化幅係数αと、前回用
いた量子化幅係数αとから、再び目的の符号量に近づけ
るのに最適な量子化幅係数αを予測する。そして、この
予測した量子化幅係数αと前回の量子化幅係数αが一致
し、かつ目的の符号量よりも今回発生した総符号量の方
が少ない場合には処理を終了し、今回発生した符号化デ
ータを出力して外部記憶装置に記憶する(f) 。そうでな
い場合には量子化幅係数αを変更し、この新しい量子化
幅αを用いて処理を繰り返す。

【００３９】以上が一般的な画像圧縮のための符号化処
理の例であるが、本発明においてはマルチ画面のための
縮小画像と、縮小しない通常のサイズの画像を、一つの
画像データから間引きや補間処理などの特別な処理をせ
ずに、生成できるようにする。

【００４０】そのために、８×８の画素よりなるブロッ
クA ，B ，C …それぞれについて、ＤＣＴ（直交変換処
理）により得られたそれぞれ８×８のマトリックス上に
展開された周波数成分別の変換係数のうち、直流成分を
含む低周波成分の2 × 2のブロックを分離し、これを低
次データとし、残りを高次データとして別々に圧縮し、
符号化して保存する。そして、縮小画像を必要とする時
は低次データのみをしようして圧縮伸長し、また、通常
のサイズの画像が必要な時は低次データと、残りの高次
データを合成して圧縮伸長する。

【００４１】このような処理を実現する具体例を以下説
明する。図１は本発明を実現させる実施例のブロック図
である。この図において、１０１は人物などの被写体、
１０２は被写体１０１を撮影するためのカラーＴＶカメ
ラ（カラービデオカメラ）、１０３はカラーＴＶカメラ
１０２からの出力信号である画像のアナログ信号（Ｒ
（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色別ビデオ信号）をディ
ジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換器である。

【００４２】また、１０４はフレームメモリで、Ａ／Ｄ
変換器１０３から出力された信号データをフレーム画像
として一時記憶するものであり、１０５はフレームメモ
リ１０４から出力されるディジタル信号をアナログのビ
デオ信号に変換するためのＤ／Ａ変換器である。

【００４３】１０６は出力信号変換部で、Ｄ／Ａ変換器
１０５からの出力信号またはカラーＴＶカメラ１０２か
らの出力信号を、例えばＮＴＳＣ方式の映像信号に変換
するものであり、１０７は出力信号変換部１０６により
変換されて出力される映像信号を画像として表示するた
めのＴＶモニタである。また、１０８はビデオプリンタ
であり、１０９はシステム全体の制御を司るコントロー
ラ、１１０は画像処理部である。

【００４４】画像処理部１１０は画像圧縮のための８画
素×８画素のブロック画像の切り出し、または合成処理
と、２画素×２画素のブロック画像の合成処理と、ＲＧ
Ｂのビデオ信号／ＹＵＶビデオ信号変換と云った色変換
など、種々の画像処理を行うことができるものである。

【００４５】１１１は直交変換の一つである離散コサイ
ン変換（ＤＣＴ）とその逆変換を行うことができるＤＣ
Ｔ処理部であり、８画素×８画素のブロック画像の離散
コサイン変換とその逆変換処理を行うことができるもの
である。１１２は量子化部であり、この量子化部１１２
は量子化テーブルを用いてＤＣＴ係数毎に異なるステッ
プサイズで量子化または逆量子化するものである。

【００４６】また、１１３は配列分離再構成部であり、
量子化後のＤＣＴ係数のうち、直流成分と低周波数成分
の部分であるＤＣ‐ＤＣＴ係数および低次ＡＣ‐ＤＣＴ
係数（２×２）を低次データとして他の部分（高次デー
タ）と分離したり、または低次データと高次データを組
み合わせて再配列する機能を有する。

【００４７】１１４および１１５は量子化されたデータ
を並び換えて行うランレングス処理およびハフマン符号
化などの可変長符号化処理またはその逆符号化処理をす
るための符号化部であり、前者は低次データ用、後者は
高次データ用である。

【００４８】１１６は符号化部１１４，１１５で符号化
された低次データや高次データをファイルにして、ま
た、ＩＤ画像用のＣＧ（コンピュータ・グラフィック）
画像データや文字データなどをファイルにして記録保存
して入出力するための例えば、光磁気ディスク装置やハ
ードディスク装置などの外部記憶装置である。

【００４９】また、１１７は縮小画像を伸長する場合に
用いる逆符号化された低次データを逆量子化処理する低
次用逆量子化部であり、１１８は逆量子化された低次デ
ータ逆離散コサイン変換する２×２の逆ＤＣＴ処理部で
ある。

【００５０】次に以上の構成の本システムの動作につい
て説明する。被写体１０１の人物の顔を含んだ上半身を
カラーＴＶカメラ１０２によって撮影する。カメラ１０
２は予めホワイトバランス調整や、レンズの絞り調整、
ピント調整を行っておく。カメラ１０２から出力された
ＲＧＢのアナログビデオ信号はＡ／Ｄ変換器１０３にて
ディジタル信号に変換され、フレームメモリ１０４に順
次記録される。

【００５１】このようにしてフレームメモリ１０４に格
納されたディジタルデータは、ビデオ信号として出力で
きるように同期をとりながら順次読み出し、Ｄ／Ａ変換
器１０５と出力信号変換部１０６によってＲＧＢのアナ
ログビデオ信号に変換する。この信号はＴＶモニタ１０
７に入力することで、被写体である人物の上半身画像が
モニタできる。操作者はこのＴＶモニタ１０７上の画像
を見ながら顔画像が適切に撮れるように照明やカメラの
調整を行う。

【００５２】ＩＤ画像として用いる顔画像を撮るには次
のようにする。先ず、撮影中の画像データをフレームメ
モリ１０４に取り込む。そこで、フレームメモリ１０４
上にある顔画像を静止（フリーズ）させるために、コン
トローラ１０９よりフリーズコントロール信号をフレー
ムメモリ１０４に出力する。

【００５３】この動作を行わせるためには、操作部を設
けておき、操作者はフリーズしたい瞬間、操作部を操作
してフリーズ指令を入力をする。これにより、コントロ
ーラ１０９はフリーズ指令を受けて、フレームメモリ１
０４の順次書き込みデータアドレスカウンタを停止さ
せ、書き込みを停止させる。しかし、コントローラ１０
９は読み込みデータアドレスコントロールについては、
そのまま動作を続行させることによって、フリーズ操作
の有無にかかわりなく、フレームメモリ１０４内の画像
データを読み出すように制御する。

【００５４】フレームメモリ１０４から読み出された画
像データはＤ／Ａ変換器１０５に転送することでビデオ
信号として出力できる。従って、このようにして出力さ
れたビデオ信号をＴＶモニタ１０７に与え、表示させる
ことによってカメラ画像の動画や静止画を観察すること
ができる。

【００５５】また、この状態において、本装置ではＩＤ
画像をプリントすることができる。ＩＤ画像をプリント
できるようにするには、前もってＣＧ画像のロゴ画像な
どや、氏名などのデータを作成して外部記憶装置１１６
に保存しておく。そして、プリント時には図示しない操
作部よりプリント指令操作を行うことで次のような処理
が行われることによって、画像のプリントがなされる。

【００５６】プリント指令操作によりまず外部記憶装置
１１６から画像処理部１１０にロゴ画面等のデータが転
送される。このデータはコントローラ１０９にてフレー
ムメモリ１０４上の定められた画像位置にその画像が書
き込まれるようにアドレス制御されることで、所定位置
に書き込まれる。

【００５７】顔画像も外部記憶装置１１６から圧縮デー
タを読出し、画像伸長後に画像処理部１１０からフレー
ムメモリ１０４の所定画像位置に同様に書き込む。ＩＤ
カード画像がフレームメモリ１０４上に作成されると、
次にコントローラ１０９はそのビデオ信号をビデオプリ
ンタ１０８に送り込むために、フレームメモリ１０４上
から画像データを読出す。この読み出されたデータはＤ
／Ａ変換器１０５によりアナログ信号化され、出力信号
変換部１０６によりＮＴＳＣ方式の映像信号に変換さ
れ、ＴＶモニタ１０７とビデオプリンタ１０８に与えら
れる。

【００５８】これによりＴＶモニタ１０７上にはＩＤカ
ードの映像が表示され、また、ビデオプリンタ１０８は
フレームメモリ１０４上に作成されたＩＤカード画像を
プリントして出力する。ＴＶカメラで撮像され、フレー
ムメモリ１０４上に形成された人物の静止画像を圧縮画
像データとして保存する場合は次のように処理される。
フレームメモリ１０４上に顔画像が静止画として定まっ
たところで、操作部より記録保存操作指令を与えること
により記録保存処理に移る。

【００５９】この場合、コントローラ１０９はまずフレ
ームメモリ１０４上からアドレスコントロールしてフレ
ーム画像を８画素×８画素のブロック画像データとして
読出し、画像処理部１１０に転送する。圧縮処理はこの
ブロック画像単位毎で行う。また、圧縮はＤＣＴ方式を
もとにしている。

【００６０】コントローラ１０９はまず、画像処理部１
１０に対して変換処理を実施させ、これにより画像処理
部１１０ではそのブロックのＲＧＢ（赤緑青）画像から
輝度（Ｙ成分）と他の２色（色差成分）のデータよりな
るＹＵＶ画像に変換する。

【００６１】その各々の画像データをＤＣＴ処理部１１
１でＤＣＴ（離散コサイン）変換処理させる。これによ
り、各ブロックは周波数成分毎に分離されたＤＣＴ係数
となる。このＤＣＴ係数は図７に示したように左上の位
置（原点位置）を最も低い周波数成分とし、これから離
れる程、高い周波数成分となるように定めた８×８のマ
トリックス内における該当位置に格納する。

【００６２】原点位置を中心にブロック画像の縦横斜め
方向に対応させてそれぞれの方向でのＤＣＴ係数をマト
リックス内の該当位置に格納してゆくことにより周波数
を２次元空間の各方向成分を加味したかたちでＤＣＴ係
数をマトリックス内に格納することができる。

【００６３】その後、輝度と他の２色のデータそれぞれ
に対する８×８マトリックス内のＤＣＴ係数に対して量
子化部１１２にて係数毎に異なるステップサイズで量子
化する。

【００６４】そして、この量子化されたデータは配列分
離再構成部１１３にて処理し、図２に示すように８×８
マトリックス内のＤＣＴ係数のデータ（ａ）から原点位
置を含むその周囲の２×２の該当データを取り出し
（ｂ）、また、これを取り出した残りのデータを取り出
す（ｃ）。前者はＤＣ成分についてのＤＣＴ係数と低周
波数成分（低次のＡＣ成分）についてのＤＣＴ係数のデ
ータとなり、後者はその残りの成分すなわち、高い周波
数成分（高次ＡＣ）についてのＤＣＴ係数のデータとな
る。

【００６５】配列分離再構成部１１３によるこのような
処理の結果分離された２×２の側のデータは低次用符号
化部１１４に転送され、その残りは高次用符号化部１１
５に転送される。

【００６６】低次用符号化部１１４と高次用符号化部１
１５では各々量子化されたデータに対し、並び変えを行
う処理であるランレングスの処理を行い、さらに可変長
符号化処理を行って８×８のブロックでの低次データと
高次データそれぞれの画像圧縮データを得る。そして、
外部記憶装置１１６の低次データファイル部に低次圧縮
データを、また、高次データファイル部に高次圧縮デー
タを各々転送して保存する。

【００６７】これを１ブロック毎に輝度と他の２色のデ
ータに対して実行して記録する。この圧縮動作をフレー
ムメモリ１１４にある画像の全ブロックについて順次処
理することで画像全領域を圧縮する。また、その記録保
存したデータを読出し易くするために、外部記憶装置１
１６には一人々々の画像をそれぞれ１ファイルとして独
立した構成のファイルとして記憶される。この結果、１
ファイルには一人分の画像が、低次データ（低次圧縮デ
ータ）のみの部分と、高次データ（高次圧縮データ）の
みの部分とに分けられたかたちで格納される。

【００６８】次に画像伸長する場合を説明する。画像伸
長には２通りの方法がある。一つは複数人の画像をＴＶ
モニタ１０７にマルチ画像表示するため、一人々々の画
像を縮小画像として復元するように画像伸長する方法
と、もう一つは圧縮前と同じサイズに復元するように画
像伸長する方法である。

【００６９】マルチ画像表示する方法を先に説明する。
この表示は複数人の画像を図３のように表示する形態で
ある。この場合、まず表示したい人のファイルを選択す
るが、これは図示しない操作部の操作によりコントロー
ラ１０９が制御することによって次のように行われる。
ここには記述していないが、一般的には画像データベー
スの中から選択する場合と同様に行う。そして、そのう
ちの一人のデータを復元し、順次繰り返して表示できる
人数分だけ復元する。

【００７０】まず、ある人の顔画像のデータを表示する
とき、外部記憶装置１１６の中からその人のファイルが
コントローラ１０９によって選択される。このとき、外
部記憶装置１１６の中の低次データファイル部にあるフ
ァイルが選ばれ、記録されている低次圧縮データが読み
出され、低次用符号化部１１４に転送される。

【００７１】この転送は２×２のブロック毎に輝度デー
タ、他の２色のデータの順である。低次用符号化部１１
４ではこの転送されてきた低次圧縮データに対して逆符
号化し、量子化データに戻し、低次用逆量子化部１１７
に転送する。低次用逆量子化部１１７ではこれを逆量子
化し、ＤＣＴ係数データに戻す。これにより２×２のＤ
ＣＴ係数に戻され、ＤＣ成分のＤＣＴ係数と低次ＡＣ成
分のＤＣＴ係数が得られる。

【００７２】そして、２×２逆ＤＣＴ部１１８ではこれ
らの戻されたＤＣ成分のＤＣＴ係数と低次ＡＣのＤＣＴ
係数をもとに、逆ＤＣＴ演算することによって元の８×
８の画素構成のブロック画像における低周波数部分の２
×２の画素部分を復元して、画像処理装置１１０に送
る。

【００７３】このようにして復元されてゆくが、復元さ
れているのは低次圧縮データであるため、元の圧縮前の
画像における各ブロックの低周波数部分の２×２の画素
部分であり、この結果、画像処理装置１１０には２×２
の画素構成によるブロック画像がそれぞれ復元され、元
の８×８のブロックが２×２の画素構成によるブロック
での復元画像が得られるようになる。従って、復元画像
は本来の画像サイズの１／４の縮小画像となる。

【００７４】これを輝度データと他の２色のデータの順
に処理して、画像処理部１１０に転送することにより、
２画素×２画素のＲＧＢデータに色変換され、その画像
データをフレームメモリ１０４上にコントローラ１０９
にてアドレスコントロールしながら、図３のようにある
１名のある部分の２×２のブロック画として書き込まれ
る。これを図４のように２×２のブロック画を原画配列
に基づいて１名分の縮小画像として再構成し、さらにマ
ルチ画表示できるように、表示位置のアドレスコントロ
ールを行い、フレームメモリ１０４上にマルチ画像の一
部として形成する。これを複数人分、表示するようにコ
ントローラ１０９で制御する。２×２逆ＤＣＴ部１１８
における２×２の逆ＤＣＴは８×８のＤＣＴ係数の関係
式から次式となる。８×８のＤＣＴ係数をＦ（ｕ，
ｖ）， ｕ，ｖ＝０，１，…，７として２×２逆変換
した画像デ−タをｆ（ｉ，ｊ）， ｉ，ｊ＝０，１と
して f(0,0)=(1/2){F(0,0)+F(0,1)+F(1,0)+F(1,1)} f(0,1)=(1/2){F(0,0)-F(0,1)+F(1,0)-F(1,1)} f(1,0)=(1/2){F(0,0)+F(0,1)-F(1,0)-F(1,1)} f(1,0)=(1/2){F(0,0)-F(0,1)-F(1,0)+F(1,1)} のように、比較的簡単な関係式となるので、そのハード
化は極めて容易であり、負号付ロジック回路とビットシ
フトダウン回路によって実現できる。

【００７５】このようにしてフレームメモリ１０４上に
復元された縮小画像によるマルチ画面の画像データをア
ナログ信号化し、出力信号変換部１０６にてＮＴＳＣ映
像信号に変換してＴＶモニタ１０７に与えることで、マ
ルチ画面表示の映像が観察でき、検索を能率的に行え
る。次に圧縮前と同じサイズの画像を画像伸長する場合
について説明する。

【００７６】この場合はファイルを指定し、かつ、通常
サイズの画像伸長を指定する。これにより、コントロー
ラ１０９は外部記憶装置１１６より指定ファイルの低次
データファイルと高次データファイルをそれぞれ読出
す。そして、低次データファイルは低次用符号化部１１
４に、また、高次データファイルは高次用符号化部１１
５に与えられる。

【００７７】低次データファイルの転送は２×２のブロ
ック毎に輝度データ、他の２色のデータの順である。低
次用符号化部１１４ではこの転送されてきた低次圧縮デ
ータに対して逆符号化し、量子化データに戻し、配列分
離再構成部１１３に転送する。

【００７８】一方、高次データファイルは低次用デ−タ
を除いたものであり、８×８から上記２×２のブロック
を除いた残りのブロックのデータである。これをブロッ
ク毎に輝度データ、他の２色のデータの順に高次用符号
化部１１５に与えられるので、高次用符号化部１１５は
与えられた高次用データに対して逆符号化し、量子化デ
ータに戻し、配列分離再構成部１１３に転送する。

【００７９】配列分離再構成部１１３ではこれらを再構
成して分割前の元の８×８のブロックに戻した上で量子
化部１１２に送り、量子化部１１２ではこの量子化デー
タを逆量子化してＤＣＴ係数に戻す。そして、このＤＣ
Ｔ係数は８×８ＤＣＴ１１１により逆ＤＣＴ処理されて
元の輝度データと他の２色のデータとよりなるＹＵＶ画
像に戻し、これを画像処理部１１０に転送することによ
り、画像処理部１１０は８画素×８画素のＲＧＢデータ
に色変換する。そして、コントローラ１０９はこのＲＧ
Ｂデータをフレームメモリ１０４に書き込む。この結
果、フレームメモリ１０４には元の無縮小の画像が復元
される。

【００８０】このようにしてフレームメモリ１０４上に
復元された無縮小画像の画像データはアナログ信号化
し、出力信号変換部１０６にてＮＴＳＣ映像信号に変換
してＴＶモニタ１０７に与えることで、映像として観察
できる。

【００８１】また、この画像伸長されたＩＤ画像をプリ
ントすることができる。ＩＤ画像としてプリントするに
は、前述同様、前もって作成され、外部記憶装置１１６
に保存されていたＣＧ画像のロゴ画像などや、氏名など
のデータを読出して使用する。すなわち、プリント時に
は図示しない操作部よりプリント指令操作を行うことで
次のような処理が行われ、画像のプリントがなされる。

【００８２】プリント指令操作によりまず外部記憶装置
１１６から画像処理部１１０にロゴ画面等のデータが転
送される。このデータはコントローラ１０９にてフレー
ムメモリ１０４上の定められた画像位置にその画像デー
タが書き込まれるようにアドレス制御されることで、所
定位置に書き込まれる。

【００８３】ＩＤカード画像がフレームメモリ１０４上
に作成されると、コントローラ１０９はフレームメモリ
１０４上から画像データを読出す。この読み出されたデ
ータはアナログ信号化され、ＮＴＳＣ方式の映像信号に
変換され、ＴＶモニタ１０７とビデオプリンタ１０８に
与えられる。

【００８４】これによりＴＶモニタ１０７上にはＩＤカ
ードの映像が表示され、また、ビデオプリンタ１０８は
フレームメモリ１０４上に作成されたＩＤカード画像を
プリントして出力する。

【００８５】このように、本発明は画像データを一時保
持する画像メモリに被写体像の画像データを保持させ、
画像メモリ上の画像データを所定画素サイズのブロック
単位で読出し、これを直交変換し、周波数成分別の変換
係数データに変換し、この変換されて得られたデータに
ついて量子化すると共に、この量子化データのうち、直
流成分を含む低周波数成分のものを分離抽出して符号化
し、低次データとし、また、残りの周波数成分のものを
符号化して、高次データとし、それぞれ保存するように
し、マルチ画面用の縮小画面を得る時は低次データのみ
を使用して逆符号化、逆量子化および逆直交変換して画
像メモリに詰めて書き込み、復元することにより圧縮伸
長の処理のみで復元可能とし、また、非縮小画面の復元
には低次データと高次データを利用し、これらをそれぞ
れ逆符号化した後、両者を合成して直流成分から高い周
波数の交流成分までを含む元の形態に戻し（再構成
し）、これを逆量子化および逆直交変換して画像メモリ
に書き込むことで、画像圧縮伸長を行うようにしたもの
である。

【００８６】従って、もともとの１画像分のデータを低
次データと高次データとに分けただけであるので、ファ
イル容量は変わりなく、しかも、低次データのみ圧縮伸
長すれば縮小画像を得ることができるので、縮小画像用
の圧縮データを別途用意する必要はなく、かつ、間引き
等の処理も必要としないので、容易かつ短時間に縮小画
像を得ることができる他、低次データと高次データとを
合わせることで元の無縮小画像を再現できる。

【００８７】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変
形して実施し得るものであり、例えば上述の実施例では
配列分離再構成部１１３は量子化／逆量子化部分と符号
化処理部分の間に設けたが、これに限るものではない
他、直交変換もＤＣＴに限るものではない。

【００８８】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、無縮小の圧縮画像データからスピーディに縮小画像
を圧縮伸長でき、マルチ画面を作成できて、しかも、高
画質の無縮小画像を圧縮伸長できるようにし、一枚当り
の画像データ量を少なくして多数の画像の記録保存がで
きるようにした画像圧縮再生装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を説明するためのブロック図。

【図２】本発明の作用を説明するための図。

【図３】マルチ画面の例を示す図。

【図４】本発明の作用を説明するための図。

【図５】従来例を説明するための図。

【図６】従来例を説明するための図。

【図７】ＤＣＴ処理による周波数成分別の変換係数の格
納状態を説明するための図。

【図８】画像圧縮処理の流れの一例を説明するための
図。

【符号の説明】

１０１…被写体、１０２…カラーＴＶカメラ（カラービ
デオカメラ）、１０３…Ａ／Ｄ変換器、１０４…フレー
ムメモリ、１０５…Ｄ／Ａ変換器、１０６…出力信号変
換部、１０７…ＴＶモニタ、１０８…ビデオプリンタ、
１０９…コントローラ、１１０…画像処理部、１１１…
ＤＣＴ処理部（直交変換処理部）、１１２…量子化部、
１１３…配列分離再構成部、１１４，１１５…符号化
部、１１６…外部記憶装置、１１７…低次用逆量子化
部、１１８…２×２の逆ＤＣＴ処理部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入出力する画像の画像データを一時保持
   する画像メモリと、 この画像メモリ上の画像データを所定画素サイズのブロ
   ック単位で読出す手段と、 このブロック単位で読出された画像データを直交変換
   し、周波数成分別の変換係数データに変換する直交変換
   手段と、 この変換されて得られたデータについて量子化する量子
   化手段と、 この量子化により得られた量子化データのうち、直流成
   分を含む所定の低周波数成分のものと残りの周波数成分
   のものを分離抽出する分離手段と、 これら分離抽出された量子化データを符号化する符号化
   手段と、 この符号化手段にて符号化されて出力されたデータのう
   ち、上記直流成分を含む所定の低周波数成分のものを低
   次データとし、また、残りの周波数成分のものを高次デ
   ータとしてそれぞれ保存する保存手段と、 縮小画面の圧縮伸長時に、上記保存手段の保存データの
   うち、低次データを用いてこれを逆変換処理し画像デー
   タに復元する第１の復元手段と、 通常の画面の圧縮伸長時に上記保存手段の保存データの
   うち、低次および高次データを用いてこれらを再構成
   し、分離前の元の状態に戻す再構成手段と、 この再構成されたデータを逆変換処理して画像データに
   復元する第２の復元手段と、 これら復元された画像デ−タを上記画像メモリに書き込
   み、復元画像データ出力を得る制御手段とより構成した
   ことを特徴とする画像情報圧縮再生装置。