JPH06231235A - 多次元画像圧縮伸張方式 - Google Patents
多次元画像圧縮伸張方式Info
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- JPH06231235A JPH06231235A JP3949293A JP3949293A JPH06231235A JP H06231235 A JPH06231235 A JP H06231235A JP 3949293 A JP3949293 A JP 3949293A JP 3949293 A JP3949293 A JP 3949293A JP H06231235 A JPH06231235 A JP H06231235A
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- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 多次元圧縮画像の伸張を少ない演算時間で可
能とする。 【構成】 画像情報処理の対象にされている画像におけ
る画素密度の高低に拘らずに画像の持つ特徴点のみを抽
出して画像情報の圧縮された画像データを得て、伸張に
際しては前記した画像データから画素復元を行なうので
はなく別の画素密度面に新画像が描画できるように、2
次元的に分布する輝度情報や、2次元的に分布する輝度
情報に時間軸をも含む3次元的に分布する画像情報につ
いて、輝度関数の等輝度線の曲率の正負の極大点を画像
の特徴点とし、前記した画像の特徴点の位置と画像情報
とを伝送,記録,画像復原に用いる場合に、伸張に際し
て近傍の複数の特徴点によって決定される補間面、また
は近傍の複数の特徴点によって決定される補間立体によ
り特徴点以外の画素の輝度情報を決定する。
能とする。 【構成】 画像情報処理の対象にされている画像におけ
る画素密度の高低に拘らずに画像の持つ特徴点のみを抽
出して画像情報の圧縮された画像データを得て、伸張に
際しては前記した画像データから画素復元を行なうので
はなく別の画素密度面に新画像が描画できるように、2
次元的に分布する輝度情報や、2次元的に分布する輝度
情報に時間軸をも含む3次元的に分布する画像情報につ
いて、輝度関数の等輝度線の曲率の正負の極大点を画像
の特徴点とし、前記した画像の特徴点の位置と画像情報
とを伝送,記録,画像復原に用いる場合に、伸張に際し
て近傍の複数の特徴点によって決定される補間面、また
は近傍の複数の特徴点によって決定される補間立体によ
り特徴点以外の画素の輝度情報を決定する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は多次元画像圧縮伸張方
式、特に異機種間における画像伝送のように圧縮側と伸
張側での画素対応、または時間軸上でのフレ−ム対応が
保証されない系で、高能率な画像伸張を行なうことがで
きる多次元画像圧縮伸張方式に関する。
式、特に異機種間における画像伝送のように圧縮側と伸
張側での画素対応、または時間軸上でのフレ−ム対応が
保証されない系で、高能率な画像伸張を行なうことがで
きる多次元画像圧縮伸張方式に関する。
【0002】
【従来の技術】画像情報の圧縮については従来から各種
の方式が提案されて来ている。例えばデジタル信号化し
た画像信号の各サンプル値に対して信号レベルを均等に
分割して、それぞれの範囲に含まれる値を一つの代表値
で置き換える直線量子化(均等量子化)手段を採用した場
合に、代表点と本来の値との差が判らないようにする場
合に一般に自然画像については6ビット(64階調)から
8ビット(256階調)が必要であるとされているから、
画像信号を前記したような均等量子化によりデジタル化
した信号をそのまま記録しようとすると、各サンプル値
に対して前記のような多くの情報量を扱うことが必要と
される。
の方式が提案されて来ている。例えばデジタル信号化し
た画像信号の各サンプル値に対して信号レベルを均等に
分割して、それぞれの範囲に含まれる値を一つの代表値
で置き換える直線量子化(均等量子化)手段を採用した場
合に、代表点と本来の値との差が判らないようにする場
合に一般に自然画像については6ビット(64階調)から
8ビット(256階調)が必要であるとされているから、
画像信号を前記したような均等量子化によりデジタル化
した信号をそのまま記録しようとすると、各サンプル値
に対して前記のような多くの情報量を扱うことが必要と
される。
【0003】それで、より少ない情報量で信号を符号化
するのに、信号の変化の少ない部分では変化に対して敏
感であり、信号の変化の激しい部分においてはある程度
の誤差があっても、それを検知し難いという人間の視覚
や聴覚の性質を利用したり、あるいは記録の対象にされ
ている情報信号における時空間軸上での相関を利用し
て、例えば画像を画素に分解した後に各画素の輝度値の
隣接相関の高さを利用して原情報の近似値の少数を伝送
したり、あるいは画素間差分あるいはフレ−ム間差分を
伝送したり、または高周波数成分が少ないということを
利用して周波数要素の削減を行なったりして、各サンプ
ルあたりの情報量を少なくするようにした各種の高能率
符号化方式を適用してデ−タ量の圧縮を行なったデジタ
ル・デ−タを記録,伝送,送信し、また、前記のようにデ
−タ量の圧縮されたデジタル・デ−タを再生,受信した後
にデ−タの伸張を行なって画像の復元をすることが従来
から行なわれていることは周知のとおりである。
するのに、信号の変化の少ない部分では変化に対して敏
感であり、信号の変化の激しい部分においてはある程度
の誤差があっても、それを検知し難いという人間の視覚
や聴覚の性質を利用したり、あるいは記録の対象にされ
ている情報信号における時空間軸上での相関を利用し
て、例えば画像を画素に分解した後に各画素の輝度値の
隣接相関の高さを利用して原情報の近似値の少数を伝送
したり、あるいは画素間差分あるいはフレ−ム間差分を
伝送したり、または高周波数成分が少ないということを
利用して周波数要素の削減を行なったりして、各サンプ
ルあたりの情報量を少なくするようにした各種の高能率
符号化方式を適用してデ−タ量の圧縮を行なったデジタ
ル・デ−タを記録,伝送,送信し、また、前記のようにデ
−タ量の圧縮されたデジタル・デ−タを再生,受信した後
にデ−タの伸張を行なって画像の復元をすることが従来
から行なわれていることは周知のとおりである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来の一般的
な画像情報の圧縮方式では、分解された画素の復元が良
好に行なわれることを重要視していることから、原画像
と復元された画像(伸張画像)間での画素数が一致して
いることを条件としている場合が多く、したがって異な
る画素数の画像間で圧縮伸張動作が行なわれる場合に
は、別途に伸張後における画素の補間や間引きなどを行
なうことが必要とされるが、これは従来の画像情報の圧
縮方式においては真の有効情報のみが抽出され、それが
復元されているわけではなく、ある程度物理的な画像構
成要素に依存している方式になっていることを意味して
いる。
な画像情報の圧縮方式では、分解された画素の復元が良
好に行なわれることを重要視していることから、原画像
と復元された画像(伸張画像)間での画素数が一致して
いることを条件としている場合が多く、したがって異な
る画素数の画像間で圧縮伸張動作が行なわれる場合に
は、別途に伸張後における画素の補間や間引きなどを行
なうことが必要とされるが、これは従来の画像情報の圧
縮方式においては真の有効情報のみが抽出され、それが
復元されているわけではなく、ある程度物理的な画像構
成要素に依存している方式になっていることを意味して
いる。
【0005】ところで、前記のように異なる画素数の2
つの画像における画素密度が極端に異なる場合の例とし
て、例えば撮像装置によって撮像された画像を印刷版下
に利用しようとする場合を考えると、撮像装置による撮
像によって得られる画像の画素密度は1画面当りに高々
(500×500)程度であるのに対して、電子製版機
における画像の画素密度は1画面当りに(数千×数千)
というように、前記した撮像装置による撮像によって得
られる画像に比べて桁違いに大きいために、既述のよう
な画素対応の画像情報の圧縮伸張方式が全く実施されな
いとしても画素拡大によってエイリアスが発生するし、
また、前記のような画素拡大を行なわないで補間を行な
うようにした場合には、広大な補間エリアを既知のデ−
タの重み付け平均値で充当することになるために補間歪
によって画質劣化を避けることができない。前記とは逆
に、原画像の画素密度が1画面当りに(数千×数千)と
いうような場合には、隣接画素間の相関が極端に高いの
で、原理的には高度の画像情報の圧縮も可能なのである
が、既述のように原画像と復元された画像(伸張画像)
間での画素数が一致していることを条件としている従来
の画像情報圧縮方式では圧縮率を高くできないという欠
点が生じる。
つの画像における画素密度が極端に異なる場合の例とし
て、例えば撮像装置によって撮像された画像を印刷版下
に利用しようとする場合を考えると、撮像装置による撮
像によって得られる画像の画素密度は1画面当りに高々
(500×500)程度であるのに対して、電子製版機
における画像の画素密度は1画面当りに(数千×数千)
というように、前記した撮像装置による撮像によって得
られる画像に比べて桁違いに大きいために、既述のよう
な画素対応の画像情報の圧縮伸張方式が全く実施されな
いとしても画素拡大によってエイリアスが発生するし、
また、前記のような画素拡大を行なわないで補間を行な
うようにした場合には、広大な補間エリアを既知のデ−
タの重み付け平均値で充当することになるために補間歪
によって画質劣化を避けることができない。前記とは逆
に、原画像の画素密度が1画面当りに(数千×数千)と
いうような場合には、隣接画素間の相関が極端に高いの
で、原理的には高度の画像情報の圧縮も可能なのである
が、既述のように原画像と復元された画像(伸張画像)
間での画素数が一致していることを条件としている従来
の画像情報圧縮方式では圧縮率を高くできないという欠
点が生じる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、静止画像にお
ける2次元的に分布する輝度情報による画像情報につい
て、輝度関数の等輝度線の曲率の正負の極大点、または
輝度関数の等輝度線を直線近似した直線と前記した輝度
関数の等輝度線との誤差が、予め定められた閾値を越え
た点を画像の特徴点として、前記した画像の特徴点の位
置と輝度値とを伝送,記録し、前記の特徴点の位置と輝
度値とを画像復原に用いる場合に、伸張に際して近傍の
複数の特徴点によって決定される補間面により特徴点以
外の画素の輝度情報を決定するようにした多次元画像圧
縮伸張方式、及び静止画像における2次元的に分布する
輝度情報に時間軸をも含む3次元的に分布する輝度情報
の画像情報について、輝度関数の等輝度面の曲率の正負
の極大点、または輝度関数の等輝度面を平面近似した平
面と前記した輝度関数の等輝度面との誤差が、予め定め
られた閾値を越えた点を画像の特徴点として、前記した
画像の特徴点の位置と輝度値とを伝送,記録し、前記の
特徴点の位置と輝度値とを画像復原に用いる場合に、伸
張に際して近傍の複数の特徴点によって決定される補間
立体により特徴点以外の画素の輝度情報を決定するよう
にした多次元画像圧縮伸張方式、ならびに静止画像にお
ける2次元的に分布する輝度情報に時間軸をも含む3次
元的に分布する輝度情報の画像情報の内から、前記の2
次元的に分布する輝度情報の複数組を対象として、前記
の各組の輝度関数の等輝度線の曲率の正負の極大値、ま
たは前記の各組の輝度関数の等輝度線を直線近似した直
線と前記した輝度関数の等輝度線との誤差が、予め定め
られた閾値を越えた点を画像の特徴点として、前記した
画像の特徴点の位置と輝度値とを伝送,記録,画像復原
に用いる場合に、伸張に際して近傍の複数の特徴点によ
って決定される補間立体により特徴点以外の画素の輝度
情報を決定するようにした多次元画像圧縮伸張方式を提
供する。
ける2次元的に分布する輝度情報による画像情報につい
て、輝度関数の等輝度線の曲率の正負の極大点、または
輝度関数の等輝度線を直線近似した直線と前記した輝度
関数の等輝度線との誤差が、予め定められた閾値を越え
た点を画像の特徴点として、前記した画像の特徴点の位
置と輝度値とを伝送,記録し、前記の特徴点の位置と輝
度値とを画像復原に用いる場合に、伸張に際して近傍の
複数の特徴点によって決定される補間面により特徴点以
外の画素の輝度情報を決定するようにした多次元画像圧
縮伸張方式、及び静止画像における2次元的に分布する
輝度情報に時間軸をも含む3次元的に分布する輝度情報
の画像情報について、輝度関数の等輝度面の曲率の正負
の極大点、または輝度関数の等輝度面を平面近似した平
面と前記した輝度関数の等輝度面との誤差が、予め定め
られた閾値を越えた点を画像の特徴点として、前記した
画像の特徴点の位置と輝度値とを伝送,記録し、前記の
特徴点の位置と輝度値とを画像復原に用いる場合に、伸
張に際して近傍の複数の特徴点によって決定される補間
立体により特徴点以外の画素の輝度情報を決定するよう
にした多次元画像圧縮伸張方式、ならびに静止画像にお
ける2次元的に分布する輝度情報に時間軸をも含む3次
元的に分布する輝度情報の画像情報の内から、前記の2
次元的に分布する輝度情報の複数組を対象として、前記
の各組の輝度関数の等輝度線の曲率の正負の極大値、ま
たは前記の各組の輝度関数の等輝度線を直線近似した直
線と前記した輝度関数の等輝度線との誤差が、予め定め
られた閾値を越えた点を画像の特徴点として、前記した
画像の特徴点の位置と輝度値とを伝送,記録,画像復原
に用いる場合に、伸張に際して近傍の複数の特徴点によ
って決定される補間立体により特徴点以外の画素の輝度
情報を決定するようにした多次元画像圧縮伸張方式を提
供する。
【0007】
【作用】画像情報処理の対象にされている画像における
画素密度の高低に拘らずに、画像の持つ特徴点のみを抽
出して画像情報の圧縮された画像デ−タを得て、伸張に
際しては前記した画像デ−タから画素復元を行なうので
はなく、別の画素密度面に新画像が描画できるように、
2次元的に分布する輝度情報や、2次元的に分布する輝
度情報の画像情報に時間軸をも含む3次元的に分布する
画像情報について、前記した画像情報の輝度関数の等輝
度線の曲率の正負の極大点、あるいは等輝度面の曲率の
正負の極大点を特徴点としたり、または輝度関数の等輝
度線を直線近似した直線と前記した輝度関数の等輝度線
との誤差、あるいは輝度関数の等輝度面を平面近似した
平面と前記した輝度関数の等輝度面との誤差が、予め定
められた閾値を越えた点を画像の特徴点として、前記し
た画像の特徴点の位置と輝度値とを伝送,記録し、前記
の特徴点の位置と輝度値とを画像復原に用いる場合に、
伸張に際して近傍の複数の特徴点によって決定される補
間面または補間立体により特徴点以外の画素の輝度情報
を決定する。また、2次元的に分布する輝度情報の画像
情報に時間軸をも含む3次元的に分布する画像情報の内
から、前記の2次元的に分布する輝度情報の複数組を対
象とし、前記の各組の輝度関数の等輝度線の曲率の正負
の極大値、または前記の各組の輝度関数の等輝度線を直
線近似した直線と前記した輝度関数の等輝度線との誤差
が、予め定められた閾値を越えた点を画像の特徴点とし
て、前記した画像の特徴点の位置と輝度値とを伝送,記
録,画像復原に用いる場合に、伸張に際して近傍の複数
の特徴点によって決定される補間立体により特徴点以外
の画素の輝度情報を決定することにより、容易に多次元
画像の伸張が行なわれる。
画素密度の高低に拘らずに、画像の持つ特徴点のみを抽
出して画像情報の圧縮された画像デ−タを得て、伸張に
際しては前記した画像デ−タから画素復元を行なうので
はなく、別の画素密度面に新画像が描画できるように、
2次元的に分布する輝度情報や、2次元的に分布する輝
度情報の画像情報に時間軸をも含む3次元的に分布する
画像情報について、前記した画像情報の輝度関数の等輝
度線の曲率の正負の極大点、あるいは等輝度面の曲率の
正負の極大点を特徴点としたり、または輝度関数の等輝
度線を直線近似した直線と前記した輝度関数の等輝度線
との誤差、あるいは輝度関数の等輝度面を平面近似した
平面と前記した輝度関数の等輝度面との誤差が、予め定
められた閾値を越えた点を画像の特徴点として、前記し
た画像の特徴点の位置と輝度値とを伝送,記録し、前記
の特徴点の位置と輝度値とを画像復原に用いる場合に、
伸張に際して近傍の複数の特徴点によって決定される補
間面または補間立体により特徴点以外の画素の輝度情報
を決定する。また、2次元的に分布する輝度情報の画像
情報に時間軸をも含む3次元的に分布する画像情報の内
から、前記の2次元的に分布する輝度情報の複数組を対
象とし、前記の各組の輝度関数の等輝度線の曲率の正負
の極大値、または前記の各組の輝度関数の等輝度線を直
線近似した直線と前記した輝度関数の等輝度線との誤差
が、予め定められた閾値を越えた点を画像の特徴点とし
て、前記した画像の特徴点の位置と輝度値とを伝送,記
録,画像復原に用いる場合に、伸張に際して近傍の複数
の特徴点によって決定される補間立体により特徴点以外
の画素の輝度情報を決定することにより、容易に多次元
画像の伸張が行なわれる。
【0008】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の多次元画
像圧縮伸張方式に関する具体的な内容を詳細に説明す
る。図1は多次元画像圧縮伸張方式のブロック図、図2
は本発明の多次元画像圧縮伸張方式に使用される等高線
トレ−サの構成例を示すブロック図、図3は本発明の多
次元画像圧縮伸張方式に使用される面補間器の構成例を
示すブロック図、図3は輝度関数再生装置の構成例を示
すブロック図、図4は輝度等高線の検出方法と特徴点決
定方法とを説明するための図、図5は輝度関数再生装置
の構成原理及び動作原理の説明に用いられる図、図6は
輝度関数再生の説明に用いられる図、図7は輝度関数再
生のための面補間動作の説明に用いられる図、図8は3
次元的に分布する画像情報から検出された特徴点によっ
て決定される補間立体により特徴点以外の画素の輝度情
報を決定する場合の説明に用いられる図である。
像圧縮伸張方式に関する具体的な内容を詳細に説明す
る。図1は多次元画像圧縮伸張方式のブロック図、図2
は本発明の多次元画像圧縮伸張方式に使用される等高線
トレ−サの構成例を示すブロック図、図3は本発明の多
次元画像圧縮伸張方式に使用される面補間器の構成例を
示すブロック図、図3は輝度関数再生装置の構成例を示
すブロック図、図4は輝度等高線の検出方法と特徴点決
定方法とを説明するための図、図5は輝度関数再生装置
の構成原理及び動作原理の説明に用いられる図、図6は
輝度関数再生の説明に用いられる図、図7は輝度関数再
生のための面補間動作の説明に用いられる図、図8は3
次元的に分布する画像情報から検出された特徴点によっ
て決定される補間立体により特徴点以外の画素の輝度情
報を決定する場合の説明に用いられる図である。
【0009】本発明の多次元画像圧縮伸張方式は、2次
元的に分布する画像情報や2次元的に分布する画像情報
に時間軸をも含めた3次元的に分布する画像情報に対し
て高能率な圧縮伸張を行なうものであるが、本発明の多
次元画像圧縮伸張方式によって圧縮伸張の対象にされる
べき2次元的に分布する画像情報や、2次元的に分布す
る画像情報に時間軸軸をも含めた3次元的に分布する画
像情報としては、輝度情報だけの画像(所謂、白黒画像)
の画像情報に限られず、明度と色度[色相と彩度(飽和
度)]とを有するカラ−画像の画像情報をも対象として
いるのであるが、以下の説明では主として輝度情報だけ
の画像(所謂、白黒画像)の画像情報(輝度情報)に対
して多次元画像圧縮を行なう場合について述べている。
元的に分布する画像情報や2次元的に分布する画像情報
に時間軸をも含めた3次元的に分布する画像情報に対し
て高能率な圧縮伸張を行なうものであるが、本発明の多
次元画像圧縮伸張方式によって圧縮伸張の対象にされる
べき2次元的に分布する画像情報や、2次元的に分布す
る画像情報に時間軸軸をも含めた3次元的に分布する画
像情報としては、輝度情報だけの画像(所謂、白黒画像)
の画像情報に限られず、明度と色度[色相と彩度(飽和
度)]とを有するカラ−画像の画像情報をも対象として
いるのであるが、以下の説明では主として輝度情報だけ
の画像(所謂、白黒画像)の画像情報(輝度情報)に対
して多次元画像圧縮を行なう場合について述べている。
【0010】今、白黒静止画像内の輝度をzとし、ま
た、画面の水平方向をx,垂直方向をyとすると、画像
は一般に次の(1)式のような方程式で表現できる。 z=f(x,y) …(1) また、動画像については、時間軸をtとすれば、次の
(2)式のような方程式で表現できる。 z=f
(x,y,t) …(2) ここで、fを多次関数
とすれば、画像内の輝度zは次の(3)式によって示さ
れる。
た、画面の水平方向をx,垂直方向をyとすると、画像
は一般に次の(1)式のような方程式で表現できる。 z=f(x,y) …(1) また、動画像については、時間軸をtとすれば、次の
(2)式のような方程式で表現できる。 z=f
(x,y,t) …(2) ここで、fを多次関数
とすれば、画像内の輝度zは次の(3)式によって示さ
れる。
【0011】
【数1】
【0012】さて、画像を伝送するということは、送像
側で決定された前記のような輝度関数を受像側で再現す
ることといえるが、一般のデジタル画像伝送においては
輝度関数を解析的に取扱うことなく、それを所謂テ−ブ
ル関数として、そのテ−ブル値の全てを伝送するように
している。これに対して従来の一般的な圧縮伝送におい
ては、前記のテ−ブル値そのものの隣接相関を利用した
高能率符号化を行なったり、あるいは直交変換後のテ−
ブル値に同様の措置を施こすなどの手段を講じている
が、従来は輝度関数に関わる解析的処理から直接に関数
の特徴値を抽出するようにした圧縮伝送方式は少ない。
側で決定された前記のような輝度関数を受像側で再現す
ることといえるが、一般のデジタル画像伝送においては
輝度関数を解析的に取扱うことなく、それを所謂テ−ブ
ル関数として、そのテ−ブル値の全てを伝送するように
している。これに対して従来の一般的な圧縮伝送におい
ては、前記のテ−ブル値そのものの隣接相関を利用した
高能率符号化を行なったり、あるいは直交変換後のテ−
ブル値に同様の措置を施こすなどの手段を講じている
が、従来は輝度関数に関わる解析的処理から直接に関数
の特徴値を抽出するようにした圧縮伝送方式は少ない。
【0013】そして、本発明の多次元画像圧縮伸張方式
は、輝度関数に関わる解析的処理から直接に関数の特徴
値を抽出するようにした画像圧縮伸張方式に属している
ともいえるものであるが、本発明の多次元画像圧縮伸張
方式では、静止画像における2次元的な輝度情報、ある
いは2次元的な輝度情報に時間軸をも含む3次元的な輝
度情報などの画像情報について、図4の(c)に例示さ
れている等輝度線(等高線){3次元的な輝度情報の場
合には等輝度面}を抽出し、抽出された前記の等輝度線
(等高線){3次元的な輝度情報の場合には等輝度面}
の曲率の正負の極大点、または前記の等輝度線(等高
線){3次元的な輝度情報の場合は等輝度面}の直線近
似(3次元的な輝度情報の場合には平面近似}からの誤
差が、予め定められた閾値を越えた点を、前記した画像
の特徴点として、前記した画像の特徴点の位置及び輝度
値を伝送(記録),画像復原に用いるようにし、輝度関
数の再生に影響が少ない画素の輝度情報を棄却すること
により大幅な画像情報の圧縮が実現できるようにし、ま
た、画像情報の伸張に当っては、伝送(記録)された前
記の特徴点による輝度関数の再補間を行なうことで、未
伝送情報(未記録情報)を補間再現できるようにしてい
る。
は、輝度関数に関わる解析的処理から直接に関数の特徴
値を抽出するようにした画像圧縮伸張方式に属している
ともいえるものであるが、本発明の多次元画像圧縮伸張
方式では、静止画像における2次元的な輝度情報、ある
いは2次元的な輝度情報に時間軸をも含む3次元的な輝
度情報などの画像情報について、図4の(c)に例示さ
れている等輝度線(等高線){3次元的な輝度情報の場
合には等輝度面}を抽出し、抽出された前記の等輝度線
(等高線){3次元的な輝度情報の場合には等輝度面}
の曲率の正負の極大点、または前記の等輝度線(等高
線){3次元的な輝度情報の場合は等輝度面}の直線近
似(3次元的な輝度情報の場合には平面近似}からの誤
差が、予め定められた閾値を越えた点を、前記した画像
の特徴点として、前記した画像の特徴点の位置及び輝度
値を伝送(記録),画像復原に用いるようにし、輝度関
数の再生に影響が少ない画素の輝度情報を棄却すること
により大幅な画像情報の圧縮が実現できるようにし、ま
た、画像情報の伸張に当っては、伝送(記録)された前
記の特徴点による輝度関数の再補間を行なうことで、未
伝送情報(未記録情報)を補間再現できるようにしてい
る。
【0014】本発明の多次元画像圧縮伸張方式を示す図
1において、1は多次元画像圧縮伸張の対象にされる画
像信号の信号源であり、前記の画像信号源1としては、
例えば画像信号を発生する撮像装置(TVカメラ)あるい
はVTR、その他のものが使用できる。また2はアナロ
グデジタル変換器、3は前記したアナログデジタル変換
器2から出力されたデジタル画像デ−タを画像メモリ4
a,4bへ書込む際の書込み制御を行なう書込み制御
部、5は等高線トレ−サ(詳細な構成例が図2に示され
ている)、6は符号化送出回路、7は伝送回線(または記
録媒体)、8は受信復号回路(または再生復号回路)、
9は輝度関数再生装置、10は駆動回路、11はモニタ
受像機である。
1において、1は多次元画像圧縮伸張の対象にされる画
像信号の信号源であり、前記の画像信号源1としては、
例えば画像信号を発生する撮像装置(TVカメラ)あるい
はVTR、その他のものが使用できる。また2はアナロ
グデジタル変換器、3は前記したアナログデジタル変換
器2から出力されたデジタル画像デ−タを画像メモリ4
a,4bへ書込む際の書込み制御を行なう書込み制御
部、5は等高線トレ−サ(詳細な構成例が図2に示され
ている)、6は符号化送出回路、7は伝送回線(または記
録媒体)、8は受信復号回路(または再生復号回路)、
9は輝度関数再生装置、10は駆動回路、11はモニタ
受像機である。
【0015】ここで、本発明の多次元画像圧縮伸張方式
における画像情報の圧縮の原理と、復原(伸張)の原理
とについて説明すると次のとおりである。まず、静止画
像について画像情報圧縮が行なわれる際に画像から抽出
される前述のような特徴点、すなわち、輝度関数の等輝
度線(等高線){3次元的な輝度情報の場合には等輝度
面}の曲率の正負の極大点、または前記の等輝度線(等
高線){3次元的な輝度情報の場合は等輝度面}の直線
近似(3次元的な輝度情報の場合には平面近似}からの
誤差が、予め定められた閾値を越えた点をも抽出する場
合における画像の特徴点について、 1.検討対象にさ
れている画素aの前後における前記した等高線{3次元
的な輝度情報の場合には等高面}の曲がりが、予め定め
られた閾値角度を越えている場合に、前記の画素aは特
徴点であると判定する。 2.既検出の特徴点画素と、
そこから前記の等高線{3次元的な輝度情報の場合には
等高面}に従って、ある方向に辿って行った画素との間
の仮想的直線に対して、前記した両画素間の画素で、あ
る閾値距離を越えた距離を示す画素を特徴点であると判
定する。
における画像情報の圧縮の原理と、復原(伸張)の原理
とについて説明すると次のとおりである。まず、静止画
像について画像情報圧縮が行なわれる際に画像から抽出
される前述のような特徴点、すなわち、輝度関数の等輝
度線(等高線){3次元的な輝度情報の場合には等輝度
面}の曲率の正負の極大点、または前記の等輝度線(等
高線){3次元的な輝度情報の場合は等輝度面}の直線
近似(3次元的な輝度情報の場合には平面近似}からの
誤差が、予め定められた閾値を越えた点をも抽出する場
合における画像の特徴点について、 1.検討対象にさ
れている画素aの前後における前記した等高線{3次元
的な輝度情報の場合には等高面}の曲がりが、予め定め
られた閾値角度を越えている場合に、前記の画素aは特
徴点であると判定する。 2.既検出の特徴点画素と、
そこから前記の等高線{3次元的な輝度情報の場合には
等高面}に従って、ある方向に辿って行った画素との間
の仮想的直線に対して、前記した両画素間の画素で、あ
る閾値距離を越えた距離を示す画素を特徴点であると判
定する。
【0016】ここで前記した判定基準を採用して、任意
の静止画像における2次元画面内の輝度分布関数を例示
している図4を例にとり、前記のような画像情報圧縮の
対象画像の特徴点を抽出する場合についての具体例を述
べると次のとおりである。図4の(a)は2次元画面内
の輝度分布関数の等高線の1つを例示しているものであ
るが、前記の2次元画面内の輝度分布関数の等高線の抽
出は、次のような手順によって行なわれる。図4の
(b)を参照して、等しい輝度を示す点の探索法につい
て説明する。図4の(b)において(1)〜(4)を4個
の画素とし、前記した各画素(1)〜(4)の輝度値が、
図中のH,L(Hは高輝度値、Lは低輝度値とする)で
示されるようなものであるとし、また、第1の抽出値を
得た点Sを等高線抽出の開始点とする。前記のS点は画
素(1)と画素(4)との中間にあるから、その座標位
置の輝度値は例えば前記した画素(1)の輝度値と画素
(4)の輝度値とに応じた輝度値の比例配分値を用いて
もよい。
の静止画像における2次元画面内の輝度分布関数を例示
している図4を例にとり、前記のような画像情報圧縮の
対象画像の特徴点を抽出する場合についての具体例を述
べると次のとおりである。図4の(a)は2次元画面内
の輝度分布関数の等高線の1つを例示しているものであ
るが、前記の2次元画面内の輝度分布関数の等高線の抽
出は、次のような手順によって行なわれる。図4の
(b)を参照して、等しい輝度を示す点の探索法につい
て説明する。図4の(b)において(1)〜(4)を4個
の画素とし、前記した各画素(1)〜(4)の輝度値が、
図中のH,L(Hは高輝度値、Lは低輝度値とする)で
示されるようなものであるとし、また、第1の抽出値を
得た点Sを等高線抽出の開始点とする。前記のS点は画
素(1)と画素(4)との中間にあるから、その座標位
置の輝度値は例えば前記した画素(1)の輝度値と画素
(4)の輝度値とに応じた輝度値の比例配分値を用いて
もよい。
【0017】前記した開始点S点からS点の輝度値と等
しい輝度値を示す点を結んで得られる等輝度線(等高線)
を追跡するために、前記した4個の画素(1)〜(4)に
よって示される画形における辺(1)−(2)、(2)−
(3)、(3)−(4)の順に、前記した開始点Sの輝度
値と同一の輝度値(等高値)を有する点の有無を検証す
ると、前記した等高値は辺(1)−(2)上のM1点で検出
される。前記した等高値を有する点M1が検出された後
に、前記の手順を繰返して次の等高値の点M2を検出す
るというようにして、順次に等高値を示す点を追跡して
等高線の抽出を進めて行く。なお、前記の等高線の抽出
に当っては、既に等高線が交叉している辺は検出対象か
ら除外(前記した開始点Sだけは例外とする)する。前
述のようにして、ある輝度値と等輝度値を有する順次の
点が検出されることにより、図4の(a)に例示されて
いるような2次元画面内の輝度分布関数の等高線の1つ
が抽出される。
しい輝度値を示す点を結んで得られる等輝度線(等高線)
を追跡するために、前記した4個の画素(1)〜(4)に
よって示される画形における辺(1)−(2)、(2)−
(3)、(3)−(4)の順に、前記した開始点Sの輝度
値と同一の輝度値(等高値)を有する点の有無を検証す
ると、前記した等高値は辺(1)−(2)上のM1点で検出
される。前記した等高値を有する点M1が検出された後
に、前記の手順を繰返して次の等高値の点M2を検出す
るというようにして、順次に等高値を示す点を追跡して
等高線の抽出を進めて行く。なお、前記の等高線の抽出
に当っては、既に等高線が交叉している辺は検出対象か
ら除外(前記した開始点Sだけは例外とする)する。前
述のようにして、ある輝度値と等輝度値を有する順次の
点が検出されることにより、図4の(a)に例示されて
いるような2次元画面内の輝度分布関数の等高線の1つ
が抽出される。
【0018】2次元画面内の輝度分布関数の等高線の1
つを例示している図4の(a)において、開始点とされ
たS点から順次に追跡された等輝度点の連なりによって
形成される等輝度線(等高線)の進路が急変している点
M6は、既述した特徴点の判定基準の1.に従って特徴
点として判定されている(点M8,M14,M16,M18,M
20についても既述した特徴点の判定基準の1.に従って
特徴点として判定されている)。前記した等輝度値を示
す点M8が検出された後に、順次に等輝度値の点を追跡
して点M12に達した時に、仮想直線M8−M12に対して
距離が生じた点M10は、方向の急変点ではないが既述し
た特定点の判定基準2.に従って特徴点と判定されてい
る。このことは点M12,M22についても同様である。
このように、2次元画面内の輝度分布関数は等高線(等
輝度線)に置換されることにより画像情報の棄却が行な
われ、さらに等高線の特徴点に集約されるために、本発
明の多次元画像圧縮伸張方式では高度に圧縮された状態
で伝送(記録)を行なうことができるのである。
つを例示している図4の(a)において、開始点とされ
たS点から順次に追跡された等輝度点の連なりによって
形成される等輝度線(等高線)の進路が急変している点
M6は、既述した特徴点の判定基準の1.に従って特徴
点として判定されている(点M8,M14,M16,M18,M
20についても既述した特徴点の判定基準の1.に従って
特徴点として判定されている)。前記した等輝度値を示
す点M8が検出された後に、順次に等輝度値の点を追跡
して点M12に達した時に、仮想直線M8−M12に対して
距離が生じた点M10は、方向の急変点ではないが既述し
た特定点の判定基準2.に従って特徴点と判定されてい
る。このことは点M12,M22についても同様である。
このように、2次元画面内の輝度分布関数は等高線(等
輝度線)に置換されることにより画像情報の棄却が行な
われ、さらに等高線の特徴点に集約されるために、本発
明の多次元画像圧縮伸張方式では高度に圧縮された状態
で伝送(記録)を行なうことができるのである。
【0019】前記のように、本発明の多次元画像圧縮伸
張方式では、画像情報の圧縮の対象にされている画像に
おける2次元輝度関数が、少数の特徴点の位置情報と輝
度情報とに置換されることにより、画像情報が高度に圧
縮された状態で伝送(記録)された画像情報を伸張(復
原)して再生画像を得るのには、前記した特徴点が伸張
画面内の対応点(原画像と画素対応である必要はない)
の輝度値を決定し、かつ特徴点からの距離に比例して周
辺画素への影響力を失なって行くような伸張法が採用さ
れているのである。そして、前記のような画像情報の伸
張は、1次元上では特徴点間での直線補間によって行な
われることになるが、多次元空間内での画像情報の伸張
は平面補間、または立体補間によって行なわれるのであ
り、次にその原理について図5を参照して説明する。
張方式では、画像情報の圧縮の対象にされている画像に
おける2次元輝度関数が、少数の特徴点の位置情報と輝
度情報とに置換されることにより、画像情報が高度に圧
縮された状態で伝送(記録)された画像情報を伸張(復
原)して再生画像を得るのには、前記した特徴点が伸張
画面内の対応点(原画像と画素対応である必要はない)
の輝度値を決定し、かつ特徴点からの距離に比例して周
辺画素への影響力を失なって行くような伸張法が採用さ
れているのである。そして、前記のような画像情報の伸
張は、1次元上では特徴点間での直線補間によって行な
われることになるが、多次元空間内での画像情報の伸張
は平面補間、または立体補間によって行なわれるのであ
り、次にその原理について図5を参照して説明する。
【0020】図5は、図4を参照して既述したようにし
て得られた図4の(a)中に示されている各特徴点S,
M6,M8,M10,M12,M14,M16,M18,M20,M22
の位置情報(アドレス)を用いて、再生側画像メモリ上に
再現された等高線(等輝度線)を含んでいる。図5中にお
いて前記の等高線(M群の等高線)は、前記した各特徴
点S,M6,M8,M10,M12,M14,M16,M18,M2
0,M22を順次に結ぶ点線によって示されている。ま
た、図5中で各特徴点Ni,Nj,Nk,Nlを順次に
結ぶ点線は、前記したM群の特徴点による等高線とは異
なるN群の特徴点の等高線を示している。今、前記した
M群の等高線とN群の等高線との間の領域を、N群が示
す輝度値によって充当した場合には、M群の等高線によ
って包囲されている領域における輝度値との間に生じる
明確な輝度段差によって、所謂、擬似輪郭現象が発生す
るために高品質な伸張画像を得ることができないことに
なる。それで、前記のような擬似輪郭現象が発生しない
ようにするために、M群に属する特徴点とN群に属する
特徴点とを za=Σ(zi/ri)/Σ(1/ri)
…(A) 前記の(A)式の近似演算である平面補間で充当する。
て得られた図4の(a)中に示されている各特徴点S,
M6,M8,M10,M12,M14,M16,M18,M20,M22
の位置情報(アドレス)を用いて、再生側画像メモリ上に
再現された等高線(等輝度線)を含んでいる。図5中にお
いて前記の等高線(M群の等高線)は、前記した各特徴
点S,M6,M8,M10,M12,M14,M16,M18,M2
0,M22を順次に結ぶ点線によって示されている。ま
た、図5中で各特徴点Ni,Nj,Nk,Nlを順次に
結ぶ点線は、前記したM群の特徴点による等高線とは異
なるN群の特徴点の等高線を示している。今、前記した
M群の等高線とN群の等高線との間の領域を、N群が示
す輝度値によって充当した場合には、M群の等高線によ
って包囲されている領域における輝度値との間に生じる
明確な輝度段差によって、所謂、擬似輪郭現象が発生す
るために高品質な伸張画像を得ることができないことに
なる。それで、前記のような擬似輪郭現象が発生しない
ようにするために、M群に属する特徴点とN群に属する
特徴点とを za=Σ(zi/ri)/Σ(1/ri)
…(A) 前記の(A)式の近似演算である平面補間で充当する。
【0021】今、伸張画面内に特定な画素aを考え、前
記の特定な画素aから各特徴点の画素までの距離をri
とし、また各特徴点の画素の輝度値をziとし、さらに
αを比例定数として、前記した特徴点の内の1つの特徴
点kの輝度値zkと、前記した画素aの輝度値zaとの
関係は、次の(4)式の補間式によって示される。 za=zk+αk・rk …(4) 前記の(4)式における右辺第2項のαk・rkは、画
素aの輝度値と特徴点kの輝度値zkとの輝度値のずれ
を示しており、このαk・rkの値は距離rに比例して
いる。前記した画素aの輝度値と特徴点kの輝度値zk
との輝度値のずれαk・rkには正負があり、それは比
例定数αに反映されるが、補間空間全体でのαの総和は
零である。それで、 Σαk=0 …(5)
(5)式の条件を加味して前記した(4)式からαの項
を消去することにより、画素aの輝度値zaの一般的な
補間式を求めると、前述の(A)式が得られるのであ
る。 za=Σ(zi/ri)/Σ(1/ri) …(A) 前記の(A)式は、全特徴点の輝度値ziと、補間の対
象にされた画素aとの距離rが判かれば、画面内部の未
補間全画素(原画との画素対応はなくてもよい)の輝度
値は補間によって求めることが可能であることを示して
いる。しかし(A)式は特徴点の増大によっては実用的
な計算量を越えるため、未補間画素を囲む近傍3特徴点
によって決定される補間面により補間輝度値を近似算出
する。そして、1平面は周知のように空間内の3点によ
って決定されるから、近傍の3つの特徴点を群とするこ
とにより補間三角形が得られることになる。したがって
図5中における各3個ずつの特徴点「Ni,Nj,
S」,「Nk,M6,S」,「Nj,Nk,S」によって形
成される各三角形内の画素の輝度値は、それぞれ前記の
(A)式を行いた近似演算による平面補間で充当され得
るのである。
記の特定な画素aから各特徴点の画素までの距離をri
とし、また各特徴点の画素の輝度値をziとし、さらに
αを比例定数として、前記した特徴点の内の1つの特徴
点kの輝度値zkと、前記した画素aの輝度値zaとの
関係は、次の(4)式の補間式によって示される。 za=zk+αk・rk …(4) 前記の(4)式における右辺第2項のαk・rkは、画
素aの輝度値と特徴点kの輝度値zkとの輝度値のずれ
を示しており、このαk・rkの値は距離rに比例して
いる。前記した画素aの輝度値と特徴点kの輝度値zk
との輝度値のずれαk・rkには正負があり、それは比
例定数αに反映されるが、補間空間全体でのαの総和は
零である。それで、 Σαk=0 …(5)
(5)式の条件を加味して前記した(4)式からαの項
を消去することにより、画素aの輝度値zaの一般的な
補間式を求めると、前述の(A)式が得られるのであ
る。 za=Σ(zi/ri)/Σ(1/ri) …(A) 前記の(A)式は、全特徴点の輝度値ziと、補間の対
象にされた画素aとの距離rが判かれば、画面内部の未
補間全画素(原画との画素対応はなくてもよい)の輝度
値は補間によって求めることが可能であることを示して
いる。しかし(A)式は特徴点の増大によっては実用的
な計算量を越えるため、未補間画素を囲む近傍3特徴点
によって決定される補間面により補間輝度値を近似算出
する。そして、1平面は周知のように空間内の3点によ
って決定されるから、近傍の3つの特徴点を群とするこ
とにより補間三角形が得られることになる。したがって
図5中における各3個ずつの特徴点「Ni,Nj,
S」,「Nk,M6,S」,「Nj,Nk,S」によって形
成される各三角形内の画素の輝度値は、それぞれ前記の
(A)式を行いた近似演算による平面補間で充当され得
るのである。
【0022】さて、前記のような平面補間を行なう場合
の補間面の決定には、近傍の3つの特徴点を抽出する必
要があるが、次に、図7を参照して前記した近傍の3つ
の特徴点の抽出原理について説明する。図7において画
素Mi,Mjは輝度値(等高値)がMであるようなM群
の等高線(等輝度線)上の特徴点であり、また、画素N
i,Nj,Nkは輝度値(等高値)がNであるようなN
群の等高線(等輝度線)上の特徴点であり、さらに画素
Oi,0j,0kは輝度値(等高値)がOであるような
O群の等高線(等輝度線)上の特徴点であって、画像の
伸張時には前記した各等高値を有する特徴点群のデータ
が、再生側画像メモリに記憶される。図中において、前
記した各等高線はそれぞれ別の点線によって示されてい
る。
の補間面の決定には、近傍の3つの特徴点を抽出する必
要があるが、次に、図7を参照して前記した近傍の3つ
の特徴点の抽出原理について説明する。図7において画
素Mi,Mjは輝度値(等高値)がMであるようなM群
の等高線(等輝度線)上の特徴点であり、また、画素N
i,Nj,Nkは輝度値(等高値)がNであるようなN
群の等高線(等輝度線)上の特徴点であり、さらに画素
Oi,0j,0kは輝度値(等高値)がOであるような
O群の等高線(等輝度線)上の特徴点であって、画像の
伸張時には前記した各等高値を有する特徴点群のデータ
が、再生側画像メモリに記憶される。図中において、前
記した各等高線はそれぞれ別の点線によって示されてい
る。
【0023】特徴点以外の任意の画素について、その任
意の画素が、どの特徴点に近いのかを探索するのには、
例えば図6のようにして行なうことができる。図6にお
いて任意の画素Pの近傍に特徴点の画素M,Nが存在し
ていたとした場合に、前記した任意の画素Pから図中の
点線矢印の経路に従って渦巻状に隣接画素を検査して行
くと、特徴点の画素Nよりも先に特徴点の画素Mに到達
する。このことにより前記した任意の画素Pは特徴点の
画素Nではなく、特徴点の画素Mの近傍にあるものとし
て検出される。そこで、前記の画素Pには特徴点の画素
Mの領域にあることを示す印を記入する。
意の画素が、どの特徴点に近いのかを探索するのには、
例えば図6のようにして行なうことができる。図6にお
いて任意の画素Pの近傍に特徴点の画素M,Nが存在し
ていたとした場合に、前記した任意の画素Pから図中の
点線矢印の経路に従って渦巻状に隣接画素を検査して行
くと、特徴点の画素Nよりも先に特徴点の画素Mに到達
する。このことにより前記した任意の画素Pは特徴点の
画素Nではなく、特徴点の画素Mの近傍にあるものとし
て検出される。そこで、前記の画素Pには特徴点の画素
Mの領域にあることを示す印を記入する。
【0024】図7は特徴点の画素以外の複数の任意画素
に、それぞれの任意の画素が属している特徴点記号が、
図6を参照して前記したような手順に従って記入された
状態が示されている。前記した特徴点記号を結ぶ点線
が、前記した特徴点の影響領域の境界である。今、例え
ば3領域の境界であるΔ1に着目すると、このΔ1には
画素Nj,Nk,Okが隣接している。従って、画素N
j,Nk,Okが近傍の3個の特徴点とみなされ、三角
形Nj,Nk,Okが輝度補間平面として決定され、前
記した三角形Nj,Nk,Okの内部に存在する画素の
輝度値は、前記した輝度補間平面の輝度値によって充当
される。同様にして別の3領域の境界であるΔ2に着目
すると、このΔ2には画素Nj,Oj,Okが隣接して
いる。従って画素Nj,Oj,Okが近傍の3個の特徴
点とみなされ、三角形Nj,Oj,Okが輝度補間平面
として決定され、前記した三角形Nj,Oj,Okの内
部に存在する画素の輝度値は、前記した輝度補間平面の
輝度値によって充当される。
に、それぞれの任意の画素が属している特徴点記号が、
図6を参照して前記したような手順に従って記入された
状態が示されている。前記した特徴点記号を結ぶ点線
が、前記した特徴点の影響領域の境界である。今、例え
ば3領域の境界であるΔ1に着目すると、このΔ1には
画素Nj,Nk,Okが隣接している。従って、画素N
j,Nk,Okが近傍の3個の特徴点とみなされ、三角
形Nj,Nk,Okが輝度補間平面として決定され、前
記した三角形Nj,Nk,Okの内部に存在する画素の
輝度値は、前記した輝度補間平面の輝度値によって充当
される。同様にして別の3領域の境界であるΔ2に着目
すると、このΔ2には画素Nj,Oj,Okが隣接して
いる。従って画素Nj,Oj,Okが近傍の3個の特徴
点とみなされ、三角形Nj,Oj,Okが輝度補間平面
として決定され、前記した三角形Nj,Oj,Okの内
部に存在する画素の輝度値は、前記した輝度補間平面の
輝度値によって充当される。
【0025】前記のような手順によって、1特徴点の影
響の及ぶ画素領域を拡張面(3次元対象の場合には拡張
立体)によって探索して、前記の1特徴点の影響の及ぶ
画素領域の境界から、近傍3特徴点(3次元対象の場合
には4特徴点)を検出するようにすることにより、少数
の特徴点情報から伸張側の輝度関数が決定され、未伝送
画像情報の各輝度値は、前記の補間値によって充当され
て画像全体の内容が再現されるのである。なお、2次元
対象の場合の拡張面としては、円、正方形、直方形、菱
形等が用いられるとよく、また、3次元対象の場合の拡
張立体としては、球、回転楕円体、底面を対称面として
連結された2個の円錐体、底面を対称面として連結され
た2個の角錐体等が用いられてもよい。
響の及ぶ画素領域を拡張面(3次元対象の場合には拡張
立体)によって探索して、前記の1特徴点の影響の及ぶ
画素領域の境界から、近傍3特徴点(3次元対象の場合
には4特徴点)を検出するようにすることにより、少数
の特徴点情報から伸張側の輝度関数が決定され、未伝送
画像情報の各輝度値は、前記の補間値によって充当され
て画像全体の内容が再現されるのである。なお、2次元
対象の場合の拡張面としては、円、正方形、直方形、菱
形等が用いられるとよく、また、3次元対象の場合の拡
張立体としては、球、回転楕円体、底面を対称面として
連結された2個の円錐体、底面を対称面として連結され
た2個の角錐体等が用いられてもよい。
【0026】前述のような手順によって、少数個の特徴
点情報に基づいて伸張側の輝度関数が決定され、未伝送
画素情報におけるそれぞれの輝度値は、前記した輝度補
間平面の輝度値により補間されて画像全体の内容が再現
されることになる。これまでの説明から明らかなよう
に、圧縮側と伸張側とにおいて共有しようとするものは
画面の輝度関数なのであり、その特徴点の位置情報を画
面全体に対する相対値で示せば、圧縮側と伸張側との画
素数が一致している必要はないのである。すなわち、本
発明の多次元画像圧縮伸張方式によって抽出された画像
の特徴情報は、伸張側の画素数(解像度規模)に応じて
再描画されることになるのである。
点情報に基づいて伸張側の輝度関数が決定され、未伝送
画素情報におけるそれぞれの輝度値は、前記した輝度補
間平面の輝度値により補間されて画像全体の内容が再現
されることになる。これまでの説明から明らかなよう
に、圧縮側と伸張側とにおいて共有しようとするものは
画面の輝度関数なのであり、その特徴点の位置情報を画
面全体に対する相対値で示せば、圧縮側と伸張側との画
素数が一致している必要はないのである。すなわち、本
発明の多次元画像圧縮伸張方式によって抽出された画像
の特徴情報は、伸張側の画素数(解像度規模)に応じて
再描画されることになるのである。
【0027】図1に示す本発明の多次元画像圧縮伸張方
式において、画像信号源(例えばTVカメラ)1では所
定の標準方式のテレビジョン方式に従った映像信号を発
生してアナログデジタル変換器2に供給する。前記した
画像信号源1としては本発明の多次元画像圧縮伸張方式
によって圧縮伸張されるべき画像情報を発生させること
ができる映像信号発生装置であればどのような構成態様
のものであっても使用できるが、以下の説明例では画像
信号源1として動画像の白黒の映像信号を発生できる構
成態様のものが使用されるとしている。前記した画像信
号源1から発生された映像信号は、アナログデジタル変
換器2によりデジタル信号に変換される。前記のアナロ
グデジタル変換器2では1画像分毎の映像信号につい
て、画像の横,縦方向毎にそれぞれ所定の画素数(例え
ば画像の横方向に512画素、画像の縦方向に480画
素)に分解した状態の1画素毎に所定のビット数(例え
ば8ビット)のデジタル信号として、それを後述の画像
メモリ4a,4bへの書込み制御を行なう書込み制御部
3に供給する。
式において、画像信号源(例えばTVカメラ)1では所
定の標準方式のテレビジョン方式に従った映像信号を発
生してアナログデジタル変換器2に供給する。前記した
画像信号源1としては本発明の多次元画像圧縮伸張方式
によって圧縮伸張されるべき画像情報を発生させること
ができる映像信号発生装置であればどのような構成態様
のものであっても使用できるが、以下の説明例では画像
信号源1として動画像の白黒の映像信号を発生できる構
成態様のものが使用されるとしている。前記した画像信
号源1から発生された映像信号は、アナログデジタル変
換器2によりデジタル信号に変換される。前記のアナロ
グデジタル変換器2では1画像分毎の映像信号につい
て、画像の横,縦方向毎にそれぞれ所定の画素数(例え
ば画像の横方向に512画素、画像の縦方向に480画
素)に分解した状態の1画素毎に所定のビット数(例え
ば8ビット)のデジタル信号として、それを後述の画像
メモリ4a,4bへの書込み制御を行なう書込み制御部
3に供給する。
【0028】画像メモリ4a,4bとは、画像における
特定輝度の等高線を抽出して、特徴点を決定するための
動作を行なうために使用される画像メモりであって、画
像メモリへのデータの書込み動作と、特徴点の決定動作
時に行なわれるデータの読出し動作とが、2個の画像メ
モリで順次交互に並列的に行なわれるようにされてい
る。前記した画像メモリ4a,4bからの出力は、等高
線トレーサ5((詳細な構成例が図2に示されている)
に供給される。そして、前記した等高線トレーサ5では
画像情報における等高線(等高線)の抽出と、特徴点の
決定動作とを行ない、決定された画像情報圧縮の対象に
されている画像の特徴点の情報は符号化送出回路6に与
えられる。
特定輝度の等高線を抽出して、特徴点を決定するための
動作を行なうために使用される画像メモりであって、画
像メモリへのデータの書込み動作と、特徴点の決定動作
時に行なわれるデータの読出し動作とが、2個の画像メ
モリで順次交互に並列的に行なわれるようにされてい
る。前記した画像メモリ4a,4bからの出力は、等高
線トレーサ5((詳細な構成例が図2に示されている)
に供給される。そして、前記した等高線トレーサ5では
画像情報における等高線(等高線)の抽出と、特徴点の
決定動作とを行ない、決定された画像情報圧縮の対象に
されている画像の特徴点の情報は符号化送出回路6に与
えられる。
【0029】前記した符号化送出回路6では、情報を能
率良く伝送できる符号、例えばハフマンコード等の公知
の符号に変換して伝送回線7を介して受信復号回路8に
伝送する。受信復号回路8では、それに伝送されて来た
符号化された信号を復号して輝度関数再生装置9(詳細
な構成例が図3に示されている)に与える。前記した伝
送回線7の部分が記録媒体となされた場合には、前記し
た符号化送出回路6や受信復号回路8等としては、それ
ぞれ記録回路や再生回路が用いられることはいうまでも
ない。前記の輝度関数再生装置9では、それに供給され
た特徴点の情報を用いて圧縮前の2次元輝度関数を復元
する。そして、復元された2次元輝度関数関数を構成す
る各画素の輝度値はアナログ信号形態の時系列信号とし
て読出されて駆動回路10に供給される。前記の駆動回
路10ではモニタ受像機11によって映出させるべき画
像の映像信号を発生して、それをモニタ受像機11に与
える。
率良く伝送できる符号、例えばハフマンコード等の公知
の符号に変換して伝送回線7を介して受信復号回路8に
伝送する。受信復号回路8では、それに伝送されて来た
符号化された信号を復号して輝度関数再生装置9(詳細
な構成例が図3に示されている)に与える。前記した伝
送回線7の部分が記録媒体となされた場合には、前記し
た符号化送出回路6や受信復号回路8等としては、それ
ぞれ記録回路や再生回路が用いられることはいうまでも
ない。前記の輝度関数再生装置9では、それに供給され
た特徴点の情報を用いて圧縮前の2次元輝度関数を復元
する。そして、復元された2次元輝度関数関数を構成す
る各画素の輝度値はアナログ信号形態の時系列信号とし
て読出されて駆動回路10に供給される。前記の駆動回
路10ではモニタ受像機11によって映出させるべき画
像の映像信号を発生して、それをモニタ受像機11に与
える。
【0030】図1中でブロック5として示されている等
高線トレーサ5の詳細な構成例を示している図2におい
て、等高線トレーサ5と2個の画像メモリ4a,4b
(図2中には1方の画像メモリ4aだけを示している)
との間には、複数本の信号伝送路が設けられている状態
が示されている。等高線トレーサ5にはそれぞれ複数個
(n個)のアドレス発生器12〜14、輝度判定器15
〜17、輝度値発生部18〜20、シフトレジスタ21
〜23、特徴点判定器24〜26と、1個の整列回路2
7とが設けられている。前記したアドレス発生器12〜
14では、画像メモリ4a(4b)のアドレスを指定す
るアドレスデータを発生し、発生されたアドレスデータ
を画像メモリ4a(4b)に与える。
高線トレーサ5の詳細な構成例を示している図2におい
て、等高線トレーサ5と2個の画像メモリ4a,4b
(図2中には1方の画像メモリ4aだけを示している)
との間には、複数本の信号伝送路が設けられている状態
が示されている。等高線トレーサ5にはそれぞれ複数個
(n個)のアドレス発生器12〜14、輝度判定器15
〜17、輝度値発生部18〜20、シフトレジスタ21
〜23、特徴点判定器24〜26と、1個の整列回路2
7とが設けられている。前記したアドレス発生器12〜
14では、画像メモリ4a(4b)のアドレスを指定す
るアドレスデータを発生し、発生されたアドレスデータ
を画像メモリ4a(4b)に与える。
【0031】アドレス発生器12(13,…14)から発
生されたアドレスデータによって指定されたアドレスの
記憶領域から読出された輝度値のデータと、輝度値発生
部18(19,…20)によって発生された特定な輝度値
のデータとが与えられる輝度判定器15(16,…1
7)では、前記の両データの比較を行なって、その比較
結果をアドレス発生器(13,…14)に与える。それに
より、アドレス発生器12では、例えば図4の(b)中
のM1と対応する新しいアドレス(画素アドレスの中間を
含む)データを発生し(他のアドレス発生器13,…1
4でも、それぞれアドレスデータを発生することはいう
までもない)て、それを画像メモリ4a(4b)に与え
る。画像メモリ4a(4b)では、前記のようにして与
えられたアドレスデータにより指定されたアドレスの記
憶領域から読出された輝度値のデータを、等高線トレー
サ5の輝度判定器15(16,…17)に供給する。
生されたアドレスデータによって指定されたアドレスの
記憶領域から読出された輝度値のデータと、輝度値発生
部18(19,…20)によって発生された特定な輝度値
のデータとが与えられる輝度判定器15(16,…1
7)では、前記の両データの比較を行なって、その比較
結果をアドレス発生器(13,…14)に与える。それに
より、アドレス発生器12では、例えば図4の(b)中
のM1と対応する新しいアドレス(画素アドレスの中間を
含む)データを発生し(他のアドレス発生器13,…1
4でも、それぞれアドレスデータを発生することはいう
までもない)て、それを画像メモリ4a(4b)に与え
る。画像メモリ4a(4b)では、前記のようにして与
えられたアドレスデータにより指定されたアドレスの記
憶領域から読出された輝度値のデータを、等高線トレー
サ5の輝度判定器15(16,…17)に供給する。
【0032】輝度判定器15(16,…17)では、画像
メモリ4a(4b)から読出された輝度値のデータと、
輝度値発生部18(19,…20)によって発生された特
定な輝度値のデータとの比較を行なって、その比較結果
をアドレス発生器(13,…14)に与える。以下、同様
にして前記のような動作が順次に行なわれることによっ
て、輝度値発生部18(19,…20)によって発生され
た特定な輝度値のデータによって示される輝度値と略々
等しい輝度値が存在しているアドレス値が順次に発生さ
れる。前記の各アドレス値は、図4に例示されている例
のように画素アドレス値の中間を示している場合には近
傍の画素アドレス値に置換して、前記の動作が順次に行
なわれるのである。
メモリ4a(4b)から読出された輝度値のデータと、
輝度値発生部18(19,…20)によって発生された特
定な輝度値のデータとの比較を行なって、その比較結果
をアドレス発生器(13,…14)に与える。以下、同様
にして前記のような動作が順次に行なわれることによっ
て、輝度値発生部18(19,…20)によって発生され
た特定な輝度値のデータによって示される輝度値と略々
等しい輝度値が存在しているアドレス値が順次に発生さ
れる。前記の各アドレス値は、図4に例示されている例
のように画素アドレス値の中間を示している場合には近
傍の画素アドレス値に置換して、前記の動作が順次に行
なわれるのである。
【0033】前記のようにアドレス発生器12(13,
…14)から順次に発生されたアドレスデータは、シフ
トレジスタ21(22,…23)にも与えられており、前
記のシフトレジスタ21(22,…23)の並列出力が供
給されている特徴点判定器24(25,…26)では、前
記した前記のシフトレジスタ21(22,…23)が特定
の画素数(例えば10画素)のアドレスデータを蓄積した
状態で、新アドレスが1個入力され、最古のアドレスが
1個消滅する毎に、既述した特徴点の判定基準に従って
前記のアドレス群中から特徴点となる画素を検出する。
そして特徴点となる画素のアドレス値と輝度値とは、整
列回路27に供給される。整列回路27では、前記のよ
うに複数の特徴点判定器24,25,…26から出力され
たそれぞれ異なる等高値を示す特徴点群のアドレス値と
輝度値とを等高値(等輝度値)別に分類して送出させる
ための整列動作を行なう。整列回路27からの出力は、
等高線トレーサ5の出力として符号化送出回路6に供給
される。なお前記の画像メモリ4a(4b)としては、等
高線トレーサ5での信号処理が複数の等高線の追跡を並
列的に行なうようにしているために、マルチポート構造
のものが用いられる。
…14)から順次に発生されたアドレスデータは、シフ
トレジスタ21(22,…23)にも与えられており、前
記のシフトレジスタ21(22,…23)の並列出力が供
給されている特徴点判定器24(25,…26)では、前
記した前記のシフトレジスタ21(22,…23)が特定
の画素数(例えば10画素)のアドレスデータを蓄積した
状態で、新アドレスが1個入力され、最古のアドレスが
1個消滅する毎に、既述した特徴点の判定基準に従って
前記のアドレス群中から特徴点となる画素を検出する。
そして特徴点となる画素のアドレス値と輝度値とは、整
列回路27に供給される。整列回路27では、前記のよ
うに複数の特徴点判定器24,25,…26から出力され
たそれぞれ異なる等高値を示す特徴点群のアドレス値と
輝度値とを等高値(等輝度値)別に分類して送出させる
ための整列動作を行なう。整列回路27からの出力は、
等高線トレーサ5の出力として符号化送出回路6に供給
される。なお前記の画像メモリ4a(4b)としては、等
高線トレーサ5での信号処理が複数の等高線の追跡を並
列的に行なうようにしているために、マルチポート構造
のものが用いられる。
【0034】時間的には、前記の等高線トレーサ5によ
る1画面(走査標準として飛越走査方式が採用されてい
る画像については、1フィールド期間)分の走査が終了
した時点で、その1画面に対する特徴点の抽出動作が終
了することになる。そして、等高線トレーサ5の出力が
供給された符号化送出回路6では、既述のように情報を
能率良く伝送できる符号、例えばハフマンコード等の公
知の符号に変換して伝送回線7を介して受信復号回路8
に伝送する。前記した特徴点の抽出動作が終了した画面
の次の画面に対する特徴点の抽出動作の実行は、前記し
た例えばハフマンコード等の公知の符号に変換するため
の符号化に必要とされる時間と、伝送回線7を介して受
信復号回路8に伝送するために必要とされる時間中に行
なわれる。なお例えば1画面中の特徴点の検出数が多い
等の理由により、前記した符号化時間と伝送時間との和
の時間が、1画面の走査時間を超える恐れがあるような
場合には、特徴点の検出動作に用いられる前記した閾値
角度または閾値距離を自動調整して特徴点数が制限され
るようにすることは望ましい実施の態様である。
る1画面(走査標準として飛越走査方式が採用されてい
る画像については、1フィールド期間)分の走査が終了
した時点で、その1画面に対する特徴点の抽出動作が終
了することになる。そして、等高線トレーサ5の出力が
供給された符号化送出回路6では、既述のように情報を
能率良く伝送できる符号、例えばハフマンコード等の公
知の符号に変換して伝送回線7を介して受信復号回路8
に伝送する。前記した特徴点の抽出動作が終了した画面
の次の画面に対する特徴点の抽出動作の実行は、前記し
た例えばハフマンコード等の公知の符号に変換するため
の符号化に必要とされる時間と、伝送回線7を介して受
信復号回路8に伝送するために必要とされる時間中に行
なわれる。なお例えば1画面中の特徴点の検出数が多い
等の理由により、前記した符号化時間と伝送時間との和
の時間が、1画面の走査時間を超える恐れがあるような
場合には、特徴点の検出動作に用いられる前記した閾値
角度または閾値距離を自動調整して特徴点数が制限され
るようにすることは望ましい実施の態様である。
【0035】受信復号回路8では、それに伝送されて来
た符号化された信号を復号して輝度関数再生装置9に与
える。図1中でブロック9として示されている輝度関数
再生装置9の詳細な構成例を示している図3において、
28は切換器、29,30は画像メモリ、31はサーチ
アドレス発生器、32は補間面判定回路、33は補間値
書込み回路、34はTV読出し回路、35はデジタルア
ナログ変換器であり、輝度関数再生装置8においては、
受信回路8から供給された特徴点の情報を用いて、圧縮
前の2次元輝度関数を復原する動作を行なう。図3に示
されている輝度関数再生装置9に対して特徴点の情報、
すなわち特徴点のアドレス値と輝度値とが入力情報とし
て供給されると、前記の情報は切換器28を介して2個
の画像メモリ29,30の何れかのものに供給されて、
それに記憶される。前記の2個の画像メモリ29,30
が切換えられるようにして用いられるようにした理由
は、伸張動作のために使用される一方の画像メモリと、
伸張された画像メモリの画像情報を読出して表示するた
めに使用される画像メモリとを別に設けることによっ
て、同時動作を可能として伸張作業の全体を高速化する
ためである。
た符号化された信号を復号して輝度関数再生装置9に与
える。図1中でブロック9として示されている輝度関数
再生装置9の詳細な構成例を示している図3において、
28は切換器、29,30は画像メモリ、31はサーチ
アドレス発生器、32は補間面判定回路、33は補間値
書込み回路、34はTV読出し回路、35はデジタルア
ナログ変換器であり、輝度関数再生装置8においては、
受信回路8から供給された特徴点の情報を用いて、圧縮
前の2次元輝度関数を復原する動作を行なう。図3に示
されている輝度関数再生装置9に対して特徴点の情報、
すなわち特徴点のアドレス値と輝度値とが入力情報とし
て供給されると、前記の情報は切換器28を介して2個
の画像メモリ29,30の何れかのものに供給されて、
それに記憶される。前記の2個の画像メモリ29,30
が切換えられるようにして用いられるようにした理由
は、伸張動作のために使用される一方の画像メモリと、
伸張された画像メモリの画像情報を読出して表示するた
めに使用される画像メモリとを別に設けることによっ
て、同時動作を可能として伸張作業の全体を高速化する
ためである。
【0036】サーチアドレス発生器31は、画像メモリ
29(または30)に記入される前記した特徴点の画素
以外の画素のアドレスを発生するとともに、前記した画
素に最も近い特徴点の画素を、図6について既述したよ
うな方法で探索し、前記した画素に対して図7のように
最も近い特徴点の画素の領域(特徴点の画素の属性領
域)にあることを示す印を記入する。また、補間面判定
回路32は、前記した画像メモリ29(または30)に
おける属性領域を読み出すことにより領域境界を探索し
て、隣接領域の各加印特徴点名から補間決定のための3
個の特徴点を抽出する。さらに、補間値書込回路33は
前記した画像メモリ29(または30)内に決定された
補間3角面の内部領域の補間値を算出して、前記の内部
領域に存在する特徴点以外の画素の輝度値を、前記した
補間値で充当するように前記した画像メモリ29(また
は30)へ書込む動作を行なう。
29(または30)に記入される前記した特徴点の画素
以外の画素のアドレスを発生するとともに、前記した画
素に最も近い特徴点の画素を、図6について既述したよ
うな方法で探索し、前記した画素に対して図7のように
最も近い特徴点の画素の領域(特徴点の画素の属性領
域)にあることを示す印を記入する。また、補間面判定
回路32は、前記した画像メモリ29(または30)に
おける属性領域を読み出すことにより領域境界を探索し
て、隣接領域の各加印特徴点名から補間決定のための3
個の特徴点を抽出する。さらに、補間値書込回路33は
前記した画像メモリ29(または30)内に決定された
補間3角面の内部領域の補間値を算出して、前記の内部
領域に存在する特徴点以外の画素の輝度値を、前記した
補間値で充当するように前記した画像メモリ29(また
は30)へ書込む動作を行なう。
【0037】またTV読出回路34は現在作業中の一方
の画像メモリ29(または30)とは、別の他方の画像
メモリ30(または29)に記憶されている画素の情報
を、所定の標準方式に従う時系列的な画像信号として読
出す。前記した時系列的な画像信号はデジタルアナログ
変換器35によって、アナログ信号形態の画像信号に変
換された後に駆動回路10に供給される。前記の駆動回
路10では前記の画像信号に対してブランキング信号や
同期信号を付加して、それをモニタTV受像機(図1参
照)に与えてモニタTV受像機の表示面上に再生画像を
表示させる。
の画像メモリ29(または30)とは、別の他方の画像
メモリ30(または29)に記憶されている画素の情報
を、所定の標準方式に従う時系列的な画像信号として読
出す。前記した時系列的な画像信号はデジタルアナログ
変換器35によって、アナログ信号形態の画像信号に変
換された後に駆動回路10に供給される。前記の駆動回
路10では前記の画像信号に対してブランキング信号や
同期信号を付加して、それをモニタTV受像機(図1参
照)に与えてモニタTV受像機の表示面上に再生画像を
表示させる。
【0038】これまでの説明は、本発明の多次元画像圧
縮伸張方式を2次元輝度関数の再生に適用した場合につ
いてのものであったが、本発明の多次元画像圧縮伸張方
式は時間軸上に並ぶ複数画面にわたって特徴点を抽出す
る3次元画像圧縮伸張方式に対しても良好に適用できる
のであり、次に、図8を参照して本発明の多次元画像圧
縮伸張方式を時間軸上に並ぶ複数画面にわたって特徴点
を抽出するようにした3次元画像圧縮伸張方式に実施し
た場合の例について説明する。図8は、3次元的に分布
する画像情報から検出された特徴点によって決定される
補間立体によって特徴点の画素以外の画素の輝度情報を
決定するようにした場合の一実施例を示す。図8におい
て画像P1〜P4は、時間軸上に配列された静止画群を示
しており、画像情報全体としては3次元的な分布を有し
ているものである。
縮伸張方式を2次元輝度関数の再生に適用した場合につ
いてのものであったが、本発明の多次元画像圧縮伸張方
式は時間軸上に並ぶ複数画面にわたって特徴点を抽出す
る3次元画像圧縮伸張方式に対しても良好に適用できる
のであり、次に、図8を参照して本発明の多次元画像圧
縮伸張方式を時間軸上に並ぶ複数画面にわたって特徴点
を抽出するようにした3次元画像圧縮伸張方式に実施し
た場合の例について説明する。図8は、3次元的に分布
する画像情報から検出された特徴点によって決定される
補間立体によって特徴点の画素以外の画素の輝度情報を
決定するようにした場合の一実施例を示す。図8におい
て画像P1〜P4は、時間軸上に配列された静止画群を示
しており、画像情報全体としては3次元的な分布を有し
ているものである。
【0039】図8中に示されている各静止画像P1〜P4
における2次元輝度関数について、等輝度でトレースす
ると等輝度線が得られるが、それを3次元的に拡張する
と等輝度面が得られる。そして前記した等輝度面の曲率
の正負の極大点、または前記した等輝度面の近似平面か
らの誤差が、予め定められた閾値を越えた点を画像の特
徴点としたものが図8中のM1〜M4である。そして、前
記した特徴点が3次元的に近傍にあると判定されると、
補間立体M1,M2,M3,M4が定義される。前記した補
間立体M1,M2,M3,M4の静止画像P2による写影
が、三角形M2,N1,N2であり、また前記した補間立体
M1,M2,M3,M4の静止画像P3による写影が、三角
形M3,N3,N4である。前記の各三角形の各頂点の輝度
値は、前記した各補間立体M1,M2,M3,M4の頂点の
各輝度値から補間算出されることにより決定できるため
に、既述した2次元画像情報に対する補間平面による未
伝送画素輝度の決定の場合と等しい方法によって、各三
角形の内部に存在する各画素の輝度値を決定することが
できる。
における2次元輝度関数について、等輝度でトレースす
ると等輝度線が得られるが、それを3次元的に拡張する
と等輝度面が得られる。そして前記した等輝度面の曲率
の正負の極大点、または前記した等輝度面の近似平面か
らの誤差が、予め定められた閾値を越えた点を画像の特
徴点としたものが図8中のM1〜M4である。そして、前
記した特徴点が3次元的に近傍にあると判定されると、
補間立体M1,M2,M3,M4が定義される。前記した補
間立体M1,M2,M3,M4の静止画像P2による写影
が、三角形M2,N1,N2であり、また前記した補間立体
M1,M2,M3,M4の静止画像P3による写影が、三角
形M3,N3,N4である。前記の各三角形の各頂点の輝度
値は、前記した各補間立体M1,M2,M3,M4の頂点の
各輝度値から補間算出されることにより決定できるため
に、既述した2次元画像情報に対する補間平面による未
伝送画素輝度の決定の場合と等しい方法によって、各三
角形の内部に存在する各画素の輝度値を決定することが
できる。
【0040】また、図8において前記のような3次元的
特徴点の検出を行なわず、例えば静止画像P1について
2次元的特徴点検出を行なった結果、特徴点O1と特徴
点O2とを得たとし、ある時間々隔を隔てている静止画
像P4についても2次元的特徴点検出を行なった結果、
特徴点O3と特徴点O4とを得たとして、それらが3次元
的近傍点の場合には、補間立体O1,O2,O3,O4が定
義され、前記した補間立体O1,O2,O3,O4の静止画
像P2による写影は、四角形I1,I2,I3,I4であり、
また前記した補間立体O1,O2,O3,O4の静止画像P
3による写影は、四角形I5,I6,I7,I8となる。この
場合には前記した補間平面例の場合の三角形とは異なる
が、一般的な多角形は三角形に分割することができるか
ら、この場合でも単一の補間平面が定義でき、前記した
2次元的な方法と同様に、既述した2次元画像情報に対
する補間平面による未伝送画素輝度の決定の場合と等し
い方法によって、各三角形の内部に存在する各画素の輝
度値が決定することができる。
特徴点の検出を行なわず、例えば静止画像P1について
2次元的特徴点検出を行なった結果、特徴点O1と特徴
点O2とを得たとし、ある時間々隔を隔てている静止画
像P4についても2次元的特徴点検出を行なった結果、
特徴点O3と特徴点O4とを得たとして、それらが3次元
的近傍点の場合には、補間立体O1,O2,O3,O4が定
義され、前記した補間立体O1,O2,O3,O4の静止画
像P2による写影は、四角形I1,I2,I3,I4であり、
また前記した補間立体O1,O2,O3,O4の静止画像P
3による写影は、四角形I5,I6,I7,I8となる。この
場合には前記した補間平面例の場合の三角形とは異なる
が、一般的な多角形は三角形に分割することができるか
ら、この場合でも単一の補間平面が定義でき、前記した
2次元的な方法と同様に、既述した2次元画像情報に対
する補間平面による未伝送画素輝度の決定の場合と等し
い方法によって、各三角形の内部に存在する各画素の輝
度値が決定することができる。
【0041】
【発明の効果】以上、詳細に説明したところから明らか
なように、本発明の多次元画像圧縮伸張方式は、画像情
報処理の対象にされている画像における画素密度の高低
に拘らずに、画像の持つ特徴点のみを抽出して画像情報
の圧縮された画像デ−タを得て、伸張に際しては前記し
た画像デ−タから画素復元を行なうのではなく、別の画
素密度面に新画像が描画できるように、2次元的に分布
する輝度情報や、2次元的に分布する輝度情報の画像情
報に時間軸をも含む3次元的に分布する画像情報につい
て、前記した画像情報の輝度関数の等輝度線の曲率の正
負の極大点、あるいは等輝度面の曲率の正負の極大点を
特徴点としたり、または輝度関数の等輝度線を直線近似
した直線と前記した輝度関数の等輝度線との誤差、ある
いは輝度関数の等輝度面を平面近似した平面と前記した
輝度関数の等輝度面との誤差が、予め定められた閾値を
越えた点を画像の特徴点として、前記した画像の特徴点
の位置と輝度値とを伝送,記録し、前記の特徴点の位置
と輝度値とを画像復原に用いる場合に、伸張に際して近
傍の複数の特徴点によって決定される補間面または補間
立体により特徴点以外の画素の輝度情報を決定したり、
2次元的に分布する輝度情報の画像情報に時間軸をも含
む3次元的に分布する画像情報の内から、前記の2次元
的に分布する輝度情報の複数組を対象とし、前記の各組
の輝度関数の等輝度線の曲率の正負の極大値、または前
記の各組の輝度関数の等輝度線を直線近似した直線と前
記した輝度関数の等輝度線との誤差が、予め定められた
閾値を越えた点を画像の特徴点として、前記した画像の
特徴点の位置と輝度値とを伝送,記録,画像復原に用い
る場合に、伸張に際して近傍の複数の特徴点によって決
定される補間立体により特徴点以外の画素の輝度情報を
決定することにより、容易に多次元画像の伸張が行なわ
れるようにしたものであり、本発明の多次元圧縮画像の
伸張方式では、画像情報処理の対象にされている画像に
おける画素密度の高低に拘らずに画像の持つ特徴点のみ
を抽出して画像情報の圧縮された画像データを得て、伸
張に際しては前記した画像データから画素復元を行なう
のではなく、別の画素密度面に新画像が描画できるよう
に、2次元的な輝度情報や時間軸をも含む3次元的な輝
度情報等の画像情報について輝度の極大点と輝度の極小
点及び輝度の急変点とを前記した画像の特徴点とし、前
記した画像の特徴点の位置及び輝度値を用いて得た画像
の復元に際して、 Za=Σ(zi/ri)/Σ(1/ri) …(A) ただし、Zaは復元された輝度値 ziは各特徴点の輝度値 riは各特徴点から復元点までの距離要素 i特徴点番号 (A)式の近似演算を行なう装置を用いて容易に多次元
画像の伸張を行なうことができるようにしたので、本発
明方式では画像情報の圧縮が行なわれるべき原画像と伸
張によって得られる再生画像との両画像間の構成画素数
差などの物理的条件に関わることなく、画像の情報量に
応じて高圧縮を容易に実現することができる。
なように、本発明の多次元画像圧縮伸張方式は、画像情
報処理の対象にされている画像における画素密度の高低
に拘らずに、画像の持つ特徴点のみを抽出して画像情報
の圧縮された画像デ−タを得て、伸張に際しては前記し
た画像デ−タから画素復元を行なうのではなく、別の画
素密度面に新画像が描画できるように、2次元的に分布
する輝度情報や、2次元的に分布する輝度情報の画像情
報に時間軸をも含む3次元的に分布する画像情報につい
て、前記した画像情報の輝度関数の等輝度線の曲率の正
負の極大点、あるいは等輝度面の曲率の正負の極大点を
特徴点としたり、または輝度関数の等輝度線を直線近似
した直線と前記した輝度関数の等輝度線との誤差、ある
いは輝度関数の等輝度面を平面近似した平面と前記した
輝度関数の等輝度面との誤差が、予め定められた閾値を
越えた点を画像の特徴点として、前記した画像の特徴点
の位置と輝度値とを伝送,記録し、前記の特徴点の位置
と輝度値とを画像復原に用いる場合に、伸張に際して近
傍の複数の特徴点によって決定される補間面または補間
立体により特徴点以外の画素の輝度情報を決定したり、
2次元的に分布する輝度情報の画像情報に時間軸をも含
む3次元的に分布する画像情報の内から、前記の2次元
的に分布する輝度情報の複数組を対象とし、前記の各組
の輝度関数の等輝度線の曲率の正負の極大値、または前
記の各組の輝度関数の等輝度線を直線近似した直線と前
記した輝度関数の等輝度線との誤差が、予め定められた
閾値を越えた点を画像の特徴点として、前記した画像の
特徴点の位置と輝度値とを伝送,記録,画像復原に用い
る場合に、伸張に際して近傍の複数の特徴点によって決
定される補間立体により特徴点以外の画素の輝度情報を
決定することにより、容易に多次元画像の伸張が行なわ
れるようにしたものであり、本発明の多次元圧縮画像の
伸張方式では、画像情報処理の対象にされている画像に
おける画素密度の高低に拘らずに画像の持つ特徴点のみ
を抽出して画像情報の圧縮された画像データを得て、伸
張に際しては前記した画像データから画素復元を行なう
のではなく、別の画素密度面に新画像が描画できるよう
に、2次元的な輝度情報や時間軸をも含む3次元的な輝
度情報等の画像情報について輝度の極大点と輝度の極小
点及び輝度の急変点とを前記した画像の特徴点とし、前
記した画像の特徴点の位置及び輝度値を用いて得た画像
の復元に際して、 Za=Σ(zi/ri)/Σ(1/ri) …(A) ただし、Zaは復元された輝度値 ziは各特徴点の輝度値 riは各特徴点から復元点までの距離要素 i特徴点番号 (A)式の近似演算を行なう装置を用いて容易に多次元
画像の伸張を行なうことができるようにしたので、本発
明方式では画像情報の圧縮が行なわれるべき原画像と伸
張によって得られる再生画像との両画像間の構成画素数
差などの物理的条件に関わることなく、画像の情報量に
応じて高圧縮を容易に実現することができる。
【図1】多次元画像圧縮伸張方式のブロック図である。
【図2】本発明の多次元画像圧縮伸張方式に使用される
等高線トレ−サの構成例を示すブロック図である。
等高線トレ−サの構成例を示すブロック図である。
【図3】輝度関数再生装置の構成例を示すブロック図で
ある。
ある。
【図4】輝度等高線の検出方法と特徴点決定方法とを説
明するための図である。
明するための図である。
【図5】輝度関数再生装置の構成原理及び動作原理の説
明に用いられる図である。
明に用いられる図である。
【図6】輝度関数再生の説明に用いられる図である。
【図7】輝度関数再生のための面補間動作の説明に用い
られる図である。
られる図である。
【図8】3次元的に分布する画像情報から検出された特
徴点により決定される補間立体により特徴点以外の画素
の輝度情報を決定する場合の説明に用いられる図であ
る。
徴点により決定される補間立体により特徴点以外の画素
の輝度情報を決定する場合の説明に用いられる図であ
る。
1…多次元画像圧縮伸張の対象にされる画像信号の信号
源、2…アナログデジタル変換器、3…書込み制御部、
4a,4b,29,30…画像メモリ、5…等高線トレ
−サ、6…符号化送出回路、7…伝送回線(または記録
媒体)、8…受信復号回路(または再生復号回路)、9
…輝度関数再生装置、10…駆動回路、11…モニタ受
像機、12〜14…アドレス発生器、15〜17…輝度
判定器、18〜20…輝度値発生部、24〜26…特徴
点判定器、21〜23シフトレジスタ、27…整列回
路、31…サーチアドレス発生器、32…補間面判定回
路、33…補間値書込み回路、34…TV読出し回路、
35…デジタルアナログ変換器、
源、2…アナログデジタル変換器、3…書込み制御部、
4a,4b,29,30…画像メモリ、5…等高線トレ
−サ、6…符号化送出回路、7…伝送回線(または記録
媒体)、8…受信復号回路(または再生復号回路)、9
…輝度関数再生装置、10…駆動回路、11…モニタ受
像機、12〜14…アドレス発生器、15〜17…輝度
判定器、18〜20…輝度値発生部、24〜26…特徴
点判定器、21〜23シフトレジスタ、27…整列回
路、31…サーチアドレス発生器、32…補間面判定回
路、33…補間値書込み回路、34…TV読出し回路、
35…デジタルアナログ変換器、
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年2月13日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項3
【補正方法】変更
【補正内容】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河内 正洋 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地日本ビクター株式会社内 (72)発明者 大竹 信二 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地日本ビクター株式会社内
Claims (7)
- 【請求項1】 静止画像における2次元的に分布する輝
度情報による画像情報について、輝度関数の等輝度線の
曲率の正負の極大点を画像の特徴点とし、前記した画像
の特徴点の位置と輝度値とを伝送,記録,画像復原に用
いる多次元圧縮画像の伸張方式であって、伸張に際して
近傍の複数の特徴点によって決定される補間面により特
徴点以外の画素の輝度情報を決定するようにした多次元
画像圧縮伸張方式。 - 【請求項2】 静止画像における2次元的に分布する輝
度情報に時間軸をも含む3次元的に分布する輝度情報の
画像情報について、輝度関数の等輝度面の曲率の正負の
極大点を画像の特徴点とし、前記した画像の特徴点の位
置と輝度値とを伝送,記録,画像復原に用いる多次元圧
縮画像の伸張方式であって、伸張に際して近傍の複数の
特徴点によって決定される補間立体により特徴点以外の
画素の輝度情報を決定するようにした多次元画像圧縮伸
張方式。 - 【請求項3】 静止画像における2次元的に分布する輝
度情報に時間軸をも含む3次元的に分布する輝度情報の
画像情報の内から、前記の2次元的に分布する輝度情報
の複数組を対象として、前記の各組の輝度関数の等輝度
線の曲率の正負の極大値を画像の特徴点とし、前記した
画像の特徴点の位置と輝度値とを伝送,記録,画像復原
に用いる多次元圧縮画像の伸張方式であって、伸張に際
して近傍の複数の特徴点によって決定される補間立体に
より特徴点以外の画素の輝度情報を決定するようにした
多次元画像圧縮伸張方式。 - 【請求項4】 静止画像における2次元的に分布する輝
度情報による画像情報について、輝度関数の等輝度線を
直線近似した直線と前記した輝度関数の等輝度線との誤
差が、予め定められた閾値を越えた点を特徴点として、
前記した画像の特徴点の位置と輝度値とを伝送,記録,画
像復原に用いる多次元圧縮画像の伸張方式であって、伸
張に際して近傍の複数の特徴点によって決定される補間
面により特徴点以外の画素の輝度情報を決定するように
した多次元画像圧縮伸張方式。 - 【請求項5】 静止画像における2次元的に分布する輝
度情報に時間軸をも含む3次元的に分布する輝度情報の
画像情報について、輝度関数の等輝度面を平面近似した
平面と前記した輝度関数の等輝度面との誤差が、予め定
められた閾値を越えた点を特徴点とし、前記した画像の
特徴点の位置と輝度値とを伝送,記録,画像復原に用い
る多次元圧縮画像の伸張方式であって、伸張に際して近
傍の複数の特徴点によって決定される補間立体により特
徴点以外の画素の輝度情報を決定するようにした多次元
画像圧縮伸張方式。 - 【請求項6】 静止画像における2次元的に分布する輝
度情報に時間軸をも含む3次元的に分布する輝度情報の
画像情報の内から、前記の2次元的に分布する輝度情報
の複数組を対象として、前記の各組の輝度関数の等輝度
線を直線近似した直線と、前記した輝度関数の等輝度線
との誤差が、予め定められた閾値を越えた点を特徴点と
し、前記した画像の特徴点の位置と輝度値とを伝送,記
録,画像復原に用いる多次元圧縮画像の伸張方式であっ
て、伸張に際して近傍の複数の特徴点によって決定され
る補間立体により特徴点以外の画素の輝度情報を決定す
るようにした多次元画像圧縮伸張方式。 - 【請求項7】 画像情報が3原色情報である請求項1乃
至6のいずれかの多次元画像圧縮伸張方式。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3949293A JP2795119B2 (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 多次元画像圧縮伸張方式 |
US08/187,470 US5583794A (en) | 1993-02-03 | 1994-01-28 | System for compressing and decompressing multidimensional images, capable of efficiently decompressing images without assurance of equivalence in pixel or frame |
KR1019940001977A KR0128891B1 (ko) | 1993-02-03 | 1994-02-03 | 다차원 화상 압축 신장 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3949293A JP2795119B2 (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 多次元画像圧縮伸張方式 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06231235A true JPH06231235A (ja) | 1994-08-19 |
JP2795119B2 JP2795119B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=12554555
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3949293A Expired - Lifetime JP2795119B2 (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 多次元画像圧縮伸張方式 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5583794A (ja) |
JP (1) | JP2795119B2 (ja) |
KR (1) | KR0128891B1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5974174A (en) * | 1996-09-26 | 1999-10-26 | Victor Company Of Japan, Ltd. | Picture-information processing apparatus |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1285258B1 (it) * | 1996-02-26 | 1998-06-03 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Dispositivo di manipolazione di sequenze video compresse. |
GB9605527D0 (en) * | 1996-03-15 | 1996-05-15 | Vlsi Vision Ltd | Image restoration |
US6314136B1 (en) * | 1997-08-01 | 2001-11-06 | Creative Technology Ltd. | Method for performing wavelet-based image compaction losslessly and low bit precision requirements |
CN1894856A (zh) * | 2004-02-26 | 2007-01-10 | 三菱电机株式会社 | 时序数据维压缩装置 |
JP2012169725A (ja) * | 2011-02-10 | 2012-09-06 | Sony Corp | 画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび画像表示装置 |
FR3001318A1 (fr) * | 2013-01-24 | 2014-07-25 | Thomson Licensing | Procede d’interpolation et dispositif correspondant |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57148430A (en) * | 1981-03-10 | 1982-09-13 | Victor Co Of Japan Ltd | Compression system and compression and expansion system for video composite signal |
JPS5952380A (ja) * | 1982-09-17 | 1984-03-26 | Victor Co Of Japan Ltd | 補間装置 |
US4630307A (en) * | 1984-09-10 | 1986-12-16 | Eastman Kodak Company | Signal processing method and apparatus for sampled image signals |
US4847677A (en) * | 1988-04-27 | 1989-07-11 | Universal Video Communications Corp. | Video telecommunication system and method for compressing and decompressing digital color video data |
US5199082A (en) * | 1989-09-11 | 1993-03-30 | U.S. Philips Corp. | Method of detecting an amplitude transient in a field of elements having a multivalent amplitude distribution, device suitable for performing the method, and video system including the device |
JP2679423B2 (ja) * | 1991-02-05 | 1997-11-19 | 日本ビクター株式会社 | 多次元画像圧縮伸張方式 |
US5325126A (en) * | 1992-04-01 | 1994-06-28 | Intel Corporation | Method and apparatus for real time compression and decompression of a digital motion video signal |
US5253041A (en) * | 1992-05-26 | 1993-10-12 | General Electric Company | Digital television signal compression apparatus |
US5365604A (en) * | 1993-01-14 | 1994-11-15 | Rca Thomson Licensing Corporation | Error concealment apparatus for video signal processors |
US5420942A (en) * | 1993-09-21 | 1995-05-30 | Levit; Itzhak | Methods and devices for self-correcting video compression |
-
1993
- 1993-02-03 JP JP3949293A patent/JP2795119B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-01-28 US US08/187,470 patent/US5583794A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-02-03 KR KR1019940001977A patent/KR0128891B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5974174A (en) * | 1996-09-26 | 1999-10-26 | Victor Company Of Japan, Ltd. | Picture-information processing apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR940020835A (ko) | 1994-09-16 |
KR0128891B1 (ko) | 1998-04-10 |
JP2795119B2 (ja) | 1998-09-10 |
US5583794A (en) | 1996-12-10 |
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