JPH0898208A

JPH0898208A - 画像圧縮装置

Info

Publication number: JPH0898208A
Application number: JP6257553A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Nakagawa; 義浩中川
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 1994-09-27
Filing date: 1994-09-27
Publication date: 1996-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】ソフトウェアによる比較的簡単な処理でカラー
画像データを圧縮することが可能な画像圧縮装置を提供
する。【構成】ＣＣＤ等から輝度信号Ｙと色差信号Ｕ、Ｖの
画像データをＹＵＶ１１で獲得し、分割部１２１で４×
４のブロックに分割する。ブロックの１６ピクセルのＹ
ＵＶから、ブロック輝度信号ｙａ、ｙｂ、ブロック色差
信号ｕ、ｖ、輝度信号成分ｙａ、ｙｂの分布を示すビッ
トマップｂｍをエンコード部１２２で作成する。処理対
象ブロックＣｂのブロック成分と、前フレームブロック
Ｐｆ、直前、左上、真上、右上の各ブロックＰｂ、Ｐｒ
ｌ、Ｐｒ、Ｐｒｒのブロック成分とをコンプレス部１３
で比較し、全てが一致するブロックを示すコード情報に
符号化する。不一致の場合、最も類似するブロックを示
すコード情報とブロック成分の差分データとから符号化
する。符号化データは送信部１４から送信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像圧縮装置に係り、詳
細には、カラー画像データの圧縮と、カラー画像の静止
画または動画を圧縮して送受信する画像圧縮装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】カラーの動画像や静止画像をディジタル
信号処理して送受信することが、テレビ会議やテレビ電
話、また、通信カラオケ等で行われるようになってい
る。このようなカラー画像のデータ量は非常に大きいた
め、データを送信する場合に、簡単で効率的な圧縮を行
うことが重要になっている。従来からよく使用される画
像データの圧縮方法として、例えば離散コサイン変換
（ＤＣＴ）があり、ＪＰＥＧ（写真専門家合同委員会）
によるカラー静止画像を圧縮する場合等に使用されてい
る。ＤＣＴは、隣合う画素間の変化が少なく、画素間の
相関が非常に高いという自然画像の性質を利用したので
ある。すなわち、空間的な相関度が非常に高い画像を直
交変換によって周波数成分に分解することで、その信号
成分の大部分を低周波成分に集中させ、高周波成分をゼ
ロに近くすることができる。ＪＰＥＧによるカラー静止
画像を圧縮する場合であれば、このＤＣＴにより例えば
８×８からなるブロック毎の画像データを８×８の周波
数成分に変換した後、量子化を行うことで高周波成分を
０にし、高域部で０のデータを連続させる。その後に、
ランレングス符号化とハフマン符号化を行うことで、デ
ータ量を削減している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなＤ
ＣＴによる画像データの圧縮は、変換処理量が膨大とな
るため、ソフトウェアによる変換処理では非常に時間が
必要になるという問題がある。ＤＣＴ専用のハードウェ
アにより処理を高速化することも可能であるが、データ
送信側には画像データを圧縮するための専用ハードウェ
アが必要であり、データ受信側にも圧縮された画像デー
タを伸長するためのハードウェアが必要になる。また、
ＤＣＴでは、ＲＧＢの原画像データをフレームバッファ
に蓄積した後に、周波数変換等の処理を行っているの
で、送受信装置基に大容量のフレームバッファを必要と
していた。

【０００４】そこで、本発明の目的は、ソフトウェアに
よる比較的簡単な処理でカラー画像データを圧縮するこ
とが可能な画像圧縮装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、各ピクセルデータが輝度信号と色差信号で構成され
た画像データを獲得する画像データ獲得手段と、この画
像データ獲得手段で獲得された画像データから、ｎ×ｍ
からなるブロックデータを生成するブロック生成部と、
このブロック生成部で生成されたブロックデータから、
そのブロックを表す、輝度信号、色差信号、輝度信号の
成分の分布を示すｎ×ｍのビットマップとからなるブロ
ック成分を生成するエンコード手段と、を画像圧縮装置
に具備させて前記目的を達成する。請求項２記載の発明
では、請求項１記載の画像圧縮装置において、前記エン
コード部で生成されたブロック成分を、そのブロック成
分と、ブロック成分が一致または最も類似している類似
ブロックを選択し、この類似ブロックを示すコードデー
タと、類似ブロックのブロック成分に対する差分データ
とから符号化する符号化手段、を更に具備させる。請求
項３記載の発明では、請求項２記載の画像圧縮装置にお
いて、前記ブロック生成部で生成された全ブロック成分
の中から最も多く存在するブロック成分を検出する最多
ブロック検出部を備え、前記画像データ獲得手段は、静
止画像に対する１フレーム分の画像データを獲得し、前
記符号化手段は、この最多ブロック検出部で検出された
ブロック成分を含めて一致、または最も類似するブロッ
クの選択を行う。

【０００６】

【作用】請求項１記載の画像圧縮装置では、各ピクセル
データが輝度信号と色差信号で構成された画像データを
獲得し、ｎ×ｍからなるブロックデータを生成する。そ
して、生成したブロックを表す、複数の輝度信号、色差
信号、輝度信号の成分の分布を示すｎ×ｍのビットマッ
プとからなるブロック成分を生成することでデータを圧
縮する。請求項２記載の画像圧縮装置では、エンコード
部で生成されたブロック成分を、そのブロック成分と、
ブロック成分が一致または最も類似している類似ブロッ
クを選択し、この類似ブロックを示すコードデータと、
類似ブロックのブロック成分に対する差分データとから
符号化することで、更にデータを圧縮する。請求項３記
載の画像圧縮装置では、静止画像について、ブロック生
成部で生成された全ブロック成分の中から最も多く存在
するブロック成分を検出し、このブロック成分を含めて
一致、または最も類似するブロックの選択をする。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例における画像圧縮装
置を使用した画像圧縮通信システムについて図１ないし
図９を参照して詳細に説明する。図１は、動画データを
送受信する画像圧縮通信システムの構成を表したもので
ある。この図に示すように、画像圧縮通信システムは、
図１（ａ）に示す、画像データを圧縮・符号化して送信
する送信側と、（ｂ）に示す、圧縮されたデータを受信
して復号化・伸長する受信側とを備えている。画像圧縮
通信システムの送信側は、各ピクセルが輝度信号Ｙと、
色差信号Ｕ、Ｖを有する画像データを獲得するＹＵＶ獲
得部１１と、ブロックエンコード部１２と、変換された
ブロック成分のフレーム間およびフレーム内一致を判断
し符号化するコンプレス部１３、および符号化されたデ
ータを送信する送信部１４から構成されている。

【０００８】ブロックエンコード部１２は、ＹＵＶ獲得
部１１で獲得した画像データを所定のｎ×ｍサイズのブ
ロックに分割する分割部１２１と、ブロックを構成する
各ピクセルのＹＵＶデータからそのブロックのブロック
成分を生成するエンコード部１２２を備えている。コン
プレス部１３は、符号化処理の対象となっている現フレ
ームについてのブロック成分が１フレーム分格納される
現フレームバッファと１３１、１フレーム前のブロック
成分が１フレーム分格納される前フレームバッファ１３
２、およびブロック成分の一致または不一致に応じた符
号化によってデータ符号化を行う符号化部１３３を備え
ている。

【０００９】一方、受信側は、符号化されたデータを受
信する受信部２４、符号化されたブロックデータをブロ
ック成分に逆変換するデコンプレス部２３、ブロック成
分をＹＵＶピクセルデータに逆変換するブロックデコー
ド部２２および、ＹＵＶデータを出力する出力部２１と
から構成されている。デコンプレス部２３は、符号化さ
れたデータを元のブロック成分に復号する復号化部２３
１と、現在復号化処理が行われているフレームについて
の復号化後のブロック成分が格納される現フレームバッ
ファ３２２、現フレームバッファ３２２から供給される
１フレーム前のブロック成分が格納される前フレームバ
ッファ２３３とを備えている。

【００１０】次に、本実施例の画像圧縮通信システムに
おける、画像圧縮についての基本的考え方について説明
する。すなわち、画像圧縮通信システムでは、画像圧縮
に当たって、人間の目は輝度変化には敏感であるが色
変化には鈍感であるという性質、画像を構成するピク
セルを適当にブロック化したときに多くの自然画像で概
ね成立する１ブロック内には１色しか存在しないという
仮定、一般的動画では、あるフレームと直前フレーム
とでは変化しない部分が大部分を占めるという事実、等
の前提に基づいて画像圧縮を行うものである。

【００１１】次に、このように構成された実施例により
動画データを送受信する動作について説明する。画像圧
縮通信システムの送信側は、ＹＵＶ獲得部１１で、各ピ
クセルが輝度信号Ｙと、色差信号Ｕ、Ｖで表された各フ
レームの画像データを、例えばＣＣＤ（Charge Coupled
Device ）等から獲得する。ＹＵＶ獲得部１１に、色を
表す情報としてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）からなる
色情報が入力された場合には、この色情報から次の数式
１に従って、ＹＵＶデータを算出する。なお、ＲＧＢの
各色情報は一般に８ビットで表現され、２⁸×２⁸×２
⁸＝１６，７７７，２１６色が表現される。このＲＧＢ
に対して、変換後のＹ、Ｕ、Ｖの各データも８ビットで
表される。このようにして、ＹＵＶ獲得部１１で獲得し
たＹ、Ｕ、Ｖのデータは、フレーム単位で順次ブロック
エンコード部１２に供給される。

【００１２】

【数１】Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４ＢＵ＝０．５６４（Ｂ−Ｙ）Ｖ＝０．７１３（Ｒ−Ｙ）

【００１３】画像データがブロックエンコード部１２に
供給されると、分割部１２１は、画像データを各フレー
ム毎に、４×２、２×４、８×４、８×８等の任意のサ
イズに分割する。本実施例では、図２に示すように、４
ピクセル×４ピクセルの各ブロックに分割する。そし
て、原画１フレーム当たりの解像度は分割サイズの整数
倍であれば任意であるが、本実施例では、１フレーム当
たり６４０ピクセル×４８０ピクセル＝３０７，２００
ピクセルの解像度で構成されている。従って、原画１フ
レームは分割部１２によって１６０ブロック×１２０ブ
ロック＝１９，２００ブロックに分割される。

【００１４】そして、エンコード部１２２は、図３に示
すように、分割された各ブロックに含まれる１６ピクセ
ルについてのＹＵＶデータから、ブロック輝度成分ｙ
ａ、ｙｂ、ブロック色成分ｕ、ｖおよび、ｂｍ（ビット
マップ）で構成されるブロック成分を生成する。このブ
ロック成分は、ｙａ、ｙｂ、ｕ、ｖが８ビット、ｂｍが
１６ビットで構成される。これによって、分割部１２１
で分割された段階で１ブロックあたり、８ビット×３成
分（ＹＵＶ）×１６ピクセル＝３８４ビットで構成され
ていたデータが、ブロック成分によって、８ビット×４
種類（ｙａ、ｙｂ、ｕ、ｖ）＋１６ビット（ビットマッ
プ）＝４８ビットに圧縮される。すなわち、エンコード
部１２２によって４８／３８４＝１／８にデータが圧縮
される。

【００１５】ここで、各ブロック成分の算出について説
明する。すなわち、ブロック色成分ｕ、ｖは、ブロック
内ピクセル色成分Ｕ１〜Ｕ１６、Ｖ１〜Ｖ１６の平均値
により生成する。すなわち、ｕ＝（ΣＵｉ）／１６、ｖ
＝（ΣＶｉ）／１６により算出する。ここで、Σの範囲
ｉは１〜１６である。また、ブロック輝度成分ｙａ、ｙ
ｂは、ブロック内ピクセル輝度成分Ｙ１〜Ｙ１６から閾
値Ｈを算出し、その閾値Ｈよりも大きな輝度成分Ｙｈを
有するピクセルの平均値をｙａ、閾値ｈよりも小さい輝
度成分Ｙｌを有するピクセルのの平均値をｙｂとする。

【００１６】閾値Ｈの選定は、任意であり種々の方法で
決めることが可能であるが、本実施例では、輝度成分Ｙ
の内最も大きな値のＹｍａｘと、最も小さな値のＹｍｉ
ｎを除いた１４個の輝度成分Ｙの平均値を閾値Ｈとして
採用している。従って、閾値Ｈ、ブロック輝度成分ｙ
ａ、ｙｂは次の数式２によって算出される。なお、数式
２において、ｐはＹｈの数、ｑはＹｌの数で、ｐ＋ｑ＝
１６である。

【００１７】

【数２】Ｈ＝〔（ΣＹｉ）−Ｙｍａｘ−Ｙｍｉｎ〕／１４ｙａ＝（ΣＹｈ）／ｐｙｂ＝（ΣＹｌ）／ｑ

【００１８】図４は、閾値Ｈと輝度成分ｙａ、ｙｂの具
体的算出について表したものである。この図４に示すよ
うに、ブロック内ピクセル輝度成分Ｙ１〜１６が、図４
（ａ）に示すような値であったとする。この場合、輝度
成分の最大値ＹｍａｘはＹ９の値“１０”で、最小値Ｙ
ｍｉｎはＹ１６の値“１”である。従って、Ｙ９とＹ１
６を除く他の輝度成分の平均値を算出すると、（８３−
１０−１）／１４＝５．１４となる。従って、閾値Ｈ＝
５．１４となる。

【００１９】この閾値Ｈ以上の値を持つ輝度成分Ｙｈに
は、図４（ｂ）の斜線部で示すように、Ｙ１、Ｙ５、Ｙ
６、Ｙ９、Ｙ１０、Ｙ１３、Ｙ１４の７個が該当し、そ
の平均値から、ｙａ＝７７．１となる。また、閾値Ｈよ
り小さい輝度成分Ｙｌには、点々部で示すように、Ｙ
２、Ｙ３、Ｙ４、Ｙ７、Ｙ８、Ｙ１１、Ｙ１２、Ｙ１
５、Ｙ１６の９個が該当し、その平均値から、ｙｂ＝
３．２２となる。そして、図４（ｃ）に示すように、７
個のＹｈの値を一律にブッロク輝度成分ｙａとみなし符
号“１”で表し、一方、９個のＹｌの値を一律にブロッ
ク輝度成分ｙｂとみなして符号“０”で表すことで、２
値化されたｂｍを作成する。すなわち、ｂｍ＝（“１０
００１１００１１００１１００”）となる。

【００２０】ブロックエンコード部１２は、エンコード
部１２２で生成した、各ブロックについてのブロック成
分（ｙａ、ｙｂ、ｕ、ｖ、ｂｍ）をコンプレス部１３に
供給する。コンプレス部１３では、既に現フレームバッ
ファ１３１に格納されているデータ（１フレーム前のブ
ロック成分）を前フレームバッファ１３２に移した後
に、ブロックエンコード部１２から供給されるブロック
成分を現フレームバッファ１３１に格納する。。そし
て、符号化部１３３において、符号化対象となるブロッ
ク（最新のブロック）のブロック成分について、前フレ
ームブロック（Ｐｆ）および現フレームの周辺ブロック
との間で、ブロック成分一致条件により、データ符号化
を行う。

【００２１】図５はブロック成分一致条件によるデータ
符号化の概念説明するためのものである。この図におい
て、現フレームの斜線で示す３行３列目のブロックを処
理ブロックＣｂとして符号化する場合について説明す
る。この処理ブロックＣｂに対して、前フレームバッフ
ァ１３２の同一位置である３′行３′列目に格納されて
いる前フレームブロックをＰｆとする。また、現フレー
ムバッファ１３１において、処理ブロックの１つ前に符
号化処理をした２行３列目のブロックをＰｂとする。さ
らに、１列前の２列について、処理ブロックＣｂの左上
（２行２列目）をＰｒｌ、真上（３行２列）をＰｒ、右
上（４行２列）をＰｒｒとする。

【００２２】そして、処理ブロックＣｂのブロック成分
と、これら比較ブロックＰｆ、Ｐｂ、Ｐｒｌ、Ｐｒ、Ｐ
ｒｒのブロック成分とを比較し、一致しているブロック
を探し、図６（ａ）に示す符号化規則に従って、一致し
たブロックによるコード化を行う。すなわち、処理ブロ
ックＣｂが、直前ブロックＰｂと一致している場合に
は、Ｃｂのブロック成分ｙａ、ｙｂ、ｕ、ｖ、ｂｍ（総
計４８ビット）が、“１００”の３ビットに圧縮され
る。

【００２３】一方、比較ブロックの中に一致するブロッ
クがない場合、符号化部１３３は、、処理ブロックＣｂ
のブロック成分が、前フレームブロックＰｆと直前ブロ
ックＰｂのいずれのブロック成分に類似しているかを判
断し、図６（ｂ）に従って、類似ブロックによるコード
化を行う。すなわち、類似しているブロックを示す３桁
のヘッダと、各ブロック成分ｙａ、ｙｂ、ｕ、ｖ、ｂｍ
の一致・不一致を表す５ビットのマップ（“●●●●
●”）と、一致していないＣｂの成分（★★…）で表
す。ここで、“●●●●●”は０または１によるビット
列である。また、★は、Ｃｂの実際の成分値を示す数値
であり、各成分値は８ビットの２進数で表現される。

【００２４】例えば、処理ブロックＣｂと類似する直前
ブロックＰｂの両成分の値が次の通りであったものとす
る。Ｃｂ；ｙａ＝２００、ｙｂ＝１００、ｕ＝１２８、ｖ＝
１２０、ｂｍ＝ｘＰｂ；ｙａ＝２００、ｙｂ＝１２０、ｕ＝１１０、ｖ＝
１２０、ｂｍ＝ｘこの場合、処理ブロックＣｂのコードは次のようにな
る。すなわち、ヘッダは、類似ブロックである直前ブロ
ックを示すビット列“１１１”で表される。一致・不一
致ビットマップは、ｙａ、ｖ、ｂｍが一致して、ｙｂと
ｕが不一致であるから、ｙａ、ｙｂ、ｕ、ｖ、ｂｍの順
に、ビット列“０１１００”で表される。Ｃｂの不一致
成分値は、数値ｙｂ＝１００と数値ｕ＝１２８で表され
る。従って、処理ブロックＣｂのコードは、ヘッダ
（“１１１”）３ビット＋一致・不一致ビットマップ
（“０１１００”）５ビット＋不一致成分値（１００、
１２８）となる。なお、不一致成分値である１００と１
２８は、それぞれ８ビットで表現される。

【００２５】コンプレス部１３で符号化された処理ブロ
ックＣｂのブロック成分の符号化データは、前フレーム
ブロックＰｆと一致している場合に最小のデータ量にな
る。この場合、分割部１２１で分割された時点での１ブ
ロックのデータ量が、８×３×１６＝３８４ビットなの
で、１／３８４に圧縮されたことになる。一方、コンプ
レス部１３による符号化データが最大となるのは、フレ
ーム間一致がなく、かつ処理ブロックＣｂの全成分が、
Ｐｆ、Ｐｂの全成分と不一致である場合である。この場
合、コンプレス部１３の符号化データの量は、３＋５＋
４８＝５６ビットとなり、この場合の圧縮率は５６／３
８４＝１／６．８となる。

【００２６】以上の処理によって、符号化部１３３で符
号化されたブロック成分の符号化データは、各フレーム
毎にコンプレス部１３から送信部１４に供給される。送
信部１４では、電話網、専用回線、無線通信、ＩＳＤＮ
（サービス総合ディジタル網）、コンピュータ通信、等
の各種通信手段によって、図１（ｂ）に示す受信側に送
信する。受信側の受信部２４は、符号化データを受信す
ると、デコンプレス部２３に供給する。デコンプレス部
２３では、符号化データを、図６（ａ）（ｂ）の符号化
コード割当に従って、前フレームブロックＰｆ、直前ブ
ロックＰｂ、左上ブロックＰｒｌ、真上ブロックＰｒ、
右上ブロックＰｒｒのなかから参照すべきブロックを選
択する。そして、符号化データがブロック間一致を示す
コードであれば、該当位置に格納されている（既に復号
化されている）ブロック成分ｙａ、ｙｂ、ｕ、ｖ、ｂｍ
を、現在処理対象となっている処理ブロックＤｂのブロ
ック成分として、現フレームバッファ２３２に格納す
る。また、符号化データがブロック間不一致を示すコー
ドであれば、図６（ｂ）の符号化規則に従って、符号化
データのヘッダ部で指定される類似ブロックのブロック
成分と符号化データとから、処理ブロックＤｂのブロッ
ク成分を生成し、現フレームバッファ２３２に格納す
る。

【００２７】復号化部２３１で、処理ブロックＤｂにつ
いて符号前のブロック成分ｙａ、ｙｂ、ｕ、ｖ、ｂｍが
生成されると、ブロックデコード部２２に供給される。
ブロックデコード部２２では、ブロック成分ｙａ、ｙ
ｂ、ｕ、ｖ、ｂｍから、図７に示すように、４×４ピク
セルのＹＵＶデータを生成する。すなわち、ブロック成
分のｂｍが図７（ａ）に示すビットマップであったとす
ると、（ｂ）に示すように、ビットマップのデータが
“１”であるピクセルは、Ｙ＝ｙａ、Ｕ＝ｕ、Ｖ＝ｖと
なり、“０”であるピクセルは、Ｙ＝ｙｂ、Ｕ＝ｕ、Ｖ
＝ｖとなる。このように、デコードされた後のブロック
データは、全体として色差データＵ、Ｖからなる１色
で、その輝度データＹがｙａとｙｂの２種類に分かれ
る。

【００２８】本実施例の画像圧縮通信システムにより圧
縮後に再現された画像データは、前述したように、分割
されたブロック内には自然画像の場合１色しか存在せ
ず、人間の目は色変化には鈍感であるため、１ブロック
内に４×４＝１６種類存在するＵ１、Ｖ１〜Ｕ１６、Ｖ
１６の色をｕ、ｖの１色にしても、画像の劣化は充分目
立たない程度であった。また、人間の目は色変化よりも
輝度変化に対して敏感であるため、輝度成分Ｙをｙａと
ｙｂの２種類としたので、輝度変化に対しても劣化は目
立たなかった。

【００２９】ブロックデコード部２２は、デコード後の
各ピクセルのＹ、Ｕ、Ｖデータを出力部２１に供給し、
出力部２１は図示しないテレビ電話、テレビ会議、通信
カラオケ等に使用されるＣＲＴ、プラズマディスプレ
イ、液晶表示装置等の各種表示装置等に出力する。ここ
で、出力部２１は、接続されている表示装置がＹ、Ｕ、
Ｖデータを要求している場合にはそのまま出力する。一
方、ＲＧＢデータを要求している場合には、次の数式３
に従って、Ｙ、Ｕ、ＶデータからＲ、Ｇ、Ｂデータを算
出して出力する。

【００３０】

【数３】Ｂ＝１．７７３Ｕ＋ＹＲ＝１．４０３Ｖ＋ＹＧ＝Ｙ−（０．５６４／０．５８７）Ｕ＋（０．７１３
／０．５８７）Ｖ

【００３１】次に、第２の実施例として、静止画像の画
像圧縮通信システムについて、そのシステム構成図であ
る図８を参照して説明する。なお、図１に示した第１の
実施例と同一部分には同一の符号を付して、その説明を
適宜省略することにする。静止画像の画像圧縮通信シス
テムの場合、動画像と異なり、比較ブロックとなる前フ
レームが存在しない。そこで、この第２の実施例では、
１フレーム分のブロック成分が格納された現フレームバ
ッファ１３１の中から、最も多く存在するブロック成分
を検出し、これを比較ブロックＰｆとして比較ブロック
バッファ１３５に格納する比較ブロック検出部１３５を
備えている。比較ブロックバッファ１３５は、１ブロッ
ク分のブロック成分ｙａ、ｙｂ、ｕ、ｖ、ｂｍを格納す
る４８ビット分のバッファで構成されている。

【００３２】デコンプレス部２３では、同様に４８ビッ
ト分の比較ブロックバッファ２３５を備えている。ま
た、デコンプレス部２３の現フレームバッファ２３７
は、コンプレス部１３のそれとは異なり、比較ブロック
Ｐｆを受信部２４で受信するので１フレーム分を格納す
る必要がなく、ブロック成分２コラム分のバッファが使
用される。２コラム分必要とされるのは、処理ブロック
Ｄｂと比較するブロックとして、比較ブロックＰｂの他
に、現フレームの直前ブロックＰｂ、左上ブロックＰｒ
ｌ、真上ブロックＰｒ、右上ブロックＰｌの２コラム分
必要だからである。

【００３３】この第２の実施例によれば、静止画像を送
受信する場合、最も多く存在するブロック成分を検出し
て比較ブロックＰｆとしているので、符号化部１３３で
処理ブロックＣｂを符号化する場合に、Ｐｆとブロック
間一致する回数が最も多くなり、従って“０”の最も短
いコード長で符号化することができ（図６（ａ））、圧
縮効率がよくなる。

【００３４】以上説明したように、第１および第２の実
施例によれば、コンプレス部１３で符号化する前に、既
にブロックエンコード部１２で各ブロック毎に１／８に
データが圧縮されているので、現フレームバッファ１３
１、前フレームバッファ１３２のバッファサイズを小さ
くすることができる。特に、第２の実施例においては、
現フレームバッファが２コラム分でよいため、よりバッ
ファサイズを小さくすることができる。また、符号化部
１３３によるブロック成分のコード化処理と、復号化部
２３２による符号化データのデコード化処理は、フレー
ム間一致の検出と図６の符号化規則による変換だけなの
で、データ符号化や復号化を高速処理する特別なハード
ウェアがなくても、ソフトウェアにより充分に対応する
ことができる。従って、通信カラオケのように、一定の
ビル内の中央ステーション等の一か所から静止画像や動
画像を送信し、これを複数の箇所で受信するような画像
圧縮通信システムの場合、送信側および受信側の両装置
において、少ないバッファの使用で、かつソフトウェア
の処理によって画像処理を行うことができる。このよう
に、本実施例によれば、画像圧縮通信システムを簡単な
構成とすることができる。

【００３５】以上説明した実施例では、ブロック成分の
ｂｍについて、１６ビットの内容のまま周辺ブロック等
の一致、不一致を調べていたが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。例えば、全部“１”、全部“０”、
上半分が“１”、右半分が“１”、１コラム置きに
“１”…、というように、６４の代表的なビットマップ
のテーブルを予め作成しておき、各テーブルを６ビット
のコードで指定するようにしてもよい。このように、６
ビットで表された６４の各テーブルにより、ブロック成
分のｂｍを比較するので、ブロック間一致度が高くな
り、一層データ圧縮される。また、不一致の場合でも、
１６ビットのビットマップを６ビットの符号列で表現し
ているため、１０ビットのデータが圧縮されることにな
る。また、本実施例では、各ブロック成分ｙａ、ｙｂ、
ｕ、ｖのそれぞれを８ビットで表したが、本発明ではこ
れに限定されず、例えば、各ブロック成分を６ビットで
表し、また、５ビット、４ビット等の他のビット数であ
らわしてもよい。さらに、ｙａ、ｙｂを８ビットまたは
６ビット、ｕ、ｖを６ビットまたは５ビット、というよ
うに、輝度信号と色差信号とを異なるビット数で表すよ
うにしてもよい。

【００３６】また、本発明では、図６に示した符号化規
則に限定されず、他の規則を使用してもよい。例えば、
ブロック間一致の場合、図９に示す規則を使用してもよ
い。この規則では、比較的一致する度合いの少ない右上
ブロックを比較対象から外すと共に、コードの内容を変
更している。なお、前フレームブロック連続Ｐｆｎは、
一致ブロックが６ブロック以上続いた場合（ｎ≧６）に
用いられる。

【００３７】さらに、色成分Ｕ、Ｖからブロック色成分
ｕ、ｖを算出する場合、上記説明の実施例では、Ｕ、Ｖ
の平均値を使用したが、他に、処理ブロックのなかで一
番頻度の高い色成分Ｕ、Ｖの値をブロック色成分ｕ、ｖ
としてもよい。また、２つのブロック輝度成分ｙａ、ｙ
ｂを区別するための閾値Ｈとして、輝度成分Ｙｍａｘと
Ｙｍｉｎを除いた値の平均値を使用したが、他に、全輝
度成分Ｙの単純平均値を閾値Ｈとしてもよく、さらに、
圧縮する画像データの種類に応じて任意の値を設定する
ようにしてもよい。

【００３８】また、本実施例では、処理ブロックＣｂの
全ブロック成分が、Ｐｆ、Ｐｂ、Ｐｒｌ、Ｐｒ、ｐｒｒ
のいずれとも一致していない場合、類似ブロックの選択
対象として図６（ｂ）に示すように、ＰｆとＰｂを使用
したが、これに限定されず、任意のブロックを予め決め
ておき、それとの間で類似ブロックを選択するようにし
てもよい。例えば、選択対象として、ＰｆとＰｒの２つ
の場合、Ｐｆ、Ｐｒ、Ｐｂの３つの場合等を使用してよ
もい。さらに、本実施例では、処理ブロックＣｂとの全
ブロック成分が一致しているか否かを判断する対象とし
て、Ｐｆ、Ｐｂ、Ｐｒｌ、Ｐｒ、ｐｒｒを使用したが、
本発明では、他に、一致する頻度が高いＰｆ、Ｐｂ、Ｐ
ｒの３つ対象としてもよい。比較対象を少なくすること
で、ソフトウェアによる処理を一層容易にすることがで
きる。

【００３９】

【発明の効果】請求項１記載の画像圧縮装置では、各ピ
クセルデータが輝度信号と色差信号で構成された画像デ
ータを獲得し、ｎ×ｍからなるブロックデータを生成す
る。そして、生成したブロックを表す、複数の輝度信
号、色差信号、輝度信号の成分の分布を示すｎ×ｍのビ
ットマップとからなるブロック成分を生成することでデ
ータを圧縮するので、ソフトウェアによる比較的簡単な
処理でカラー画像データを圧縮することができる。請求
項２記載の画像圧縮装置では、エンコード部で生成され
たブロック成分を、そのブロック成分とブロック成分が
一致、または最も類似している類似ブロックを選択し、
この類似ブロックを示すコードデータと、類似ブロック
のブロック成分に対する差分データとから符号化するの
で、更にデータを圧縮することができる。請求項３記載
の画像圧縮装置では、ブロック生成部で生成された全ブ
ロック成分の中から最も多く存在するブロック成分を検
出し、このブロック成分を含めて一致、または最も類似
するブロックの選択するので、静止画像についてデータ
の圧縮率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における画像圧縮通信システ
ムのシステム構成図である。

【図２】同上、画像データを４ピクセル×４ピクセルの
ブロックに分割する場合の説明図である。

【図３】、同上、エンコード部における、ＹＵＶデータ
から、ブロック成分ｙａ、ｙｂ、ｕ、ｖ、ｂｍを生成す
る場合の説明図である。

【図４】同上、エンコード部における、輝度成分ｙａ、
ｙｂおよびビットマップｂｍの生成についての説明図で
ある。

【図５】同上、符号化部における、ブロック成分一致条
件によるデータ符号化の概念説明図である。

【図６】同上、符号化部におけるブロック成分の符号化
規則を表す図である。

【図７】同上、ブロックデコード部における、ブロック
成分ｙａ、ｙｂ、ｕ、ｖ、ｂｍから４×４ピクセルのＹ
ＵＶデータを生成する場合の説明図である。

【図８】本発明の第２の実施例における画像圧縮通信シ
ステムのシステム構成図である。

【図９】本発明における、他の符号化規則を表す図であ
る。

【符号の説明】

１１ＹＵＶ獲得部１２ブロックエンコード部１２１分割部１２２エンコード部１３コンプレス部１３１現フレームバッファ１３２前フレームバッファ１３３符号化部１４送信部２１出力部２２ブロックデコード部２３デコンプレス部２３１復号化部２３２現フレームバッファ２３３前フレームバッファ２４受信部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各データが輝度信号と色差信号で構成さ
れた画像データを獲得する画像データ獲得手段と、この画像データ獲得手段で獲得された画像データから、
ｎ×ｍからなるブロックデータを生成するブロック生成
部と、このブロック生成部で生成されたブロックデータから、
そのブロックを表す、複数の輝度信号、色差信号、輝度
信号の成分の分布を示すｎ×ｍのビットマップとからな
るブロック成分を生成するエンコード手段と、を具備す
ることを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項２】前記エンコード部で生成されたブロック
成分を、そのブロック成分と、ブロック成分が一致また
は最も類似している類似ブロックを選択し、この類似ブ
ロックを示すコードデータと、類似ブロックのブロック
成分に対する差分データとから符号化する符号化手段、
を具備することを特徴すとる請求項１記載の画像圧縮装
置。
【請求項３】前記ブロック生成部で生成された全ブロ
ック成分の中から最も多く存在するブロック成分を検出
する最多ブロック検出部を備え、前記画像データ獲得手段は、静止画像に対する１フレー
ム分の画像データを獲得し、前記符号化手段は、この最多ブロック検出部で検出され
たブロック成分を含めて一致、または最も類似するブロ
ックの選択を行うことを特徴とする請求項２記載の画像
圧縮装置。