JPH0877360A - Image data compressing method - Google Patents

Image data compressing method

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JPH0877360A
JPH0877360A JP6206546A JP20654694A JPH0877360A JP H0877360 A JPH0877360 A JP H0877360A JP 6206546 A JP6206546 A JP 6206546A JP 20654694 A JP20654694 A JP 20654694A JP H0877360 A JPH0877360 A JP H0877360A
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JP
Japan
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color component
vector
input
composite
variance
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6206546A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Date
正晃 伊達
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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  • Image Processing (AREA)
  • Color Image Communication Systems (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

PURPOSE: To reduce the calculated variable required for compressing image data. CONSTITUTION: An input image is divided into blocks in block dividing processing S1, and the average value of picture elements is calculated in average value calculating processing S2. First distribution is calculated in first distributed calculating processing S3, and an input color component distribution vector is calculated in distributed vector constituting processing S4. An input color component difference vector is calculated in input color component difference vector constituting processing S5, and the synthetic value of respective picture elements is calculated in color component synthetic value calculating processing $6. Second distribution is calculated in second distribution calculating processing S7, and a first color component converting vector and a first synthetic color component are calculated in selecting processing S8. A residual vector is calculated in residual vector constituting processing S9, and a maximum vector is calculated in maximum vector calculating processing S10. A second color component converting vector is calculated in second color component converting vector constituting processing S11, and a second synthetic color component is calculated in second synthetic color component calculating processing S12. An average value, first and second synthetic color components and first and second color component converting vectors are outputted in output processing S13.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、カラー静止画像等のデ
ータを圧縮して蓄積する画像蓄積装置等に用いられる画
像データ圧縮方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image data compression method used in an image storage device for compressing and storing data such as color still images.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、次のような文献に記載されるものがあった。 文献;電子情報通信学会技術報告IE92-74(1992-11)、日
本、境田慎一、“主成分分析法による3色信号間の相関
性を利用した画像のデータ圧縮”P.63-68 前記文献に記載されている従来の画像データ圧縮方法
は、カラー画像をn×n(n;任意の自然数)画素のブ
ロックに分割すると、各ブロック内の色成分の間に強い
相関が観測されることに着目したものである。即ち、色
成分の間に存在する相関を多変量解析の一手法である主
成分分析法により除去し、1個或いは2個の合成色成分
である主成分でブロック内の画像を表現する。これは、
分散の小さい主成分を削減することによって画像データ
を圧縮するものである。そのため、1個の合成色成分で
ある第1主成分のみで画像を復元した場合でも、原画像
に対する劣化が比較的少ない再生画像が得られる。
2. Description of the Related Art Conventionally, techniques in such a field include:
For example, some documents were described in the following documents. Reference: IEICE Technical Report IE92-74 (1992-11), Japan, Shinichi Sakaida, "Data compression of images using correlation between three color signals by principal component analysis" P.63-68 In the conventional image data compression method described in, when a color image is divided into blocks of n × n (n; any natural number) pixels, a strong correlation is observed between the color components in each block. This is the focus. That is, the correlation existing between the color components is removed by the principal component analysis method which is a method of multivariate analysis, and the image in the block is represented by the principal component which is one or two composite color components. this is,
The image data is compressed by reducing the principal component having a small variance. Therefore, even when the image is restored using only the first main component that is one composite color component, a reproduced image with relatively little deterioration from the original image can be obtained.

【0003】以下、各ブロック毎に行われる具体的な処
理手順(1)〜(4)を示す。 (1) 入力画像を表現する複数の色成分に対する分散
・共分散行列を求める。 (2) 前記(1)で求めた分散・共分散行列の固有値
問題を解き、その固有値と固有ベクトルを求める。 (3) 各色成分を要素とする色成分ベクトルと、前記
(2)で求めた固有ベクトルを行ベクトルとする変換行
列との積をとることによって色座標変換する。但し、色
成分ベクトルは、変換前の各色成分の平均値を引くこと
によって標準化するものとする。変換後の色成分は、互
いに相関が無くなる。ここで、変換後の色成分中、分散
が最大の成分を第1主成分、2番目に分散が大きい成分
を第2主成分という。 (4) 圧縮データとして、以下のデータD1〜D3を
保存する。 D1;第1主成分のみ、或いは第1主成分と第2主成分 D2;変換行列 D3;入力画像における各色成分の平均値
The specific processing procedures (1) to (4) performed for each block will be described below. (1) A variance / covariance matrix for a plurality of color components expressing an input image is obtained. (2) The eigenvalue problem of the variance / covariance matrix obtained in (1) above is solved, and its eigenvalue and eigenvector are obtained. (3) Color coordinate conversion is performed by taking the product of the color component vector having each color component as an element and the conversion matrix having the eigenvector obtained in (2) above as a row vector. However, the color component vector is standardized by subtracting the average value of each color component before conversion. The converted color components have no correlation with each other. Here, among the color components after conversion, the component having the largest variance is referred to as the first principal component, and the component having the second largest variance is referred to as the second principal component. (4) The following data D1 to D3 are stored as compressed data. D1; only the first principal component, or the first and second principal components D2; transformation matrix D3; average value of each color component in the input image

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像データ圧縮方法においては、次のような課題があっ
た。即ち、画像内の各ブロック毎に行列の固有値問題を
解かなければならないため、演算量が多大になるという
問題がある。特に、印刷画像のような高精細画像では、
画素数が多いので、演算量が膨大なものになる。本発明
は、以上述べた色座標変換に要する演算量の問題を解決
するため、行列の固有値問題を解くことなく、効率よく
色成分間の相関を削減する画像データ圧縮方法を提供す
るものである。
However, the conventional image data compression method has the following problems. That is, since the matrix eigenvalue problem must be solved for each block in the image, there is a problem that the amount of calculation becomes large. Especially in high-definition images such as printed images,
Since the number of pixels is large, the amount of calculation becomes enormous. The present invention provides an image data compression method that efficiently reduces the correlation between color components without solving the eigenvalue problem of a matrix in order to solve the problem of the amount of calculation required for the color coordinate conversion described above. .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、入力画像を複数のブロックに分割するブ
ロック分割処理と、前記ブロックを構成する画素の画素
データの入力色成分毎の平均値をそれぞれ求める平均値
計算処理と、前記ブロックを構成する画素の画素データ
の入力色成分毎の分散である第1の分散をそれぞれ求め
る第1の分散計算処理とを行う。更に、前記第1の分散
を要素とするベクトルを正規化した入力色成分分散ベク
トルを前記各ブロック毎に構成する分散ベクトル構成処
理と、前記ブロック内の各画素データの前記各入力色成
分の値から該入力色成分に対応した前記平均値をそれぞ
れ引いて入力色成分差分を求め、それを要素とする入力
色成分差分ベクトルを前記各画素毎に構成する入力色成
分差分ベクトル構成処理と、前記入力色成分分散ベクト
ルと前記入力色成分差分ベクトルとの内積をとることに
よって前記ブロック内の各画素の入力色成分の合成値を
それぞれ求める色成分合成値計算処理と、前記各合成値
の分散である第2の分散を求める第2の分散計算処理と
を行う。そして、前記各第1の分散及び前記第2の分散
のうちから最大の分散を求め、前記各入力色成分差分の
値及び前記合成値のうちから該最大の分散に対応する値
を前記各画素毎に選択して各画素毎の第1合成色成分と
し、入力色成分の色成分数と同数の要素をもち、1個の
要素値のみ1で残りの要素値が0である単位ベクトル又
は前記入力色成分分散ベクトルから該第1合成色成分に
変換する際の第1色成分変換ベクトルを決定する選択処
理を行う。
In order to solve the above problems, the present invention provides a block dividing process for dividing an input image into a plurality of blocks, and an input color component of pixel data of pixels forming the blocks. An average value calculation process for obtaining an average value and a first variance calculation process for obtaining a first variance, which is a variance for each input color component of pixel data of pixels forming the block, are performed. Further, a dispersion vector constructing process for constructing an input color component variance vector obtained by normalizing a vector having the first variance as an element, and a value of each of the input color components of each pixel data in the block An input color component difference vector is obtained by subtracting the average value corresponding to the input color component from each of the input color component difference vectors, and an input color component difference vector configuration process that configures an input color component difference vector having the elements as the elements, The color component composite value calculation process for obtaining the composite value of the input color component of each pixel in the block by taking the inner product of the input color component dispersion vector and the input color component difference vector, and the dispersion of each composite value A second variance calculation process for obtaining a certain second variance is performed. Then, a maximum variance is obtained from the first variance and the second variance, and a value corresponding to the maximum variance is calculated from the values of the input color component differences and the composite value. A unit vector in which each pixel is selected as a first composite color component and has the same number of elements as the number of color components of the input color component, and only one element value is 1 and the remaining element values are 0, or A selection process for determining a first color component conversion vector when converting the input color component dispersion vector to the first composite color component is performed.

【0006】次に、前記入力色成分差分ベクトルから前
記第1合成色成分の値と前記第1色成分変換ベクトルと
の積を引くことにより該入力色成分差分ベクトルを該第
1合成色成分で近似したときの誤差を表す残差ベクトル
を前記各画素毎に構成する残差ベクトル構成処理と、前
記残差ベクトルのノルムを前記各画素毎に算出し、該ノ
ルムが最大となる最大ベクトルを求める最大ベクトル算
出処理と、前記最大ベクトルを正規化して第2色成分変
換ベクトルとする第2色成分変換ベクトル構成処理と、
前記入力色成分差分ベクトルと前記第2色成分変換ベク
トルとの内積をとることによって第2合成色成分を前記
各画素毎に算出する第2合成色成分算出処理とを行い、
最後に、前記平均値と第1合成色成分の値と第1色成分
変換ベクトルと第2合成色成分の値と第2色成分変換ベ
クトルとを圧縮データとして出力する出力処理を行う。
Next, the input color component difference vector is calculated by subtracting the product of the value of the first composite color component and the first color component conversion vector from the input color component difference vector. Residual vector configuration processing that configures a residual vector that represents an error when approximated for each pixel, and a norm of the residual vector is calculated for each pixel, and a maximum vector that maximizes the norm is obtained. A maximum vector calculation process and a second color component conversion vector construction process for normalizing the maximum vector to obtain a second color component conversion vector;
A second composite color component calculation process for calculating a second composite color component for each pixel by taking an inner product of the input color component difference vector and the second color component conversion vector,
Finally, an output process of outputting the average value, the first composite color component value, the first color component conversion vector, the second composite color component value, and the second color component conversion vector as compressed data is performed.

【0007】[0007]

【作用】本発明によれば、以上のように画像データ圧縮
方法を構成したので、ブロック分割処理により、入力画
像が複数のブロックに分割される。次に、平均値計算処
理により、入力画像の画素データに基づいて前記ブロッ
クを構成する画素の入力色成分毎の平均値がそれぞれ求
められ、更に、第1の分散計算処理により、前記入力画
像の画素データに基づいて前記ブロック内の画素の入力
色成分毎の分散である第1の分散がそれぞれ求められ
る。次に、分散ベクトル構成処理により、第1の分散を
要素とするベクトルを正規化した入力色成分分散ベクト
ルが各ブロック毎に構成される。入力色成分差分ベクト
ル構成処理により、前記ブロック内の画素の各入力色成
分の値から該各入力色成分に対応した前記各平均値をそ
れぞれ引いて入力色成分差分が求められ、それを要素と
する入力色成分差分ベクトルが各画素毎に構成される。
更に、色成分合成値計算処理により、入力色成分分散ベ
クトルと入力色成分差分ベクトルとの内積をとることに
よってブロック内の各画素の入力色成分の合成値がそれ
ぞれ求められる。又、第2の分散計算処理により、前記
各合成値の分散である第2の分散が求められる。選択処
理により、前記各第1の分散及び前記第2の分散のうち
から最大の分散が求められ、前記各入力色成分差分の値
及び前記合成値のうちから該最大の分散に対応する値が
前記各画素毎に選択されて各画素毎の第1合成色成分と
なり、入力色成分の色成分数と同数の要素をもち、1個
の要素値のみ1で残りの要素値が0である単位ベクトル
又は前記入力色成分分散ベクトルから該第1合成色成分
に変換する第1色成分変換ベクトルが決定される。
According to the present invention, since the image data compression method is configured as described above, the input image is divided into a plurality of blocks by the block division processing. Next, an average value calculation process obtains an average value for each input color component of the pixels forming the block based on the pixel data of the input image, and further, a first variance calculation process determines the input image of the input image. The first variance, which is the variance for each input color component of the pixels in the block, is obtained based on the pixel data. Next, the variance vector configuration process configures an input color component variance vector obtained by normalizing the vector having the first variance as an element for each block. By the input color component difference vector construction processing, the input color component difference is obtained by subtracting the respective average values corresponding to the respective input color components from the values of the respective input color components of the pixels in the block, The input color component difference vector to be formed is configured for each pixel.
Further, the color component composite value calculation process calculates the inner product of the input color component variance vector and the input color component difference vector to obtain the composite value of the input color components of each pixel in the block. In addition, the second variance, which is the variance of each composite value, is obtained by the second variance calculation process. By the selection processing, the maximum variance is obtained from the first variance and the second variance, and the value corresponding to the maximum variance is calculated from the values of the input color component differences and the composite value. A unit that is selected for each pixel and becomes the first composite color component for each pixel, has the same number of elements as the number of color components of the input color component, and has only one element value of 1 and the remaining element values of 0. A first color component conversion vector for converting the vector or the input color component dispersion vector into the first composite color component is determined.

【0008】一方、残差ベクトル構成処理で、入力色成
分差分ベクトルから第1合成色成分の値と第1色成分変
換ベクトルとの積を引くことにより該入力色成分差分ベ
クトルを該第1合成色成分で近似したときの誤差を表す
残差ベクトルが前記各画素毎に構成される。次に、最大
ベクトル算出処理により、残差ベクトルのノルムが前記
各画素毎に算出され、このノルムが最大となる最大ベク
トルが求められ、第2色成分変換ベクトル構成処理によ
り、最大ベクトルが正規化されて第2色成分変換ベクト
ルとなる。更に、第2合成色成分算出処理により、入力
色成分差分ベクトルと第2色成分変換ベクトルとの内積
をとることによって第2合成色成分が各画素毎に算出さ
れる。最後に、出力処理により、前記平均値と第1合成
色成分の値と第1色成分変換ベクトルと第2合成色成分
の値と第2色成分変換ベクトルとが圧縮データとして出
力される。即ち、本発明では、第1合成色成分及び第2
合成色成分が比較的簡単な演算で求められる。従って、
前記課題が解決されるのである。
On the other hand, in the residual vector construction processing, the product of the value of the first composite color component and the first color component conversion vector is subtracted from the input color component difference vector to obtain the first composite color component difference vector. A residual vector representing an error when approximated by color components is configured for each pixel. Next, the norm of the residual vector is calculated for each pixel by the maximum vector calculation process, the maximum vector having the maximum norm is obtained, and the maximum vector is normalized by the second color component conversion vector configuration process. And becomes a second color component conversion vector. Further, the second composite color component calculation process calculates the second composite color component for each pixel by taking the inner product of the input color component difference vector and the second color component conversion vector. Finally, by the output processing, the average value, the value of the first composite color component, the first color component conversion vector, the value of the second composite color component, and the second color component conversion vector are output as compressed data. That is, in the present invention, the first composite color component and the second composite color component
The composite color component can be obtained by a relatively simple calculation. Therefore,
The above problems are solved.

【0009】[0009]

【実施例】図2は本発明の実施例の画像データ圧縮方法
を実施するための画像データ圧縮復元装置の機能ブロッ
ク図である。この画像データ圧縮復元装置は、色座標変
換器10を有している。色座標変換器10は、ブロック
分割器11及び色成分変換器12を備えている。ブロッ
ク分割器11は、赤、緑、青や、シアン、マゼンタ、
黄、黒等の複数の色成分をもつ入力画像データINをn
×n(n;任意の自然数)画素の複数のブロックに分割
して入力色成分D11を生成するものである。ブロック
分割器11の出力側は、入力色成分D11の色成分間の
相関を利用し、圧縮データD12をブロック単位に生成
する色成分変換器12の入力側に接続されている。色成
分変換器12は、第1合成色成分生成器12aと第2合
成色成分生成器12bとで構成され、入力色成分D11
が双方に入力されるようになっている。第1合成色成分
生成器12aは、入力色成分D11を入力して第1合成
色成分pi及び第1色成分変換ベクトルLpを生成する
ものである。第2合成色成分生成器12bは、入力色成
分D11、第1合成色成分pi、及び第1色成分変換ベ
クトルLpを入力して第2合成色成分qi及び第2色成
分変換ベクトルLqを生成するものである。第1合成色
成分pi、第1色成分変換ベクトルLp、第2合成色成
分qi、及び第2色成分変換ベクトルLqは、色成分変
換器12の出力側で加算されるようになっている。色成
分変換器12の出力側には、圧縮データD12を保存す
る蓄積装置20が接続され、更にその出力側に、色座標
逆変換器30が接続されている。色座標逆変換器30
は、蓄積装置20に保存された圧縮データD12から再
生色成分D31をブロック単位に生成する色成分逆換器
31と、再生色成分D31を入力画像データINと同一
の位置に配置して再生画像データD32を生成するブロ
ック配置器32とを備えている。尚、これらの各機能ブ
ロックは、例えば、加算器や乗算器等のディジタル回路
で構成されている。
FIG. 2 is a functional block diagram of an image data compression / decompression device for carrying out the image data compression method according to the embodiment of the present invention. This image data compression / decompression device has a color coordinate converter 10. The color coordinate converter 10 includes a block divider 11 and a color component converter 12. The block divider 11 includes red, green, blue, cyan, magenta,
Input image data IN having a plurality of color components such as yellow and black
The input color component D11 is generated by dividing into a plurality of blocks each having × n (n; any natural number) pixels. The output side of the block divider 11 is connected to the input side of a color component converter 12 that generates the compressed data D12 in block units by utilizing the correlation between the color components of the input color component D11. The color component converter 12 includes a first composite color component generator 12a and a second composite color component generator 12b, and has an input color component D11.
Is input to both sides. The first composite color component generator 12a receives the input color component D11 and generates the first composite color component pi and the first color component conversion vector Lp. The second composite color component generator 12b inputs the input color component D11, the first composite color component pi, and the first color component conversion vector Lp to generate the second composite color component qi and the second color component conversion vector Lq. To do. The first composite color component pi, the first color component conversion vector Lp, the second composite color component qi, and the second color component conversion vector Lq are adapted to be added at the output side of the color component converter 12. A storage device 20 for storing the compressed data D12 is connected to the output side of the color component converter 12, and a color coordinate inverse converter 30 is connected to the output side thereof. Color coordinate inverse converter 30
Is a color component reverser 31 that generates a reproduction color component D31 in block units from the compressed data D12 stored in the storage device 20, and a reproduction color component D31 arranged at the same position as the input image data IN. And a block arranging device 32 for generating data D32. Each of these functional blocks is composed of, for example, a digital circuit such as an adder or a multiplier.

【0010】次に、図2の画像データ圧縮復元装置を用
いた画像データ圧縮方法等を説明する。図1は、本発明
の実施例を示す画像データ圧縮方法のフローチャートで
ある。この図1と図2とを参照しつつ図2中の色座標変
換器10の処理内容を説明する。本実施例は、2色以上
の任意の数の色成分をもつ入力画像を対象とする画像デ
ータ圧縮方法であるが、その代表的な例として、3色の
入力色成分をもつ画像が入力された場合について説明す
る。図1のブロック分割処理S1において、図2のブロ
ック分割器11は、入力画像データINをn×n画素か
らなるブロックに分割し、入力画像データINの3色の
入力色成分D11を、各ブロック毎に色成分変換器12
へ入力する。色成分変換器12は、3色の入力色成分D
11(3色の入力色成分をそれぞれa,b,cとする)
から第1及び第2合成色成分をブロック単位に生成す
る。その処理手順(S2〜S13)を以下説明する。先
ず、色成分変換器12中の第1合成色成分生成器12a
の処理手順(S2〜S8)を説明する。平均値計算処理
S2において、次の(1)式を用いて各ブロック内にお
ける各画素の入力色成分xの平均値E(x)(但し、x
=a,b,c)を各入力色成分毎に求める。
Next, an image data compression method and the like using the image data compression / decompression device of FIG. 2 will be described. FIG. 1 is a flowchart of an image data compression method showing an embodiment of the present invention. The processing contents of the color coordinate converter 10 in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The present embodiment is an image data compression method for an input image having an arbitrary number of color components of two or more colors. As a typical example, an image having three input color components is input. The case will be described. In the block division processing S1 of FIG. 1, the block divider 11 of FIG. 2 divides the input image data IN into blocks of n × n pixels, and outputs the three input color components D11 of the input image data IN to each block. Color component converter 12 for each
To enter. The color component converter 12 receives the three input color components D
11 (Three color input color components are a, b, and c, respectively)
To generate the first and second composite color components in block units. The processing procedure (S2 to S13) will be described below. First, the first composite color component generator 12a in the color component converter 12
The processing procedure (S2 to S8) will be described. In the average value calculation process S2, the average value E (x) of the input color component x of each pixel in each block (where x
= A, b, c) is calculated for each input color component.

【0011】[0011]

【数1】 第1の分散計算処理S3において、次の(2)式を用い
て各ブロック内における各画素の入力色成分xの分散v
(但し、x=a,b,c)を各入力色成分毎に求め
る。
[Equation 1] In the first variance calculation process S3, the variance v of the input color component x of each pixel in each block is calculated using the following equation (2).
x (however, x = a, b, c) is calculated for each input color component.

【0012】[0012]

【数2】 分散ベクトル構成処理S4において、次の(3)式を用
いて各ブロック毎に入力色成分分散ベクトルFを求め
る。
[Equation 2] In the dispersion vector construction process S4, the input color component dispersion vector F is obtained for each block using the following equation (3).

【0013】[0013]

【数3】 入力色成分差分ベクトル構成処理S5において、次の
(4)式を用いて各ブロック毎にそれぞれの画素に対す
る入力色成分差分ベクトルXを求める。
(Equation 3) In the input color component difference vector construction process S5, the input color component difference vector X i for each pixel is obtained for each block using the following equation (4).

【0014】 X=[a−E(a) b−E(b) c−E(c)] ・・・(4) 但し、 i=1,2,・・・,n×n 色成分合成値計算処理S6において、次の(5)式を用
いてブロック内の各画素毎に入力色成分の合成値y
求める。この合成値yは、入力色成分差分ベクトルX
を構成する要素の加重和を意味する。 y=F・X T ・・・(5) 但し、 i=1,2,・・・,n×n ・;行列演算の積 T;ベクトルの転置 第2の分散計算処理S7において、次の(6)式を用い
て各ブロック毎に入力色成分の合成値yに対する分散v
を求める。
X i = [a i −E (a) b i −E (b) c i −E (c)] (4) where i = 1, 2, ..., N × n In the color component composite value calculation process S6, the composite value y i of the input color component is obtained for each pixel in the block using the following equation (5). This combined value y i is the input color component difference vector X
It means a weighted sum of the elements that make up i . y i = F · X i T (5) where i = 1, 2, ..., N × n ·; product of matrix operations T; transposition of vector In the second distributed calculation process S7, The variance v of the input color component with respect to the composite value y is calculated for each block using the equation (6).
Find y .

【0015】[0015]

【数4】 選択処理S8において、次の(7)式を用いて第1合成
色成分p及び第1色成分変換ベクトルLpを決定す
る。即ち、各分散v(x=a,b,c)及び分散v
のうちから最大の分散を求め、各入力色成分差分の値
{a−E(a)},{b−E(b)},{c−E
(c)}及び合成値yのうちから、この最大の分散に
対応する値が各画素毎に選択され、この選択された値が
各画素に対応した第1合成色成分pとなり、更に、各
画素の入力色成分差分ベクトルXを第1合成色成分p
に変換するベクトルに相当する第1色成分変換ベクト
ルLpが決定される。 v>v,v>v,v>vのとき p=a−E(a) v>v,v>v,v>vのとき p=b−E(b) v>v,v>v,v>vのとき p=c−E(c) 上記以外のとき p=y 但し、 i=1,2,・・・,n×n v>v,v>v,v>vのとき Lp=[1 0 0] v>v,v>v,v>vのとき Lp=[0 1 0] v>v,v>v,v>vのとき Lp=[0 0 1] 上記以外のとき Lp=F ・・・(7) 但し、 p;ブロック内の各画素における第1合成色成分の値 Lp;第1色成分変換ベクトル 次に、第2合成色成分生成器12bの処理手順(S9〜
S12)を以下説明する。
[Equation 4] In the selection process S8, the first composite color component p i and the first color component conversion vector Lp are determined using the following equation (7). That is, each variance v x (x = a, b, c) and variance v y
The maximum variance is calculated from among the values, and the values of the respective input color component differences {a i -E (a)}, {b i -E (b)}, {c i -E
(C)} and the composite value y i , the value corresponding to this maximum variance is selected for each pixel, and the selected value becomes the first composite color component p i corresponding to each pixel, and , The input color component difference vector X i of each pixel is set to the first composite color component p.
The first color component conversion vector Lp corresponding to the vector to be converted to i is determined. When v a > v y , v a > v b , v a > v c p i = a i −E (a) v b > v y , v b > v a , v b > v c p i = b i -E (b) v c> v y, v c> v a, v c> v b p i = y i However, when other than p i = c i -E (c ) above when, i = 1, 2, ..., When n × n v a > v y , v a > v b , v a > v c Lp = [1 0 0] v b > v y , v b > v a , v when b> v c Lp = [0 1 0] v c> v y, v c> v a, v c> v when b Lp = [0 0 1] when other than the above Lp = F · · · ( 7) However, p i ; the value of the first composite color component in each pixel in the block Lp; the first color component conversion vector Next, the processing procedure of the second composite color component generator 12b (S9-
S12) will be described below.

【0016】残差ベクトル構成処理S9において、次の
(8)式を用いて残差ベクトルUを求める。残差ベク
トルUは、入力色成分差分ベクトルXを第1合成色
成分pで近似したときの誤差を表す。 U=X−pLp ・・・(8) 但し、 i=1,2,・・・,n×n ここで、 U=[r] とする。最大ベクトル算出処理S10において、次の
(9)式のように表わされるベクトルUの大きさを表
すベクトルUのノルム‖U‖が最大になるiを求め
る。 ‖U‖=(r 2 +s 2 +t 2 1/2 ・・・(9) 今、i=mのとき‖U‖が最大になるとする。即ち、 ‖U‖=max‖U‖ (i=1,2,・・・,n×n) とする。
In the residual vector construction process S9, the residual vector U i is obtained using the following equation (8). The residual vector U i represents an error when the input color component difference vector X i is approximated by the first combined color component p i . U i = X i -p i Lp ··· (8) where, i = 1,2, ···, n × n Here, the U i = [r i s i t i]. In the maximum vector calculation process S10, i that maximizes the norm ‖U i ‖ of the vector U i representing the magnitude of the vector U i expressed by the following equation (9) is obtained. ‖U i ‖ = (r i 2 + s i 2 + t i 2 ) 1/2 (9) Now, when i = m, it is assumed that ‖U i ‖ becomes maximum. That is, ‖U m ‖ = max‖U i ‖ (i = 1, 2, ..., N × n).

【0017】第2色成分変換ベクトル構成処理S11に
おいて、次の(10)式を用いて第2色成分変換ベクト
ルLqを求める。第2色成分変換ベクトルLqは、入力
色成分差分ベクトルXを第2合成色成分qに変換す
るベクトルである。
In the second color component conversion vector construction processing S11, the second color component conversion vector Lq is obtained using the following equation (10). The second color component conversion vector Lq is a vector that converts the input color component difference vector X i into the second composite color component q i .

【数5】 第2合成色成分算出処理S12において、次の(11)
式を用いてブロック内の各画素における第2合成色成分
を求める。
(Equation 5) In the second combined color component calculation process S12, the following (11)
The second combined color component q i at each pixel in the block is calculated using the formula.

【0018】 q=Lq・X T ・・・(11) 但し、 i=1,2,・・・,n×n T;ベクトルの転置 ・;行列演算の積 出力処理S13において、次のデータd1〜d3を、必
要に応じた精度で圧縮データD12として蓄積装置20
に保存する。 d1;第1合成色成分p及び第2合成色成分q(但
し、i=1,2,・・・・,n×n) d2;第1色成分変換ベクトルLp及び第2色成分変換
ベクトルLq d3;入力色成分xの平均値E(x)(但し、x=a,
b,c) 図3は、図2中の色座標逆変換器30の動作を示すフロ
ーチャートである。この図3と図2を参照しつつ図2中
の色座標逆変換器30の処理内容を説明する。色成分逆
変換器31は、蓄積装置20に保存された圧縮データD
12から再生色成分D31をブロック単位に生成する。
その処理手順(S14〜S16)を以下説明する。
Q i = Lq · X i T (11), where i = 1, 2, ..., N × n T; transpose of vector; product of matrix operation In output process S 13, The data d1 to d3 are stored in the storage device 20 as compressed data D12 with accuracy as required.
Save to. d1; first composite color component p i and second composite color component q i (where i = 1, 2, ..., N × n) d2; first color component conversion vector Lp and second color component conversion Vector Lq d3; average value E (x) of input color component x (where x = a,
b, c) FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the color coordinate inverse converter 30 in FIG. The processing contents of the color coordinate inverse converter 30 in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. 3 and 2. The color component inverse converter 31 uses the compressed data D stored in the storage device 20.
The reproduction color component D31 is generated from 12 in block units.
The processing procedure (S14 to S16) will be described below.

【0019】図3の再生値算出処理S14において、次
の(12)式を用いて入力色成分の再生値z(x)(但
し、x=a,b,c)を各画素毎に求める。 Z=p+qLq+K ・・・(12) ここで、 Z=[z(a) z(b) z(c)] (但し、i=1,2,・・・,n×n) K=[E(a) E(b) E(c)] z(x);ブロック内の各画素における入力色成分x
の再生値(但し、x=a,b,c) p;ブロック内の各画素における第1合成色成分の値 q;ブロック内の各画素における第2合成色成分の値 Lp;第1色成分変換ベクトル Lq;第2色成分変換ベクトル E(x);ブロックにおける入力色成分xの平均値(但
し、x=a,b,c) 再生値出力処理S15において、ブロック内の各画素に
おける入力色成分xの再生値z(x)(但し、x=
a,b,c i=1,2,・・・,n×n)を、再生色
成分D31としてブロック配置器32へ入力する。ブロ
ック配置処理S16において、ブロック配置器32は、
ブロック単位に入力される再生色成分D31を、入力画
像と同じ位置に配置して再生画像D32を出力する。
In the reproduction value calculation process S14 of FIG. 3, the reproduction value z (x) (where x = a, b, c) of the input color component is obtained for each pixel using the following equation (12). Z i = p i L i + q i Lq + K (12) where, Z i = [z (a i ) z (b i ) z (c i )] (where i = 1, 2, ... , N × n) K = [E (a) E (b) E (c)] z (x i ); input color component x at each pixel in the block
Reproduction value (where x = a, b, c) p i ; value of first composite color component q i at each pixel in the block; value of second composite color component L p at each pixel in the block; first Color component conversion vector Lq; Second color component conversion vector E (x); Average value of input color component x in the block (where x = a, b, c) In the reproduction value output process S15, in each pixel in the block The reproduction value z (x i ) of the input color component x (where x =
a, b, c i = 1, 2, ..., N × n) is input to the block allocator 32 as the reproduction color component D31. In the block placement process S16, the block placement unit 32
The reproduced color component D31 input in block units is arranged at the same position as the input image, and the reproduced image D32 is output.

【0020】以上のように、本実施例では、入力画像デ
ータINの入力色成分D11の分散が最大になる場合の
第1合成色成分pを、従来技術における主成分分析法
に比べて簡単な入力色成分の分散vによる演算で求
め、更に、第1合成色成分pをもとにして第2合成色
成分qを求めるようにしたので、色座標変換に要する
演算量が従来に比べて大幅に低減される。本実施例をJ
PEG(Joint Photographic Coding Experts Group)等
の符号化方法と組み合わせれば、更に高効率かつ圧縮率
の高い画像データ圧縮を実現できる。なお、本発明は、
上記実施例に限定されず種々の変形が可能である。その
変形例としては、例えば次のようなものがある。 (A) 図2中の蓄積装置20は、伝送線路等の伝送手
段でもよい。 (B) 上記実施例中のn×n画素のブロックは、n×
m(m;nと異なる自然数)画素でもよい。 (C) 実施例では、圧縮データD12を、第1合成色
成分p、第2合成色成分q、第1色成分変換ベクト
ルLp、第2色成分変換ベクトルLq、及び入力色成分
xの平均値E(x)としているが、第1合成色成分
、第1色成分変換ベクトルLp、及び入力色成分x
の平均値E(x)としてもよい。この場合、(12)式
は、次の(13)式のようになる。 Z=p+K ・・・(13)
As described above, in this embodiment, the first composite color component p i when the variance of the input color component D11 of the input image data IN becomes maximum is simpler than that in the prior art principal component analysis method. Since the input color components are calculated by the variance v x , and the second composite color component q i is calculated based on the first composite color component p i , the calculation amount required for color coordinate conversion is Significantly reduced compared to. This embodiment is J
When combined with an encoding method such as PEG (Joint Photographic Coding Experts Group), it is possible to realize image data compression with higher efficiency and higher compression rate. The present invention is
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. The following are examples of such modifications. (A) The storage device 20 in FIG. 2 may be transmission means such as a transmission line. (B) The n × n pixel block in the above embodiment is n × n.
It may be m (a natural number different from m; n) pixels. (C) In the embodiment, the compressed data D12 is composed of the first composite color component p i , the second composite color component q i , the first color component conversion vector Lp, the second color component conversion vector Lq, and the input color component x. Although the average value E (x) is used, the first composite color component p i , the first color component conversion vector Lp, and the input color component x
The average value E (x) of In this case, the equation (12) becomes the following equation (13). Z i = p i L i + K (13)

【0021】[0021]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ブロック分割処理、平均値計算処理、第1の分散
計算処理、分散ベクトル構成処理、入力色成分差分ベク
トル構成処理、色成分合成値計算処理、第2の分散計算
処理、選択処理、残差ベクトル構成処理、最大ベクトル
算出処理、第2色成分変換ベクトル構成処理、第2合成
色成分算出処理、及び出力処理を行うことによって、入
力画像の入力色成分の分散が最大になる場合の第1合成
色成分を、従来技術における主成分分析法に比べて簡単
な入力色成分の分散による演算で求め、更に、第1合成
色成分をもとに第2合成色成分を求めるようにしたの
で、色座標変換に要する演算量を、従来に比べて大幅に
低減できる。即ち、本発明では、従来技術における次の
(a)及び(b)の量を求める演算を必要としない分だ
け、色座標変換に要する演算量が低減する。 (a) 入力画像を表現する複数の色成分の共分散。 (b) 入力画像データの複数の色成分に対する分散・
共分散行列の固有値と固有ベクトル。
As described above in detail, according to the present invention, block division processing, average value calculation processing, first dispersion calculation processing, dispersion vector construction processing, input color component difference vector construction processing, color components By performing a composite value calculation process, a second variance calculation process, a selection process, a residual vector configuration process, a maximum vector calculation process, a second color component conversion vector configuration process, a second composite color component calculation process, and an output process. , The first composite color component in the case where the variance of the input color components of the input image is maximum is obtained by an arithmetic operation based on the variance of the input color components, which is simpler than the principal component analysis method in the prior art. Since the second composite color component is obtained based on the component, the amount of calculation required for color coordinate conversion can be significantly reduced compared to the conventional case. That is, in the present invention, the amount of calculation required for color coordinate conversion is reduced by the amount that does not require the following calculation for determining the amounts (a) and (b) in the prior art. (A) Covariance of a plurality of color components expressing an input image. (B) Variance of input image data for a plurality of color components
Eigenvalues and eigenvectors of the covariance matrix.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例を示す画像データ圧縮方法のフ
ローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart of an image data compression method showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例を示す画像データ圧縮復元装置
の機能ブロック図である。
FIG. 2 is a functional block diagram of an image data compression / decompression device showing an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例を示す画像データ復元方法のフ
ローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart of an image data restoration method showing an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 色座標変換器 11 ブロック分割器 12 色成分変換器 12a 第1合成色成分生成器 12b 第2合成色成分生成器 20 蓄積装置 30 色座標逆変換器 31 色成分逆変換器 32 色成分配置器 S1 ブロック分割処理 S2 平均値計算処理 S3 第1の分散計算処理 S4 分散ベクトル構成処理 S5 入力色成分差分ベクトル
構成処理 S6 色成分合成値計算処理 S7 第2の分散計算処理 S8 選択処理 S9 残差ベクトル構成処理 S10 最大ベクトル算出処理 S11 第2色成分変換ベクトル
構成処理 S12 第2合成色成分算出処理 S13 出力処理
Reference Signs List 10 color coordinate converter 11 block divider 12 color component converter 12a first composite color component generator 12b second composite color component generator 20 storage device 30 color coordinate inverse converter 31 color component inverse converter 32 color component arranger S1 Block division process S2 Average value calculation process S3 First variance calculation process S4 Variance vector construction process S5 Input color component difference vector construction process S6 Color component composite value calculation process S7 Second variance calculation process S8 Selection process S9 Residual vector Configuration process S10 Maximum vector calculation process S11 Second color component conversion vector configuration process S12 Second composite color component calculation process S13 Output process

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 1/46 H04N 1/46 Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical display location H04N 1/46 H04N 1/46 Z

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力画像を複数のブロックに分割するブ
ロック分割処理と、 前記ブロックを構成する画素の画素データの入力色成分
毎の平均値をそれぞれ求める平均値計算処理と、 前記ブロックを構成する画素の画素データの入力色成分
毎の分散である第1の分散をそれぞれ求める第1の分散
計算処理と、 前記第1の分散を要素とするベクトルを正規化した入力
色成分分散ベクトルを前記各ブロック毎に構成する分散
ベクトル構成処理と、 前記ブロック内の各画素データの前記各入力色成分の値
から該入力色成分に対応した前記平均値をそれぞれ引い
て入力色成分差分を求め、それを要素とする入力色成分
差分ベクトルを前記各画素毎に構成する入力色成分差分
ベクトル構成処理と、 前記入力色成分分散ベクトルと前記入力色成分差分ベク
トルとの内積をとることによって前記ブロック内の各画
素の入力色成分の合成値をそれぞれ求める色成分合成値
計算処理と、 前記各合成値の分散である第2の分散を求める第2の分
散計算処理と、 前記各第1の分散及び前記第2の分散のうちから最大の
分散を求め、前記各入力色成分差分の値及び前記合成値
のうちから該最大の分散に対応する値を前記各画素毎に
選択して各画素毎の第1合成色成分とし、入力色成分の
色成分数と同数の要素をもち、1個の要素値のみ1で残
りの要素値が0である単位ベクトル又は前記入力色成分
分散ベクトルから該第1合成色成分に変換する際の第1
色成分変換ベクトルを決定する選択処理と、 前記入力色成分差分ベクトルから前記第1合成色成分の
値と前記第1色成分変換ベクトルとの積を引くことによ
り該入力色成分差分ベクトルを該第1合成色成分で近似
したときの誤差を表す残差ベクトルを前記各画素毎に構
成する残差ベクトル構成処理と、 前記残差ベクトルのノルムを前記各画素毎に算出し、該
ノルムが最大となる最大ベクトルを求める最大ベクトル
算出処理と、 前記最大ベクトルを正規化して第2色成分変換ベクトル
とする第2色成分変換ベクトル構成処理と、 前記入力色成分差分ベクトルと前記第2色成分変換ベク
トルとの内積をとることによって第2合成色成分を前記
各画素毎に算出する第2合成色成分算出処理と、 前記平均値と第1合成色成分の値と第1色成分変換ベク
トルと第2合成色成分の値と第2色成分変換ベクトルと
を圧縮データとして出力する出力処理とを、 施すことを特徴とする画像データ圧縮方法。
1. A block division process for dividing an input image into a plurality of blocks, an average value calculation process for obtaining an average value for each input color component of pixel data of pixels forming the block, and forming the block. A first variance calculation process for obtaining a first variance, which is a variance for each input color component of pixel data of a pixel, and an input color component variance vector obtained by normalizing a vector whose elements are the first variance. Dispersion vector configuration processing configured for each block, the input color component difference is obtained by subtracting the average value corresponding to the input color component from the value of each input color component of each pixel data in the block, An input color component difference vector forming process for forming an input color component difference vector as an element for each pixel, the input color component dispersion vector and the input color component difference vector Color component composite value calculation processing for obtaining the composite value of the input color components of each pixel in the block by calculating the inner product with the second dispersion, and the second dispersion for obtaining the second dispersion which is the dispersion of each composite value. The maximum variance is calculated from the calculation process and the first variance and the second variance, and the value corresponding to the maximum variance is calculated from the values of the input color component differences and the composite value. A unit vector in which each pixel is selected to be the first composite color component for each pixel, has the same number of elements as the number of color components of the input color component, and only one element value is 1 and the remaining element values are 0. Alternatively, the first when converting from the input color component dispersion vector to the first composite color component
A selection process for determining a color component conversion vector; and subtracting the product of the value of the first composite color component and the first color component conversion vector from the input color component difference vector to obtain the input color component difference vector Residual vector construction processing for constructing, for each pixel, a residual vector that represents an error when approximated by one composite color component, and a norm of the residual vector is calculated for each pixel, and the norm is the maximum. Vector calculation processing for obtaining a maximum vector, a second color component conversion vector configuration processing for normalizing the maximum vector into a second color component conversion vector, the input color component difference vector and the second color component conversion vector A second composite color component calculation process for calculating a second composite color component for each of the pixels by taking an inner product of, and an average value, a value of the first composite color component, and a first color component conversion Vector and an output process for outputting a value of the second composite color component and second color component conversion vector as compressed data, the image data compression method comprising applying.
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